【2020年高考必备】导数中分类讨论思想的应用及分类

导数中分类讨论思想的应用及分类
导数之所以难是因为加入了参数使得确定的函数变的不确定，因此对参数进行讨论进而确定出函数的单调区间、极值、最值、趋势图像是高考中每年必考的内容，分类讨论思想在任何专题中都可能出现，很多老师反复提醒要做到不重不漏，可是要做到不重不漏的前提是在做题之前就应该知道该题目分类讨论的依据是什么，今天我们重点来看看如何把握导数中常见的分类讨论依据。

如果没有参数，我们队复杂函数求最值的程序是：
那么既然设置参数了，导函数也必定含有参数，则分类讨论就出现了，因为导函数含有参数，那么对导函数求根的时候有没有根？有几个根？如果有两个根，则两根大小如何确定？如果题目的参数设置不是在函数上而是在定义域上，则函数是能够准确作出趋势图像的，但是定义域有参数就意味着可以左右移动，在移动的过程中单调区间和最值都会发生变化。

因此在导数中分类讨论题目主要分成这两大类，第一：参数在函数上，第二：参数在定义域上，若函数和定义域都有参数，如果是相同的参数还好说，如果是不同的参数，题目就麻烦了。

根据高考出题形式，今天主要讨论参数在函数上的类型，在复杂函数形式设置上有两种常见的方向，一种是导函数可以转化为二次函数或者类二次函数的形式，另一种是非二次函数的形式，可能里面涉及了三角函数，指数对数等。

题型一：导函数是二次函数或者类二次函数形式的
既然是二次函数的形式，那么必须考虑二次函数参数的设置，若参数在二次项的系数上则若系数
为零，则导函数就可以转化为一次函数的形式，若不是零，则继续按照二次函数形式求根；若参数在一次项的系数上，则二次函数开口确定，对称轴不确?不确定，因此二次函数定；若参数在常数项上，则开口和对称轴都是确定的，但是是否有根也不确定，故二次函数形式的导函数讨论流程如下：
①如若二次函数或高次函数的最高次系数存在参数，则需对参数是否为零进行讨论，但是有一类除外，即如果二次函数各项符号均相同（同正同负）时则可以直接判定，例'2'0a?1?axa?y?2?y0，再例，可直接判断出当时，'2'0?a?01a2y??ax??y，此时不需要对参数是否，则可直接判断出当时，为零进行讨论，除此之外均需对参数是否为零进行讨论；
②若二次函数最高次不为零时，则需对二次函数的判别式进行讨论，讨论的目的是判断导函数是否有根，从而确定原函数极值点的个数；
③若二次函数能解出两根，但是两根有一个存在参数或两根都存在参数，则需分别讨论两根的大小关系；
④若原函数有限定的定义域，则还需要讨论极值点和定义域端点的位置关系。

例1.已知函数2?1x?ax)?(a?1)ln(fxf(x)的单调性。

，讨论函数2?aax?12f(x)(0,??)，的定义域为解析：函数'?)f(x x a?0时，当'(x)?0ff(x)在定义域内单调递增。

，故函数a??1
时，当'(x)?f0f(x)在定义域内单调递减。

，此时
a?10?1?a?时，令当'??x0?f(x)，解得2a1?1aa?当
''),??x?[]?x?(0,?(x)f0?0f(x)?时，；当时，2a2a1?a?1a)xf(在故????)(0,x]x?[?,单调递减。

单调递增，在a22a注意题目中为什么没有对最高次的参数是否为零进行单独讨论？因为分子部分符a非负状态下的单调性，切记，切记。

号相同，很容易判断
例2.已知函数2?x?a ln(x)?xxff(x)在定义域上的单调性。

，讨论2?xx?a2解析：'a?8??1?)(x?0)(xf，
x10?8a??1?时，当'(x)f?0?af(x)(0,??)上单调递增；在，恒成立，8 1?1?8a1?1?8a10?1???8a时，当,x?x??a，此时12448
a1?81??8a1?11单调递减，在若0?x?x(),?0?a)f(x在，即时，21448
1?1?8a1?1?8a),(,??(0,)上单调递增44．1?1?8a上单调递减，在0?a x0?x?)(0,)(xf在，即时，214a?81?1),??(上单调递增。

