高考数学压轴题归纳总结及解题方法专题讲解8---极值点偏移终极套路

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高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用

高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用

高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用高考压轴题:导数题型及解题方法一、切线问题题型1:求曲线y=f(x)在x=x处的切线方程。

方法:f'(x)为在x=x处的切线的斜率。

题型2:过点(a,b)的直线与曲线y=f(x)的相切问题。

方法:设曲线y=f(x)的切点(x,f(x)),由(x-a)f'(x)=f(x)-b求出x,进而解决相关问题。

注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的切线往往不止一条。

例题:已知函数f(x)=x-3x。

1)求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;(答案:9x-y-16=0)2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围。

提示:设曲线y=f(x)上的切点(x,f(x)),建立x,f(x)的等式关系。

将问题转化为关于x,m的方程有三个不同实数根问题。

答案:m的范围是(-3,-2))练1:已知曲线y=x-3x。

1)求过点(1,-3)与曲线y=x-3x相切的直线方程。

(答案:3x+y=0或15x-4y-27=0)2)证明:过点(-2,5)与曲线y=x-3x相切的直线有三条。

题型3:求两个曲线y=f(x)、y=g(x)的公切线。

方法:设曲线y=f(x)、y=g(x)的切点分别为(x1,f(x1))、(x2,g(x2)),建立x1,x2的等式关系,(x2-x1)f'(x1)=g(x2)-f(x1),(x2-x1)f'(x2)=g(x2)-f(x1);求出x1,x2,进而求出切线方程。

解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。

例题:求曲线y=x与曲线y=2elnx的公切线方程。

(答案:2ex-y-e=0)练1:求曲线y=x与曲线y=-(x-1)的公切线方程。

(答案:2x-y-1=0或y=0)2.设函数f(x)=p(x-2)-2lnx,g(x)=x,直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于(1,0),求实数p的值。

专题08 导数中的极值和极值点偏移(解析版)

专题08 导数中的极值和极值点偏移(解析版)

