多選題創(chuàng)設(shè)，多思維應(yīng)用

趙偉華

摘要：含參三次函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題，是高考數(shù)學(xué)與模擬卷中常見(jiàn)的一類基本題型.巧妙將高次函數(shù)與函數(shù)的零點(diǎn)加以交匯，融合導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用，交匯函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合、分類討論以及化歸與轉(zhuǎn)化思想方法，是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)學(xué)思想方法與數(shù)學(xué)能力協(xié)同作用的重要場(chǎng)所．本文結(jié)合實(shí)例在多選題背景下加以應(yīng)用，引領(lǐng)并指導(dǎo)解題研究．

關(guān)鍵詞：三次函數(shù)；導(dǎo)數(shù)；參數(shù)；分類討論；特殊值

利用導(dǎo)數(shù)法來(lái)分析與解決相關(guān)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)、結(jié)合零點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)確定參數(shù)的值或取值范圍等問(wèn)題，一直是高考數(shù)學(xué)中比較常見(jiàn)的一類熱點(diǎn)題型，難度一般也較大．具體解決問(wèn)題時(shí)，方法技巧多樣，但往往都離不開對(duì)參數(shù)的化歸與轉(zhuǎn)化，以及參數(shù)之間的分類討論，甚至與函數(shù)單調(diào)性、極值與最值的綜合應(yīng)用等．

1問(wèn)題呈現(xiàn)

問(wèn)題（2022屆廣東省惠州市高三（上）第三次調(diào)研數(shù)學(xué)試卷（1月份））（多選題）已知函數(shù)f（x）=x3+ax+b，a，b∈R，則下列選項(xiàng)中的條件使得f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)的有（）

A． a＜b，f（x）為奇函數(shù)

B． a=ln（b2+1）

C． a=－3，b2－4≥0

D． a＜0，b2+a36＞0

本題是含有兩個(gè)參數(shù)的三次函數(shù)中有關(guān)函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題．根據(jù)題目條件，若參數(shù)之間有隱藏的等量關(guān)系，則可將二元問(wèn)題變成一元問(wèn)題來(lái)分析與處理；若參數(shù)之間有隱藏的不等關(guān)系，則可根據(jù)該不等關(guān)系，借助判斷函數(shù)的極值的正負(fù)取值情況，從而得以判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題．

2問(wèn)題解決

方法1：（直接條件翻譯法）

解析：由題函數(shù)f（x）=x3+ax+b，求導(dǎo)有f′（x）=3x2+a，

對(duì)于選項(xiàng)A，由函數(shù)f（x）是奇函數(shù)，知b=0，

因?yàn)閍＜b=0，所以函數(shù)f（x）存在兩個(gè)極值點(diǎn)，易知函數(shù)f（x）有三個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

對(duì)于選項(xiàng)B，因?yàn)閎2+1≥1，所以a≥0，則知f′（x）≥0，

所以函數(shù)f（x）單調(diào)遞增，則函數(shù)f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)B正確；

對(duì)于選項(xiàng)C，若取b=2，則f（x）的極大值為f（－1）=4，極小值為f（1）=0，此時(shí)函數(shù)f（x）有兩個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

對(duì)于選項(xiàng)D，結(jié)合a＜0，由f′（x）=3x2+a=0，解得x=±-a3，

則知函數(shù)f（x）在－∞，－-a3上單調(diào)遞增，在－-a3，-a3上單調(diào)遞減，在-a3，+∞上單調(diào)遞增，

所以函數(shù)f（x）的極大值為f－-a3=b－2a3-a3，極小值為f-a3=b+2a3-a3，

因?yàn)閍＜0，所以b2+4a327＞b2+a36＞0，所以b2＞－4a327，則b＞－2a3-a3或b＜2a3-a3，

從而f－-a3＜0或f-a3＞0，可知f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)D正確；

所以選擇答案：BD．

解后反思：根據(jù)題目條件，結(jié)合函數(shù)的求導(dǎo)處理，通過(guò)直接利用各選項(xiàng)中的條件，結(jié)合導(dǎo)函數(shù)的解析式并利用參數(shù)的取值情況加以“翻譯”，確定各選項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的不同條件下是否使得函數(shù)f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)，進(jìn)而得以判斷．通過(guò)不同條件背景的構(gòu)建與分析，逐一分析與判斷，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．

方法2：（整體討論法）

解析：由題函數(shù)f（x）=x3+ax+b，求導(dǎo)有f′（x）=3x2+a，

（1） 若a≥0，則有f′（x）≥0，函數(shù)f（x）在R上單調(diào)遞增；

（2） 若a＜0，由f′（x）>0，解得x<－-a3或x>-a3，

則知函數(shù)f（x）在－∞，－-a3上單調(diào)遞增，在－-a3，-a3上單調(diào)遞減，在-a3，+∞上單調(diào)遞增，

又當(dāng)x→－∞時(shí)，f（x）→－∞；當(dāng)x→+∞時(shí)，f（x）→+∞.

