内容正文:
极值点偏移的纯偏移型解法
什么是极值点偏移 我们知道二次函数f(x)的顶点就是极值点,若f(x)=c的两根的中点为,则刚好有=,即极值点在两根的正中间,也就是极值点没有偏移;而函数的极值点=1刚好在两根的中点的左边,我们称之为极值点左偏.
按极值点的偏移来分:分为两类:左偏>;右偏<.
按极值点偏移的处理方法分:分为两类:纯偏移,非纯偏移.纯偏移的处理策略为:构造函数或是.
【例1】已知函数.(1)求函数f(x)的单调区间和极值;(2)已知函数y=g(x)的图像与函数y=f(x)的图像关于直线x=1对称,证明:当x>1时,f(x)>g(x);(3)若,且f()=f(),证明:+>2.
解:(Ⅰ)f’令f’(x)=0,解得x=1当x变化时,f’(x),f(x)的变化情况如下表:
X
()
1
()
f’(x)
+
0
-
f(x)
极大值
所以f(x)在()内是增函数,在()内是减函数.
函数f(x)在x=1处取得极大值f(1)且f(1)=
(Ⅱ)证明:由题意可知g(x)=f(2-x),得g(x)=(2-x);令F(x)=f(x)-g(x),即;于是;当x>1时,2x-2>0,从而’(x)>0,从而函数F(x)在[1,+∞)是增函数.
又F(1)=F(x)>F(1)=0,即f(x)>g(x).
(Ⅲ)证明:
(1)若
(2)若
根据(1)(2)得
由(Ⅱ)可知,>,则=,所以>,从而>.因为,所以,又由(Ⅰ)可知函数f(x)在区间(-∞,1)内事增函数,所以>,即>2.
【练习1】已知函数.(1)讨论的单调性;(2)设,证明:当时,;(3)若函数的图像与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0,证明:(x0)<0.
解:(I)
(i)若单调增加.
(ii)若且当
所以单调增加,在单调减少.
(II)设函数则
当.
故当,
(III)由(I)可得,当的图像与x轴至多有一个交点,
故,从而的最大值为
不妨设由(II)得从而由(I)知,
【例2】已知函数.(1)求函数的单调区间;(2)证明:若,且f()=f()时,则+<0.
解:(1)函数f(x)的定义域为(-∞,+∞).f′(x)=′ex+ex=+ex
=ex.当x<0时,f′(x)>0;当x>0时,f′(x)<0,所以f(x)的单调递增区间为(-∞,0),单调递减区间为(0,+∞).
(2)证明:当x<1时,由于>0,ex>0,故f(x)>0;同理,当x>1时,f(x)<0.当f(x1)=f(x2)(x1≠x2)时,不妨设x1<x2,由(1)知,x1∈(-∞,0),x2∈(0,1).下面证明:∀x∈(0,1),f(x)<f(-x),即证
ex<e-x.此不等式等价于(1-x)ex-<0.
令g(x)=(1-x)ex-,则g′(x)=-xe-x(e2x-1).当x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,从而g(x)<g(0)=0,即(1-x)ex-<0.所以∀x∈(0,1),f(x)<f(-x).由x2∈(0,1),所以f(x2)<f(-x2),从而f(x1)<f(-x2).由于x1,-x2∈(-∞,0),f(x)在(-∞,0)上单调递增,所以x1<-x2,即x1+x2<0.
【练习2】已知函数,其中图像与x轴交于A(),B(),且.证明:;
【练习3】已知函数有两个零点.设是的两个零点,证明:.
解:不妨设由题意知.要证不等式成立,只需证当时,原不等式成立即可.令,则,
当时,..即.
令,则,即.而,且在上递增,故,即.
极值点偏移的的纯偏移型解法步骤:
1.构造一元差函数或是;
2.对差函数F(x)求导,判断单调性;
3.结合F(0)=0,判断F(x)的符号,从而确定与的大小关系;
4.由_____=的大小关系,得到________,(横线上为不等号);
5.结合f(x)单调性得到_____,进而得到________.
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