专题08 导数中的极值和极值点偏移一、重点题型目录【题型】一、求已知函数的极值 【题型】二、根据极值点求参数【题型】三、函数或导函数图象与极值的关系 【题型】四、函数或导函数图象与极值点的关系 【题型】五、求已知函数的极值点 【题型】六、函数最值与极值的关系 【题型】七、导数中的极值偏移问题 二、题型讲解总结【题型】一、求已知函数的极值例1.(2023·全国·高三专题练习)等比数列{}n a 中的项1a ,105a 是函数()32692f x x x x =-+-的极值点,则53a =( )A .3B .C .D 【答案】D【分析】先根据题意确定函数的极值点,进而得到1105a a ⋅,然后根据等比中项求得答案.【详解】由题意,()()()23129313f x x x x x =-+=--',则(),1x ∈-∞时0fx ,函数单调递增,()1,3x ∈时()0f x '<,函数单调递减,()3,x ∈+∞时0fx ,函数单调递增,于是x =1和x =3是函数的两个极值点,故1a ,105a 是()231290x x f x =-+='的两个根,所以11053a a ⋅=,所以25311053a a a =⋅=,又110540a a +=>,所以10a >,1050a >,设公比为q ,525310a a q =>,所以55a =故选:D.例2.(2023·全国·高三专题练习)下列函数中存在极值点的是( ) A .1y x= B .e x y x =- C .2y = D .3y x =【答案】B【分析】对每个选项求导,然后判断即可 【详解】对选项A ,210y x '=-<,故没有极值点; 对选项B ,1e x y '=-,则极值点为0x =,故正确; 对选项C ,0y '=,故没有极值点; 对选项D ,230y x '=≥,故没有极值点;故选:B例3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()22e e x a f x a x =-至多有2个不同的零点,则实数a 的最大值为( ). A .0 B .1 C .2 D .e【答案】C【分析】先将零点问题转化为两函数交点问题,构造函数,研究其单调性,极值,画出函数图象,从而得到20e a a =或224e e a a ≥,再次构造关于a 的函数()2e a a h a =,研究其单调性,解出不等式,求出数a 的最大值.【详解】令()22e e 0xa f x a x =-=,得到22e ex a x a=,函数()22e e xa f x a x =-至多有2个不同的零点,等价于22e ex a x a=至多有两个不同的根,即函数2e x x y =与2e a a y =至多有2个不同的交点令()2ex x g x =,则()22exx x g x -'=, 当02x <<时,()0g x '>,()g x 单调递增, 当0x <或2x >时,()0g x '<,()g x 单调递减,所以0x =与2x =为函数()g x 的极值点,且()()2400,2e g g ==, 且()20e x x g x =≥在R 上恒成立,画出()2ex x g x =的图象如下:有图可知:20e a a =或224e e a a ≥时,符合题意,其中20e aa=,解得:0a = 设()2e a a h a =,则()22e aah a -'=,当1a <时,()0h a '>,当1a >时,()0h a '<, 所以()2e aah a =在()1-∞,上单调递增,在()1+∞,上单调递减, 由224e e a a ≥可得:()()2h a h ≥,所以2a ≤, 综上:实数a 的最大值为2 故选:C【点睛】对于函数零点问题,直接求解无法求解时,可以转化为两函数的交点问题,数形结合进行解决.例4.(2023·全国·高三专题练习)已知t 和3t +是函数()32f x x ax bx c =+++的零点,且3t +也是函数()f x 的极小值点,则()f x 的极大值为( ) A .1 B .4C .43D .49【答案】B【分析】根据给定条件,结合三次函数的特点可得2()()(3)f x x t x t =---,再借助导数求出极大值作答.【详解】因函数()f x 在3t +处取得极小值0,又t 是函数()f x 的另一零点,因此函数()f x 只有两个零点,从而有2()()(3)f x x t x t =---,求导得:()3(1)(3)f x x t x t '=----, 当1x t <+或3x t >+时,()0f x '>,当13t x t +<<+时,()0f x '<, 于是,()f x 在3x t =+处取得极小值,在1x t =+处取得极大值(1)4f t +=, 所以()f x 的极大值为4. 故选:B【题型】二、根据极值点求参数例5.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2e 1x f x x a =+-()a R ∈有两个极值点,则实数a 的取值范围为( ) A .1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭B .2,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .1,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .2,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【分析】将函数有两个极值点转化为其导数有两个零点进行求解即可.【详解】对原函数求导得,()2e xf x x a '=+,因为函数()()2e 1xf x x a a R =+-∈有两个极值点,所以()0f x '=有两个不等实根,即2e 0x x a +=有两个不等实根, 亦即2e xxa -=有两个不等实根. 令()2e x xg x =,则()()21exx g x -'= 可知()g x 在(),1-∞上单调递增,在()1,+∞上单调递减, 所以()()max 21eg x g ==, 又因为当0x <时,()0g x <,当0x >时,()0g x >,所以2e 0a a ⎧-<⎪⎨⎪->⎩,解得20e a -<<, 即a 的范围是2,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭.故选:B例6.(2023·全国·高三专题练习)若函数()sin 3f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在区间[0,π)内有且只有两个极值点,则正数ω的取值范围是( ) A .58,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .58,33⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .713,66⎛⎤ ⎥⎝⎦D .713,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】C【分析】根据极值点的定义,利用整体法,列出关于ω的不等关系,即可求得参数范围. 【详解】因为()f x 在[)0,π有2个极值点,也即()f x 在区间[)0,π取得一次最大值,一次最小值;又0ω>,则当[)0,x π∈,,333x πππωωπ⎡⎫+∈+⎪⎢⎣⎭, 要使得()f x 满足题意,只需35232ππωππ<+≤,解得713,66ω⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.故选:C.例7.(2023·全国·高三专题练习)若2x =是函数21()2ln 2f x ax x x =--的极值点,则函数( )A .有最小值2ln2-,无最大值B .有最大值2ln2-,无最小值C .有最小值2ln2-,最大值2ln 2D .无最大值,无最小值【答案】A【分析】对()f x 求导,根据极值点求参数a ,再由导数研究其单调性并判断其最值情况.【详解】由题设,2()1f x ax x '=--且(2)0f '=,∴220a -=,可得1a =.∴2(1)(2)()1x x f x x x x+-'=--=且0x >,当02x <<时()0f x '<,()f x 递减;当2x >时()0f x '>,()f x 递增; ∴()f x 有极小值(2)2ln 2f =-,无极大值. 综上,有最小值2ln2-,无最大值. 故选:A例8.(2023·全国·高三专题练习)已知函数e 1()ln x f x k x x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,若1x =是函数()f x 的唯一极值点,则实数k 的取值范围是_______. 【答案】1k ≥-【分析】先求函数()f x 的导函数2(e )(1)()x k x f x x+-'=,由条件1x =是函数()f x 的唯一极值点,说明e 0x k +=在,()0x ∈+∞上无解,或有唯一解1x = ,求实数k 的取值 【详解】e 1()ln x f x k x x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭的定义域为(0,)+∞222(1)e 11(e )(1)()()x x x k x f x k x x x x -+-'∴=+-+=1x =是函数()f x 的唯一极值点1x ∴= 是导函数()0f x '=的唯一根 (∴)e 0x k +=在(0,)+∞无变号零点令()e x g x k =+ ,则()e 0x g x '=> ,即()g x 在(0,)+∞上单调递增 此时min ()10g x k =+≥ 1∴≥-k(∴)当()e x g x k =+ 在(0,)+∞有解1x = 时,此时e 0k += ,解得e k =- 此时()f x 在(0,1) 和(1,)+∞ 上均单调递增,不符合题意 故答案为:1k ≥-【题型】三、函数或导函数图象与极值的关系例9.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数f (x ),其导函数()f x '的大致图象如图所示,则下列叙述正确的是( )A .()()()f b f a f c >>B .函数()f x 在x =c 处取得最大值,在e x =处取得最小值C .函数()f x 在x =c 处取得极大值,在e x =处取得极小值D .函数()f x 的最小值为()f d 【答案】C【分析】根据导函数的图象确定()f x 的单调性,从而比较函数值的大小及极值情况,对四个选项作出判断.【详解】由题图可知,当x c ≤时,()0f x '≥,所以函数()f x 在,c 上单调递增,又a <b <c ,所以()()()f a f b f c <<,故A 不正确. 因为()0f c '=,()0f e '=,且当x c <时,0f x;当c <x <e 时,()0f x '<;当x >e 时,0fx.所以函数()f x 在x =c 处取得极大值,但不一定取得最大值,在x =e处取得极小值,不一定是最小值,故B 不正确,C 正确.由题图可知,当d x e ≤≤时,()0f x '≤,所以函数()f x 在[d ,e ]上单调递减,从而()()f d f e >,所以D 不正确. 故选:C .例10.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的导函数的图像如图所示,则下列结论正确的是( )A .3-是()f x 的极小值点B .1-是()f x 的极小值点C .()f x 在区间(),3-∞上单调递减D .曲线()y f x =在2x =处的切线斜率小于零【答案】D【分析】根据导函数图像,求得函数单调性,结合极值点定义,即可判断ABC 选项,根据导数的定义和几何意义即判断D 选项,从而得出答案. 【详解】由图像知,当3x <-或3x >时,0fx,()f x 单调递增,当33x -<<时,()0f x '<,()f x 单调递减,所以()f x 在区间(),3-∞-,()3,+∞内单调递增,在区间()3,3-内单调递减, 3-是()f x 的极大值点,3是()f x 的极小值点,故ABC 错误;又因为()20f '<,所以曲线()y f x =在2x =处切线斜率小于零,故D 正确. 故选:D.例11.(2023·全国·高三专题练习)函数()f x 定义域为(),a b ,其导函数'()f x 在(),a b 内的图象如图所示,则函数()f x 在区间(),a b 内极小值点的个数是( )A .1B .2C .3D .4【答案】A【分析】根据导函数的图象可判断出()f x 的单调性,结合极小值点的概念即可得结果. 【详解】由()f x '的图象可得:函数()f x 在()1,a x 上单调递增,在()12,x x 上单调递减, 在()24,x x 上单调递增,在()4,x b 上单调递减,故2x x =为函数()f x 的极小值点,即()f x 在区间(),a b 内极小值点的个数是1, 故选:A.例12.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在[,]a b 上的函数()y f x =的导函数()y f x '=的图象如图所示,给出下列命题:∴函数()y f x =在区间[]24,x x 上单调递减; ∴若45x m n x <<<,则()()22f m f n m n f ++⎛⎫>'' ⎝'⎪⎭;∴函数()y f x =在[,]a b 上有3个极值点;∴若23x p q x <<<,则[][()()]()()0f p f q f p f q ''-⋅-<. 其中正确命题的序号是( )A .∴∴B .∴∴C .∴∴D .∴∴【答案】B【分析】根据()y f x '=图象判断函数()y f x =单调性和极值点情况,并利用单调性比较函数值的大小,逐一判断四个命题的正误即可.【详解】∴中,看图知,在区间[]23,x x 上,()0f x '≥,在区间[]34,x x 上,()0f x '≤,故函数()y f x =在区间[]24,x x 上先增再减,∴错误;∴中,看图知,在区间[]45,x x 上,()y f x '=是下凸的,任意连接两点()(),(),,()m f m n f n '',中点为()(),22m n f m f n M ''++⎛⎫ ⎪⎝⎭,线段一定在()y f x '=图象上方,故中点也在图象上方,即()()22f m f n m n f ++⎛⎫>'' ⎝'⎪⎭,故∴正确;∴中,看图知,在区间[]3,a x 上,()0f x '≥,在区间[]35,x x 上,()0f x '≤,在区间[]5,x b 上,()0f x '≥,所以()y f x =有一个极大值点3x 和一个极小值点5x ,故∴错误;∴中,看图知,在区间[]23,x x 上,()0f x '≥,且()f x '递减,故()y f x =单调递增,故()(),()()f p f q f p f q '<'>,故[][()()]()()0f p f q f p f q ''-⋅-<,即∴正确.综上,正确命题的序号是∴∴. 故选:B.【点睛】方法点睛:利用导数判断函数()f x 的单调性和极值的方法:∴写定义域,对函数()f x 求导()f x ';∴在定义域内,令 ()0f x '>的区间即是增区间,令()0f x '<的区间即是减区间,∴根据单调区间,判断极值点即可.【题型】四、函数或导函数图象与极值点的关系 例13.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 的图像如图,则函数y =ax 2+323cbx +的单调递增区间是( )A .(-∞,-2]B .1[,)2+∞C .[2,3)D .9[,)8+∞【答案】D【分析】由图象知0a >,0d =,不妨取1a =,先对函数32()f x x bx cx d =+++进行求导,根据2x =-,3x =时函数取到极值点知(2)0f '-=,(3)f '0=,故可求出b ,c 的值,再根据函数单调性和导数正负的关系得到答案. 【详解】解:不妨取1a =,32()f x x bx cx =++,2()32f x x bx c '∴=++由图可知(2)0f '-=,(3)f '0=1240b c ∴-+=,2760b c ++=, 1.5b ∴=-,18c =-2964y x x ∴=--,924y x '=-,当98x >时,0'>y2964y x x ∴=--的单调递增区间为:9[8,)∞+故选:D .例14.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()sin 04f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的最小正周期为π,将()f x 的图象向右平移3π个单位长度得到函数()g x 的图象,若函数()g x 在(),a a -上存在唯一极值点,则实数a 的取值范围是( ) A .11,2424ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,2424ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .11,2424ππ⎛⎫⎪⎝⎭D .11,2424ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】D【分析】首先求函数()f x 的解析式,再根据平移公式,求解函数()g x 的解析式,结合函数的图象,列式求实数a 的取值范围. 【详解】由题意知()f x 的最小正周期2T ππω==,∴2ω=,∴()sin 24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,∴()5sin 2sin 23412g x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,作出()g x 的图象如图所示,数形结合可知0112424a a a ππ⎧⎪>⎪⎪≤⎨⎪⎪-<-⎪⎩ ,解得:112424a ππ<≤ ∴实数a 的取值范围是11,2424ππ⎛⎤⎥⎝⎦.故选:D例15.(2023·全国·高三专题练习)如图是函数()y f x =的导数()'y f x =的图象,则下面判断正确的是( )A .在()3,1-内()f x 是增函数B .在()4,5内()f x 是增函数C .在1x =时()f x 取得极大值D .在2x =时()f x 取得极小值【答案】B【分析】根据()'y f x =图象判断()f x 的单调性,由此求得()f x 的极值点,进而确定正确选项.【详解】由图可知,()f x 在区间()33,,2,42⎛⎫-- ⎪⎝⎭上()()'0,f x f x <递减;在区间()3,2,4,52⎛⎫- ⎪⎝⎭上()()'0,f x f x >递增.所以1x =不是()f x 的极值点,2x =是()f x 的极大值点.所以ACD 选项错误,B 选项正确. 故选:B例16.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()x af x a x =-(0x >,0a >且1a ≠),则( )A .当e a =时,()0f x ≥恒成立B .当01a <<时,()f x 有且仅有一个零点C .当e a >时,()f x 有两个零点D .存在1a >,使得()f x 存在三个极值点 【答案】ABC【分析】选项A ,不等式变形后求函数的最值进行判断;选项B ,确定函数的单调性,利用零点存在定理判断;选项C ,结合选项A 中的新函数进行判断;选项D ,求导,由导函数等于0,构造新函数确定导函数的零点个数,得极值点个数,判断D .【详解】对于A 选项,当e a =时,()0f x ≥,即e ln 1e eln e x x x x x x ≥⇔≥⇔≤,设()ln x g x x=, 则()21ln xg x x-'=,故当()0,e x ∈时,()0g x '>,当()e,x ∈+∞时,()0g x '<, 所以()()ln e 1e e eg x g ≤==,故A 正确; 对于B 选项,当01a <<时,()x af x a x =-单调递减,且当0x +→时,()1f x →,()110f a =-<,因此()f x 只有一个零点,故B 正确;对于C 选项,()0ln ln x af x a x x a a x =⇔=⇔=,即ln ln x ax a=,当e a >时,由A 选项可知,()10eg a <<,因此()()g x g a =有两个零点,即()f x 有两个零点,故C 正确;对于D 选项,()1ln x a f x a a ax -'=-,令()0f x '=,得11ln x a a a x --=,两边同时取对数可得,()()()1ln ln ln 1ln x a a a x -+=-,设()()()()1ln ln ln 1ln h x x a a a x =-+--,则()1ln a h x a x -'=-,令()0h x '=,得1ln a x a -=,则()h x 在10,ln a a -⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,ln a a -⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,因此()h x 最多有两个零点,所以()f x 最多有两个极值点,故D 错误. 故选:ABC.【题型】五、求已知函数的极值点例17.(2023·全国·高三专题练习)已知函数3()1f x x x =-+,对于以下3个命题: ∴函数()f x 有2个极值点 ∴函数()f x 有3个零点∴点(0,1)是函数()f x 的对称中心 其中正确命题的个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .3【答案】C【分析】利用导数研究()f x 的单调性确定极值情况,结合零点存在性定理判断零点个数,根据()()2f x f x +-=判断对称中心. 