對(duì)于選項(xiàng)A，由函數(shù)f（x）是奇函數(shù)，知b=0，結(jié)合a＜b=0，此時(shí)滿足情形（2），

因?yàn)閒（x）極大>0，f（0）=0，f（x）極小<0，則知函數(shù)f（x）有三個(gè)零點(diǎn)，不合題意，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

對(duì)于選項(xiàng)B，因?yàn)閎2+1≥1，所以a=ln（b2+1）≥0，此時(shí)滿足情形（1），函數(shù)f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)B正確；

對(duì)于選項(xiàng)C，若a=－3，b2－4≥0，則有b≤－2或b≥2，此時(shí)滿足情形（2），

當(dāng)b=2時(shí)，f（x）極大=f－-a3=f（－1）=b+2>0，f（x）極小=f-a3=f（1）=b－2=0，此時(shí)函數(shù)f（x）有兩個(gè)零點(diǎn)，

當(dāng)b>2時(shí)，f（x）極大=f－-a3=f（－1）=b+2>0，f（x）極小=f-a3=f（1）=b－2>0，此時(shí)函數(shù)f（x）有兩個(gè)零點(diǎn)，

同理，當(dāng)b=－2時(shí)，函數(shù)f（x）有兩個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)b<－2時(shí)，函數(shù)f（x）有一個(gè)零點(diǎn)，

綜上分析，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

對(duì)于選項(xiàng)D，若a＜0，b2+a36＞0，此時(shí)滿足情形（2），有f（x）極大=f－-a3，f（x）極小=f-a3，

而f（x）極小·f（x）極大=b2－-a33+a·-a32=b2+4a327> b2+a36>0，則函數(shù)f（x）僅有一個(gè)零點(diǎn)，故選項(xiàng)D正確；

所以選擇答案：BD．

解后反思：根據(jù)題目條件，結(jié)合函數(shù)的求導(dǎo)處理，利用導(dǎo)函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征對(duì)參數(shù)a進(jìn)行分類討論，剖析在不同情形下函數(shù)的單調(diào)性，進(jìn)而通過(guò)各選項(xiàng)中條件，分歸不同的參數(shù)取值情形，逐一加以分析與判斷．整體把握，分類討論，是解決此類含參高次函數(shù)問(wèn)題中比較常見(jiàn)的思維方式，但過(guò)程比較繁雜．

方法3：（特殊值法）

解析：對(duì)于選項(xiàng)A，由函數(shù)f（x）是奇函數(shù)，知b=0，結(jié)合a＜b=0，取a=－1，

此時(shí)函數(shù)f（x）=x3－x=x（x+1）（x－1），其有三個(gè)零點(diǎn)0，－1，1，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

對(duì)于選項(xiàng)C，結(jié)合a=－3，b2－4≥0，取b=2，

此時(shí)函數(shù)f（x）=x3－3x+2=（x+2）（x－1）2，結(jié)合函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征知該函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)－2和1，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

綜合多選題的基本特點(diǎn)：至少有兩項(xiàng)是正確的，必有選項(xiàng)BD正確，

故選擇答案：BD．

解后反思：根據(jù)題目條件，并利用多選題的基本特點(diǎn)，多選題中至少有兩項(xiàng)是正確的，只要能夠明確判斷其中兩個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，那么剩下的兩個(gè)選項(xiàng)必須都是正確的，從而得以“秒殺”處理，簡(jiǎn)單快捷．

3教學(xué)啟示

3.1導(dǎo)數(shù)工具切入，零點(diǎn)問(wèn)題突破

利用導(dǎo)數(shù)法來(lái)解決三次函數(shù)中的零點(diǎn)問(wèn)題時(shí)，常見(jiàn)的技巧方法主要包括以下幾種：利用三次函數(shù)合理求導(dǎo)處理，結(jié)合分類討論以及相關(guān)的基本性質(zhì)等，結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性、極值與最值等基本性質(zhì)來(lái)分析與處理；巧妙轉(zhuǎn)化函數(shù)關(guān)系式，合理構(gòu)建新函數(shù)，特別是一些含有分式、根式等相關(guān)問(wèn)題時(shí)，常采用構(gòu)建新函數(shù)再進(jìn)行求導(dǎo)分析與處理；通過(guò)分離參數(shù)法加以巧妙轉(zhuǎn)化與應(yīng)用等．

3.2高考多選題，特征巧把握

新高考中多選題的引入與設(shè)置，給數(shù)學(xué)試卷帶來(lái)了創(chuàng)新的亮點(diǎn)，結(jié)合多選題的自身特點(diǎn)（至少有兩選項(xiàng)是正確的）以及得分規(guī)律，充分把握一些基本的解題技巧，結(jié)合考生自身的情況，可以在確定得分的前提下，合理把握解題技巧與得分策略．