摘要:
**基本信息**
以导数为工具,通过对称化构造与比值代换两大通法系统破解极值点偏移问题,构建"方法提炼-题型突破-分层训练"的完整逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|解题方法提炼|1|对称化构造法(六步流程)、比值代换法(消参减元)|导数判定单调性→确定极值点→双变量转化为单变量|
|题型通法|4典例+4变式|加法/乘积型偏移证明,含隐零点代换技巧|覆盖5类偏移类型,衔接天津高考压轴考法|
|分层过关练|12题|步骤规范指引,易错点警示|从基础证明到创新拓展,梯度提升逻辑推理与运算能力|
内容正文:
重难点专训05 利用导函数研究函数的极值点偏移问题
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 极值点偏移(对称化构造法) 2
题型2 极值点偏移(比值代换法) 7
重难专题分层过关练 14
巩固过关 14
创新提升 25
解题方法及技巧提炼
极值点偏移核心是已知(f(x1)=f(x2))、(x1≠x2),证明(x1+x2>2x0)或(x1x2>x02)类不等式,天津高考压轴常考对称构造模板。第一步先明定义域,求导确定唯一极值点(x0),划分单调区间,判断(x1,x2)分居(x0)两侧。 主流解法为对称构造法:设(F(x)=f(x)-f(2x0-x)),求导判定单调性,结合(F(x_0)=0)判断符号,将(f(x2))转化为(f(2x0-x1)),再利用原函数单调性脱去f,证双变量不等式。 辅助技巧有比值换元、对数平均不等式(选填速解,大题慎用),复杂题型配合隐零点代换。答题务必规范写出单调性推导,区分偏移方向;易错点是忽略定义域、构造区间选错,天津命题常结合对数、指数函数载体,多与零点问题融合考查,书写时分步拿满步骤分。
极值点偏移问题
极值点偏移问题大体可分为加法型、减法型、乘积型、平方型及商型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,是历年高考中题的一个难点.
处理极值点偏移问题中的类似于(为的两根)的问题的基本步骤如下:
①求导确定的单调性,得到的范围;
②构造函数,求导后可得恒正或恒负;
③得到与的大小关系后,将置换为;
④根据与所处的范围,结合的单调性,可得到与的大小关系,由此证得结论.
由此,其它类型可模仿上面步骤进行变形及构造.
题型通法及变式提升
题型1 极值点偏移(对称化构造法)
【典例1-1】(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,有两个极值点,且,
(ⅰ)求t的范围;
(ⅱ)证明:
【答案】(1)(2)(ⅰ)(ⅱ)证明见解析
【详解】(1)当时,函数,求导得,则,
而,所以曲线在处的切线方程为.
(2)(ⅰ)当时,函数,求导得,
由是函数的两个极值点,得是方程的两个不等实根,
由,得,令函数,则,
当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
而,所以.
(ⅱ)有两解,即,两边取对数得,
则当时,,
令,则,,因此,
不等式等价于,令函数,
求导得,函数在上单调递增,
则,即 ,,于是.
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的单调性,进而确定函数的极值点.
(2)构造函数,即对结论型,构造函数或;
(3)对结论型,构造函数,通过研究的单调性获得不等式.
(4)判断单调性,即利用导数讨论的单调性.
(5)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.
(6)转化,即利用函数f(x)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.
【典例1-2】(2026·天津河北·二模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,,求实数的取值范围;
(3)若,且存在,,使得,证明:.
【答案】(1)(2)(3)证明见解析
【详解】(1)若,则,,
,又,
故曲线在点处的切线方程为;
(2)由时,,即,整理得,
令,,则,
故在上单调递减,则,即;
(3)若,则,,
故当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
又时,,时,,
则,不妨设,则,
由,则,
两边同取对数,可得,
故,令,则,
即,,故,
要证,只需证,即只需证,
令,
则,
故在上单调递增,则,
即有恒成立,即得证.
【变式1-1】(2026·天津·二模)【答案】(1) .(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析
【详解】(1)当时,,则 ,
,切线方程为 ,即.
(2)(ⅰ)当时,若函数有个不同的零点,,
∴恰有个正实根,,即方程恰有个正实根,,
令,则与有两个不同交点,
∴,
∴当时,;当时,,
∴在上单调递减,在上单调递增,又,
当从的右侧无限趋近于时,趋近于;
当无限趋近于时,的增速远大于的增速,则趋近于,
则图象如下图所示,
∴当时,与有两个不同交点,
∴实数a的取值范围为.
