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培优提能4极值点偏移问题
(6培优链接
1.己知函数f(x)的图象的顶点的横坐标就是极值点xo,若f(x)=c的
两根的中点刚好满足空=x,即极值点在两根的正中间,也就是说极
值点没有偏移.此时函数f(x)在x=xo两侧,函数值变化快慢相同,如
图(1).
2.若产≠xo,则极值点偏移,此时函数f(x)在x=xo两侧,函数值变化
快慢不同,如图(2)(3).
fx)
(无偏移,左右对称,二次函数)
若x)=f),则x+x2=2xo
(1)
不1。名主
(左陡右缓,极值点向左偏移)
若孔x)时f小,则x+x>2x
2)
X:
江五就
(左媛右陡,极值点向右偏移)
若x片fx,则x+名<2x
(3)
培优点1对称变换(对称化构造)
典例1已知函数h(x)与函数f(x)=xex(x∈R)的图象关于原点对称,
如果x1≠x2,且h(x)=h(x2),求证:x1+x2>2.
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证明:由题意知,h(x)=-f(x)-xex,h'(x)=ex(1-x),令h'(x)=0,解
得x=1.
当x变化时,h'(x),h(x)的变化情况如表:
X
(-∞,1)
1
(1,+∞)
h'(x)
+
0
极大值
h(x)
吉
由X1≠x2,不妨设x1>x2,根据h(x1)=h(x2),
结合图象可知x1>1,x2<1,
令F(x)=h(x)h(2-x),x∈(1,+∞),
则F'(x)=(x-1)(e2x2-1)ex,
因为x>1,2x-2>0,所以e2x2-1>0,
则F'(x)>0,所以F(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以当x>1时,F(x)>0,即当x>1时,h(x)>h(2-x),则h(x)>h(2-x1),
又因为h(x)=h(x2),所以h(x2)>h(2-x1),
因为x1>1,所以2-x1<1,所以x2,2x1∈(-∞,1),
因为h(x)在(-∞,1)上单调递增,所以x2>2-x1,所以x1+x2>2.
◆名师指津◆
对称变换,常用来解决题设中f(x)=f(x2),且与x1,x2之和或积相关
的不等式的证明问题.其解题要点如下:
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(1)定函数(极值点为x_0),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x_0
(2)构造函数,即根据极值点构造对称函数F(x)=f(x)-f(2x_0x),若证
x_1x_2>x_0^0则令F(x)=f(x)-f()。
(3)判断单调性,即利用导数讨论F(x)的单调性。
(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
(2x_0-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(2x_0-x)的大小关系
转化为x与2x_0-x之间的关系,进而得到所证或所求。
提醒:若要证明f′(平)的符号问题,还需进一步讨论一一与x_0的
大小,得出中所在的单调区间,从而得出该处导数值的正负。
触类旁通1(2022·全国甲卷)已知函数f(x)号-1nx+x-a。
(1)若f(x)≥0,求a的取值范围;
(2)证明:若f(x)有两个零点x_1x_2,则x_1x_2<1.
“+x)(x
(1)解:f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)==+1=—,
令f′(x)>0,解得x>1,故函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上
单调递增,
故f(x)=f(1)=e+1-a,要使得f(x)≥0恒成立,仅需e+1-a≥0,
故a≤e+1,故a的取值范围是(∞,e+1].
(2)证明:由(1)知若函数f(x)有两个零点,则f(1)=e+1-a<0,即a
>e+1,
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不妨设0<x1<1<x2,要证明x1X2<1,
即证明x2<安,
因为0<x<1,所以)1,
即证明1<x2<是.又因为f(x)在(1,+∞)上单调递增,
即证明f(x2)<f(号)台f(x)<f(号),
构造函数h(x)=f(x)-f(是),0<x<1,
h'(x)=f'(x)+是f'(宗)=:etwe四
x2
令k(x)=ex+x-xe克-1,0Kx<1,
k'(x)=ex+1-et(1是)>0,
所以k(x)在(0,1)上单调递增,k(x)<k(1)0.
又因为x-1<0,x2>0,
故h'(x)>0在(0,1)上恒成立,故h(x)在(0,1)上单调递增,
又因为h(1)=0