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专题 06 导数中的极值点偏移问题
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题型01 极值点偏移:加法型...................................................................................................................................1
题型02 极值点偏移:减法型...................................................................................................................................5
题型03 极值点偏移:乘法型...................................................................................................................................6
题型04 极值点偏移:其他型...................................................................................................................................7
题型 01 极值点偏移:加法型
【解题规律·提分快招】
一、极值点偏移
1、极值点偏移定义
极值点偏移是函数在极值点左右的增减速度不一样,导致函数的图象不具有对称性。例如我们学过的二次
函数为标准的对称结构,也有对称轴,但是有些函数没有对称轴,即关于类对称轴对称的两点横坐标之和
不等于对称点横坐标两倍,我们把这种现象叫做极值点偏移
2、极值点偏移的原理
函数自身所导致的在极值点左右两端增速不一样
3、极值点偏移的图形定义
①左右对称,无偏移,如二次函数;若 ,则
f(x)
x
x 1 x 1 +x 2 x 2
x =
0 2
②左陡右缓,极值点向左偏移;若 ,则f(x)
x
x 1 x 0 x 1 +x 2 x 2
2
③左缓右陡,极值点向右偏移;若 ,则
f(x)
x
x 1 x 1 +x 2 x 0 x 2
2
二、极值点偏移的判断
根据极值点偏移的定义可知:当题干中出现 等条件而求证不等式成立的时候,
即可视为极值点偏移考察
三、答题模板(对称构造)
若已知函数 满足 , 为函数 的极值点,求证: .
(1)讨论函数 的单调性并求出 的极值点 ;
假设此处 在 上单调递减,在 上单调递增.[来源:Z,xx,k.Com]
(2)构造 ;
注:此处根据题意需要还可以构造成 的形式.[来源:Zxxk.Com]
(3)通过求导 讨论 的单调性,判断出 在某段区间上的正负,并得出 与
的大小关系;
假设此处 在 上单调递增,那么我们便可得出 ,从而得
到: 时, .
(4)不妨设 ,通过 的单调性, , 与 的大小关系得出
结论;
接上述情况,由于 时, 且 , ,故
,又因为 , 且在 上单调递减,从而得到 ,从而 得证.
(5)若要证明 ,还需进一步讨论 与 的大小,得出 所在的单调区间,从
而得出该处函数导数值的正负,从而结论得证.此处只需继续证明:因为 ,故 ,
由于 在 上单调递减,故 .
四、其他方法
1、比值代换
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.
2、对数均值不等式
两个正数 和 的对数平均定义:
对数平均与算术平均、几何平均的大小关系: (此式记为对数平均不等式)
取等条件:当且仅当 时,等号成立.
3、指数不等式
在对数均值不等式中,设 , ,则 ,根据对数均值不等式有如下
关系:
【典例训练】一、解答题
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数 .
(1)若对任意的 ,都有 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)设 、 是两个不相等的实数,且 .求证: .
2.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数 , .
(1)若对于任意 ,都有 ,求实数 的取值范围;
(2)若函数 有两个零点 ,求证: .
3.(23-24高三上·江西九江·阶段练习)已知函数 ,直线 与曲线 相切.
(1)求实数 的值;
(2)若曲线 与直线 有两个公共点,其横坐标分别为 .
①求实数 的取值范围;
②证明: .
4.(23-24高三下·陕西安康·期中)已知函数 .
(1)当 时,求曲线 在点 处的切线方程;
(2)若函数 有两个不同零点 ,求 的取值范围,并证明 .
5.(2024高三·全国·专题练习)设函数 .
(1)判断函数 的单调性;
(2)若 ,且 ,求证: .
6.(24-25高三上·内蒙古赤峰·阶段练习)若函数 在 上存在 ,使得
, ,则称 是 上的“双中值函数”,其中 称为
在 上的中值点.(1)判断函数 是否是 上的“双中值函数”,并说明理由;
(2)已知函数 ,存在 ,使得 ,且 是 上的“双中值函
数”, 是 在 上的中值点.
①求 的取值范围;
②证明: .
题型 02 极值点偏移:减法型
【典例训练】
一、解答题
1.(23-24高三下·云南·期中)已知函数 .
(1)当 时,讨论 的单调性;
(2)当 时,若方程 有三个不相等的实数根 ,且 ,证明: .
2.(23-24高三下·天津·阶段练习)已知函数 .
(1)讨论 的单调区间;
(2)已知 ,设 的两个极值点为 ,且存在 ,使得 的图象与 有三
个公共点 ;
①求证: ;
②求证: .
3.(23-24高三上·江苏扬州·期末)已知函数 的最小值为 .
(1)求实数 的值;
(2)若 有两个不同的实数根 ,求证: .
4.(23-24高三上·江西宜春·期末)已知函数 有两个零点 .
(1)求实数a的取值范围;
(2)求证: ;
(3)求证: .题型 03 极值点偏移:乘法型
【典例训练】
一、解答题
1.(23-24高三上·河南·阶段练习)已知函数 .