(ⅱ)由(ⅰ)知:,,
∴,,
∴,则,
不妨设,
要证,则需证,
∵,∴,∴,则只需证,
令,则只需证时,恒成立,
令,
∴,
∴在上单调递增,∴,
∴当时,恒成立,
∴原不等式得证.
【变式1-2】(2026·天津河西·二模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,存在不相等的、,满足,证明:;
(3)对任意的,恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)当时,在上单调递增;当时,在单调递减,在单调递增.
(2)
当时,由(1)可得,在上单调递减,在上单调递增.
不妨设,要证,即证,即证.
,即证.
令,
在上单调递增,,.
,,,证毕.
(3)
【分析】(1)对进行求导,然后分和两种情况确定的单调性;
(2)当时,由(1)可知在上单调递增,转化为证明,然后利用极值点偏移证明;
(3)将问题转化为来求解.
【详解】(1)的定义域为,.
(i)当时,,此时在上单调递增.
(ii)当时,令,得.
当时,;当时,.
在单调递减,在单调递增.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在单调递减,在单调递增.
(2)略
(3),.
分离参数可得:,对都成立,即求右侧函数最小值.
令,则.
令,则,
在上单调递增,又,,
故存在唯一的,使得,.
令,,在上单调递增,
,,.
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增.
,
.
题型2 极值点偏移(比值代换法)
【典例2-1】(2026·天津河西·模拟预测)用表示函数的导函数,若对定义域内任意不相等的两个数,都有成立,则称函数为函数;若对定义域内任意不相等的两个数,都有不等式(或都有不等式)成立,则称函数为函数.
(1)证明:若,则为函数;
(2)若(为自然对数的底数),问是函数还是函数?证明你的结论.
(3)若有两个不同的零点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明.
【答案】(1)证明见解析(2)是函数,证明见解析(3)(i)
(ii)法1,由题意,则.由(2)知,
故且两式相乘得:
,故得证.
法2,不妨设,要证,即证.
因为在上单调递减,所以只需证.
又因为,所以只需证,
即证,令,
对求导,得
令,,
对求导得,
所以在上单调递增.
,故.
故在上单调递增,.
即,所以,所以,
即.
【详解】(1)由可得,
因,而,
即成立,
故为函数;
(2)是函数.证明如下:
因.要证明,即证.
不妨设,只需证,
令,则需证.
考虑函数,
,
则函数为上的增函数,
当时,,即
∴函数是函数;
(3)法1,
(i)有两个不同的零点等价于
方程有两个不同的解.
又.令,则.
因为函数是上的增函数,
所以有两个不同的解等价于直线与函数的图象有两个不同交点.
,当时,;当时,.
则在上单调递减,在上单调递增.故.
当时,时,.
故若直线与函数的图象有两个不同交点,
则.
又因为,是上的增函数,
故得,故实数的取值范围为.
(ii)略
法2
(i)函数的定义域为.
对求导得.
令,即,解得.
当时,,所以在上单调递减;
当时,,所以在上单调递增.
由上述单调性可知,在处取得极小值,也是最小值为.
当时,,当时,.
因为函数有两个零点,故只需,解得.
故的取值范围是.
(ii)略
比值换元的目的也是消参、减元,就是根据已知条件首先建立极值点之间的关系,然后利用两个极值点的比值作为变量,从而实现消参、减元的目的.设法用比值(一般用表示)表示两个极值点,即,化为单变量的函数不等式,继而将所求解问题转化为关于的函数问题求解.
【典例2-2】定义:若函数与在公共定义域内存在,使得,则称与为“契合函数”,为“契合点”.
(1)若与为“契合函数”,且只有一个“契合点”,求实数a的取值范围.
(2)若与为“契合函数”,且有两个不同的“契合点”.
①求b的取值范围;
②证明:.
【答案】(1);
(2)①;
②由(1)知,当时,,令,
求导得,
令,求导得,
当时,,函数在上单调递减,,,
函数在上单调递减,,因此当时,,
而,则,又,于是,
又,函数在上递减,则,
所以.
【详解】(1)由与为“契合函数”,得,使
,令,依题意,方程有唯一解,
求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,则,
当时,,时,,,
又和只有一个“契合点”,则直线与函数的图象只有1个交点,则或,
所以实数a的取值范围是.
