微专题 三次函数的图象与性质(课件 学案)2027届高考数学一轮复习 第三章

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微专题 三次函数的图象与性质(课件 学案)2027届高考数学一轮复习 第三章

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微专题 三次函数的图象与性质
  三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的定义域为R,值域为R,函数在整个定义域上没有最大值、最小值;f'(x)=3ax2+2bx+c,其判别式Δ=4b2-12ac.
a>0 a<0
f(x)的 图象
f'(x)的 图象 Δ>0 Δ≤0 Δ>0 Δ≤0
f(x)的 对称中心 三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的对称中心为点( -,f( -)),其横坐标为二阶导数的零点
〔一题多解〕〔多选〕(2024·新高考Ⅱ卷11题)设函数f(x)=2x3-3ax2+1,则(  )
A.当a>1时,f(x)有三个零点
B.当a<0时,x=0是f(x)的极大值点
C.存在a,b,使得x=b为曲线y=f(x)的对称轴
D.存在a,使得点(1,f(1))为曲线y=f(x)的对称中心
听课记录
1.(2026·湖南长沙模拟)已知f(x)=x3+3x2+6x+14,且f(m)=1,f(n)=19,则m+n=(  )
A.-2 B.0
C.1 D.2
2.(2026·广西南宁质检)设ab≠0,若a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则(  )
A.a<b B.a>b
C.ab<b2 D.ab>b2
3.〔多选〕(2026·山东临沂模拟)设函数f(x)=x3-3x-2,则(  )
A.f(x)有3个零点
B.过原点作曲线y=f(x)的切线,有且仅有一条
C.y=f(x)与y=ax-2交点的横坐标之和为0
D.f(x)在区间(-2,2)上的取值范围是[-4,0)
4.若函数f(x)=-x3+2x2-3x+t有且仅有一个零点,则实数t的取值范围为    .
微专题 三次函数的图象与性质
【例】 AD 因为f(x)=2x3-3ax2+1,所以f'(x)=6x2-6ax=6x(x-a).对于选项A,令f'(x)>0,则x>a或x<0;令f'(x)<0,则0<x<a.所以f(x)在(-∞,0)和(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单调递减.又因为f(0)=1,f(a)=2a3-3a3+1=1-a3<0,当x→-∞时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→+∞,所以f(x)的大致图象如图,所以f(x)有三个零点,故选项A正确;对于选项B,令f'(x)>0,则x<a或x>0;令f'(x)<0,则a<x<0.所以x=0是f(x)的极小值点,故选项B错误;对于选项C,法一 三次函数为中心对称函数,其图象无对称轴,故选项C错误;法二 当x→+∞时,f(x)→+∞,当x→-∞时,f(x)→-∞,故曲线y=f(x)必不存在对称轴,C错误;对于选项D,法一(排除法) 由于是多项选择题A正确,B、C错误,则D一定正确.
法二(利用对称中心的二级结论) f(1)=3-3a,若存在a,使得(1,3-3a)为f(x)的对称中心,则f(x)+f(2-x)=6-6a,事实上,f(x)+f(2-x)=2x3-3ax2+1+2(2-x)3-3a(2-x)2+1=(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a,于是6-6a=(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a,即解得a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D选项正确.法三(利用拐点) 任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是二阶导数的零点,f(x)=2x3-3ax2+1,f'(x)=6x2-6ax,f″(x)=12x-6a,由f″(x)=0 x=,于是该三次函数的对称中心为( ,f( )),由题意(1,f(1))也是对称中心,故=1 a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D选项正确.
法四(三次函数对称中心的二级结论) 任意三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象均关于点( -,f( -))成中心对称,又f(x)=2x3-3ax2+1,对比系数可得-=,由题意(1,f(1))也是对称中心,故=1,得a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D正确.故选A、D.
强化训练
1.A 2.C 
3.BC 令f'(x)=3x2-3=0,解得x=±1,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如表所示.
x (-∞,-1) -1 (-1,1) 1 (1,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 单调 递增 0 单调 递减 -4 单调 递增
所以f(x)有2个零点,A错误;对于选项B,设切点为(x0,-3x0-2),则切线方程为y-(-3x0-2)=(3-3)(x-x0),代入原点,整理得x0=-1,故切线有且仅有一条,B正确;对于选项C,由题意得x3-3x-2=ax-2,x3=(a+3)x,得x=0或x2=a+3,若a+3≥0,根据对称性知,根之和为0,若a+3<0,方程只有一个根为0,C正确;对于选项D,f(-2)=-8+6-2=-4,f(2)=8-6-2=0,又f(-1)=0,f(1)=-4,故f(x)在区间(-2,2)上的取值范围是[-4,0],D错误.故选B、C.
4.(-∞,0)∪( ,+∞) 解析:由f(x)=-x3+2x2-3x+t,得f'(x)=-x2+4x-3,当x>3或x<1时,f'(x)<0,当1<x<3时,f'(x)>0,所以函数f(x)在(-∞,1),(3,+∞)上单调递减,在(1,3)上单调递增,所以f(x)极大值=f(3)=t,f(x)极小值=f(1)=t-,又x→+∞时,f(x)→-∞,x→-∞时,f(x)→+∞,因此,为使曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点,结合f(x)的单调性,得f(x)极大值=t<0或f(x)极小值=t->0,所以t<0或t>,即当t<0或t>时,使得曲线y=f(x)与x轴有且仅有一个交点.
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微专题 三次函数的图象与性质
  三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的定义域为R,值域为
R,函数在整个定义域上没有最大值、最小值;f'(x)=3ax2+2bx+c,
其判别式Δ=4b2-12ac.
a>0 a<0
f(x)
的图象
f'(x)
的图象 Δ>0 Δ≤0 Δ>0 Δ≤0
f(x)的对称中心 三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的对称中心为点(- ,f(- )),其横坐标为二阶导数的零点
〔一题多解〕〔多选〕(2024·新高考Ⅱ卷11题)设函数f(x)=2x3-
3ax2+1,则(  )
A. 当a>1时,f(x)有三个零点
B. 当a<0时,x=0是f(x)的极大值点
C. 存在a,b,使得x=b为曲线y=f(x)的对称轴
D. 存在a,使得点(1,f(1))为曲线y=f(x)的对称中心


