高中導數解題技巧之分類討論

在閱讀本篇具體內容之前,先思考這樣一個問題,高考中導數大題中,除了求導之外,還有什麼技巧是必須掌握的,隱零點?韋達代換?極值點偏移?二階三階導?其實這些都是錦上添花的技巧,高考對於導數的核心考察,就是分類討論,90%的高考題都繞不開分類討論。分類討論大致可分為兩種,一種是對引數的分類討論,另一種是對區間的分段討論,本專欄後面所說的分類討論一般特指前一種,後一種則稱為分段討論。

為什麼高考中分類討論考察如此之廣,個人認為原因有三,其一,考察學生的分析能力與對多種複雜情況區分處理能力;其二,分類討論往往可以在一道題目中同時考察多個知識點;其三,分類討論幾乎是高中階段唯一繞開分離變數洛必達型問題中極限敘述的辦法。

2017全國II(文):

(1)問由可得單調遞增區間為,單調遞減區間為,。

(2)問是一個典型的透過分類討論繞過極限的洛必達型問題,如果瞭解洛必達,可以快速猜出的結論,如果不瞭解洛必達呢?其實不瞭解洛必達也是一樣的,從樸素的切線角度同樣可以猜到這個結論,由上面求導可知在處切線斜率為,現在題目中要求在區間上的影象恆不在直線上方,顯然有,至於是不是一定滿足題意,則需要更進一步討論。

那麼既不瞭解洛必達,也不知道利用切線猜,該基於什麼分類呢?對於題目中這樣的恆成立的問題,首先我們要建構函式並求導:

由於何時正何時負依然看不清楚,所以要求二階導:

所以接下來很自然地就可以得出分界點了,分類討論的分界點大多數都是根據原函式零點或者單調性變化而得出, 對於本題而言,是單調遞增函式,的單調性要麼是先減後增,要麼是單調遞增(不可能單調遞減,因為不會恆小於等於零),這兩種單調性,就分別對應了和,因此分類就分為和,的情況比較好說明:

的情況可以透過找特殊點利用零點定理的做法來說明不成立,也即需要找到特殊點,使得,這個“特殊點”有多種找法,讀者可自行嘗試,本篇的找法是非常粗暴的放縮:

高中導數解題技巧之分類討論
注:

甚至可以根本不找這個特殊點直接論述:

高中導數解題技巧之分類討論
這裡會有同學有疑問,這個情況根本就不會發生為什麼也可以討論進去?其實是相當於證明了原命題的強化命題,哪怕情況是存在的,該命題都不成立,情況如果不存在,那就只剩情況,命題就更不會成立了。然而這個題之所以可以討論情況,是因為討論情況不會改變結論,如果情況恰好滿足題意,就會陷入兩難的境地,因此對自己不是那麼自信的同學還是老老實實用零點定理的方式去論證比較好。

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