导数中的分类讨论,这样分,不会错!

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导数中的分类讨论,这样分,不会错!

小数老师说

导数里的分类讨论是同学们最头疼的点,其实在小数老师看来,导数题目不难,关键是要找准分类讨论的标准,然后计算能力过关就OK了,这个假期小数老师会通过几道例题分别给大家讲解一下这个知识点,希望能让绝大多数同学都能拿到满分!

分析

这道题显然是一道典型的利用导数求函数极值的题目,函数也是比较中规中矩的三次函数,因此,只要是基础知识扎实,这道题的难度不大!但是对于分类讨论部分,很多同学分类不清晰,再加上导数里面有参数a还有自变量x,同学们很容易会出现错误,下面,跟着小数老师一起看看,怎么分类才能拿满分?!

一般小数老师会根据求导后需要讨论的那部分解析式进行分类,比如,一次函数型,二次函数能分解因式型,二次函数不能分解因式型,能转化为一次或二次函数型,等,其中前三类是基础类型,同学们务必要掌握好,今天这道题属于二次函数能分解因式型。

解析

(1)对于求极值或者求单调性的题目,第一步是求导并求函数定义域(是原函数的定义域,而不是导函数的定义域哦)所以

接下来,观察导函数,会发现导函数可以是一个二次函数型的(一定不能直接说是二次函数,因为a的范围不确定),再回到条件里,可以看到a>0,所以就是属于二次函数,还是能分解因式的,所以继续往下,

我们知道,求函数的极值,一般是令导函数为0,求出根,然后判断函数在区间上的单调性,得到极值,

所以,令,即ax(ax-2)=0,所以,

由于a>0,所以x2>x1,所以可以得到

x (-∞,0)0 (0,2/a)2/a (2/a,

+∞)

f‘(x)+ 0 —0 +

f(x) 递增极大值递减极小值递增注意:第一问由于限制了条件a>0,所以不需要讨论,只要比较一下两根的关系即可,难度不是很大!

(2)第二问与第一问的区别在于两点:一是a的范围放大了,二是函数的定义域变小了,这样一来难度就有点增大了,我们从上面求出的导函数开始,

由于a的范围扩大了,对于这个导函数,形式上是二次函数,但其实不一定,因为二次项系数是a^2,所以第一步要先考虑a=0时,此时f’(x)=0,所以此时f(x)是常函数,不存在极值;

当a不等于0时,导函数为二次函数型的,

由(1)得,两根为

接下来由于a的范围不定,再加上定义域是[-1,1],必须要分类讨论了,那么应该怎么分类呢?

小数老师送你一个法宝,数轴,请看图:

这个图上三个点分别是定义域的两个端点,以及根x1,对于根x2,此时无法确定位置,但是我们要分类讨论了,通过数轴我们可以看到x2可以有以下几种情况了,

x2≤-1,

-1<><>

0<><>

X2≥1

共四种情况,接下来,我们就这四种情况进行讨论,

①当x2≤-1,即-2≤a<>导函数的大体图像为

通过图像列表可得

x [-1,0)0 (0,1]

f’(x)- 0 +

f(x) 递减极小值递增

②当-1<><>,即a<>导函数的大体图像为

通过图像列表为

2/a (2/a,0)0 (0,1]

x [-

1,2/a)

f’(x)+ 0 - 0 +

f(x) 递增极大值递减极小值递增

③当0<><>,即a>2时,导函数的大体图像为:

通过图像列表为

2/a (2/a,1]

x [-1,0) 0 (0,

2/a,)

f’(x)+ 0 - 0 +

f(x) 递增极大值递减极小值递增

④当X2≥1,即0<>≤2时,导函数的大体图像为:

通过图像列表为

x [-1,0)0 (0,1] f’(x)+ 0 -

f(x) 递增极大值递减

最后注意:刚才小数老师画的数轴与导函数的简图,不要出现在答题纸上,那仅仅是帮助你解题的一个工具而已哦,答题格式可以是列表,可以是描述,但是最后都不要忘了综上所述,把所有的情况都说明白,今天小数老师的目标是让大家会分类讨论,所以这题没有写标准答案,同学们自己要注意哈!

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