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专题09 导数压轴大题二:极值点偏移
函数的极值点偏移问题,是导数应用问题,呈现的形式往往非常简洁,涉及函数的双零点,是一个多元数学问题,不管待证的是两个变量的不等式,还是导函数的值的不等式,解题的策略都是把双变量的等式或不等式转化为一元变量问题求解,途径都是构造一元函数.
极值点偏移问题大体可分为加法型、减法型、乘积型、平方和型及倒数和型5个类型,考查学生化归与转化思想,逻辑思维能力、运算求解能力,
一.极值点偏移加法型的一般题设形式:
1.若函数存在两个零点,且,求证:(为函数的极值点);
2.若函数中存在,且满足,求证:(为函数的极值点);
3.若函数存在两个零点,且,令,求证:;
4.若函数中存在,且满足,令,求证:.
二.证明极值点偏移的相关问题,一般有以下几种方法:
(1)证明(或):
①首先构造函数,求导,确定函数和函数的单调性;
②确定两个零点,且,由函数值与的大小关系,得与零进行大小比较;
③再由函数在区间上的单调性得到与的大小,从而证明相应问题;
(2)证明(或)(、都为正数):
①首先构造函数,求导,确定函数和函数的单调性;
②确定两个零点,且,由函数值与的大小关系,得与零进行大小比较;
③再由函数在区间上的单调性得到与的大小,从而证明相应问题;
(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.
三.极值点偏移加法型判定方法与证明
对于可导函数,在区间上只有一个极大(小)值点,方程的解分别为,,且,
(1)若,则,即函数在区间上极(小)大值点右(左)偏;
(2)若,则,即函数在区间上极(小)大值点右(左)偏.
证明:(1)因为对于可导函数,在区间上只有一个极大(小)值点,则函数的单调递增(减)区间为,单调递减(增)区间为,由于,有,且,又,故,所以,即函数极(小)大值点右(左)偏;
(2)证明略.
左快右慢(极值点左偏) 左慢右快(极值点右偏)
左快右慢(极值点左偏) 左慢右快(极值点右偏)
题型一 极值点偏移加法型
1.已知函数.
(1)若函数在定义域内单调递增,求实数的取值范围;
(2)若函数存在两个极值点,求证:.
2.已知为常数,函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有两个不同的零点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明:.
3.已知函数,a为实数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)求函数的单调区间;
(3)若函数在处取得极值,是函数的导函数,且,,证明:.
4.已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当函数仅有两个零点,时.
(i)求实数的取值范围;
(ii)求证:.
练习题:
1.已知函数,是常数.
(1)求曲线在点处的切线方程,并证明对任意,切线经过定点;
(2)证明:时,设、是的两个零点,且.
2.已知函数(且).
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有两个零点、(),且,证明:.
3.已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,且,证明:,且.
4.设(e为自然对数的底数),.
(I)记,讨论函数单调性;
(II)令,若函数G(x)有两个零点.
(i)求参数a的取值范围;
(ii)设的两个零点,证明.
题型二 极佳点偏移减法型
1. 已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若,,是的两个零点.证明:
(i);
(ii).
2.有两个零点.
(1)时,求的范围;
(2)且时,求证:.
3.已知函数,(其中是自然对数的底数)
(1)试讨论函数的零点个数;
(2)当时,设函数的两个极值点为、且,求证:.
4.已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若且,证明:,;
(3)记方程的三个实根为,,,若,证明:.
练习题:
1.已知函数(为自然对数的底数).
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,在点处的切线方程为,设方程有两个实数根,求证:
(i);
(ii).
2.已知函数.
(1)求函数的单调区间与极值.
(2)若,求证:.
3.已知函数f(x)=lnx+1,是f(x)的导函数.
(1)令函数,求g(x)的最小值;
(2)若关于x的方程恰有两个不同的实根x1,x2.
①写出实数a的取值范围(不需要证明);
②证明:|x2﹣x1|>﹣1.
4.已知函数.
(1)若在定义域上不单调,求的取值范围;
(2)设分别是的极大值和极小值,且,求的取值范围.
题型三 极值点偏移 乘积型
1.已知函数.
(1)若有唯一极值,求的取值范围;
(2)当时,若,,求证:.
2.已知函数.
(1)若函数在定义域内为减函数,求实数a的取值范围;
(2)若函数有两个极值点,证明:.
3.已知.
(1)当时,讨论函数的极值点个数;
(2)若存在,,使,求证: