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标题 浅谈极值点偏移问题
范文

    陈俊艺

    【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)27-0131-02

    在翻阅近几年的高考试卷中,发现以极值点偏移为背景的试题,时有出现。通过阅读一些参考文献,笔者深受启发,这里给出处理此类问题的一种突破策略。

    1.知识准备

    极值点偏移:若可导函数在处取得极值,且函数与直线交于,两点,则的中点为,若则称极值点左偏,若则称极值点右偏。

    2.真题再现

    (2016年全国I卷)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:.

    分析:(1)求函数的导数,并对参数进行分类讨论,分别研究函数的单调性、极值、最值,根据有两个零点,从而得到参数的取值范围.

    (2)证明:要证明即要证明,是极值点右偏的问题,现给出本题的解答.

    解:不妨设,由(1)知,

    在上单调递增

    令,则

    ,在上递增

    所以,即,

    所以,

    故,即.

    点评:要证明等价于,即.所以想到构造函数

    3.突破策略

    通过上面的解答,下面给出解决极值点偏移问题的一种策略:

    (1)求出函数的极值点;

    (2)构造函数;

    (3)研究函数的单调性;

    (4)结合判断的符号,从而确定与的大小关系.

    下面再结合一些题目,加深对这种策略的理解。

    4.牛刀小试

    例1(2013湖南文)已知函数,证明:当时,

    解:易求出在上单调递增,在上单调递减.

    当时,不妨设,由函数单调性知。

    构造函数

    令,

    当时,,单调递减,

    从而,又

    所以即。

    而,所以,又,从而.

    由于,且在上单调递增,所以,即证

    点评:这边构造函数主要目的是通过,判断的符号,从而较与的大小。又所以只需要考虑的符号。

    例2.(2010天津理)已知函数 ,如果,且 ,证明:

    解:,所以在上单调递增,在上单调递减,函数在处取得极大值,且,如图所示.由,不妨设,则必有,

    构造函数

    则,所以在上单调递增, 故

    由,则,所以

    所以,即

    例3. (2015年苏锡常镇(二模)已知函数,其导数记为(为自然对数的底数)

    (1)求函数的极大值;

    (2)解方程;

    (3)若存在实数使得,

    求证:

    解:(1)函数的定义域为,

    当时,单调递增,当时,单调递减。则

    (2).若,显然满足上式.

    若,方程等价于,

    故,显然当时,,

    令,

    故在上单调递增,而,故当时原方程有唯一根.

    综上,原方程的解为x=0或x=1

    (3)证明:不妨设,

    由(1)知,,

    在上单调递减

    令,则,在上递增

    所以,即,

    又当时单调递减

    所以,

    故,即

    点评:(3)问欲证,只需证明,也就是极值点左偏的问题。

    例4.(苏州市2017届高三调研数学试卷)已知函数.()若,且,证明:.

    分析:令,则要证明转化为证明,也就是极值点右偏问题

    解:令,则,要证明只需证

    把代入

    得 ,

    当时,单调递减,当时,单调递增则

    令,则

    ,在上递增

    所以,即,

    又当时单调递增

    所以,

    故,即

    点评:本题是在原有的两个变量的基礎上,运用换元法,从而转化成极值点偏移问题去解决.

    5.解题感悟

    这类以极值点偏移为背景的题目,很好地考查了学生的方程与函数,数形结合,转化和化归思想。对学生的能力要求比较高。通过对相关题目的解答方法的探究,归纳总结出解决问题的通性通法。可以帮助学生加深对题目本质的理解,提高解题能力。

    参考文献:

    [1]刑友宝.极值点偏移问题的处理策略[J].中学数学教学参考(上旬),2014(7):19-22.

    [2]王历权,党忠良.也谈极值点偏移问题[J].福建中学数学,2016(4):12-14

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更新时间:2025/3/10 19:12:46