2020届二轮复习极值点偏移第五招---函数的选取学案(全国通用)
展开于极值点偏移问题,前文已多次提到其解题策略是将多元问题(无论含参数或不含参数)转化为一元问题,过程都需要构造新函数. 那么,关于新函数的选取,不同的转化方法就自然会选取不同的函数.
★已知函数有两个不同的零点,,其极值点为.
(1)求的取值范围;
(2)求证:;
(3)求证:;
(4)求证:.
解:(1),若,则,在上单调递增,
至多有一个零点,舍去;则必有,得在上递减,*
在上递增,要使有两个不同的零点,则须有.
(严格来讲,还需补充两处变化趋势的说明:当时,;当时,).
(3)由所证结论可以看出,这已不再是的极值点偏移问题,谁的极值点会是1呢?回到题设条件:
(ii)构造函数,则
*
(4)(i)同上;
(ii)构造函数,则
当时,,但因式的符号不容易看出,引进辅助函数,则,当时,,得在上递增,有,则,得在上递增,有,即;
(iii)将代入(ii)中不等式得,又,,在上递增,故,.
点评:虽然做出来了,但判定因式及的正负时,均需要辅助函数的介入,费了一番功夫,虽然的极值点是1,理论上可以用来做(3)、(4)两问,但实践发现略显麻烦,我们还没有找到理想的函数.
再次回到题设条件:
,记函数,则有.接下来我们选取函数再解(3)、(4)两问.
(3)(i),得在上递减,在上递增,有极小值,又当时,;当时,,
由不妨设.
【点评】用函数来做(3)、(4)两问,过程若行云流水般,格外顺畅.这说明在极值点偏移问题中,若函数选取得当,可简化过程,降低难度.
注1:第(2)问也可借助第(4)问来证:将,相加得.
注2:在第(ii)步中,我们为什么总是给定的范围?这是因为的范围较的范围小,以第(3)问为例,若给定,因为所构造的函数为,这里,且,得,则当时,无意义,被迫分为两类:
①若,则,结论成立;
②当时,类似于原解答.
而给字,则不会遇到上述问题.当然第(4)问中给定或的范围均可,请读者自己体会其中差别.
【思考】
练习1:(查看热门文章里极值点偏移(1))应该用哪个函数来做呢?
提示:用函数来做,用函数来做.*
练习2 :(安徽合肥2017高三第二次质量检测)已知
(1)求的单调区间;
(2)设, ,为函数的两个零点,求证.
提示:将,两边取对数转化为指数方程处理.
【招式演练】
★已知函数有两个零点,
求证:.
只要证:即证:,即证:,由的单调性知,只需证:,*
同理构造函数,利用单调性证明,下略.
★已知的图像上有两点,其横坐标为,且.
(1)证明:;
(2)证明:.
又构造函数:,
则,
故在上单调递增,由于时,,
且,
故必存在,使得,
故在上单调递减,在上单调递增,
又时,,且,
故在上恒成立,
也即在上恒成立,
令,有,*
再由,且在上单调递增,
故,即证:成立.
综上:即证成立.
从而对恒成立,同理得出:.
综上:即证成立,也即原不等式成立. *
★已知函数.
(1)若曲线过点,求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数在区间上的最大值;
(3)若函数有两个不同的零点, ,求证: .
【答案】(1);(2)当时, ,当时, ,当时, ;(3)证明见解析.
试题解析:
(1)因为点在曲线上,所以,解得.
因为,所以切线的斜率为0,
所以切线方程为.
(2)因为,
①当时, , ,
所以函数在上单调递增,则;
②当,即时, , ,
所以函数在上单调递增,则;
③当,即时,
函数在上单调递增,在上单调递减,
则;*
④当,即时, , ,
函数在上单调递减,则.
综上,当时, ;
当时, ;
当时, .
令,则,于是,
令(),
则,
故函数在上是增函数,
所以,即成立,所以原不等式成立.
所以,即成立,所以原不等式成立.*
【方法点晴】本题主要考查导数与切线的问题,考查导数与极值、最值的问题,考查构造函数法证明不等式的方法.第一问涉及求函数的参数,只需代入点的坐标解方程即可,涉及切线问题利用导数和斜率的对应关系易得.第二问求函数在某个区间上的最大值,需要对进行分类讨论,分类的依据是导数的零点是否在定义域内.第三问要证明不等式,先将其转化为同一个参数,然后利用导数求其最小值来求.