【教案】两招解决极值点偏移.doc

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1、两招极值点偏移问题一、极值点偏移的含义众所周知,函数满足定义域内任意自变量都有,则函数关于直线对称;可以理解为函数在对称轴两侧,函数值变化快慢相同,且若为单峰函数,则必为的极值点. 如二次函数的顶点就是极值点,若的两根的中点为,则刚好有,即极值点在两根的正中间,也就是极值点没有偏移.若相等变为不等,则为极值点偏移:若单峰函数的极值点为,且函数满足定义域内左侧的任意自变量都有或,则函数极值点左右侧变化快慢不同. 故单峰函数定义域内任意不同的实数满足,则与极值点必有确定的大小关系:若,则称为极值点左偏;若,则称为极值点右偏.如函数的极值点刚好在方程的两根中点的左边,我们称之为极值点左偏.二、极值点

2、偏移问题的一般题设形式:1. 若函数存在两个零点且,求证:(为函数的极值点); 2. 若函数中存在且满足,求证:(为函数的极值点);3. 若函数存在两个零点且,令,求证:;4. 若函数中存在且满足,令,求证:.二、运用判定定理判定极值点偏移的方法1、方法概述:(1)求出函数的极值点;(2)构造一元差函数;(3)确定函数的单调性;(4)结合,判断的符号,从而确定、的大小关系.口诀:极值偏离对称轴,构造函数觅行踪;四个步骤环相扣,两次单调紧跟随.2、抽化模型答题模板:若已知函数满足,为函数的极值点,求证:.(1)讨论函数的单调性并求出的极值点; 假设此处在上单调递减,在上单调递增.(2)构造; 注

3、:此处根据题意需要还可以构造成的形式.(3)通过求导讨论的单调性,判断出在某段区间上的正负,并得出与的大小关系;假设此处在上单调递增,那么我们便可得出,从而得到:时,.(4)不妨设,通过的单调性,与的大小关系得出结论;接上述情况,由于时,且,故,又因为,且在上单调递减,从而得到,从而得证.(5)若要证明,还需进一步讨论与的大小,得出所在的单调区间,从而得出该处函数导数值的正负,从而结论得证.此处只需继续证明:因为,故,由于在上单调递减,故.【说明】(1)此类试题由于思路固定,所以通常情况下求导比较复杂,计算时须细心;(2)此类题目若试题难度较低,会分解为三问,前两问分别求的单调性、极值点,证明

4、与(或与)的大小关系;若试题难度较大,则直接给出形如或的结论,让你给予证明,此时自己应主动把该小问分解为三问逐步解题.【例题讲解】【例1】已知函数.(1)求函数的单调区间和极值;(2)若,且,证明:.【解析】容易求得第(1)问:在上单调递增,在上单调递减,的极值是。第(2)问:构造函数所以在R上单增,容易看出(找的就是它,构造的目的就是为了得到是正是负)所以,当x0时,不妨设,由(1)知,在上单调递增,.原命题得证。一定得构造?答:不。构造也行。证明如下:所以单增,不妨设,由(1)知,原命题得证。可否构造其他的?答:可以,这里的“2”是极值点的两倍。那答案为什么不给出其他的构造呢?因为那样很繁

5、琐,也破坏了数学的对称美。其中这种构造的美感最强。【例2】函数有两极值点,且.证明:.【解析】令,则是函数的两个零点。令,令易得在区间单调减,单调增,所以,令当时,单调递减,有所以,所以,因为,在上单调递减所以,即.【例3】已知函数,若,且,证明:.【解析】由函数单调性可知:若,则必有。所以,而,令,则所以函数在为减函数,所以,所以即,所以,所以.【例4】已知函数有两个零点.设是的两个零点,证明:.【解析】不妨设,由题意知,要证不等式成立,只需证明当成立即可。(这里的1是极值点,求导可得)令当时,令,则,且在上递增,则.【例5】已知函数,其中(1)若函数有两个零点,求的取值范围;(2)若函数有

6、极大值为,且方程的两根为,且,证明: .【解析】有a不怕 ,能算出来的。(1)(1)当时, 函数在上单调递增,不可能有两个零点(2)当时, 0-极大值的极大值为,由得;因为,所以在必存在一个零点;显然当时, ,所以在上必存在一个零点;所以当时,函数有两零点.(2) 由(1)可知。当时,的极大值为.令,由又因为在上单调递减,所以,原命题得证.【例8】已知函数,若任意不同的实数满足,求证:.【解析】消参数因为函数在上为减函数,所以原式构造函数,则,则由均值不等式显然可得(当且仅当时取等号),在为减函数,则,得证.题型二 利用对数平均不等式两个正数和的对数平均定义:对数平均与算术平均、几何平均的大小

7、关系:(此式记为对数平均不等式)取等条件:当且仅当时,等号成立.只证:当时,.不失一般性,可设.证明如下:(I)先证:不等式构造函数,则.因为时,所以函数在上单调递减,故,从而不等式成立;(II)再证:不等式构造函数,则.因为时,所以函数在上单调递增,故,从而不等式成立;综合(I)(II)知,对,都有对数平均不等式成立,当且仅当时,等号成立.【例1】已知函数,为常数,若函数有两个零点,证明:【证明】利用参数作为媒介,换元后构造新函数: 不妨设,(思考下:为什么一定成立?提示:用去判断).【例2】已知函数()讨论函数的单调区间与极值;()若且恒成立,求的最大值;()在()的条件下,且取得最大值时

8、,设,且函数有两个零点,求实数的取值范围,并证明: 【答案】()答案见解析;()当时, 最大为1;()证明过程见解析【解析】第一第二问略()由()知,当取最大值1时, ,记,不妨设,由题意,则, ,欲证明,只需证明,只需证明,即证明,即证,设,则只需证明,也就是证明,记,所以,所以在单调递增,所以,所以原不等式成立.(这里是把对数平均不等式重新证了一遍,当然,考试的时候,要这么写的)【例3】已知函数有两个零点.证明:.【解析】参变分离得:,由得,将上述等式两边取以为底的对数,得,化简得:,故由对数平均不等式得:,从而 等价于: 由,故,证毕. 【例4】已知函数 .如果,且.证明:.【解析】设两

9、边取对数根据对数平均值不等式原命题得证【例5】(苏州市2019届调研试题)20(本题满分16分)设函数,a为常数(1)当时,求在点处的切线方程;(2)若为函数的两个零点,求实数的取值范围;比较与的大小关系,并说明理由【解析】解:(1)当时,得,所以,所以在点处的切线方程为; 3分(2)(),得,当时,单调递减不满足题意; 4分当时,;,;所以在上单调减,在上单调增因为函数有两个零点,所以,得 6分下证:在区间和内分别存在一个零点.在内,因为,而,又在上单调减,所以由零点存在性原理可知:在内有一个零点; 9分法一:在内,可以证明,所以即,所以,取,得, 而,又在上单调递增,所以由零点存在性原理可知:在内有一个零点 12分法二:在内,因为(易证),所以即,所以,令且,因为,所以存在,使得,所以,而,又在上单调增,所以由零点存在性原理可知在内,有一个零点 12分法三:在内取,所以,令,可证:,所以,所以,而,又在上单调增,所以由零点存在性原理可知在内,有一个零点 12分 13分证明如下:由,所以即,要证,即证,即证,令,令,所以,所以 16分

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