(2)①由与为“契合函数”,且有两个不同的“契合点”,
得存在,使,
即关于的方程有两个相异正根,令函数,
求导得,
由,得,得当时,;当时,,
则函数在上递增,在上递减,则,
当从大于0的方向趋近于0时,;当时,,
因此当时,直线与函数的图象有两个不同交点,
所以b的取值范围是.
②略.
【变式2-1】(2026·天津南开·模拟预测)已知函数(是自然对数的底数).
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个零点分别为.
①求实数的取值范围;
②求证:.
【答案】(1)
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)①;
②因为,不等式两边同时取对数化简可得,
要证即证:,
即证,由(2)中①知,,∴只需证.
∵,,∴,,
∴ ,只需证.
设,令, 则,∴只需证 , 即证 ,
令,,则 ,,
即当时, 成立.∴,即.
【分析】(1)根据题意,求导即可得到结果;
(2)①根据题意,将问题转化为有两个零点,然后利用导数,分类讨论即可得到的取值范围;
②根据题意,将问题转化为,再由①中的结论,即只需证,然后构造函数求导即可得到证明.
【详解】(1)由题意可得,,
当时,,在上单调递增;
当时,由解得,由解得,
所以,在上单调递减,在上单调递增.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)①等价于有两个零点,
令,则,在时恒成立,∴在时单调递增,
∴有两个零点,等价于有两个零点.
∵ ,∴当时,,单调递增,不可能有两个零点;
当时,令,得,单调递增,
令,得,单调递减,∴,
若,得,此时恒成立,没有零点;
若,得,此时有一个零点;
若,得,∵,,
记,则,
记,则,
所以在上单调递增,所以,即,
故在上单调递增,所以,
即,
∴在,上各存在一个零点,符合题意,
综上,的取值范围为.
②略
【变式2-2】已知函数
(1)求函数单调区间;
(2)设函数,若是函数的两个零点,
①求的取值范围;
②求证:.
【答案】(1)单调递增区间为;单调递减区间为
(2)①;②证明见解析
【分析】(1)求导后,根据正负即可得到的单调区间;
(2)①将问题转化为与在上有两个不同的交点,采用数形结合的方式可求得结果;
②由①可得,设,利用导数可求得,进而得到,即,根据的范围和单调性可得结论.
【详解】(1)定义域为,,
当时,;当时,;
的单调递增区间为;单调递减区间为.
(2)①若是的两个不同零点,则与在上有两个不同交点;
由(1)知:,又,
在的图象如下图所示,
由图象可知:,,即的取值范围为.
②不妨设,由①知:,
,,
在上单调递增,在上单调递减;
设,则,
在上单调递减,,,
又,,又,;
,,在上单调递增,
,则.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)设a,b为两个不相等的正数,且,证明:.
【答案】(1)单调递减区间是,单调递增区间是
(2)证明:.
令,,设,则.
故问题等价于证明:.
不妨设,则.
先证明左边:.
证明:设,.
则,
因为,设
于是.
所以在上单调递增,故,从而在上单调递减,所以,即.
又,且,所以.
又因为,,且在上单调递增,
所以,故.
再证明右边不等式:.
证明:有,可得,,所以.
令,,,其中,.
当时,显然有.
下面讨论的情形.
因为,易知当时,;当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以.
记,,则.
记,则
.
记,则
,
所以在上单调递增,得,所以,故在上单调递减,
所以,即,所以在上单调递减,故,得证.
2.(2026·天津·一模)已知.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知是的导函数,若存在,使得对任意成立,求的取值范围;
(3)若有两个极值点,且,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)
解法一:由(2)可得,在上单调递增,在上单调递减,
若有2个极值点,需满足,且.
因为有2个极值点,
,
所以等价于方程的两根为,且,
即方程的两根为,
令,则等价于方程的两根为,
所以,即
因为
令,则即证
因为,所以在上单调递增,
下证:
,所以可得
即,即证,
因为,即,因此即证,
令,
则,
因此在上单调递增,,所以得证.
因为,所以,
又发现且在上单调递增,
因此
即得证.
解法二:由(2)问可得,在上单调递增,在上单调递减,
若有2个极值点,需满足,且.
设
则,
令,
因为,所以,
故,即,
所以在上单调递增,故,所以在上单调递增,
故,
下证:
因为,即,
故,
又,所以,即,
因为在上单调递减,
所以,
又因为,所以,
又因为在上单调递增,在上单调递减,
且的两个零点为,
所以在上,即在上单调递增,
所以,
因为,即,且
所以,
故得证.