【详解】令2()310f x x '=-=,可得x =所以(,-∞、)+∞上()0f x '>,()f x递增;(上()0f x '<,()f x 递减;所以x =是()f x 的极值点, 又(2)50f -=-<,(10f =>,10f =->,所以()f x在(2,-上存在一个零点,所以()f x 有2个极值点,1个零点,∴正确,∴错误;33()()112f x f x x x x x +-=-+-++=,故(0,1)是函数()f x 的对称中心,∴正确.故选:C例18.(2023·全国·高三专题练习)已知0x 是函数()12sin cos 3f x x x x =-的一个极值点,则20tan x 的值是( )A .1B .12C .37D .57【答案】D【分析】由题知0()0f x '=,可得01cos26x =,由二倍角公式可算得207cos 12x =,进而有205sin 12x =,所以205tan 7x =. 【详解】()2001112cos2,cos22cos 1366f x x x x =-∴=∴-=',∴207cos 12x =,∴22005sin 1cos 12x x =-=, ∴220020sin 5tan cos 7x x x == 故选:D例19.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()8sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,(]0,4x π∈,则()f x 所有极值点的和为( ) A .223πB .13πC .17πD .503π【答案】D【分析】根据已知条件,令()0f x '=,求出方程的根,判断根左右两侧的导函数符号可得极值点,从而可求解()f x 所有极值点的和.【详解】解:()16cos 26f x x π⎛⎫'=- ⎪⎝⎭,令()16cos 206f x x π⎛⎫'=-= ⎪⎝⎭,得,23k x k Z ππ=+∈, 因为()f x '在,23k x k Z ππ=+∈两侧异号,所以,23k x k Z ππ=+∈是函数()f x 的极值点, 又(]0,4x π∈,所以极值点54117171023,,,,,,,36363636x ππππππππ=,所以()f x 所有极值点的和为5411717102350,363636363πππππππππ++++++=, 故选:D.例20.(2023·江苏·苏州中学高三阶段练习)已知函数()2sin 212cos xf x x=+,则下列说法中正确的是( ) A .()()f x f x π+= B .()f xC .()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增D .若函数()f x 在区间[)0,a 上恰有2022个极大值点,则a 的取值范围为60646067,33ππ⎛⎤⎥⎝⎦【答案】ABD【分析】利用二倍角公式进行化简,再根据函数的的性质分别判断各选项. 【详解】()2sin 2sin 2sin 21cos 212cos 2cos 2122xx xf x x xx ===+++⎛⎫+ ⎪⎝⎭, A 选项:()()()()sin 22sin 22cos 222cos 2x x f x f x x xπππ++===+++,A 选项正确;B 选项:设()sin 22cos 2xf x t x==+,则()sin 2cos 222x t x t x ϕ-==+≤解得213t ≤,t ≤≤,即max t =,即()f x B 选项正确; C 选项:因为022f f ππ⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上不单调,C 选项错误;D 选项:()()()()()222cos 22cos 2sin 22sin 24cos 222cos 22cos 2x x x x x f x x x +--+'==++,令()0f x '=,解得1cos 22x =-,即3x k ππ=+或23x k ππ=+,Z k ∈, 当2,33x k k ππππ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭,Z k ∈时,()0f x '<,函数单调递减, 当当24,33x k k ππππ⎛⎫∈++⎪⎝⎭,Z k ∈时,0f x ,函数单调递增,所以函数()f x 的极大值点为3π,43π,,()13n ππ+-,又函数()f x 在区间[)0,a 上恰有2022个极大值点,则2021,202233a ππππ⎛⎤∈++ ⎥⎝⎦,即60646067,33a ππ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,D 选项正确;故选:ABD.【题型】六、函数最值与极值的关系例21.(2022·江苏·高三专题练习)已知函数222()xx x f x e+-=,则下列结论不正确的是( ) A .函数()f x 有极小值也有最小值 B .函数()f x 存在两个不同的零点 C .当260k e -<<时,()f x k =恰有三个实根 D .若[0,]x t ∈时,max 26()f x e=,则t 的最小值为2 【答案】C【分析】先求导,通过导函数的单调性分析出原函数大致图象,然后画出图象,结合图象来分析每一个选项即可求出答案.【详解】由222()x x x f x e +-=,得()22'2(22)(22)4()x x x x x e x x e x f x e e +-+--+==, 令'()0f x =,则2x =-或2x =,当<2x -或2x >时,'()0f x <;当22x -<<时,'()0f x > , 所以()f x 在(,2)-∞-和(2,+)∞上单调递减,在(2,2)-上单调递增,所以()f x 有极小值()2244222f e e ---==--,有极大值()224+4262f e e-==, 当x →-∞时,()f x →+∞, 当x →+∞时,()0f x →, 故函数的图象如图,由图像可知A ,B ,D 正确,C 错误. 故选:C例22.(2022·全国·高三专题练习)对函数()242()ln 1f x x a x x =+++(x R ∈,a R ∈且0a ≠)的极值和最值情况进行判断,一定有( ) A .既有极大值,也有最大值 B .无极大值,但有最大值 C .既有极小值,也有最小值 D .无极小值,但有最小值【答案】C【分析】先求出导数,34242()21x xf x x a x x '+=+⋅++4221x x x =++()42(21)1x a x a ++++,然后讨论方程42(21)10x a x a ++++=根的情况,进而判断各选项【详解】34242()21x xf x x a x x '+=+⋅++4221x x x =++()42(21)1x a x a ++++,下面讨论方程42(21)10x a x a ++++=根的情况.令2[0,)u x =∈+∞,2()(21)1g u u a u a =++++,(1)当(0)10g a =+<时(即1a <-),()g u 仅有一个唯一的正零点,不妨设为0u ,此时()f x '有三个不同零点,分别为0(2)当(0)10g a =+=时(即1a =-)3422()(1)(1)1x f x x x x x =+-++';满足既有极小值,也有最小值;(3)当(0)10g a =+>时(即1a >-且0a ≠),若2102a u +=-≤(即12a ≥-且0a ≠),则()f x 仅有一个唯一的极小值点为0,若212a u +=-1012a ⎫⎛>-<<- ⎪⎝⎭,结合22Δ(21)4(1)43a a a =+-+=-分析可知:当1a -<<()g u 有两个不同的正零点(令为1u ,2u 且12u u <).此时()f x 在(,-∞,(),上单调递减,当12a ≤<-时,则()f x 仅有一个唯一的极小值点为0. 满足既有极小值,也有最小值;综上分析, 故选:C【点睛】关键点睛:解题的关键在于:求导后讨论方程42(21)10x a x a ++++=根的情况,讨论的时候,分情况:(1)当(0)10g a =+<;(2)当(0)10g a =+=;(3)当(0)10g a =+>,进而判断各选项,属于难题例23.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()2()x f x x a e =+有最小值,则函数()y f x '=的零点个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .不确定【答案】C【解析】对函数求导,转化条件为()0f x '<有解,再结合二次函数的性质即可得解.【详解】由题意,()2()2xf x x a e x +'=+,因为函数()f x 有最小值,且e 0x >,所以函数存在单调递减区间,即()0f x '<有解, 所以220x x a ++=有两个不等实根, 所以函数()y f x '=的零点个数为2. 故选:C.【点睛】本题考查了利用导数研究函数的最值,考查了运算求解能力,属于基础题. 例24.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =的导函数()y f x '=的图象如图所示,则下列结论正确的是( )A .()()()f a f b f c <<B .()()()f e f d f c <<C .x c =时,()f x 取得最大值D .x d =时,()f x 取得最小值【答案】AB【分析】由()f x '图象可确定()f x 的单调性,结合单调性依次判断各个选项即可得到结果. 【详解】由()f x '图象可知:当()(),,x c e ∈-∞+∞时,0fx;当(),x c e ∈时,()0f x '<;f x 在(),c -∞,(),e +∞上单调递增,在(),c e 上单调递减;对于A ,a b c <<,()()()f a f b f c ∴<<,A 正确; 对于B ,c d e <<,()()()f e f d f c ∴<<,B 正确;对于C ,由单调性知()f c 为极大值,当>x e 时,可能存在()()0f x f c >,C 错误; 对于D ,由单调性知()()f e f d <,D 错误. 故选:AB.【题型】七、导数中的极值偏移问题例25.(2023·全国·高三专题练习)关于函数()2ln f x x x=+,下列说法错误的是( ) A .2x =是()f x 的极小值点 B .函数()y f x x =-有且只有1个零点 C .存在正实数k ,使得()f x kx >恒成立D .对任意两个正实数1x ,2x ,且12x x >,若()()12f x f x =,则124x x +> 【答案】C【分析】对于A ,分析()f x 导函数可作判断;对于B ,考查函数()y f x x =-的单调性可作判断;对于C ,分离参数,再分析函数()f x x最值情况而作出判断;对于D ,构造函数()()(4)(02)g x f x f x x =--<<讨论其单调性,确定()0g x >即可判断作答.【详解】对于A 选项:()f x 定义域为(0,)+∞,22212()x f x x x x'-=-+=, 02x <<时,()0,2f x x '<>时()0f x '>,2x =是()f x 的极小值点,A 正确;对于B 选项:令222()(),()0x x h x f x x h x x -+'=-=-<, ()h x 在(0,)+∞上递减,(1)1,(2)ln 210h h ==-<, ()h x 有唯一零点,B 正确;对于C 选项:令23()2ln ln 4(),()f x x x x x x x x x x x ϕϕ-+'==+=-, 令()ln 4F x x x x =-+,()ln ,(0,1)F x x x '=∈时,()0,(1,)F x x '<∈+∞时,()0F x '>,()F x 在(0,1)上递减,在(1,)+∞上递增,则min ()(1)30F x F ==>,()0x ϕ'<,()ϕx 在(0,)+∞上递减,()ϕx 图象恒在x 轴上方,与x 轴无限接近,不存在正实数k 使得()f x kx >恒成立,C 错误; 对于D 选项:由A 选项知,()f x 在(0,2)上递减,在(2,)+∞上递增, 因正实数1x ,2x ,且12x x >,()()12f x f x =,则2102x x <<<,02x <<时,令()()(4)g x f x f x =--,()()()()2222404x x g x f x f x x x --=+-'+-''=<, 即()g x 在(0,2)上递减,于是有()()20g x g >=,从而有()()122(4)f x f x f x =>-, 又242x -> ,所以124x x >-,即124x x +>成立,D 正确. 故选:C.例26.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()ln xf x x=,则( ) A .()()25f f >B .若()f x m =有两个不相等的实根1x 、2x ,则212e x x <C .ln 2D .若23x y =,x ,y 均为正数,则23x y > 【答案】AD【分析】A :代入2,5直接计算比较大小;B :求()f x 的导函数,分析单调性,可得当()f x m=有两个不相等实根时1x 、2x 的范围,不妨设1x 2x <,则有10e x <<2x <,比较()211,e f x f x ⎛⎫⎪⎝⎭的大小关系,因为()()12f x f x =,可构造()()2e F x f x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(0e)x <<,求导求单调性,计算可得()0F x <成立,可证212e x x >;C :用()f x 在()0,e 上单调递增,构造ln 2ln e2e<可证明;D :令23xyt ==,解出lg lg 2t x =,lg lg 3ty =,做差可证明23x y >.【详解】解:对于A :()()12ln 52525n f f ====又105232==1025=,3225>>()()25f f >,A 正确;对于B :若()f x m =有两个不相等的实根1x 、2x ,则212e x x >,故B 不正确;证明如下:函数()ln x f x x =,定义域为()0,∞+,则()21ln xf x x -'=, 当0fx时,0e x <<;当()0f x '<时,e x >;所以()f x 在()0,e 上单调递增,在()e,+∞上单调递减,则()max 1ef x =且e x >时,有()0f x >,所以 若()f x m =有两个不相等的实根1x 、2x ,有10em <<,不妨设1x 2x <,有10e x <<2x <,要证212e x x >,只需证221e x x >,且221e e x x >>,又()()12f x f x =,所以只需证()211e f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,令()()2e F x f x f x ⎛⎫=-⎪⎝⎭(0e)x << 则有()()()22241111e ln e F x f x f x x x x ⎛⎫⎛⎫'''=+⋅=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当0e x <<时,1ln 0x ->,24110e x ->,所以有()0F x '>,即()F x 在(0,e)上单调递增,且()0e F =,所以()0F x <恒成立,即()211e f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即()221e f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即212e x x >.对于C :由B 可知,()f x 在()0,e 上单调递增,则有()()2e f f <,即ln 2ln e2e<,则有2ln 2e <<C 不正确; 对于D :令23x y t ==,则1t >,2lg log lg 2t x t ==,3lg log lg 3ty t ==, 2lg 3lg lg (lg9lg8)230lg 2lg3lg 2lg3t t t x y -∴-=-=>⋅, 23∴>x y ,故D 正确;故选:AD.【点睛】知识点点睛:(1)给定函数比较大小的问题,需判断函数单调性,根据单调性以及需要比较的数值构造函数,利用函数的单调性可比较大小;(2)极值点偏移法证明不等式,先求函数的导数,找到极值点,分析两根相等时两根的范围,根据范围以及函数值相等构造新的函数,研究新函数的单调性及最值,判断新函数小于或大于零恒成立,即可证明不等式.例27.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()(0).e xaxf x a =≠ (1)若对任意的x R ∈,都有1()ef x ≤恒成立,求实数a 的取值范围;(2)设,m n 是两个不相等的实数,且e m n m n -=.求证: 2.m n +>【答案】(1)(0,1] (2)证明见解析【分析】(1)先判断a<0不成立,当0a >时,求出函数的导数,结合最值可得参数的取值范围;(2)设()()(2)(1)h x g x g x x =-->,可得()0h x >恒成立,从而可证不等式. (1)当a<0时,111e af a ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 因为10e e a<<,所以111e e a>,即11e f a ⎛⎫> ⎪⎝⎭,不符合题意;当0a >时,(1)()e xa x f x -'=, 当(,1)x ∞∈-时,()0f x '>,当(1,)x ∈+∞时,()0f x '<, 所以()f x 在(,1)-∞上单调递增,在(1,)+∞上单调递减. 所以()(1)eaf x f ≤=. 由1()e f x ≤恒成立可知1e ea ≤,所以1a ≤.又因为0a >,所以a 的取值范围为(0,1]. (2)因为e m n m n -=,所以e e m n m n --=,即e em n m n=. 令()e xxg x =,由题意可知,存在不相等的两个实数m ,n ,使得()()g m g n =. 由(1)可知()g x 在区间(,1)-∞上单调递增,在区间(1,)+∞上单调递减. 不妨设m n <,则1m n <<.设()()(2)(1)h x g x g x x =-->,则2221e 1()()[(2)](1)e (1)0e e x x x xx h x g x g x x x ----'''=--=+-=-⋅>, 所以()h x 在(1,)+∞上单调递增,所以()0h x >,即()(2)g x g x >-在区间(1,)+∞上恒成立. 因为1n >,所以()(2)g n g n >-. 因为()()g m g n =,所以()(2)g m g n >-.又因为1m <,21n -<,且()g x 在区间(,1)-∞上单调递增, 所以2m n >-,即2m n +>.【点睛】思路点睛:不等式恒成立问题,可转化函数的最值问题,而极值点偏移问题,通过可构建新函数,并利用原函数的单调性进行转化.例28.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()1e (1),1,1x f x k x x k R x ⎛⎫=--->-∈ ⎪+⎝⎭. (1)若0k =,证明:(1,0)x ∈-时,()1f x <-;(2)若函数()f x 恰有三个零点123,,x x x ,证明:1231x x x ++>.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【分析】(1)当0k =时,1()e ,(1,0)1x x f x x x -=∈-+,求导,得到导函数大于0恒成立,故得到()(0)1f x f <=-;(2)首先确定1x =为函数的一个零点,接下来研究e ()1xF x k x =-+,构造差函数,求导后单调性,得到证明.(1)0k =时,函数1()e ,(1,0)1x x f x x x -=∈-+, 则221()e 0(1)x x f x x +='>+, ()f x 在(1,0)-上单调递增, 所以1()e (0)11x x f x f x -=<=-+. (2) e ()(1)1x f x x k x ⎛⎫=-- ⎪+⎝⎭,显然1x =为函数的一个零点,设为3x ; 设函数e ()1xF x k x =-+,2e ()(1)x x F x x '=+ 当(1,0)x ∈-时,()0F x '<,当,()0x ∈+∞时,()0F x '>,故()F x 在(1,0)-上单调递减,在(0,)+∞上单调递增.由已知,()F x 必有两个零点12,x x ,且1210x x -<<<,下证:120x x +>.设函数()()(),(1,0)h x F x F x x =--∈-,则e e ()11x x h x x x -=++-, 2e 11()e e (1)11x x x x x x h x x x x -++⎛⎫⎛⎫=+- ⎪⎪+--⎝⎭⎝⎭', 由于(1,0)x ∈-,则2e 1e 0(1)1x x x x x x -+⎛⎫-< ⎪+-⎝⎭,由(1)有1e 01x x x ++>-,故()0h x '<, 即函数()h x 在(1,0)-上单调递减, 所以()(0)0h x h >=,即有()()()211F x F x F x =>-, 由于12,(0,)x x -∈+∞,且在(0,)+∞上单调递增, 所以21x x >-,所以120x x +>.【点睛】对于极值点偏移问题,通常要构造差函数,结合差函数的单调性和最值,进行证明.。