4综上，略1已知函数3.例2a?1x?1)ln x?ax?(axf()?f(x)的单调性。

，讨论函数
22?ax?a?1(x?1)[xx?(a?1)]f(x)(0,??)，解析：函数的定义域为'f?(x)?
xx令'x?1,x?a?10f?(x)，则21（此时需要判断两根的大小关系，且勿忽略相等的时候）
a?1?1a?2时，当，即'(x)?f0f(x)(0,??)上单调递增；，此时在a?1?1a?2f(x)(0,1),(a?1,??)(1,a?1)上上单调递增，在时，此时当，即在单调递减；
a?1?11?a?2f(x)(0,a?1)(1,??)(a?1,1)上单调递增，在，即在时，此时当上单调递减。

综上，略
1．求函数例432?1x(x)??axf[0,2]上的最值。

在区间3解析：'2x?0,x?2a0)?ax?2?x(x?2af(x)?x，21a?0f(x)[0,2]上单调递增，此时当在时，11?4af(2)?)(0)?1,f(x??f(x)f
maxmin30?a?1f(x)(0,2a)(2a,2)上单调递增，在时，上单调递减，在当11?4a(2)?1,f?(2f(x)?fa),f(0) min3112①若f(x)?f(0)?1?aa?4?1时，，即max33112②若f(x)?f(0)?f(2)?1?4??aa1时，，即max33．
11211③若?4aa?f(x)?f1?(2)??4a，即时，max33311a?1f(x)[0,2]上单调递减，当时，在f?4a(x)?f(2)?，min3f(x)?f(0)?1max1已知函数5.例2xx ln??(a?)f(x))??(1,上，函数的图像恒在直线，若在区间2aax2y?的取值范围。

的下方，求实数(1,??)y?2axf(x)?2ax在区上，函数的图像恒在直线解析：在区间的下方等价于1)??(1,上恒成立，即间20?2ax?ln x?(a)x?，由于不
能分离参数，因此采用21整体法，设2ax2?ln x)?(a?)x?x g(，
22?2ax?1(x?1)[(2a?1)x?1](2a?1)x'g(x)??g(x)的最大值，需要，接下来求
xx对参数进行分类讨论。

11?x01?2a?，即当'(x?)??0g a(1,??)上恒成立，时，在2x g(x)?g(1)??1，此时符合题意。

max1a?1，时，即当'(x)?g01?，此时不符合题意2a?11111时，即当单调递减，在单),(1,1)???1(?a?)g(x在，此时12a??12a?212a调递增，不符合题意
11a?1或时，即当a??12a?12
1a?)g(x),(1??时，此时在当单调递增，不符合题意11当a??a??g(x)g(1)?),(1??)x g(，若符合在单调递减，时，此时max22111题意则??a?0?a??，解得22211综上所述，?a??
22题型二：导函数不是二次函数和类二次函数形式
能因式分解的先分解，之后求根，注意所求的根在所给出的定义域有没有意义，如果两个根中有一个或两个含有参数，则需要对比两根的大小关系，最后如果原函数有定义域，还需判断极值点和定义域端点处的位置关系。

已知函数6.例x22)??2x(cos x?sin)?xx?2cos x,g(x)?ef(x，
令)x?af()?g(x)(hx)xh(，讨论的单调性并判断有无极值，有极值时求出极值。

解析：
x'x22sinx)?)(2(ex??2cos x)ha(x)h(x)?e?(cos x?sin x2x?2)?a(x?，x?yx sin y?的图像关系如下：需要注意和f(x)=sin(x)f(x)=x
x?0x?sin xx?0x?sin x时，时，；当根据图像可知当a?00时，当）（1''x=0x(x)?0,x?h00)h?(x??ea；令则；令，令'(x)?0,xh?0(??,0)(0,??))h(x上单调递增，在上单调递减，在，所以函数h(0)??1?2a 函数存在极小值a?0时，令当（2）'x?0x?ln a ln a0h?(x)和0，则或的大，接下来需要讨论小关系。

ln a?0a?1时，当，即'(x)?h0h(x)单调递增，无极值点；，
ln a?0a?1h(x)(??,0),(ln a,??)(0,ln a)单时，，即当上单调递增，在在h(0)??2a?1，有极小值调递减，此时函数有极大值2a?2ln a?sin(ln a)?cos(ln(ln ha)??a[ln a)?2]
ln a?00?a?1h(x)(ln a,0))),(0,??(??,ln a单在当单调递增，在，即时，调递减，此时函数有极大值2a?2ln a?sin(ln a)?cos(ln a)?[ln?)(ln ha?a2]，h(0)??2a?1有极小值综上，略．
x?0，上题中导函数必须分解因式，否则根本求不出根，分解之后能看出一个根是a?0a，则整个导函数有两个根，若的正负，若但是另外一个式子能否有根取决于a?0，则导函数有一个根，若有两个根还需要判断两个根的大小关系。

．。