【详解】(1)当时,.
因为,所以,.
曲线在点处的切线方程.
即.
(2)解法一:因为,
所以,
因为,
当时,,当时,,
即在上单调递增,在上单调递减
故在处取得最大值,最大值为.
因为存在,对于任意,都有 成立
所以,即 恒成立,等价于 ,
即对任意,恒成立.
设,则
令,则 .
①当时,因为,则显然有,
可知在上单调递减,则,
所以在上单调递减,
所以,即对任意恒成立,
所以 满足题意;
②当时,令,解得:,
当时, ,则单调递增,
此时,则在上单调递增,所以,
即当 时, ,即不恒成立,
可知不合题意.
综上所述, .
解法二:由(1)得,,
所以,因为,
当时,,当时,,
即在上单调递增,在上单调递减
故在处取得最大值,最大值为.
因为存在,对于任意,都有成立
即恒成立,等价于,
即对任意恒成立.
即恒成立,令
令
,令
,因为,所以,
即在上单调递增,所以,
所以在上单调递增,所以,即
所以在上单调递增
由洛必达法则(如果直接使用洛必达法则求解且结果正确扣两分).
所以,即.
3.(2026·天津·模拟预测)已知函数.若函数有两个零点、,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】对实数的取值进行分类讨论,利用导数分析函数的单调性,结合函数有两个零点、,得出,,将所证不等式变形为证明,然后构造函数,利用函数的单调性可证得结论成立.
【详解】因为,该函数的定义域为,,
①若,则恒成立,不可能有两个零点;
②若,,
令,令,可得,令,
由可得,由可得,
故在单调递增,在单调递减,
且,则,
时符合题意,
因为函数有两个零点、,
则,可得,同理可得,
要证,即证,即证,即证,
即证,即证,
故只需证,即证.
构造函数,则,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以在单调递减,在单调递增,则,
即,在上单调递增,
因为,故,即,故原不等式得证.
4.(2026·天津·模拟预测)已知函数,若存在两个极值点,,证明:.
【答案】证明见解析
【分析】由极值点的定义得且,然后把消去,再由分析法得出只要证明,设,由导数证明此结论成立后即得.
【详解】的定义域是,
由题意,有两个不等正实根,
即有两个不等正实根,
,且,,所以,
不妨设,则,又,,,
所以
,
要证,只需证,只需证,
设,在时恒成立,
所以在上是减函数,
所以时,,
所以得证!
5.(2026·天津·模拟预测)已知函数,
(1)讨论函数的单调区间;
(2)当时,设,为两个不相等的正数,且,证明:.
【答案】(1)上单调递增,上单调递减.
(2),,
在上单调递增,上单调递减.
,
,
因为,所以函数在区间上为上凸函数,
函数在区间的图象如图所示.
不妨设,则.
连接和点的直线l2的方程为:,
当时,,
由图可知,所以要证明,只需证明,即只需证明,
连接的直线的方程为,设函数的图象的与平行的切线是直线,
,,
直线的方程为,即,
令,得直线与直线的交点横坐标为,
由图可知,,
故要证不等式成立.
【详解】(1),,
,,
上单调递增,上单调递减.
(2)略
6.(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,且,证明:,且.
【答案】(1)
当时,在上单调递增;
当时,在区间上单调递减,在区间上单调递增.
(2)证明:由,得,是方程的两个实数根,
即是方程的两个实数根.
令,则,
所以当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以.
因为当时,;当时,,,所以.
不妨设,因为,是方程的两个实数根,则.
要证,只需证.
因为,,
所以只需证.
因为,
所以只需证.
令,,
则
在恒成立.
所以在区间上单调递减,
所以,
即当时,.
所以,
即成立.
【详解】(1)的定义域为R,
由题意,得,,
当时,恒成立,在上单调递增;
当,且当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在区间上单调递减,在区间上单调递增.
创新提升
1.(2025·天津·模拟预测)已知函数有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设是的两个零点,证明:.
【答案】(1);
(2)证明:不妨设,
由(1)知,则,,,
又在上单调递增,
所以等价于,即.
设,
则.
设,则,
设,则,当时,,单调递减,
当时,,单调递增,又因为,,,
所以存在,使得,当时,,即,
当时,,即,
所以在上单调递减,在上单调递增.