极值点偏移四种解题方法

极值点偏移四种解题方法

极值点偏移四种解题方法极值点偏移是数学中一个重要的概念,它指的是极值点在函数图像上偏移的现象。

本文将介绍四种解决极值点偏移问题的解题方法。

下面是本店铺为大家精心编写的5篇《极值点偏移四种解题方法》,供大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

《极值点偏移四种解题方法》篇1一、定义法定义法是解决极值点偏移问题的一种基本方法。

该方法的主要思路是利用函数的定义式,通过分析函数在某一点处的导数值,来判断该点是否为极值点。

如果函数在某一点处的导数值等于零,则该点为极值点。

如果函数在某一点处的导数值不存在,则该点也可能是极值点。

二、导数法导数法是解决极值点偏移问题的另一种基本方法。

该方法的主要思路是利用函数的导数,通过分析函数在某一点处的导数值,来判断该点是否为极值点。

如果函数在某一点处的导数值等于零,则该点为极值点。

如果函数在某一点处的导数值不存在,则该点也可能是极值点。

三、极值判定法极值判定法是解决极值点偏移问题的一种重要方法。

该方法的主要思路是利用函数的极值判定条件,通过分析函数在某一点处的极值条件,来判断该点是否为极值点。

如果函数在某一点处满足极值条件,则该点为极值点。

四、图像法图像法是解决极值点偏移问题的一种直观方法。

该方法的主要思路是通过绘制函数的图像,来判断函数的极值点是否偏移。

如果函数的图像在某一点处发生变化,则该点可能是极值点。

如果函数的图像在某一点处出现拐点,则该点可能是极值点。

综上所述,极值点偏移四种解题方法分别为定义法、导数法、极值判定法和图像法。

《极值点偏移四种解题方法》篇2极值点偏移是高中数学中常见的问题之一,通常出现在导数相关的题目中。

极值点偏移指的是,在可导函数的一个区间内,如果存在一个极值点,且该极值点左右两侧的增减速度不同,那么这个极值点可能会偏移到区间的中点,从而造成函数图像的不对称。

解决极值点偏移问题的方法有很多种,以下是四种常见的解题方法: 1. 构造函数法:该方法的本质是构造一个新的函数,使得新函数的导数与原函数的导数之间存在一定的关系。

极值点偏移四种题型的解法及例题

极值点偏移四种题型的解法及例题

极值点偏移是高中数学中的一个重要概念,也是学生们比较头疼的一个知识点。

在解决数学问题时,我们经常会遇到一些与极值点有关的题型,比如函数的极值问题、优化问题等。

而在解决这些问题时,极值点偏移方法是一种非常实用的解题技巧。

本文将从四种题型出发,对极值点偏移方法进行详细解析,并结合具体例题进行说明。

1. 函数的极值问题函数的极值问题是高中数学中的一个重要内容。

在解决这类问题时,我们常常会用到导数的概念,来求函数的极值点。

但有些情况下,我们可以通过极值点偏移方法更快地得到函数的极值点。

比如对于一些简单的函数,通过极值点的平移和对称性,可以用更简洁的方法求得函数的极值点。

举例说明:已知函数 $f(x)=x^3-3x^2+2$,求 $f(x)$ 的极值点。

解:求导得 $f'(x)=3x^2-6x$。

令导数为零,得到 $x=0$ 或 $x=2$。

根据导数的符号,可知 $x=0$ 是极小值点,$x=2$ 是极大值点。

但通过极值点偏移方法,我们可以发现,当 $x=0$ 时,$f(x)=2$;而当$x=2$ 时,$f(x)=2$。

也就是说,极小值点 $x=0$ 对应的函数值和极大值点 $x=2$ 对应的函数值相等。

这就是极值点偏移的思想。

2. 优化问题优化问题是数学建模中常见的类型之一,也是考察学生综合运用数学知识解决实际问题的一种形式。

当我们遇到优化问题时,常常需要求解函数的极值点。

而极值点偏移方法可以帮助我们更快地找到函数的极值点,从而解决优化问题。

举例说明:一块长为20厘米的铁皮,可以做成一个底面积为 $x cm^2$ 的正方形盒子和一个底面积为 $y cm^2$ 的开口放平盒子,求怎样分割这块铁皮才能使总体积最大。

解:设正方形盒子的边长为 $a$,开口朝下的放平矩形盒子的底边长为 $b$,高为 $h$。

则根据题意可知,$b=a+2h$,且 $x=a^2$,$y=bh$。

问题转化为求 $x+y$ 的最大值。

极值点偏移问题-高考数学总复习

极值点偏移问题-高考数学总复习

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配套精练
3.(2023·如东期末)已知函数f(x)=x ln x-a(x-1)(a∈R),且f(x)≥0.
(1) 求实数a的值;
【解答】因为 f(x)=x ln x-a(x-1)(a∈R),且 f(x)≥0,所以 ln x-a1-1x≥0. 设 g(x)=ln x-a1-1x,则 g′(x)=1x-xa2=x-x2a. 当a≤0时,g′(x)>0,g(x)单调递增,当x∈(0,1)时,g(x)<g(1)=0,不满足题意. 当0<a<1时,g(x)在(a,+∞)上单调递增,所以g(a)<g(1)=0,不满足题意.当a> 1时,g(x)在(0,a)上单调递减,所以g(a)<g(1)=0,不满足题意. 当a=1时,g(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(1)= 0,所以g(x)≥0,所以f(x)≥0. 综上,a=1.

x

ex

a2 ex

2a≥2 ex·aex2-2a=0,所以 h(x)在 R 上单调递增.又因为 x2>ln a,所以 h(x2)>h(ln
a)=0,即 f(x2)-f(2ln a-x2)>0,得证.
变式 已知函数f(x)=x ln x-x+1,若方程f(x)=b有两个不相等的实数根x1,x2,
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3.(2023·如东期末)已知函数f(x)=x ln x-a(x-1)(a∈R),且f(x)≥0.
(2) 若关于x的方程f(x)=t有2个不同的实数根x1,x2(x1<x2),求证:x1+x2>2.

