分类讨论思想互动课堂

分类讨论思想互动课堂

江苏省第20届中学数学高级论坛暨2025年高中数学新高考研讨活动

分类讨论思维导图
动态函数图像分析
参数控制
分类情况
分类讨论练习
步骤 1/4
问题描述

已知函数 $f(x)=\ln x - kx + k (k\in\mathbb{R})$,求 $f(x)$ 在[1,2]上的最小值。

第一步:确定分类标准

根据参数k的不同取值,函数的行为会发生变化。请选择需要考虑的k值范围:

将正确的分类标准拖放到此处

k ≤ 0
0 < k < 1
k ≥ 1
k = 0.5
第二步:分析每种情况

请为每种k值范围选择正确的函数行为描述:

A. 当k ≤ 0时,函数在[1,2]上单调递增
B. 当0 < k < 1时,函数在[1,2]上先增后减
C. 当k ≥ 1时,函数在[1,2]上单调递减
D. 所有情况下函数都是单调的
第三步:完整解答

根据分类讨论,完整的解答过程如下:

解:

1. 当 $k \leq 0$ 时:

$f'(x) = \frac{1}{x} - k > 0$,函数在[1,2]上单调递增

最小值为 $f(1) = 0$

2. 当 $0 < k < 1$ 时:

令 $f'(x) = \frac{1}{x} - k = 0$,得 $x = \frac{1}{k} \in (1, +\infty)$

若 $\frac{1}{k} \in [1,2]$,比较 $f(1)$ 和 $f(2)$ 与 $f(\frac{1}{k})$

若 $\frac{1}{k} > 2$,比较 $f(1)$ 和 $f(2)$

3. 当 $k \geq 1$ 时:

$f'(x) = \frac{1}{x} - k \leq 1 - k \leq 0$,函数在[1,2]上单调递减

最小值为 $f(2) = \ln 2 - k$

典型例题分析
例1 (2025盐城模考改编)

已知函数 $f(x)=\ln x - kx + k (k\in\mathbb{R})$,求 $f(x)$ 在[1,2]上的最小值。

解析: 分类讨论:

1. 当 $k \leq 0$ 时,函数在[1,2]单调递增,最小值为 $f(1)=0$

2. 当 $0 < k < 1$ 时,需讨论极值点位置...

3. 当 $k \geq 1$ 时,函数在[1,2]单调递减,最小值为 $f(2)=\ln 2 - k$

例2 (2025武汉二月模拟)

(多选)已知 $a>0$ 且 $a\neq e$,则函数 $f(x)=e^x - a\ln x$ 的图象可能是()

例3 (2025山东联考19改编)

已知函数 $f(x)=x(e^{x-1}-1)-a\ln x$ 有两个不同的零点,求实数a的取值范围。

解析: 需要分类讨论a的不同取值对函数零点的影响...

课堂小结
  1. 掌握分类讨论的四种触发条件:概念、参数、运算、图像
  2. 培养"不重不漏"的分类思维
  3. 强化数形结合的分析方法
自我评估