内容正文:
第8讲 极值点偏移与隐零点问题
讲义设计思维导图:
命题分析
隐零点问题是指对函数的零点设而不求,通过一种整体代换和过渡,再结合题目条件最终解决问题;极值点偏移是指函数在极值点左右的增减速度不一样,导致函数图象不具有对称性,隐零点与极值点偏移问题常常出现在高考数学的压轴题中,这类题往往对思维要求较高,过程较为烦琐,计算量较大,难度大.
类型一 极值点偏移问题
(1) 极值点偏移的概念
已知函数是连续函数,在区间内只有一个极值点,,且在与之间,由于函数在极值点左右两侧的变化速度不同,使得极值点偏向变化速度快的一侧,常常有这种情况称为极值点偏移.
(2) 极值点偏移问题的一般题设形式
(1)函数存在两个零点且,求证:为函数的极值点):
(2)函数中存在且,满足,求证:为函数的极值点;
(3)函数存在两个零点且,令,求证:;
(4)函数中存在且,满足,令,求证:.
(3) 极值点偏移问题的处理策略:
方法1 构造对称函数
例1(2023湖北校联考三模)已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)若,在内存在不等实数,使得,证明:.
【对点演练】(2023辽宁大连二十四中校三模)已知函数.
(1)若在单调递增,求实数的取值范围;
(2)若,且,证明:.
方法2 换元构造
例2已知,若有两个零点,
求证:(1);(2)
【变式演练】已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若,设为的导函数,若函数有两个不同的零点,求证:.
方法3 巧设变量
例3(2023山西阳泉统考三模)已知函数,其中a为常数,e为自然对数底数,…,若函数有两个极值点,.
(1)求实数a的取值范围;
(2)证明:.
【对点演练】已知函数(为自然对数的底数)有两个极值点。求证:(1)求的取值范围; (2)。
方法4 合理转化
例4(2023山东日照二模)已知函数.
(1)若恒成立,求实数的值:
(2)若,,,证明:.
【对点演练】(2021新高考Ⅰ卷22题节选)已知函数f(x)=x(1-ln x).设a,b为两个不相等的正数,且bln a-aln b=a-b,证明:2<+<e.
类型二 隐零点问题
隐零点问题是指函数的零点存在但无法直接求解出来的问题,在函数、不等式与导数的综合题目中常会遇到涉及隐零点的问题,处理隐零点问题的基本策略是判断单调性,合理取点判断符号,再结合零点存在定理处理。
考向1 隐零点个数的判断与证明
例5(2023浙江温州三模节选)已知函数.
证明:函数在上有且只有一个零点;
【对点演练】(2023黑龙哈师大附中三模)已知.
(1)若,证明:存在唯一零点;
(2)当时,讨论零点个数.
考向2已知隐零点个数求参数范围
例6(2023浙江杭州高二期末)已知函数(k为常数,且).
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)若函数在区间上存在极值,求实数k的取值范围.
【对点演练】已知函数.
(1)讨论在定义域上的单调性;
(2)若函数在处取得极小值,且关于x的方程在上恰有两个不相等的实数根,求实数b的取值范围.
考向3隐零点的应用
例7(2023四川成都阶段练习)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【对点演练1】 (2023潍坊模拟)设函数f(x)=x-aln x-2.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若a=1,f′(x)为f(x)的导函数,当x>1时,ln x+1>(1+k)f′(x),求整数k的最大值.
【对点演练2】(2023山东枣庄高三期末)已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)当时,求证在上存在极值点,且.
1.(多选)(浙江省金丽衢十二校、“七彩阳光”2023届高三下学期3月联考数学试题)已知函数,则( )
A.有一个零点 B.在上单调递减
C.有两个极值点 D.若,则
2.已知函数,且(其中为自然对数的底数).
(1)求函数解析式;
(2)判断的单调性;
(3)若有两个不相等实根,证明:.
3.(2023江西南昌一模)已知函数.
(1)若时,函数有2个极值点,求的取值范围;
(2)若,,方程有几个解?
4.已知函数f(x)=ax2-(2a+1)x+2ln x(a∈R).
(1)当a>0时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当a=0时,证明:f(x)<2ex-x-4 .(其中e为自然对数的底数)
5. 已知函数,若方程有两个不相等的实根,求证:.
6.(2022山东济宁高三期中)已知函数,.
(1)若的最大值是1,求的值;
(2)若对其定义域内任意,恒成立,求的取值范围.
7.(2023山东聊城二模)已知函数,设m,n为两个不相等的正数,且.
(1)求实数a的取值范围;
(2)证明:.
8.(2023·东泰安二模)已知函数,.
(1)当时,讨论方程解的个数;
(2)当时,有两