高考数学培优点 极值点偏移

高考数学培优点 极值点偏移

跟踪训练 1 (2022·全国甲卷)已知函数 f(x)=exx-ln x+x-a. (1)若f(x)≥0,求a的取值范围;
由题意知函数f(x)的定义域为(0,+∞). 由 f′(x)=exxx-2 1-1x+1 =exx-1x2-x+x2=ex+xx2x-1, 可得函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
x-bx=0,得
b=lnx
x (x>0).
令 φ(x)=lnxx(x>0),则 φ′(x)=1-xl2n x,
由φ′(x)>0,得0<x<e;由φ′(x)<0,调递增,在(e,+∞)上单调递减.
所以 φ(x)max=φ(e)=1e. 又φ(1)=0,且当x→+∞时,φ(x)→0;当x→0时,φ(x)→-∞,
题型一 对称化构造函数
例1 (2023·唐山模拟)已知函数f(x)=xe2-x. (1)求f(x)的极值;
因为f(x)=xe2-x, 所以f′(x)=(1-x)e2-x, 由f′(x)>0,解得x<1;由f′(x)<0,解得x>1, 所以f(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 又f(1)=e, 所以f(x)在x=1处取得极大值e,无极小值.
由题意知f(x)+2=ln x-ax+1=0,
于是ln ln
x1+1=ax1, x2+1=ax2,
令xx21=t,则由 x2>2x1 可得 t>2.
于是 t=xx21=llnn xx21+ +11=ln tl+n xln1+x11+1,
即 ln x1=tl-n t1-1.
从而 ln x2=ln t+ln x1=tt-ln 1t -1.
另一方面,对 x1x22>3e23 两端分别取自然对数,

高中数学解题思路与方法--极值点偏移

高中数学解题思路与方法--极值点偏移


2t − 2 t +1
,
(0
<
t
<
1)
求导由单调性易得原不等式成立,略.
4 / 19
法二:接 后续解:
由 得:(x1
+
x2 )(x1

x2 ) − (a
− 2)(x1

x2 ) − a ln
x1 x2
=
0
构造函数 , m(t)
=
ln
t

2(t −1) t +1
,
(0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
<
t
<
1)
求导由单调性易得 m(t) < 0在t ∈(0,1) 恒成立,
llnn
x1 x2
− −
mx1 mx2
=0 =0
,设 ,则 , .欲证 , t1
t2
= =
met1 met2

t1 t2
= et1−t2
k = t1 − t2 < 0
t1
=
kek ek −1
t2
=
k ek −1
x1x2 > e2
解法五 巧引变量(二)
证法 :设 , ,则由 得 5 t1 = ln x1 ∈(0,1) t2 = ln x2 ∈(1, +∞)
22
等价于证明: x1 + x2
>
x12 + 2x1 − x22 − 2x2 x1 + ln x1 − x2 − ln x2
⇔ ln x1 x2
< 2x1 − 2x2 x1 + x2
=
2 x1 − 2 x2 x1 +1

高考数学压轴题--------极值点偏移问题的三种解法

高考数学压轴题--------极值点偏移问题的三种解法

高考数学压轴题--------极值点偏移问题的三种解法
在高考和模考中.极值点偏移问题都是一个热点问题.这类试题设问新颖多变,难度较大,综合性强,能较好考查学生的逻辑推理能力、数据处理能力、转化与化归思想、函数与方程思想等.往往作为压轴题出现,对于这类问题,学生通常会望而却步,甚至不敢解、不想解.笔者通过对极值点偏移问题的探究,总结出解决这类问题三种方法,希望可以帮助学生克服畏难心理,迎难而上.
下面通过典型试题介绍这类问题的三种求解策略.
一 .构造法
构造法是解决极值点偏移问题最基本的方法。

对函数y =f(x),要考虑它在极值点x0附近偏移问题,可以通过构造并判断函数F(x) =f(x0+x)-f(x0-x)在x >0时的符号.确定x >0时f(x0+x)与f(x0-x)的大小关系;再将x = x0-x1代人上式,结合F(x1)=f(x2),得到f(2x0-x1)与f(x2)的大小关系;最后结合函数f(x)的单调性解决问题.
二、利用对称性
三、增量法
解决极值点偏移的方法有很多,以上三种方法各有优劣,不同
题目使用三种方法的繁简程度不一样,我们应该根据题目的实际情况,择优选择.。

专题8导数双变量之极值点偏移-2021届高三数学一轮复习讲义

专题8导数双变量之极值点偏移-2021届高三数学一轮复习讲义

设 , ,
由 ,可得,
若证 ,即证 ,即证 ,
即证
设 ,其中 ,
恒成立
在 上为单调递减, 恒成立
解题思路:(1)由 可得 ,设
求导得,
在 上单调递减, 上单调递增

(2)
当 时, 恒成立, 在 上单调递增,无两个零点,舍掉
当 时, 在 上单调递增, 上单调递减
( 可证 ,再证 )
设 (此时 ),设 ,
先减后增, 恒成立,
若证 ,即证 ,即证 ,即证

此时 且
所以
2.含参数的问题.法一Fra bibliotek消参转化成无参数问题

恒成立, 恒成立
,所以可证
2.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)设 ,如果 ,且 ,证明: ;
(3)若函数 的图像与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0,
证明: (或者问 ).
解题思路:(1)由 ,
当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 上单调递增, 上单调递减
(2)由(1) 单调性可知,
专题双变量问题之极值点偏移
核心知识点:
若函数 在 处取得极值,且函数 与直线 交于 , 两点,则 的中点为 ,而往往 .如下图所示.
按极值点的偏移来分,分为两类:
极值点左偏:
极值点右偏:
题型分类
一.不含参数的问题
方法一:利用构造新的函数来达到消元的目的
方法二: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.
法二:利用参数 作为媒介,换元后构造新函数
法三:直接换元构造新函数
典型例题:
1.已知函数 有两个不同的零点 ,求证: .

2024年高考重难专攻(四)极值点偏移问题

2024年高考重难专攻(四)极值点偏移问题
所以f′(x)≥0在[2,5]上恒成立,即2x+a-ax≥0对任意x∈[2,5]恒成立, 所以a≥-x-2x12对任意x∈[2,5]恒成立,即a≥-x-2x12max,x∈[2,5].
令 g(x)=-x-2x12(x∈[2,5]),则 g′(x)=-2xx-2+142 x≤0(x∈[2,5]), 所以 g(x)在[2,5]上单调递减,所以 g(x)在[2,5]上的最大值为 g(2)=-8. 所以 a 的取值范围是[-8,+∞). (2)当 a=2 时,方程 f(x)=x2+2m,即 x-ln x-m=0, 令 h(x)=x-ln x-m(x>0),则 h′(x)=1-1x, 当 x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减; 当 x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增. 所以 h(x)min=h(1)=1-m. 若方程 f(x)=x2+2m 有两个不等实根,则有 h(x)min<0,即 m>1.
(4)比较大小,即判断函数F(x)在某段区间上的正负,并得出f(x)与f(2x0-x)的大小 关系;
(5)转化,即利用函数f(x)的单调性,将f(x)与f(2x0-x)的大小关系转化为x与2x0-x 之间的关系,进而得到所证或所求.
已知函数f(x)=(x-1)ex-a,a∈R .
(1)若函数f(x)有两个零点,求a的取值范围; (2)设x1,x2是函数f(x)的两个零点,证明:x1+x2<0. 解:(1)由f(x)=0得a=(x-1)ex,令g(x)=(x-1)ex,∵g′(x)=ex+(x-1)ex=xex, 由g′(x)>0得x>0,∴函数g(x)在(0,+∞)上单调递增, 由g′(x)<0得x<0,∴函数g(x)在(-∞,0)上单调递减, ∴当x=0时,函数f(x)有极小值同时也是最小值, g(x)min=g(0)=-1,当x→+∞时,g(x)→+∞,当x→-∞时,g(x)<0,且g(x)→0, 则要使a=g(x)有两个不同的零点,则-1<a<0,即当-1<a<0时,函数f(x)有两个零点.