又因为,,
所以当时,,当时,,
所以当时,,单调递减,
因为,所以,
所以,即原命题得证.
【分析】(1)等价于有两个零点,设,求出函数的最小值利用零点存在性定理分析即得解;
(2)不妨设,等价于证明,再利用极值点偏移的方法证明.
【详解】(1)解:由,得,
设,则,,
因为,所以当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
又因为,所以,
,
,
所以a的取值范围是.
2.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)若,证明:;
(2)若有两个不同的零点,求a的取值范围,并证明:.
【答案】(1)证明见详解;
(2),证明见详解.
【分析】(1)令,利用导数分析其单调性求出最大值即可证明;
(2)令,通过求导分析单调性,结合的单调性从而证明结结论.
【详解】(1)当时,,定义域为
令,则
当时,;当时,;
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
故,所以,得;
(2)因为有两个不同的零点,则在定义域内不单调;
由
当时,在恒成立,则在上单调递减,不符合题意;
当时,在上有,在上有,
所以在上单调递增,在上单调递减.
故,所以,
而为增函数,且,故.
而当时,,时,,
故时,确有两个零点.
不妨设
令
则
当时,,则在上单调递增
所以
故,因为
所以,又,
则,又在上单调递减,
所以,则.
3.(2025·天津·模拟预测)已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求函数的单调区间和极值;
(2)设方程的两个根分别为,,求证:.
【答案】(1)的单调递增区间为,;单调递减区间为,极大值为,极小值为;(2)证明见解析.
【分析】(1)求导后,根据的正负可确定的单调区间;由极值的定义可求得极值;
(2)根据的根可确定两根所处的范围;设,利用导数可求得的单调性,从而得到,结合可得到,结合单调性可证得结论.
【详解】(1)由题意得:,令,解得:,,
当时,;当时,;
的单调递增区间为,;单调递减区间为;
的极大值为;极小值为;
(2)当时,,令,解得:,
当时,方程的两个根在区间内.
设函数,
则
,.
令,,则,
在上为增函数,又,
则当时,;当时,;
当时,,当时,,当时,,
在上单调递减.
不妨设,
在上单调递减,在上单调递增,,
,,又,,
,,由(1)知:在上单调递增,,
.
4.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)判断函数的单调性;
(2)若方程有两个不同的根,求实数的取值范围;
(3)如果,且,求证:.
【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减.;(2);
(3)证明:由,,不妨设,
构造函数,,,
则,
所以在,上单调递增,,
也即对,恒成立.
由,则,,
所以,
即,又因为,,且在上单调递减,所以,
即证.
即.
【详解】解:(1)因为,所以,令,解得,令,解得,
即函数在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)可得函数在处取得最大值,,
所以函数的图象大致如下:
易知函数的值域为.
因为方程有两个不同的根,
所以,即,,解得.
即实数的取值范围为.
(3)略
5.(2026·山西太原·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程.
(2)若正实数满足,求证:.
【答案】(1)(2)见解析
【分析】(1)首先计算求出切点坐标,再求导计算,最后利用点斜式即可求出切线方程.
(2)首先将化简为,令, ,,再求出,得到,解不等式即可证明.
【详解】(1),切点为.
,.
切线为:,即.
(2)
.
令, ,,
,
,,为减函数,
,,为增函数,
,所以.
即.
得:,
得到,即:.
6.(2025·天津·二模)已知.
(1)讨论的单调性;
(2)若为方程的两个相异的实根,求证:.
【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析
【详解】(1)由于,
当,,故在上递增;
当时,令,则,当 ,,故单调递增,当时,,单调递减,
(2)由(1)知当时,在上递增,此时至多一个根, 故.
.
令,则,当时,,在单调递减,当,,所以在单调递增.
设.
,所以单调递减,,
故,即.
因为,设.
.
由于,故又, 且在单调递增.
所以,即可.
