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跟着数学,玩转侃
叔
{前排提醒:解析并不能体现题目真正的价值,做题的意义
在于识别题型、摸透方法,所以大家一定要看课哦}
一轮复习——导数
6 次课
主题
课时一(9.21)
单调性与极值最值
课时二(10.5)
恒成立问题
课时三(10.7)
隐零点问题
课时四(10.19)
零点个数问题
课时五(10.26)
极值点偏移
课时六(11.2)
函数放缩与不等式证明
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叔
第五讲 极值点偏移
【注】极值点偏移问题有三种方法:(1)对称化构造;(2)比值代换;(3)利用对
数均值不等式(A-L-G 不等式).其中对称化构造是通法,是最重要的,务必要掌
握;而后两种方法都有局限性.因此侃叔重点给大家讲对称化构造,其次再讲一下
比值代换,而对数均值不等式会在本节课的赠课中给大家作讲解.好了,准备迎
接极值点偏移这道大餐吧!
本讲重要性:☆☆☆☆☆ 难度:☆☆☆☆☆
本讲内容:
一、何为极值点偏移?
二、解题方法——对称化构造
1、对称化构造的标准解题模板
2、操作细节1——选择合适的函数
3、操作细节2——变更结论
三、解题方法——比值代换
1、比值代换的标准解题模板
2、比值代换的适用题
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一、何为极值点偏移?
三张图教你直观认识极值点偏移:
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叔
二、解题方法——对称化构造
类型一:标准极值点偏移
【引例1】 (2010 高考真题天津卷)
已知函数
.
(1)求函数
的单调区间和极值;
(2)已知函数
的图象与
的图象关于直线
对称,证明:当
时,
;
(3)如果
,且
,证明:
.
对称化构造的直观展示:
对称化构造的解题要点:
(1)
1
2
,
x
x 的范围;
(2)函数
0
( )
(2
)
f x
f
x
x
的构造;(
0
x 为极值点)
(3)将结论等价地转化为函数
0
( )
(2
)
f x
f
x
x
的正负.
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叔
【例2】( 2016 高考真题全国卷I)
已知函数
有两个零点.
(1)求
的取值范围.
(2)设
是
的两个零点,证明:
.
注意极值点偏移的结论不一定总是
1
2
0
( )2
x
x
x
,也可以是
2
1
2
0
( )
x x
x
,解题的
方法和过程是类似的.
【例3】已知函数
,
.
(1)当
时,求函数
的单调区间和极值.
(2)若
,且
,证明:
.
注意对于带参数的极值点偏移问题,参数往往并不影响我们的解题过程.
【方法总结】对称化构造的标准解题模板
1、求导,获得
( )
f x 的单调性、极值情况,并由
1
2
(
)
(
)
f x
f x
得到
1
2
,
x
x 的取值范围;
2、构造辅助函数(对结论
1
2
0
( )2
x
x
x
,构造
0
( )
( )
(2
)
F x
f x
f
x
x
;对结论
2
1
2
0
( )
x x
x
,构造
2
0
( )
( )
(
)
x
F x
f x
f
x
),求导,限定范围(
1
x 或
2
x 的范围),判断符
号,获得不等式;
3、代入
1
x (或
2
x ),利用
1
2
(
)
(
)
f x
f x
及
( )
f x 的单调性证明最终结论.
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类型二:选择合适的函数
【例4】已知函数
( )
ex
f x
ax
有两个不同的零点
1
2
,
x x ,其极值点为
0x .
(1)求a 的取值范围;
(2)求证:
1
2
0
2
x
x
x
;
(3)求证:
1
2
2
x
x
;
(4)求证:
1 2
1
x x .
注意极值点偏移问题若用原函数无法解决,我们可以重新构造合适的函数,重构函数
的方法有:①分参;②将指数型函数化为对数型函数(对数的处理一般比指数简单).