极值点偏移终极套路专题

极值点偏移终极套路专题

专题08:极值点偏移第六招一一极值点偏移终极套路值点偏移问题在高考中很常见,此类问题以导数为背景考察学生运用 函数与方程、数形结合、转换的思想解决函数问题的能力,层次性强, 能力要求较高.F 面给出引例,通过探究,归纳总结出解决此类问题的一般性方*1 … ,★已知f (x ) = xl nx-^mx 2-X , m 壬R .若f (x )有两个极值点X , , x ?,且X i <X 2,求证:X i X^e 2 ( e 为自然对数的底数).解法一:齐次构造通解偏移套路证法欲证西:叼A 亡2,需证In jq H-Jn .若/(X )有两个极值点珂,乃J 即函数于心)有两个雾点.又所乩 补 花是方程r (x )=o 的两个不同实根.另一方面,由{::;]策社』得2-】吓=町7, 从而可亀11 +甩 于是 I"+Inx 2」InX2T nX i"2+xi)£ X i丿又 0 € X| <X2,设 t =互,贝J t >1 .因此,In X, +1n X2 = ——OnL, t >1 .Xit T于是,有1吓-吧=0 X i——X 2 —Xi要证 In X, +1 n X 2 >2,即证: (t +1 )1 nt tT >2 , t 〉1.即:当 t 〉1 时'有由于厂(刘=丄_胡=12竺,故在仏丄XXV /K设巧,令 乂 =码,贝 \]f\x^y =) < f{— - jq/MV ffl解法三构造函数现实力 证法3:由X1,X2是方程f'(x )=0的两个不同实根得m=^,令x心警)设函数叽心心得,5,则2— 1 ^^n-2G-n C-1)“ h (t ------------ 2 = -------- 二 2(t +1)所以,h (t )为(1.代)上的增函数.注意到,h (1)=0,因此,h (t )3h (1)= 0 . 于是,当t >1时,有山上‘嚮.所以,有1nx""成立,」.解法二变换函数能妙解证法2:欲证x 1x 2 >e 2,需证In 为+ In x 2 >2 .若f (x )有两个极值点x 1,,即函数「(x )有两个零点.又f Y x )=l nx-mx ,所以, X 1,沁是方程 「(x ) = 0的两个不同实根.显然m 〉0,否则,函数r (x )为单调函数, 不符合题意.由 H n x imx 1 -0 = in x i +|n X 2 =m (x i +x 2 ),[In X 2 -mx 2 =0即只需证明m 佃+可)>2即可•即只需证明码+ X2>— • 列T ),如=茶諾>0,故如在设马(力(力一”2-丸5/2 ' -X 5 T ,EP^(x)<= 故二5丿5 T / ,+Qoji .g (xi )=g (x2),由于 g '(x )=匕響,因此,g (x )在(l,e ),X2设1<x ,<e <X 2,需证明x ,X 2 >e 2,只需证明X i > —^ (0,e ),只需证明X 2【;二寫-t =尸,设k “1 7 <0 ,则t 「舟,厂# .欲证X lX ^e ,需证I D 画+In 花A 2 .即只需证明专+石A 2 ,即^(A:)=Jt{l + e*)-2{e*-l)(it<0) = -e*+1 ■畧'(在)=辰止 <0 ,故^^Jt)在(TO ®,故疋仏)>E '(O )=O ,au 仗)在(,因此 1仗)<£(0)=0 ’命题得In X g(x 戶——X (e,p )J .g f f ”2丿,即 f"F 〕 ,即 f (X2)_f已 >0 . KS5U 微信公众号中学数学研讨部落即 h(x )= f (X )-f\ — 2 2(1-1 nx K e — X ) 丄「 亠(X 迂(1,e )), h '(x )= --------- >0,故 h (x )在 (1,e ),故 h (x )<h (e ) = 0,即 f (x )<f —V X丿.令X = X i ,则 / 2、 f (X 2 )= f K f I —,因为 2X 2,邑亡(e,址),f (X 牡(e,址 N ,所以X 2》一, X i即 x 1x^e 2 .解法四巧引变量(一)证法4:设1=1门石亡(0,1), t 2rx 2 巳心),则由 Pnx ;:mx ;:00 得即只需证明t ,卄 2 >2,即(k+rnk 〉?二卄/化一1^ Ink^k —1'。

导数压轴大题之极值点偏移问题,把握本质与通用思路才能举一反三

导数压轴大题之极值点偏移问题,把握本质与通用思路才能举一反三

导数压轴大题之极值点偏移问题,把握本质与通用思路才能举一反三极值点偏移题型是上一篇所讲述的双变量题型的一种重要分型。

2016年高考I卷的压轴大题就考了这种题型。

这类题型的特点鲜明,解题思路通用性强。

本文通过原创的一张图来直观、简明地揭示极值点偏移问题的基本原理(未见第二家如此系统地阐述它的原理)。

相信每一位同学学会后,再遇到此类题型就有底气而不会再发怵了,真正做到举一反三。

1. 导数(应用)压轴大题之不等式有关问题的极值点偏移题型及典型例题例1(2016国I) 已知函数f(x) = (x-2)e^x +a(x-1)^2有两个零点。

(1) 求a的取值范围;(2) 设x1, x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2。

(提示:这题在上一篇中已给出详细解答,这里不再赘述。

作为2016年的压轴题,第(2)问算是极值点偏移题型中的一个难度适中的题目,因此刚好可用来清晰地揭示极值点偏移题型的基本原理与通用解题思路。

不熟悉这类题型的同学应先把该题学透,再继续学习其它例题)例2 已知函数f(x) = xlnx,g(x) = 1/2×mx^2+x。

(1) 若函数f(x)与g(x)的图像上存在关于原点对称的点,求实数m 的取值范围;(2) 设F(x) = f(x) – g(x),已知F(x)在(0, +∞)上存在两个极值点x1、x2,且x1<x2,求证:x1x2 > e^2 (其中e为自然对数的底数)。

解:依题意,x>0,讲解:①从极值点偏移题型角度看,本题(2)问稍有变化(可视作常规题型的变式——出题人常以类似的方式改题或增加难度):(a) 分析的函数对象为‘导函数’及其两个零点——即两个等值点。

但这些变化对以极值点偏移的思路进行解题并无太大差别,仅仅是对象不同而已。

(b) 已知函数的定义域受限——x>0;处理时不要忘了其约束。

(c) 从所求证的‘x1x2 > e^2’看不出与极值点偏移问题相关,但只需利用已知推出可知条件“x1=lnx1/m和x2=lnx2/m”,即可把所求证问题转化为需知问题(或称需知条件)“x2+x1>2/m”——此为极值点偏移的标准形态。

函数极值点偏移问题大总结--高中数学名师归纳

函数极值点偏移问题大总结--高中数学名师归纳

极值点偏移问题大总结--高中数学
高中数学,每一道所谓的难题都有至少两种以上的方法去解决它。

高考客观压轴题也是如此。

一种是常规解题思路的方法。

学生容易思考,但是运算量大,耗时比较久。

一种是非常经典的方法,可以秒杀,但是学生如果不经过长期的训练很难想到此种方法。

一题多解旨在开发学生的思维,激发学生潜能,举一反三,灵活应用,达到完全驾驭数学的目的。

一、极值点偏移PK拐点偏移常规套路
方法技巧总结例题
小结:
二、极值点偏移的基本定义。

极值点偏移问题利器——极值点偏移判定定理 高考数学解答题压轴题突破讲义(解析版)

极值点偏移问题利器——极值点偏移判定定理  高考数学解答题压轴题突破讲义(解析版)

一、极值点偏移的判定定理对于可导函数)(x f y =,在区间),(b a 上只有一个极大(小)值点0x ,方程0)(=x f 的解分别为21,x x ,且b x x a <<<21,(1)若)2()(201x x f x f -<,则021)(2x x x ><+,即函数)(x f y =在区间),(21x x 上极(小)大值点0x 右(左)偏;#网(2)若)2()(201x x f x f ->,则021)(2x x x <>+,即函数)(x f y =在区间),(21x x 上极(小)大值点0x 右(左)偏.证明:(1)因为对于可导函数)(x f y =,在区间),(b a 上只有一个极大(小)值点0x ,则函数)(x f 的单调递增(减)区间为),(0x a ,单调递减(增)区间为),(0b x ,由于b x x a <<<21,有01x x <,且0202x x x <-,又)2()(201x x f x f -<,故2012)(x x x -><,所以021)(2x x x ><+,即函数极(小)大值点0x 右(左)偏;(2)证明略.左快右慢(极值点左偏221x x m +<⇔)左慢右快(极值点右偏221x x m +>⇔)左快右慢(极值点左偏221x x m +<⇔)左慢右快(极值点右偏221x x m +>⇔)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)(x f 的极值点0x ;(2)构造一元差函数)()()(00x x f x x f x F --+=;(3)确定函数)(x F 的单调性;(4)结合0)0(=F ,判断)(x F 的符号,从而确定)(0x x f +、)(0x x f -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)(x f 满足)()(21x f x f =,0x 为函数)(x f 的极值点,求证:0212x x x <+.(1)讨论函数)(x f 的单调性并求出)(x f 的极值点0x ;假设此处)(x f 在),(0x -∞上单调递减,在),(0+∞x 上单调递增.(2)构造)()()(00x x f x x f x F --+=;注:此处根据题意需要还可以构造成)2()()(0x x f x f x F --=的形式.(3)通过求导)('x F 讨论)(x F 的单调性,判断出)(x F 在某段区间上的正负,并得出)(0x x f +与)(0x x f -的大小关系;假设此处)(x F 在),0(+∞上单调递增,那么我们便可得出0)()()()(000=-=>x f x f x F x F ,从而得到:0x x >时,)()(00x x f x x f ->+.(4)不妨设201x x x <<,通过)(x f 的单调性,)()(21x f x f =,)(0x x f +与)(0x x f -的大小关系得出结论;接上述情况,由于0x x >时,)()(00x x f x x f ->+且201x x x <<,)()(21x f x f =,故)2()]([)]([)()(2002002021x x f x x x f x x x f x f x f -=-->-+==,又因为01x x <,0202x x x <-且)(x f 在),(0x -∞上单调递减,从而得到2012x x x -<,从而0212x x x <+得证.(5)若要证明02('21<+x x f ,还需进一步讨论221x x +与0x 的大小,得出221xx +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0212x x x <+,故0212x x x <+,由于)(x f 在),(0x -∞上单调递减,故0)2('21<+x x f .*网【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)(x f 的单调性、极值点,证明)(0x x f +与)(0x x f -(或)(x f 与)2(0x x f -)的大小关系;若试题难度较大,则直接给出形如0212x x x <+或0)2('21<+x x f 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.三、新题展示【2019湖南郴州二中月考】已知函数,,.(1)若,,求函数的单调区间;(2)设.(i)若函数有极值,求实数的取值范围;(ii)若(),求证:.【答案】(1)见解析;(2)见解析(2)(i)=,定义域为(0,+∞),,①当时,,函数在(0,+∞)上为单调递增函数,不存在极值.②当时,令,得,,所以,易证在上为增函数,在上为减函数,所以当时,取得极大值.所以若函数有极值,实数的取值范围是.因为,,所以在上为减函数,,所以在上为增函数,所以,即,故成立.【2019江西赣州十四县(市)期中联考】已知函数(为常数),曲线在与轴的交点A处的切线与轴平行.(1)求的值及函数的单调区间;(2)若存在不相等的实数使成立,试比较与的大小.【答案】(1)a=2,在区间(-∞,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增.(2)x1+x2<2ln2(2)证明:设x>ln2,所以2ln2-x<ln2,(2ln2-x)=e(2ln2-x)-2(2ln2-x)-1=+2x-4ln2-1.令g(x)=(x)-(2ln2-x)=e x--4x+4ln2(x≥ln2),所以g′(x)=e x+4e-x-4≥0,当且仅当x=ln2时,等号成立,&网所以g(x)=(x)-(2ln2-x)在(ln2,+∞)上单调递增.又g(ln2)=0,所以当x>ln2时,g(x)=(x)-(2ln2-x)>g(ln2)=0,即(x)>(2ln2-x),不妨设x1<ln2<x2,所以(x2)>(2ln2-x2),又因为(x1)=(x2),所以(x1)>(2ln2-x2),由于x2>ln2,所以2ln2-x2<ln2,因为x1<ln2,由(1)知函数y=(x)在区间(-∞,ln2)上单调递减,所以x1<2ln2-x2,即x1+x2<2ln2.#网四、对点详析,利器显锋芒★已知函数)()(R x xe x f x∈=-.(1)求函数)(x f 的单调区间和极值;(2)若21x x ≠,且)()(21x f x f =,证明:221>+x x .∵12>x ,∴122<-x ,)(x f 在)1,(-∞上单调递增,∴212x x ->,∴221>+x x .★函数3434)(x x x f -=与直线31(->=a a y 交于),(1a x A 、),(2a x B 两点.证明:221<+x x .★已知函数2()ln f x x x=+,若1x ≠2x ,且)()(21x f x f =,证明:421>+x x .【解析】由函数2()ln f x x x=+单调性可知:若)()(21x f x f =,则必有212x x <<,。