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重难点专训05 利用导函数研究函数的极值点偏移问题
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 极值点偏移(对称化构造法) 2
题型2 极值点偏移(比值代换法) 3
重难专题分层过关练 4
巩固过关 4
创新提升 5
解题方法及技巧提炼
极值点偏移核心是已知(f(x1)=f(x2))、(x1≠x2),证明(x1+x2>2x0)或(x1x2>x02)类不等式,天津高考压轴常考对称构造模板。第一步先明定义域,求导确定唯一极值点(x0),划分单调区间,判断(x1,x2)分居(x0)两侧。 主流解法为对称构造法:设(F(x)=f(x)-f(2x0-x)),求导判定单调性,结合(F(x_0)=0)判断符号,将(f(x2))转化为(f(2x0-x1)),再利用原函数单调性脱去f,证双变量不等式。 辅助技巧有比值换元、对数平均不等式(选填速解,大题慎用),复杂题型配合隐零点代换。答题务必规范写出单调性推导,区分偏移方向;易错点是忽略定义域、构造区间选错,天津命题常结合对数、指数函数载体,多与零点问题融合考查,书写时分步拿满步骤分。
极值点偏移问题
极值点偏移问题大体可分为加法型、减法型、乘积型、平方型及商型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,是历年高考中题的一个难点.
处理极值点偏移问题中的类似于(为的两根)的问题的基本步骤如下:
①求导确定的单调性,得到的范围;
②构造函数,求导后可得恒正或恒负;
③得到与的大小关系后,将置换为;
④根据与所处的范围,结合的单调性,可得到与的大小关系,由此证得结论.
由此,其它类型可模仿上面步骤进行变形及构造.
题型通法及变式提升
题型1 极值点偏移(对称化构造法)
【典例1-1】(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,有两个极值点,且,
(ⅰ)求t的范围;
(ⅱ)证明:
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的单调性,进而确定函数的极值点.
(2)构造函数,即对结论型,构造函数或;
(3)对结论型,构造函数,通过研究的单调性获得不等式.
(4)判断单调性,即利用导数讨论的单调性.
(5)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.
(6)转化,即利用函数f(x)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.
【典例1-2】(2026·天津河北·二模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,,求实数的取值范围;
(3)若,且存在,,使得,证明:.
【变式1-2】(2026·天津河西·二模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,存在不相等的、,满足,证明:;
(3)对任意的,恒成立,求a的取值范围.
题型2 极值点偏移(比值代换法)
【典例2-1】(2026·天津河西·模拟预测)用表示函数的导函数,若对定义域内任意不相等的两个数,都有成立,则称函数为函数;若对定义域内任意不相等的两个数,都有不等式(或都有不等式)成立,则称函数为函数.
(1)证明:若,则为函数;
(2)若(为自然对数的底数),问是函数还是函数?证明你的结论.
(3)若有两个不同的零点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明.
比值换元的目的也是消参、减元,就是根据已知条件首先建立极值点之间的关系,然后利用两个极值点的比值作为变量,从而实现消参、减元的目的.设法用比值(一般用表示)表示两个极值点,即,化为单变量的函数不等式,继而将所求解问题转化为关于的函数问题求解.
【典例2-2】定义:若函数与在公共定义域内存在,使得,则称与为“契合函数”,为“契合点”.
(1)若与为“契合函数”,且只有一个“契合点”,求实数a的取值范围.
(2)若与为“契合函数”,且有两个不同的“契合点”.
①求b的取值范围;
②证明:.
【变式2-1】(2026·天津南开·模拟预测)已知函数(是自然对数的底数).
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个零点分别为.
①求实数的取值范围;
②求证:.
【变式2-2】已知函数
(1)求函数单调区间;
(2)设函数,若是函数的两个零点,
①求的取值范围;
②求证:.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)设a,b为两个不相等的正数,且,证明:.
2.(2026·天津·一模)已知.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知是的导函数,若存在,使得对任意成立,求的取值范围;
(3)若有两个极值点,且,求证:.
3.(2026·天津·模拟预测)已知函数.若函数有两个零点、,求证:.
4.(2026·天津·模拟预测)已知函数,若存在两个极值点,,证明:.
5.(2026·天津·模拟预测)已知函数,
(1)讨论函数的单调区间;
(2)当时,设,为两个不相等的正数,且,证明:.
6.(2026·天津·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,且,证明:,且.
创新提升
1.(2025·天津·模拟预测)已知函数有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设是的两个零点,证明:.
2.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)若,证明:;
(2)若有两个不同的零点,求a的取值范围,并证明:.
3.(2025·天津·模拟预测)已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求函数的单调区间和极值;
(2)设方程的两个根分别为,,求证:.
4.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)判断函数的单调性;
(2)若方程有两个不同的根,求实数的取值范围;
(3)如果,且,求证:.
5.(2026·山西太原·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程.
(2)若正实数满足,求证:.
6.(2025·天津·二模)已知.
(1)讨论的单调性;
(2)若为方程的两个相异的实根,求证:.
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