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(新)极值点偏移问题的处理策略及探究

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所谓的光辉岁月,并不是以后,闪耀的日子,而是无人问津时,你对梦想的偏执。

极值点偏移问题的处理策略

所谓极值点偏移问题,是指对于单极值函数,由于函数极值点左右的增减速度不同,使

得函数图像没有对称性。若函数f(x)在x?x0处取得极值,且函数y?f(x)与直线y?b交于A(x1,b),B(x2,b)两点,则AB的中点为M(所示.

x1?x2x?x,b),而往往x0?12.如下图22

极值点没有偏移

此类问题在近几年高考及各种模考,作为热点以压轴题的形式给出,很多学生对待此类问题经常是束手无策。而且此类问题变化多样,有些题型是不含参数的,而更多的题型又是含有参数的。不含参数的如何解决?含参数的又该如何解决,参数如何来处理?是否有更方便的方法来解决?其实,处理的手段有很多,方法也就有很多,我们先来看看此类问题的基本特征,再从几个典型问题来逐一探索! 【问题特征】

【处理策略】

同是寒窗苦读,怎愿甘拜下风!

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所谓的光辉岁月,并不是以后,闪耀的日子,而是无人问津时,你对梦想的偏执。

一、不含参数的问题.

例1.(2010天津理)已知函数f(x)?xe(x?R) ,如果x1?x2,且f(x1)?f(x2) , 证明:x1?x2?2.

?x?x【解析】法一:f?(x)?(1?x)e,易得f(x)在(??,1)上单调递增,在(1,??)上单调递减,x???时,

f(x)???,f(0)?0,x???时,f(x)?0, 函

数f(x)在x?1处取得极大值f(1),且f(1)?1,如图所示. e由f(x1)?f(x2),x1?x2,不妨设x1?x2,则必有0?x1?1?x2, 构造函数F(x)?f(1?x)?f(1?x),x?(0,1], 则F?(x)?f?(1?x)?f?(1?x)?2x(e?1)?0,所以F(x)在x?(0,1]上单调递增,x?1xeF(x)?F(0)?0,也即f(1?x)?f(1?x)对x?(0,1]恒成立.

由0?x1?1?x2,则1?x1?(0,1],

所以f(1?(1?x1))?f(2?x1)?f(1?(1?x1))?f(x1)?f(x2),即f(2?x1)?f(x2),又因为2?x1,x2?(1,??),且f(x)在(1,??)上单调递减, 所以2?x1?x2,即证x1?x2?2.

法二:欲证x1?x2?2,即证x2?2?x1,由法一知0?x1?1?x2,故2?x1,x2?(1,??),又因为f(x)在(1,??)上单调递减,故只需证f(x2)?f(2?x1),又因为f(x1)?f(x2), 故也即证f(x1)?f(2?x1),构造函数H(x)?f(x)?f(2?x),x?(0,1),则等价于证明

H(x)?0对x?(0,1)恒成立.

由H?(x)?f?(x)?f?(2?x)?1?x2x?2(1?e)?0,则H(x)在x?(0,1)上单调递增,所以xeH(x)?H(1)?0,即已证明H(x)?0对x?(0,1)恒成立,故原不等式x1?x2?2亦成立.

法三:由f(x1)?f(x2),得x1e?x1?x2e?x2,化简得ex2?x1?x2…?, x1同是寒窗苦读,怎愿甘拜下风! 2

所谓的光辉岁月,并不是以后,闪耀的日子,而是无人问津时,你对梦想的偏执。

不妨设x2?x1,由法一知,o?x1?1?x2.令t?x2?x1,则t?0,x2?t?x1,代入?式,得e?tt?x1t2t,反解出x1?t,则x1?x2?2x1?t?t?t,故要证:x1?x2?2,x1e?1e?1即证:

2t?t?2,又因为et?1?0,等价于证明:2t?(t?2)(et?1)?0…?, te?1ttt构造函数G(t)?2t?(t?2)(e?1),(t?0),则G?(t)?(t?1)e?1,G??(t)?te?0, 故G?(t)在t?(0,??)上单调递增,G?(t)?G?(0)?0,从而G(t)也在t?(0,??)上单调递增,G(t)?G(0)?0,即证?式成立,也即原不等式x1?x2?2成立. 法四:由法三中?式,两边同时取以e为底的对数,得x2?x1?lnx2?lnx2?lnx1,也即x1x2?1lnx2?lnx1x2?x1x2x1xlnx2?lnx1?ln?ln2, ?1,从而x1?x2?(x1?x2)x2?x1x2?x1x1x2?1x1x2?x1x1令t?x2t?1(t?1),则欲证:x1?x2?2,等价于证明:lnt?2…?, x1t?1t2?1?2tlnt(t?1)lnt2构造M(t)?, ?(1?)lnt,(t?1),则M?(t)?2t(t?1)t?1t?1又令?(t)?t?1?2tlnt,(t?1),则??(t)?2t?2(lnt?1)?2(t?1?lnt),由于t?1?lnt对?t?(1,??)恒成立,故??(t)?0,?(t)在t?(1,??)上单调递增,所以?(t)??(1)?0,从而M?(t)?0,故M(t)在t?(1,??)上单调递增,由洛比塔法则知:

2limM(t)?limx?1(t?1)lnt((t?1)lnt)?t?1?lim?lim(lnt?)?2,即证M(t)?2,即证

x?1x?1x?1?t?1(t?1)t?式成立,也即原不等式x1?x2?2成立.

【点评】以上四种方法均是为了实现将双变元的不等式转化为单变元不等式,方法一、二利

用构造新的函数来达到消元的目的,方法三、四则是利用构造新的变元,将两个旧的变元都换成新变元来表示,从而达到消元的目的. 二、含参数的问题.

x例2.已知函数f(x)?x?ae有两个不同的零点x1,x2,求证:x1?x2?2.

同是寒窗苦读,怎愿甘拜下风! 3

(新)极值点偏移问题的处理策略及探究

所谓的光辉岁月,并不是以后,闪耀的日子,而是无人问津时,你对梦想的偏执。极值点偏移问题的处理策略所谓极值点偏移问题,是指对于单极值函数,由于函数极值点左右的增减速度不同,使得函数图像没有对称性。若函数f(x)在x?x0处取得极值,且函数y?f(x)与直线y?b交于A(x1,b),B(x2,b)两点,
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