导数压轴题之极值点偏移归纳总结

导数压轴题之极值点偏移归纳总结

极值点偏移问题一、问题指引极值点偏移的含义众所周知,函数)(x f 满足定义域内任意自变量x 都有)2()(x m f x f -=,则函数)(x f 关于直线m x =对称;可以理解为函数)(x f 在对称轴两侧,函数值变化快慢相同,且若)(x f 为单峰函数,则m x =必为)(x f 的极值点. 如二次函数)(x f 的顶点就是极值点0x ,若c x f =)(的两根的中点为221x x +,则刚好有0212x x x =+,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)(x f 的极值点为m ,且函数)(x f 满足定义域内m x =左侧的任意自变量x 都有)2()(x m f x f ->或)2()(x m f x f -<,则函数)(x f 极值点m 左右侧变化快慢不同. 故单峰函数)(x f 定义域内任意不同的实数21,x x 满足)()(21x f x f =,则221x x +与极值点m 必有确定的大小关系: 若221x x m +<,则称为极值点左偏;若221x x m +>,则称为极值点右偏.如函数x e x x g =)(的极值点10=x 刚好在方程c x g =)(的两根中点221x x +的左边,我们称之为极值点左偏. 以函数函数2x y =为例,极值点为0,如果直线1=y 与它的图像相交,交点的横坐标为1-和1,我们简单计算:0211=+-.也就是说极值点刚好位于两个交点的中点处,此时我们称极值点相对中点不偏移.当然,更多的情况是极值点相对中点偏移,下面的图形能形象地解释这一点.二、极值点偏移问题的一般题设形式:1. 若函数)(x f 存在两个零点21,x x 且21x x ≠,求证:0212x x x >+(0x 为函数)(x f 的极值点);2. 若函数)(x f 中存在21,x x 且21x x ≠满足)()(21x f x f =,求证:0212x x x >+(0x 为函数)(x f 的极值点);3. 若函数)(x f 存在两个零点21,x x 且21x x ≠,令2210x x x +=,求证:0)('0>x f ; 4. 若函数)(x f 中存在21,x x 且21x x ≠满足)()(21x f x f =,令2210x x x +=,求证:0)('0>x f .二、方法详解(一)基本解法之对称化构造例1是这样一个极值点偏移问题:对于函数()e xf x x -=,已知()()12f x f x =,12x x ≠,证明122x x +>.再次审视解题过程,发现以下三个关键点: (1)1x ,2x 的范围()1201x x <<<; (2)不等式()()()21f x f x x >->;(3)将2x 代入(2)中不等式,结合()f x 的单调性获证结论. 小结:用对称化构造的方法解极佳点偏移问题大致分为以下三步:step1:求导,获得()f x 的单调性,极值情况,作出()f x 的图像,由()()12f x f x =得1x ,2x 的取值范围(数形结合);step2:构造辅助函数(对结论()1202x x x +><,构造()()()02F x f x f x x =--;对结论()2120x x x ><,构造()()20x F x f x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭),求导,限定范围(1x 或2x 的范围),判定符号,获得不等式;step3:代入1x (或2x ),利用()()12f x f x =及()f x 的单调性证明最终结论. 下面给出第(3)问的不同解法【解析】法一:()(1)xf x x e -'=-,易得()f x 在(,1)-∞上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,x →-∞时,()f x →-∞,(0)0f =,x →+∞时,()0f x →, 函数()f x 在1x =处取得极大值(1)f ,且1(1)f e=,如图所示.由1212()(),f x f x x x =≠,不妨设12x x <,则必有1201x x <<<, 构造函数()(1)(1),(0,1]F x f x f x x =+--∈, 则21()(1)(1)(1)0x x xF x f x f x e e+'''=++-=->,所以()F x 在(0,1]x ∈上单调递增,()(0)0F x F >=,也即(1)(1)f x f x +>-对(0,1]x ∈恒成立.由1201x x <<<,则11(0,1]x -∈,所以11112(1(1))(2)(1(1))()()f x f x f x f x f x +-=->--==, 即12(2)()f x f x ->,又因为122,(1,)x x -∈+∞,且()f x 在(1,)+∞上单调递减, 所以122x x -<,即证12 2.x x +>法二:欲证122x x +>,即证212x x >-,由法一知1201x x <<<,故122,(1,)x x -∈+∞,又因为()f x 在(1,)+∞上单调递减,故只需证21()(2)f x f x <-,又因为12()()f x f x =,故也即证11()(2)f x f x <-,构造函数()()(2),(0,1)H x f x f x x =--∈,则等价于证明()0H x <对(0,1)x ∈恒成立. 由221()()(2)(1)0x x x H x f x f x e e--'''=+-=->,则()H x 在(0,1)x ∈上单调递增,所以()(1)0H x H <=,即已证明()0H x <对(0,1)x ∈恒成立,故原不等式122x x +>亦成立.法三:由12()()f x f x =,得1212x xx e x e --=,化简得2121x x x ex -=…①, 不妨设21x x >,由法一知,121o x x <<<.令21t x x =-,则210,t x t x >=+,代入①式,得11tt x e x +=,反解出11t t x e =-,则121221t t x x x t t e +=+=+-,故要证:122x x +>,即证:221t tt e +>-,又因为10t e ->,等价于证明:2(2)(1)0t t t e +-->…②,构造函数()2(2)(1),(0)tG t t t e t =+-->,则()(1)1,()0ttG t t e G t te '''=-+=>,故()G t '在(0,)t ∈+∞上单调递增,()(0)0G t G ''>=,从而()G t 也在(0,)t ∈+∞上单调递增,()(0)0G t G >=,即证②式成立,也即原不等式122x x +>成立.法四:由法三中①式,两边同时取以e 为底的对数,得221211lnln ln x x x x x x -==-,也即2121ln ln 1x x x x -=-,从而221212121212221211111ln ln ()ln ln 1x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x +-++=+==---, 令21(1)x t t x =>,则欲证:122x x +>,等价于证明:1ln 21t t t +>-…③, 构造(1)ln 2()(1)ln ,(1)11t t M t t t t t +==+>--,则2212ln ()(1)t t t M t t t --'=-, 又令2()12ln ,(1)t t t t t ϕ=-->,则()22(ln 1)2(1ln )t t t t t ϕ'=-+=--,由于1ln t t ->对(1,)t ∀∈+∞恒成立,故()0t ϕ'>,()t ϕ在(1,)t ∈+∞上单调递增,所以()(1)0t ϕϕ>=,从而()0M t '>,故()M t 在(1,)t ∈+∞上单调递增,由洛比塔法则知:1111(1)ln ((1)ln )1lim ()limlim lim(ln )21(1)x x x x t t t t t M t t t t t→→→→'+++===+='--,即证()2M t >,即证 式成立,也即原不等式122x x +>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.【类题展示】已知函数2)1()2()(-+-=x a e x x f x 有两个零点21,x x .证明:122x x +<.法二:参变分离再构造差量函数,由已知得:()()120f x f x ==,不难发现11x ≠,21x ≠,故可整理得:()()()()121222122211xx x e x e a x x ---==--,设()()()221xx e g x x -=-,则()()12g x g x =那么()()()2321'1xx g x e x -+=-,当1x <时,()'0g x <,()g x 递减;当1x >时,()'0g x >,()g x 递增. 设0m >,构造代数式:()()111222*********m m m m m m m m g m g m e e e e m m m m +-----+-⎛⎫+--=-=+ ⎪+⎝⎭设()2111mm h m e m -=++,0m >则()()2222'01m m h m e m =>+,故()h m 单调递增,有()()00h m h >=. 因此,对于任意的0m >,()()11g m g m +>-.由()()12g x g x =可知1x 、2x 不可能在()g x 的同一个单调区间上,不妨设12x x <,则必有121x x <<令110m x =->,则有()()()()()1111211112g x g x g x g x g x +->--⇔->=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,而121x ->,21x >,()g x 在()1,+∞上单调递增,因此:()()121222g x g x x x ->⇔->整理得:122x x +<. 法三:参变分离再构造对称函数由法二得()()()221x x e g x x -=-,构造()()(2),((,1))G x g x g x x =--∈-∞,利用单调性可证,此处略.法五:利用“对数平均”不等式参变分离得:222211)1()2()1()2(21--=--=x e x x e x a x x ,由0>a 得,2121<<<x x ,将上述等式两边取以e 为底的对数,得22221211)1()2(ln )1()2(lnx x x x x x +--=+--,化简得:21212221)]2ln()2[ln(])1ln()1[ln(x x x x x x -=-------,故2121212221)]2ln()2[ln(])1ln()1[ln(1x x x x x x x x ---------=)2()2()]2ln()2[ln()1()1(])1ln()1[ln()]1()1[(21212221222121x x x x x x x x x x ------+-------+-= 由对数平均不等式得:221222221212[ln(-1)-ln(-1)]2(1)(1)(1)(1)x x x x x x >----+-,121212[ln(2-)-ln(2-)]22222x x x x x x >----+-()()()(),从而122212122(2)21(1)(1)22x x x x x x +->+-+--+-()()1212122212122(2)[4()]2(1)(1)4()x x x x x x x x x x +--+++-=+-+--+12122212122(2)21(1)(1)4()x x x x x x x x +-+-=++-+--+等价于:12122212122(2)20(1)(1)4()x x x x x x x x +-+->+-+--+1222121221(2)[](1)(1)4()x x x x x x =+-+-+--+ 由221212(1)(1)0,4()0x x x x -+->-+>,故122x x +<,证毕.(二) 含参函数问题可考虑先消去参数【例2】已知函数()ln f x x ax =-,a 为常数,若函数()f x 有两个零点12,x x ,试证明:212.x x e ⋅>【解析】法一:消参转化成无参数问题:ln ()0ln ln x f x x ax x ae =⇔=⇔=,12,x x 是方程()0f x =的两根,也是方程ln ln x x ae =的两根,则12ln ,ln x x 是x x ae =,设1122ln ,ln u x u x ==,()xg x xe -=,则12()()g u g u =,从而2121212ln ln 22x x e x x u u >⇔+>⇔+>,此问题等价转化成为例1,下略.法二:利用参数a 作为媒介,换元后构造新函数: 不妨设12x x >,∵1122ln 0,ln 0x ax x ax -=-=,∴12121212ln ln (),ln ln ()x x a x x x x a x x +=+-=-,∴1212ln ln x x a x x -=-,欲证明212x x e >,即证12ln ln 2x x +>.∵1212ln ln ()x x a x x +=+,∴即证122a x x >+,∴原命题等价于证明121212ln ln 2x x x x x x ->-+,即证:1122122()ln x x x x x x ->+,令12,(1)x t t x =>,构造2(1)ln ,1)1(t t g t t t -=->+,此问题等价转化成为例2中思路二的解答,下略. 法三:直接换元构造新函数:12221211ln ln ln ,ln x x x x a x x x x ==⇔=设2121,,(1)x x x t t x <=>,则112111ln ln ln ,ln ln tx t x x tx t t x x +==⇔=, 反解出:1211ln ln ln ln ,ln ln ln ln ln 111t t t tx x tx t x t t t t ===+=+=---, 故212121ln ln 2ln 21t x x e x x t t +>⇔+>⇔>-,转化成法二,下同,略. 【点评】含参数的极值点偏移问题,在原有的两个变元12,x x 的基础上,又多了一个参数,故思路很自然的就会想到:想尽一切办法消去参数,从而转化成不含参数的问题去解决;或者以参数为媒介,构造出一个变元的新的函数。