解析:  因为f(x)=2x3-3ax2+1,所以f'(x)=
6x2-6ax=6x(x-a).对于选项A,令f'(x)>0,则x
>a或x<0;令f'(x)<0,则0<x<a.所以f(x)在
(-∞,0)和(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单
调递减.又因为f(0)=1,f(a)=2a3-3a3+1=1-a3<0,当x→-∞时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→+∞,所以f(x)的大致图象如图,所以f(x)有三个零点,故选项A正确;对于选项B,令f'(x)>0,则x<a或x>0;令f'(x)<0,则a<x<0.所以x=0是f(x)的极小值点,故选项B错误;对于选项C,法一 三次函数为中心对称函数,其图象无对称轴,故选项C错误;法二 当x→+∞时,f(x)→+∞,当x→-∞时,f(x)→-∞,故曲线y=f(x)必不存在对称轴,C错
误;对于选项D,法一(排除法) 由于是多项选择题A正确,B、C错误,则D一定正确.
法二(利用对称中心的二级结论) f(1)=3-3a,若
存在a,使得(1,3-3a)为f(x)的对称中心,则f
(x)+f(2-x)=6-6a,事实上,f(x)+f(2-
x)=2x3-3ax2+1+2(2-x)3-3a(2-x)2+1=
(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a,于是6-6a=
(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a,即 解得a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D选项正确.法三(利用拐点) 任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是
二阶导数的零点,f(x)=2x3-3ax2+1,f'(x)=6x2-6ax,f″(x)=12x-6a,由f″(x)=0 x= ,于是该三次函数的对称中心为( ,f( )),由题意(1,f(1))也是对称中心,故 =1 a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D选项正确.
法四(三次函数对称中心的二级结论) 任意三次函数f
(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象均关于点(-
,f(- ))成中心对称,又f(x)=2x3-3ax2+1,
对比系数可得- = ,由题意(1,f(1))也是对称中心,故 =1,得a=2,即存在a=2使得(1,f(1))是f(x)的对称中心,D正确.故选A、D.
1. (2026·湖南长沙模拟)已知f(x)=x3+3x2+6x+14,且f(m)=
1,f(n)=19,则m+n=(  )
A. -2 B. 0
C. 1 D. 2

解析:  因为三次函数的对称中心为点(- ,f(- )),- =
-1,f(-1)=10.故函数f(x)的对称中心为点(-1,10).因为f
(m)+f(n)=2×10,所以m+n=2×(-1)=-2.
2. (2026·广西南宁质检)设ab≠0,若a为函数f(x)=a(x-a)2
(x-b)的极大值点,则(  )
A. a<b B. a>b
C. ab<b2 D. ab>b2

解析:  由三次函数的性质可知,要使a为函
数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值
点,则当a>0时,函数f(x)的大致图象如图
1所示,则0<a<b,此时ab<b2;当a<0
时,函数f(x)的大致图象如图2所示,则b<a<0,此时ab<b2.综上,ab<b2.
3. 〔多选〕(2026·山东临沂模拟)设函数f(x)=x3-3x-2,则
(  )
A. f(x)有3个零点
B. 过原点作曲线y=f(x)的切线,有且仅有一条
C. y=f(x)与y=ax-2交点的横坐标之和为0
D. f(x)在区间(-2,2)上的取值范围是[-4,0)


解析:  令f'(x)=3x2-3=0,解得x=±1,当x变化时,f'(x),
f(x)的变化情况如表所示.
x (-∞,-1) -1 (-1,1) 1 (1,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 单调递增 0 单调递减 -4 单调递增
所以f(x)有2个零点,A错误;对于选项B,设切点为(x0, -3x0-
2),则切线方程为y-( -3x0-2)=(3 -3)(x-x0),代入原
点,整理得x0=-1,故切线有且仅有一条,B正确;对于选项C,由题意
得x3-3x-2=ax-2,x3=(a+3)x,得x=0或x2=a+3,若a+
3≥0,根据对称性知,根之和为0,若a+3<0,方程只有一个根为0,C正
确;对于选项D,f(-2)=-8+6-2=-4,f(2)=8-6-2=0,又f
(-1)=0,f(1)=-4,故f(x)在区间(-2,2)上的取值范围是
[-4,0],D错误.故选B、C.
4. 若函数f(x)=- x3+2x2-3x+t有且仅有一个零点,则实数t的取
值范围为 .
解析:由f(x)=- x3+2x2-3x+t,得f'(x)=-x2+4x-3,当x>
3或x<1时,f'(x)<0,当1<x<3时,f'(x)>0,所以函数f(x)在
(-∞,1),(3,+∞)上单调递减,在(1,3)上单调递增,所以f
(x)极大值=f(3)=t,f(x)极小值=f(1)=t- ,又x→+∞时,f
(x)→-∞,x→-∞时,f(x)→+∞,因此,为使曲线y=f(x)
与x轴仅有一个交点,结合f(x)的单调性,得f(x)极大值=t<0或f
(x)极小值=t- >0,所以t<0或t> ,即当t<0或t> 时,使得曲线
y=f(x)与x轴有且仅有一个交点.
(-∞,0)∪( ,+∞) 
THANKS
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