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高中数学—导数突破(六、一道极难的用分类讨论法的零点问题)

更新时间:作者:小小条

在上一讲《“洛必达”无法用,端点去探路》中,我们提到,解决恒成立、零点问题的基本方法是分类讨论法,但分类讨论法是很考验人的,是万不得已的情况下才会去使用。

上一讲的端点探路法,以及以后要讲的必要性探路法、特殊点取等、指对同构等,都是针对一些特殊类型的恒成立问题,采用特定措施去减少讨论,从而降低复杂性。

高中数学—导数突破(六、一道极难的用分类讨论法的零点问题)

那有人会说,端点探路法中也存在讨论呀,是的,包括后面要讲的必要性探路法也会有讨论,但比起真正的完全用分类讨论解决的问题,那是“小巫见大巫”,今天就让你们看看什么是真正的分类讨论。

这是一道2015年全国I卷的第21题,是压轴大题,也就是十年前的高考,虽然这么多年过去了,对这道题估计许多人都研究透了,但多数人面对它,压力仍然很大。

下面看第二问。第二问给了一个取最小值的函数,我是搞计算机的,这个在任何高级语言中都会提供这个函数,当然在算法学*时,会让你自己去写这个取最小值的算法实现。

前面说过,导数在解答过程中,每一步都要先想一想,能不能简化一些。所以我们先从最简单的部分开始。

当讨论到这时,我们已经往下讨论了两级,但还需要继续往下讨论第三级,这才是真正开始上难度的部分。

至此,本道题的讨论部分才算完,但本道题的解答还没有结束,因为还要最重要的一步,就是把上述的讨论结果要总结归纳,而这又是这道题最难、也是最容易搞混的地方。

首先要知道你这道题是让你回答什么?如果对一个不含参的函数,它的零点情况就是确定的,也就是在它的定义域范围内的零点数目、每个零点所在的区间都可以确定。但我们这道题是含参的函数,就需要你根据参数a的不同,来分别说明它的零点情况,这也是这道题让你回答的东西。

之所以这道题的最后总结比较难,一是你怎么去划分参数的范围;二是在每段参数范围内,h(x)的零点不是由一个函数决定的,有时可能是g(x)的,有时可能是f(x)的,有时两者都会有,有重复的零点、有需要归并的区间,你怎么去处理这种情况,具体见下面的分析。

当然,如果你把上面总结的7点写出来,也算对,但如果能写出最后归并的结果最好。看完这道题,你可能觉得不是难而是繁,但繁就是一种难的形式,如果这道题你能够讨论明白,那么任何的分类讨论就不在话下了。

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