微专题深度分析系列08
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分类讨论的基本策略及操作程序
--------微专题深度分析系列08
(山东省滨州市2016 高三3 月模拟)已知函数
2
ln1.f xxaxxaR
(Ⅰ)当的单调区间;
1a 时,求函数
yf x
(Ⅱ)设函数
2
1g xf xx,当
2
0,xe
时,是否存在实数a ,使得函数
g x 的最小值为4?若存在,求
出a 的值,若不存在,请说明理由.
简析:(1)
( )f x 在(1,
)上为增函数;在(0,1) 上为减函数
(导数求最值端点值与极值比较导函数零点:①存在性;②在定义域内?③零点大小)
(2),
11ax
( )ln2( )g xaxxg xa
xx
2
0,xe
法一(分类讨论):1.当时,则在,( ),
0a
1
( )0( )g xg xxe
x
22
0,e 上为减函数,g x 有最小值
2
()04g e
故不适合题意。(导函数零点不存在)
0a
2.当时,则(导函数零点是否在定义域内,
0a
1
( )0g xx
aa
2
1
0,e
?)
①若时,则在,( ),故
0a 0a
1ax
( )0g x( )g x0,e 上为减函数,g x 有最小值
x
22
xe
22
()4g eae
不适合题意。(导函数零点在
2
0,e 左侧)
②若即时,则在,( )
222
1
e
a
2
1
0a( )0g x( )g x0,e 上为减函数,故当g x 有最小值
e
1ax
x
xe
22
2
4
()4g eaea
e
,与矛盾,故不适合题意。(导函数零点在
22
11
0a0a0,e 右侧)
ee
2
③若即时,则在
2
11
0ea(0],上为减函数,
ae
2
111
(0,)( )0( )xg xg x(,]( )0( )xeg xg x
aaa
2
在上为增函数,故当时,( ),所以a适合题意。(导函数
2
111
[,]exg x 有最小值
aaa
1
a
( )1ln24gae
e
零点在适合题意
2
0,e 内),综上,存在a
e
法二(特殊值探求必要条件):由函数( ),
ln2g xaxx0,xe (1)42ga
2
的最小值为4
又
111ax1
( )ln2( )0g xaxxg xax(0, )( )0( )xg xg x
xxaa
1
0, 20,e
2
,则
在上为减函数,在上为增函数,故当时,
11
(0],[,]ex( )g x 有最小值
aa
2
11
(,]( )0( )xeg xg x
aa
2
11
( )1ln24gae
aa
,所以a适合题意
e
点评:1.分类讨论是重要的数学思想之一,分类讨论的原则为:死去活来,按需分类;分类讨论的操作程序为:有需
求,无定论,则分类。此题所涉及的知识为:最值端点值与极值比较极值点导函数零点(①存在性;②在定义
域内?③零点大小),在操作层面上,第一步有确定导函数是否存在零点的需求(方程是否有实根),而没有固
10ax
定的结论,故需要分类讨论零点存在性;第二步有确定导函数零点是否在定义域内的需求(),也没有固定
2
1
(0,]?e
a
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的结论,一共有三种情况,实根1分别在区间的左、中、右,故接下来讨论这三种情况即可。分类讨论的难点在
a
2
(0,]e
于明白需求在哪里,在于弄清分类的标准?解决之道在于对涉及到的知识不能模糊而一知半解,要系统清晰全面,这样
很容易找到分类的标准,明白讨论什么,故有“死去活来”之说。一般地,之所以分类讨论,一种在于涉及到的公式、
定理及法则的需要,如等比数列前n 项和公式,不等式乘法次方开方法则,另一种在于操作程序的需要,如不同类型的
不等式解法不同等。
2.由于分类讨论解题的步骤较多,所以难于不重不漏完整解决,是否可以避免分类讨论?其中之一就是本题法二的思
路,先通过特殊值探求必要条件,从而缩小参数的范围,有望减少分类的层级数,减少解答步骤,缩短解题长度,以达
到降低难度的目的
同步练习:(2013 北京丰台二模数学理科)已知函数
2
1
( )2ln(21)f xxaxax aR
2
.
(Ⅰ)当时,求函数
1
2
a
( )f x 在[1, ]
e 上的最大值和最小值;
(Ⅱ)讨论
( )f x 的单调性.
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