STEP微积分:用极值判断三次方程有几个不同实根

带参数的方程不一定要先求出每个根。利用导数确定单调区间,再比较极值与横轴的位置,就可以得到实根个数。关键是把临界参数单独处理。

想结合自己的基础讨论下一步?到文末扫码联系翰林,发送“STEP根数1018”,说明年级、学习目标和目前最困惑的问题。

先找到单调区间

设f(x)=x³-3x+c。导数f′(x)=3x²-3,在x=-1和x=1处为零。函数在(-∞,-1)递增,在(-1,1)递减,在(1,+∞)递增。

同时,当x趋于负无穷时f趋于负无穷,x趋于正无穷时f趋于正无穷。这些端点行为与单调性共同限制交点数。

比较局部极值与零

局部极大值f(-1)=2+c,局部极小值f(1)=c-2。要有三个不同实根,需要极大值大于0且极小值小于0,即-2<c<2。

在这个范围内,三个单调区间各有一个过零点。连续性保证存在,严格单调保证每个区间内不会有多个根。

临界值要单独讨论

c=2时,f(x)=(x-1)²(x+2),不同实根为1与-2,其中1是二重根。c=-2时,f(x)=(x+1)²(x-2),不同实根为-1与2。

因此临界情形有两个不同实根,不能与三个不同实根混写。若c>2或c<-2,结合极值位置与端点行为可知只有一个实根。

把图像直觉写成论证

草图有助于发现结论,但完整解释还要包含导数符号、极值符号和各区间的过零情况。不要只画三条示意曲线,却没有说明参数范围从何而来。

这是一道原创方法练习。准备STEP时,可以用c=0、c=2和c=3作数值检查,再回到一般参数证明,训练边界意识而不是背诵某张图。

延伸阅读:STEP参数题怎样避免漏解?分类讨论、判别式与边界检查训练。

带着具体问题,扫码联系翰林

正在了解项目、选择学习方向,或已经开始准备?用微信扫描下方二维码,发送“STEP根数1018”。请补充年级、所在地区、当前基础和最想解决的问题,方便沟通时直接聚焦。

微信扫码联系翰林,发送STEP根数1018咨询学习与准备问题

微信咨询学习与准备方向

电脑阅读可用微信扫码;手机阅读可点击入口,或保存二维码后在微信内识别。

官方信息与延伸资料:资料1

STEP整数题:怎样用模4快速排除不可能情况

有些整数方程并不需要先寻找大量候选值。先看平方数可能留下哪些余数,就可能排除整类情况。下面从基础证明练习出发,方法比记住一个结论更重要。

想结合自己的基础讨论下一步?到文末扫码联系翰林,发送“STEP模运算1017”,说明年级、学习目标和目前最困惑的问题。

先证明平方数的余数范围

整数n若为偶数,可写成2k,平方为4k²,除以4余0;若为奇数,可写成2k+1,平方为4k(k+1)+1,除以4余1。

因此任何整数平方模4只能是0或1。这个论证覆盖负整数和零,不需要逐一列出它们。

把余数用于方程

若x²+y²=2027,左边模4只可能为0、1或2,但2027除以4余3,因此不存在整数解。

完整解释应同时写明两个平方的可能余数与目标数的余数。只写一句“模4矛盾”可能掩盖自己是否真正检查了所有组合。

通过余数检查不代表一定有解

例如目标数6模4余2,未被上述方法排除,但并不因此存在整数平方和表示。若x²+y²=6,两个平方都不超过6,可能平方仅0、1、4,逐项组合不能得到6。

这说明余数条件在这里是必要条件,不能单独当作充分条件。

怎样选择模数

观察式子的结构:平方常可先看模4,涉及三倍关系可试模3,但不必对每题机械尝试所有模数。先寻找能明显限制余数的表达式。

STEP准备中可以把一次成功排除写成“结构—余数—矛盾”的短链条,再选择更复杂的问题练组合方法。使用官方支持资源时,按自己的基础逐步推进。

延伸阅读:STEP参数题怎样避免漏解?分类讨论、判别式与边界检查训练。

带着具体问题,扫码联系翰林

正在了解项目、选择学习方向,或已经开始准备?用微信扫描下方二维码,发送“STEP模运算1017”。请补充年级、所在地区、当前基础和最想解决的问题,方便沟通时直接聚焦。

微信扫码联系翰林,发送STEP模运算1017咨询学习与准备问题

微信咨询学习与准备方向

电脑阅读可用微信扫码;手机阅读可点击入口,或保存二维码后在微信内识别。

官方信息与延伸资料:资料1

STEP不等式训练:证明之前先问等号在哪里成立

写出一个不等式,和证明题目要求的最小值,是不同任务。准备STEP时,应同时回答“为什么不会更小”和“什么时候能等于”。下面从一个基础例子练表达,并非正式STEP难度定位。

想结合自己的基础讨论下一步?到文末扫码联系翰林,发送“STEP不等式1016”,说明年级、学习目标和目前最困惑的问题。

先说明变量允许取什么

设x为正实数,证明x+1/x≥2。分母要求x不为零,而正数条件还允许我们在乘除时保持不等号方向,这两点都需要明确。

从(x-1)²≥0出发,除以正数x,得到x-2+1/x≥0,即所需结论。非负的来源和变形条件都能逐步说明。

等号条件怎样完成最小值结论

等号成立当且仅当x=1。这个值在允许的定义域内,因此2既是下界,也是实际能取到的最小值。

如果改成x>1,表达式仍大于2,但x=1不被允许。此时不能仍说最小值是2,应区分最小值与下确界,并按问题使用的语言解释。

用一个变式练迁移

对x>0,求2x+8/x的最小值。令t=x/2,则表达式为4(t+1/t)≥8,等号在t=1,即x=2时成立。

也可以直接写2x+8/x-8=2(x-2)²/x≥0。两种方法都保留正数条件,并且都能检查等号位置。

避免只写一个定理名称

若使用均值不等式,应说明用在哪些正数上,以及何时相等。题目还可能对x附加整数或区间限制,等号候选值必须重新筛选。

STEP支持资源提供可逐步练习的问题。复盘时保留定义域、非负理由和等号检查三部分;解释完整比在纸上只写“显然”更能帮助发现漏掉的条件。

延伸阅读:STEP参数题怎样避免漏解?分类讨论、判别式与边界检查训练。

带着具体问题,扫码联系翰林

正在了解项目、选择学习方向,或已经开始准备?用微信扫描下方二维码,发送“STEP不等式1016”。请补充年级、所在地区、当前基础和最想解决的问题,方便沟通时直接聚焦。

微信扫码联系翰林,发送STEP不等式1016咨询学习与准备问题

微信咨询学习与准备方向

电脑阅读可用微信扫码;手机阅读可点击入口,或保存二维码后在微信内识别。

官方信息与延伸资料:资料1

在线客服
微信咨询