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函数零点与极值点的偏移问题
第三单元 函数、导数及其应用
解决此类问题,先需理解此类问题的实质,
极值点偏移问题常作为压轴题出现,题型复杂多变.
巧妙消元、消参、构造函数,利用函数的性质
解决问题.
1.对极值点偏移的解释
已知函数y=f (x)是连续函数,在区间(x1,x2)内有且只有一个极值点x0,且f (x1)=f (x2).若极值点左右的“增减速度”相同,常常有极值点 ,我们称这种状态为极值点不偏移;
若极值点左右的“增减速度”不同,函数的图象不具有对称性,常常有极值点 的情况,我们称这种状态为“极值点偏移”.
2.解极值点偏移问题的通法
第一步:根据f (x1)=f (x2)(x1≠x2)建立等量关系,并结合f (x)的单调性,确定x1,x2的取值范围;
第二步:不妨设x1第三步:构造关于x1(或x2)的一元函数,或令 =t(t>1)构造关于t的一元函数,应用导数研究其单调性,并借助于单调性,达到对待证不等式的证明.
例1 已知函数 f(x)=xe-x.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若x1≠x2且f(x1)=f(x2),求证:x1+x2>2.
解析:(1)解 f ′(x)=e-x(1-x),令f ′(x)>0得x<1;令f′(x)<0得x>1,∴函数f(x)在(-∞,1)上单调递增,
在(1,+∞)上单调递减.
(2)证明 方法一 (对称化构造法)
构造辅助函数F(x)=f(x)-f(2-x),x>1,则F′(x)=f ′(x)+f ′(2-x)=e-x(1-x)+ex-2(x-1)=(x-1)(ex-2-e-x),∵当x>1时,x-1>0,ex-2-e-x>0,∴F′(x)>0,∴F(x)在(1,+∞)上单调递增,∴F(x)>F(1)=0,故当x>1时,f(x)>f(2-x),(*)
由f(x1)=f(x2),x1≠x2,可设x1<1f(2-x2),又f(x1)=f(x2), ∴f(x1)>f(2-x2).又x1<1,2-x2<1,而f(x)在(-∞,1)上单调递增,∴x1>2-x2, ∴x1+x2>2.
例2 已知函数 f(x)=ln x-ax有两个零点x1,x2.(1)求实数a的取值范围;(2)求证:x1·x2>e2.
跟踪训练1.已知函数 f (x)=x2-2x+1+aex有两个极值点x1,x2,且x14.
跟踪训练2.已知 f (x)=xln x- mx2-x,m∈R.
若f (x)有两个极值点x1,x2,且x1e2(e为自然对数的底数).