高考数学玩转压轴题专题12极值点偏移问题利器极值点偏移判定定理

高考数学玩转压轴题专题12极值点偏移问题利器极值点偏移判定定理

高考数学玩转压轴题专题12极值点偏移问题利器极值点偏移判定定理极值点偏移问题利器——极值点偏移判定定理一、极值点偏移的判定定理对于可导函数 $y=f(x)$,在区间 $(a,b)$ 上只有一个极大(小)值点 $x$,方程 $f(x)=0$ 的解分别为 $x_1$、$x_2$,且 $a<x_1<x_2<b$,则:1)若 $f(x_1)<f(2x-x_2)$,则极(小)大值点 $x$ 右(左)偏;2)若 $f(x_1)>f(2x-x_2)$,则极(小)大值点 $x$ 右(左)偏。

证明:1)因为对于可导函数 $y=f(x)$,在区间 $(a,b)$ 上只有一个极大(小)值点 $x$,则函数 $f(x)$ 的单调递增(减)区间为 $(a,x)$,单调递减(增)区间为 $(x,b)$。

由于 $x_1)2x-x_2$,$a)2x$,即函数 $y=f(x)$ 在区间 $(x_1,x_2)$ 上$2x_1+x_2)x$,即函数 $y=f(x)$ 的极(小)大值点 $x$ 右(左)偏。

2)证明略。

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 $f(x)$ 的极值点 $x$;2)构造一元差函数 $F(x)=f(x+x)-f(x-x)$;3)确定函数 $F(x)$ 的单调性;4)结合 $F(x)=0$,判断 $F(x)$ 的符号,从而确定$f(x+x)$、$f(x-x)$ 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、抽象模型答题模板:若已知函数 $f(x)$ 满足 $f(x_1)=f(x_2)$,$x$ 为函数 $f(x)$ 的极值点,求证:$x_1+x_2<2x$。

1)讨论函数$f(x)$ 的单调性并求出$f(x)$ 的极值点$x$;假设此处 $f(x)$ 在 $(-\infty,x)$ 上单调递减,在$(x,+\infty)$ 上单调递增。

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由 llnn
x1 − mx1 = 0 x2 − mx2 = 0

ln
x1
+
ln
x2
=
m ( x1
+
x2
),
解法三 构造函数现实力
证法
3:由
x1

x2
是方程
f
′(x)
=
0 的两个不同实根得
m
=
ln x x
,令
g
(
x)
=
ln x x

g
(
x1
)
=
g
(
x2
)
,由于
g′
(
x
)
=
1
− ln x2
x
,因此,
g
(
=
1− t
2(t
+1) − 2(t (t +1)2
−1)
=
(t −1)2 t (t +1)2

0,
所以, h (t ) 为 (1. + ∞) 上的增函数.注意到, h (1) = 0 ,因此, h (t ) ≥ h (1) = 0 .
于是,当 t
> 1时,有 ln t
>
2(t −1)
t +1
.所以,有 ln
x
)

(1,
e
)


(
e,
+∞)


设1 <
x1
<e<
x2 ,需证明 x1x2
>
e2 ,只需证明 x1
>
e2 x2
∈(0, e) ,只需证明
f
( x1 )
>
f
e2 x2

2 / 18

f ( x2 ) >
f
e2
,即
x2
f
( x2 ) −
f
e2
>
0
.KS5U
x2
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中学数学研讨部落
x1
+
ln
x2
>
2 成立,
x1x2
>
e2

解法二 变换函数能妙解
证法 2:欲证 x1x2 > e2 ,需证 ln x1 + ln x2 > 2 .若 f ( x) 有两个极值点 x1 ,x2 ,即函数 f ′( x) 有两个零点.又 f ′( x) = ln x − mx ,所以, x1 , x2 是方程 f ′( x) = 0 的两个不同实根.显 然 m > 0 ,否则,函数 f ′( x) 为单调函数,不符合题意.
高考数学压轴题归纳总结及解题方法专题讲解
值点偏移问题在高考中很常见,此类问题以导数为背景考察学生运用函数与方程、
数形结合、转换的思想解决函数问题的能力,层次性强,能力要求较高.
下面给出引例,通过探究,归纳总结出解决此类问题的一般性方法.
★已知
f
(x)
=
x ln
x

1 2
mx2

x
,m∈R
.若
f
(x)

t1 t2
= met1 = met2

t1 t2
= et1−t2
t1 ,设
t2
=
k ∈ (0,1) ,则 t1
=
k ln k k −1
, t2
=
ln k k −1.
欲证 x1x2 > e2 ,需证 ln x1 + ln x2 > 2 ,
即只需证明 t1 + t2 > 2 ,
3 / 18

(k
+1) ln k
★已知函数 f (x) = x2 − (a − 2)x − a ln x ,若方程 f (x) = c 有两个不相等的实数根 x1, x2 , 求证: f ′( x1 + x2 ) > 0 .
2
欲证: f ′( x1 + x2 ) > 0 = f ′( a ) ,结合 f ′(x) 的单调性,
2
2
即证: x1 + x2 > a 22
x1
,因为
x2

e2 x1
∈(e, +∞)

f
( x) 在 (e, +∞)
↓ ,所以
x2
>
e2 x1
,即
x1x2
>
e2 .
解法四 巧引变量(一)
证法
4:设 t1
=
ln
x1
∈(0,1) , t2
=
ln
x2
∈ (1, +∞) ,则由 llnn
x1 x2
− mx1 = 0 − mx2 = 0

t1 t2
, (0
<
t
< 1)

求导由单调性易得原不等式成立,略.
4 / 18
法二:接 后续解:

得: (x1
+
x2 )(x1

x2 ) − (a − 2)(x1
− x2 ) − a ln
x1 x2
=
0
构造函数
ห้องสมุดไป่ตู้
m(t )
=
ln
t

2(t −1) t +1
,
(0
<
t
<
1)

求导由单调性易得 m(t) < 0 在 t ∈ (0,1) 恒成立,
又因为
a
>
0,
x1

x2
<
0 ,故
f
′(
x1
+ 2
x2
)
>
0
成立.
法三:接④后续解:
视 x1 为主元,设 g(x)
=
ln x − ln
x2

2(x − x2 x + x2
)
,
g
′(
x)
=
1 x

4 x2 (x + x2 )2
等价于证明: x1 + x2 >
x12 + 2x1 − x22 − 2x2 x1 + ln x1 − x2 − ln x2
⇔ ln x1 x2
< 2x1 − 2x2 x1 + x2
2 x1 − 2 = x2
x1 +1
x2
令t
=
x1 x2
, (0
<
t
< 1)
,构造函数
g (t )
=
ln t

2t − 2 t +1
=
x2 x1
,则 t
> 1.因此, ln
x1
+
ln
x2
=
(1+ t ) ln t
t −1
,t
>1.
要证 ln
x1
+
ln
x2
>
(t
2 ,即证:
+1) ln t
t −1
>
2,
t
>
1.即:当
t
>
1时,有
ln
t
>
2
(t −1)
t +1
.设
1 / 18
函数 h(t )
=
ln t

2(t −1)
t +1
,t
≥ 1,则 h′(t )
k −1
>
2

ln k
<
2(k −1)
k +1

ln
k

2(k −1)
k +1
<
0,

g (k )
=
ln k

2
(k −1)
k +1
(
k

(0,1)) ,
g′(k )
=
(k −1)2 k (k +1)2
>
0

故 g (k ) 在 (0,1) ↑ ,因此 g (k ) < g (1) = 0 ,命题得证.
= met1 = met2

t1 t2
= et1−t2
,设 k
= t1 − t2
<
0 ,则 t1
=
kek ek −1 , t2
=
ek
k −
1
.欲证
x1
x2
> e2 ,
解法五 巧引变量(二)
证法
5:设 t1
=
ln
x1
∈(0,1) , t2
=
ln
x2
∈ (1, +∞) ,则由 llnn
x1 x2
− mx1 = 0 − mx2 = 0
即h(x) =
f
( x) −
f
e2 x
(
x

(1,
e))
,h′
(
x)
=
(1− ln
x)(e2
x2e2
) − x2
> 0 ,故 h ( x) 在 (1, e) ↑ ,故
h( x) < h(e) = 0 ,即
f
(x) <
f
e2 x
.令
x
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