第13讲专题极值点偏移问题与拐点偏移问题
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01方法技巧与总结 2
02题型归纳与总结 3
题型一:极值点偏移:加法型 3
题型二:极值点偏移:减法型 5
题型三:极值点偏移:乘积型 6
题型四:极值点偏移:商型 7
题型五:极值点偏移:平方型 9
题型六:极值点偏移:混合型 10
题型七:拐点偏移问题 11
03过关测试 12
1、极值点偏移的相关概念
所谓极值点偏移,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。
图1极值点不偏移图2极值点偏移
极值点偏移的定义:对于函数在区间内只有一个极值点,方程的解分别为,且,(1)若,则称函数在区间上极值点偏移;(2)若,则函数在区间上极值点左偏,简称极值点左偏;(3)若,则函数在区间上极值点右偏,简称极值点右偏。
2、对称变换
主要用来解决与两个极值点之和、积相关的不等式的证明问题.其解题要点如下:(1)定函数(极值点为),即利用导函数符号的变化判断函数单调性,进而确定函数的极值点x0.
(2)构造函数,即根据极值点构造对称函数,若证,则令.
(3)判断单调性,即利用导数讨论的单调性.
(4)比较大小,即判断函数在某段区间上的正负,并得出与的大小关系.
(5)转化,即利用函数的单调性,将与的大小关系转化为与之间的关系,进而得到所证或所求.
【注意】若要证明的符号问题,还需进一步讨论与x0的大小,得出所在的单调区间,从而得出该处导数值的正负.
构造差函数是解决极值点偏移的一种有效方法,函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效
3、应用对数平均不等式证明极值点偏移:
①由题中等式中产生对数;
②将所得含对数的等式进行变形得到;
③利用对数平均不等式来证明相应的问题.
4、比值代换是一种将双变量问题化为单变量问题的有效途径,然后构造函数利用函数的单调性证明题中的不等式即可.
题型一:极值点偏移:加法型
【典例1-1】(2024·四川南充·一模)已知函数有两个不同的零点.
(1)求实数的取值范围;
(2)求证:.
【典例1-2】(2024·安徽马鞍山·一模)设函数.
(1)若对恒成立,求实数的取值范围;
(2)已知方程有两个不同的根、,求证:,其中为自然对数的底数.
【变式1-1】(2024·甘肃酒泉·模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若(为的导函数),方程有两个不等实根、,求证:.
【变式1-2】(2024·安徽淮南·二模)已知函数.
(1)若,证明:时,;
(2)若函数恰有三个零点,证明:.
【变式1-3】(2024·河南新乡·三模)已知函数.
(1)讨论的单调性.
(2)若函数有两个零点,且,证明:.
题型二:极值点偏移:减法型
【典例2-1】已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,若方程有三个不相等的实数根,且,证明:.
【典例2-2】(2024·湖南邵阳·一模)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当时,方程有三个不相等的实数根,分别记为.
①求的取值范围;
②证明.
【变式2-1】已知函数.
(1)讨论的单调区间;
(2)已知,设的两个极值点为,且存在,使得的图象与有三个公共点;
①求证:;
②求证:.
题型三:极值点偏移:乘积型
【典例3-1】(2024·全国·模拟预测)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若有两个零点,,且,求证:.
【典例3-2】(2024·北京通州·三模)已知函数
(1)已知f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为,求实数a的值;
(2)已知f(x)在定义域上是增函数,求实数a的取值范围.
(3)已知有两个零点,,求实数a的取值范围并证明.
【变式3-1】(2024·湖北武汉·模拟预测)已知.
(1)当时,讨论函数的极值点个数;
(2)若存在,,使,求证:.
【变式3-2】(2024·江西南昌·二模)已知函数,.
(1)当时,恒成立,求a的取值范围.
(2)若的两个相异零点为,,求证:.
【变式3-