零点存在定理+洛必达法则+换元法(一道很有意思的导数套路题,热身练第18题)
一、题目
(17 分)已知函数 .
(1)当 时,求 的极值;
(2)若 存在两个极值点 .
(i)求 的取值范围;
(ii) 证明: .
二、解法
此题的第(1)问和第(2)问的第(ii)小问比较简单,不需多说.
以下重点分析第第(2)问的第(i)小问.
解法1:参考答案的方法+零点存在定理+洛必达法则
由题意可得: 的定义域为 ,
且
,
设 ,
可知 在 内有两个变号零点,
则 ,
当 ;
当 时, ;
可知 在 上单调递减,
在 上单调递增,
则 的最小值为 ,
且当 趋近于 时, 趋近于 ,
当 时,
则 ,
可得 ,
可得 ,
即当 趋近于 时, 趋近于 ,
可得 ,
解得 ,
所以实数 的取值范围为 .
★备注:此法是参考答案给的解法.
有几处需特别注意,
第一,将原题划归为:
,
在 内有两个变号零点,
这一处理很有意思,实践证明,临场应试,确实是采用这种方法的学生比例最大.
第二,如果苛刻点来看,此法在使用零点存在定理的时候,
用取极限代替取点,且两边都是取极限,
每处扣1分,没有任何问题.
所以批改的时候,此问共6分,大致作对的,给5分.
若要得满分,需要细致地构造取点的方法,
耗时费力,得不偿失,我们平时和学生约定,时间不够,极限来凑,即可,
摒弃细枝末节,把握宏观大势,得到关键分数,就是王道,
个人觉得,这样无可厚非.
实际上,就是在取极限的时候,’
参考答案的方法都显得过于粗略了.
比如: ,
太过草率,
实际上:有洛必达法则知:
,
即可得:.
解法2:
原题等价划归为:有两个变号零点,
不做变形,继续求导,可得:,
注意到定义域为,讨论标准很清晰:
第一种情况:当时,
显然有,
即,在定义域内单调,不可能有两个变号零点,舍掉;
第二种情况:时,
显然时,,单调递减;
时,,单调递增;
若有两个变号零点,则必然有,
这样可以解得:,
至于使用零点存在定理的问题,和解法1的情况一样.
解法3:换元法+零点存在定理
临场应试中,也有不少同学使用了换元法,简化了计算,确实是很好的选择;
原题等价划归为:有两个变号零点,
然后令,则原问题可继续划归为:
在上有两个变号根,
这个问题,极其弱智了,没啥障碍,
当然,使用零点存在定理的问题依然存在,
不许纠结,大行不顾细谨,大礼不辞小让,
不纠结一城一地之得失,得到绝大部分的分数,
已经ok.
三、反思
1.阅卷过程中发现,能把此题写得滴水不漏的,稀少,但是有大局意识,能把握大趋势的,很多;
2.原理说清楚,趋势把握住,足矣,不需贪心,贪心是精进道路上的最大敌人.
3.明天继续研究数列新定义问题.