类型三:变更结论
极值点偏移的结论并不一定总是
1
2
0
( )2
x
x
x
,或者
2
1
2
0
( )
x x
x
,以上两种类型
我们称之为常规类型.那如果求证结论是关于
1
2
,
x
x 的其他不等式呢?
数学问题千变万化,不管怎么变,逃不出两个字“转化”:化陌生的问题为熟悉的问
题.侃叔这就带大家变“不常规”为“常规”.
【例5】若方程e
1
x
a
x
有两个不等的实根
1
2
,
x x ,求证:
1
2
2
e
e
x
x
a
.
【例6】已知函数
( )
ln
f x
x
x
,若两相异正实数
1
2
,
x x 满足
1
2
( )
(
)
f x
f x
,求证:
1
2
( )
(
)
0
f
x
f
x
.
【例7】已知函数
2
( )
ln
f x
x
x
,且方程
( )
f x
m
有两个不相等的实根
1
2
,
x x ,求证:
2
2
1
2
2
e
x
x
.
(凌云班)【例8】已知
0
b
a
,且ln
ln
b
a
a
b
a
b
,求证:
跟着数学,玩转侃
叔
(1)
1
a
b
ab
;(2)
2
a
b
;(3)1
1
2
a
b
.
【例9】已知函数
( )
2ln
f x
x
ax
,若
1
2
,
x x
1
2
(
)
x
x
是
( )
f x 的两个零点,证明:
1
2
2
0
3
x
x
f
.
【方法总结】变更结论的两种常用手段
①换元 ②加强命题(把“加”加强为“乘”)
三、解题方法——比值代换
我们来换一种方法研究极值点偏移问题,首先回顾一下极值点偏移问题的一般形式:
已知函数
( )
f x 的极值点为
0
x ,两相异实数
1
2
,
x
x 满足
1
2
(
)
(
)
f x
f x
,求证:
1
2
0
( )2
x
x
x
或
2
1
2
0
( )
x x
x
或者其他关于
1
2
,
x
x 的不等式.
从代数层面来看,极值点偏移问题是条件不等式的证明:在等量条件
1
2
(
)
(
)
f x
f x
的
约束下求证
1
2
,
x
x 的二元不等式.侃叔名言:所有的多变量问题,解题关键都在于通过合理
的消元,化归为单变量问题.所以一个自然的想法是:能否将双变量的条件不等式化为单变
量的函数不等式呢?
【引例】证明不等式:
1
2
1
2
1
2
ln
ln
2
x
x
x
x
x
x
【例题】用比值代换再解例3、例6、例9.
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【方法总结】比值代换的标准解题模板
1、令
2
1
1
x
t
x
,将
2
1
x
tx
代入
1
2
(
)
(
)
f x
f x
,得
1
1
(
)
(
)
f x
f tx
,由此解出
1
x ,将
1
2
,
x
x
都用t 表示出来;
2、把
1
2
,
x
x 消掉,将要证的不等式转化为关于t 的单变量不等式;
3、求导证明该不等式.
【思考】试用比值代换解例2、例7.
比值代换思路简单,方便快捷,这是比值代换的优势.但也要注意到:比值代换不像对
称化构造那样广泛适用,它有两个缺陷:①当函数形式较为复杂时,代换后往往不能顺利解
出
1
x 的值(用t 表示),此时方法失效;②即使能解出
1
x ,有时关于t 的单变量不等式也是
难以证明的.
【侃叔寄语】
关于极值点偏移的方法,侃叔给大家讲了两种,其实对于做题已经足够了
(前提是真正理解了方法).如果觉得还不过瘾,那侃叔给大家的赠课【极值点
偏移方法3:A-L-G 不等式】记得听回放哦!不过我强烈建议前两种方法还没掌
握好的孩纸们不要好高骛远,泛泛地学十种方法还不如学透一种方法.导数部分
的一轮复习马上要结束啦,希望每位同学都能搞定导数压轴题,加油,相信自己
可以的!笔芯~