高三数学作为高考备战的关键环节,其题目往往综合性强、思维要求高。掌握典型题型的解题思路与方法,对提升数学成绩至关重要。本文将通过一道经典例题的详细解析,帮助考生理解解题逻辑,构建知识网络。
例题: 已知函数 f(x) = x³ - 3x + 1,求函数在区间 [-2, 2] 上的最大值与最小值。

解题步骤分析:
第一步,确定解题方向。本题考察利用导数研究函数在闭区间上的最值问题。闭区间上连续函数的最值可能出现在区间端点或导数为零的驻点处。我们需要求出函数的导数,并找出其在给定区间内的所有临界点。
第二步,求导运算。根据导数公式可得 f'(x) = 3x² - 3。接着令导数等于零,解方程 3x² - 3 = 0,化简得到 x² = 1。由此求得两个驻点:x₁ = 1,x₂ = -1。这两个点均位于区间 [-2, 2] 内部,属于有效临界点。
第三步,计算函数值。需要计算函数在所有临界点及区间端点处的函数值,并进行比较。分别计算如下:f(-2) = (-2)³ - 3×(-2) + 1 = -8 + 6 + 1 = -1;f(-1) = (-1)³ - 3×(-1) + 1 = -1 + 3 + 1 = 3;f(1) = 1³ - 3×1 + 1 = 1 - 3 + 1 = -1;f(2) = 2³ - 3×2 + 1 = 8 - 6 + 1 = 3。
第四步,比较得出结论。比较四个数值:-1, 3, -1, 3。其中最大值为3,最小值为-1。函数在区间 [-2, 2] 上的最大值为3,最小值为-1。
答案: 最大值为3,最小值为-1。
思路延伸与学习建议:
这道题清晰地展示了闭区间上函数最值的求解流程。考生应注意,求导后解方程得到的驻点必须检验是否落在给定区间内。计算函数值时务必细心,避免代数运算错误。比较大小是最后的关键一步,需要将所有的候选值并列审视。
解决此类问题有助于巩固导数的基本应用。高三复习阶段,学生应当将导数与函数单调性、极值、最值及实际应用问题联系起来。数学学习不能停留在机械模仿,必须理解每个步骤的原理。例如,为什么要求导?为什么驻点和端点都要考虑?明白这些“为什么”才能灵活应对题型变化。
建立错题本是高效的学习方法。记录本题的解题思路和易错点,定期回顾反思。遇到复杂函数时,步骤完全相同,但计算量可能增加,扎实的基本功是准确性的保障。数学能力的提升依赖于对经典题型的反复钻研和总结归纳。
在高考压力下,保持清晰的解题思维尤为重要。通过系统训练,考生能够将知识点融会贯通,面对综合性题目时做到有条不紊。数学思维的精髓在于严谨的逻辑与不断的探索,每一道习题都是通向更高理解层次的阶梯。