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2024 年新疆预赛
F2填空题函数的值域
函数
f(x)=∣2x+1∣+∣2x+3∣+e−x
的最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
按两个绝对值零点分段;各段的导数符号直接确定最小点。
解答
分界点为 −3/2,−1/2。在三个区间上,
f(x)=⎩⎨⎧−4x−4+e−x,2+e−x,4x+4+e−x,x≤−3/2,−3/2≤x≤−1/2,x≥−1/2.
前两段均严格递减;第三段有 f′(x)=4−e−x>0,故严格递增。因此全局最小值在 x=−1/2 处取得,为
2+e.
复核
第三段中 x≥−1/2,所以 e−x≤e<4,导数确为正。
方法总结
绝对值与光滑函数之和的最值,先按折点分段,再分别检查驻点和折点。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
按两个显式零点分三段检查单调性,最小点在由递减转递增的分界处。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用导数或作差看单调性、按断点分段讨论
专题卡:绝对值、max/min 求值域:找切换点分段,再合并、单变量函数求值域:先判增减,再比端点