(1)若 有唯一极值,求 的取值范围;
(2)当 时,若 , ,求证: .
2.(23-24高三上·北京房山·期中)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: .
3.(2024·河北保定·二模)已知函数 为其导函数.
(1)若 恒成立,求 的取值范围;
(2)若存在两个不同的正数 ,使得 ,证明: .
4.(2024高三·全国·专题练习)已知函数 的图像与直线 交于不同的两点 ,
,求证: .
5.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)已知函数 ,其中 为自然对数的底数.
(1)当 时,求 的单调区间;
(2)若方程 有两个不同的根 .
(i)求 的取值范围;
(ii)证明: .
6.(2024·北京通州·三模)已知函数(1)已知f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 ,求实数a的值;
(2)已知f(x)在定义域上是增函数,求实数a的取值范围.
(3)已知 有两个零点 , ,求实数a的取值范围并证明 .
题型 04 极值点偏移:其他型
【典例训练】
一、解答题
1.(2024·全国·模拟预测)已知函数 , .
(1)若对任意的 都有 ,求实数 的取值范围;
(2)若 且 , ,证明: .
2.(24-25高三上·江苏无锡·阶段练习)已知函数 .
(1)若 ,当 与 的极小值之和为0时,求正实数 的值;
(2)若 ,求证: .
3.(24-25高三上·江苏无锡·期中)已知函数 .
(1)若 ,不等式 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)过点 可以作曲线 的两条切线,切点分别为 .
①求实数 的取值范围;
②证明:若 ,则 .
4.(24-25高三上·河南三门峡·期中)若函数 对其定义域内任意 满足:当
时,恒有 ,其中常数 ,则称函数 具有性质 .
(1)函数 具有性质 ,求 .
(2)设函数 ,
(ⅰ)判断函数 是否具有性质 ,若有,求出 ,若没有,说明理由;(ⅱ)证明: .
5.(24-25高三上·内蒙古赤峰·期中)2024年9月25日,我国向太平洋发射了一发洲际导弹,我国洲际导
弹技术先进,飞行轨迹复杂,飞行时需要导弹上的计算机不断计算导弹飞行轨迹的弯曲程度,导弹的陀螺
仪才能引导导弹精准命中目标.为此我们需要刻画导弹飞行轨迹的弯曲程度.
如图所示的光滑曲线 上的曲线段 ,其弧长为 ,当动点从 沿曲线段 运动到 点时,
点的切线 也随着转动到 点的切线 ,记这两条切线之间的夹角为 (它等于 的倾斜角与 的倾
斜角之差).显然,当弧长固定时,夹角越大,曲线的弯曲程度就越大;当夹角固定时,弧长越小则弯曲程
度越大,因此可以定义 为曲线段 的平均曲率;显然当 越接近 ,即 越小, 就越能精确
刻画曲线 在点 处的弯曲程度,因此定义 (若极限存在)为曲线 在点 处的
曲率.(其中 , 分别表示y=f (x)在点 处的一阶、二阶导数)
(1)求函数 在点 处的曲率;
(2)已知函数 ,求函数 的曲率 的最大值.
(3)设函数 , ,若存在 , 使得ℎ(x)的曲率为0,求证:
.
一、单选题
1.(2024·河北衡水·模拟预测)已知函数 有两个零点 ,且 ,则下列命题正确
的是( )
A. B.
C. D.二、多选题
2.(24-25高三上·湖北武汉·期中)已知实数 , 满足 ,则( )
A.当 时, B.当 时,
C.当 时, D.当 时,
三、解答题
3.(23-24高三上·江苏镇江·阶段练习)已知函数 .若函数 有两个不相等的零
点 .
(1)求a的取值范围;
(2)证明: .
4.(23-24高三上·河南·阶段练习)已知函数 .
(1)若函数 和 的图象都与平行于 轴的同一条直线相切,求 的值;
(2)若函数 有两个零点 ,证明: .
5.(23-24高三上·辽宁丹东·期末)已知函数 .
(1)证明:若 ,则 ;
(2)证明:若 有两个零点 , ,则 .
6.(2024·山东日照·二模)已知函数 .
(1)若 恒成立,求实数 的值:
(2)若 , , ,证明: .
7.(23-24高三上·河南·开学考试) 有两个零点 .
(1) 时,求 的范围;
(2) 且 时,求证: .
8.(23-24高三上·河南·阶段练习)已知函数 .(1)若 ,讨论 的单调性.
(2)已知关于 的方程 恰有 个不同的正实数根 .
(i)求 的取值范围;
(ii)求证: .
9.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)已知函数 .
(1)当 时,求函数 的零点个数.
(2)若关于 的方程 有两个不同实根 ,求实数 的取值范围并证明 .
10.(23-24高三上·重庆渝中·期中)已知函数 .
(1)若函数 是减函数,求 的取值范围;
(2)若 有两个零点 ,且 ,证明: .
11.(2024·山西·模拟预测)已知函数 .
(1)若 ,求实数 的取值范围;
(2)若 有2个不同的零点 ( ),求证: .
12.(23-24高三上·江苏·阶段练习)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: .