这或许是史上最全的极值点偏移系列文章公众号极值点偏移系列文章,关注后按提示word分享
极值点偏移(0)——偏移新花样(拐点偏移)
极值点偏移(1)——对称化构造(常规套路)
极值点偏移(2)——函数的选取(操作细节)
极值点偏移(3)——变更结论(操作细节)
极值点偏移(4)——比值代换(解题方法)
极值点偏移(5)——对数平均不等式(本质回归)
极值点偏移(6)——泰勒展开(本质回归)
极值点偏移(7)——好题精选一题多解23例
其他相关文章
极值点偏移(8)——好题精选一题多解23例
极值点偏移(9)——好题精选一题多解23例
极值点偏移问题专题(二)——函数的选取(操作细节)
例4 已知函数()e x f x ax =-有两个不同的零点1x ,2x ,其极值点为0x .
(1)求a 的取值范围;
(2)求证:1202x x x +<; (3)求证:122x x +>; (4)求证:121x x <.
解:(1)()e x f x a '=-,若0a ≤,则()0f x '>,()f x 在R 上,()f x 至多有一个
零点,舍去;则必有0a >,得()f x 在(),ln a -∞上,在()ln ,a +∞上
,要使()f x 有两个不同的零点,则须有()ln 0e f a a <⇒>.(严格来讲,还需补充两处变化趋势的说明:当x →-∞时,()f x →+∞;当x →+∞时,()f x →+∞).
(3)由所证结论可以看出,这已不再是()f x 的极值点偏移问题,谁的极值点会是1呢?回到题设条件:
()e e 0e x x x
f x ax ax a x =-=⇔=⇔=,记函数()e x
g x x =,则有()()12g x g x a ==. 求导得()()2e 1x x g x x
-'=,则1是()g x 的极小值点,我们选取函数()g x 来证(3)中结论122x x +>;顺带地,也可证(4)中结论121x x <.
(i )()g x 在(),0∞上,在()0,1上,在()1,+∞上;()g x 与x 的符号相同;当x →-∞时,()0g x →;当0x -→时,()g x →-∞;当0x +→时,()g x →+∞时,()g x →+∞,()g x 的图像如下:
由()()12g x g x a ==不妨设1201x x <<<.
(ii )构造函数()()()2G x g x g x =--,则
()()()
()()()
()()2222222e 1e 12e e 12x x x x G x g x g x x x x x x x x --'''=+---=+-⎛⎫=-- ⎪ ⎪-⎝⎭
, (4)(i )同上;
(ii )构造函数()()1G x g x g x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
,则
()()()()()
1122222111e 1e 111e e 1x x
x x G x g x g x x x x x x x x x x ⎛⎫'''=+ ⎪⎝⎭
⎛⎫- ⎪-⎝⎭=+⋅⎛⎫ ⎪⎝⎭
-=-⋅ 当01x <<时,10x -<,但因式1
e e x x x -的符号不容易看出,引进辅助函数()1e e x x x x ϕ=-,则()11
e 1e x x x x ϕ⎛⎫'=+- ⎪⎝⎭
,当()0,1x ∈时,()0x ϕ'>,得()x ϕ在()0,1上,有()()10x ϕϕ<=,则()0G x '>,得()G x 在()0,1上,有()()10G x G <=,即()()101g x g x x ⎛⎫<<< ⎪⎝⎭
; (iii )将1x 代入(ii )中不等式得()()1211g x g x g x ⎛⎫=< ⎪⎝⎭
,又21x >,111x >,()g x 在()1,+∞上,故21
1x x <,121x x <. 点评:虽然做出来了,但判定因式()
222e e 2x x
x x ---及1e e x x x -的正负时,均需要辅助函数的介入,费了一番功夫,虽然()g x 的极值点是1,理论上可以用来做(3)、(4)两问,但实践发现略显麻烦,我们还没有找到理想的函数.
再次回到题设条件:
()()0e e ln ln ln ln x f x ax a x a x x x a =⇔=>⇔=+⇔-=,记函数()ln h x x x =-,则有()()12ln h x h x a ==.接下来我们选取函数()h x 再解(3)、(4)两问.
(3)(i )()11h x x '=-
,得()h x 在()0,1上,在()1,+∞上,有极小值()11h =,又当0x +→时,()h x →+∞;当x →+∞时,()h x →+∞,故()h x 的图像如下:
由()()12h x h x =不妨设1201x x <<<.
(ii )构造函数()()()2H x h x h x =--,则
()()()
()2111121112H x h x h x x x x x x '''=+-=-+--⎛⎫=-- ⎪-⎝⎭
当01x <<时,10x -<,1102x x ->-,则()0H x '<,得()H x 在()0,1上,有()()10H x H >=,即
()()()
201h x h x x >-<<点评:用函数()ln h x x x =-来做(3)、(4)两问,过程若行云流水般,格外顺畅.这说明在极值点偏移问题中,若函数选取得当,可简化过程,降低难度.
注1:第(2)问也可借助第(4)问来证:将11ln ln x x a =+,22ln ln x x a =+相加得()12120ln 2ln 2ln 2x x x x a a x +=+<=.
注2:在第(ii )步中,我们为什么总是给定1x 的范围?这是因为1x 的范围()0,1较2x 的范围()1,+∞小,以第(3)问为例,若给定()1,x ∈+∞,因为所构造的函数为
()()()2H x h x h x =--,这里0x >,且20x ->,得02x <<,则当2x ≥时,()H x 无意义,被迫分为两类:
①若22x ≥,则1222x x x +>≥,结论成立;
②当()1,2x ∈时,类似于原解答.
而给字()0,1x ∈,则不会遇到上述问题.当然第(4)问中给定1x 或2x 的范围均可,请读者自己体会其中差别.
思考:练习1(查看热门文章里极值点偏移(1))应该用哪个函数来做呢? 提示:用函数ln x y x =
来做212e x x >,用函数ln y x ax =-来做122x x a
+>.
练习2 (安徽合肥2017高三第二次质量检测)已知()ln()f x x m mx =+-
(1) 求()f x 的单调区间
(2) 设1m >, 1x ,2x 为函数()f x 的两个零点,求证120x x +<
提示:将()0f x =,两边取对数转化为指数方程处理。
——未完待续 ,后面6篇更加精彩,欢迎关注微信公众号中学数学探讨部落 下载其他历史文章word 版
这或许是史上最全的极值点偏移系列文章
公众号部分文章目录,关注后word分享到邮箱
1、极值点偏移问题专题一——偏移新花样—拐点偏移PK极值点偏移常规套路
2、极值点偏移问题专题二——如何选择合理的函数
3、极值点偏移问题专题三——变更结论处理偏移
4、极值点偏移问题专题四——比值代换齐次消元
5、极值点偏移问题专题五——对数平均显神威
6、极值点偏移问题专题六——本质回归泰勒展开
7、极值点偏移问题专题七——历年精选一题多解23例
其他相关文章
8、利用对数平均不等式处理极值点偏移压轴难题
9、一题学懂极值点偏移五大处理套路。