值点偏移问题在高考中很常见,此类问题以导数为背景考察学生运用函数与方程、数形结合、转换的思想解决函数问题的能力,层次性强,能力要求较高.
下面给出引例,通过探究,归纳总结出解决此类问题的一般性方法. ★已知f?x??xlnx?12mx?x,m?R.若f?x?有两个极值点x1,x2,且x1?x2,2求证:x1x2?e2(e为自然对数的底数). 解法一:齐次构造通解偏移套路
?x2?x2?1??ln?lnx2?lnx1??x2?x1???x1?x1.
于是lnx1?lnx2?x2x2?x1?1x11?t?lnt?x2又0?x1?x2,设t?,则t?1.因此,lnx1?lnx2?,t?1.
t?1x1要证lnx1?lnx2?2t?1?lnt2?t?1???2, t?1.即:当t?1时,有lnt?,即证:.设
t?1t?122?t?1?12?t?1??2?t?1??t?1????0, 函数h?t??lnt?,t?1,则h?t???22t?1tt?t?1??t?1?所以,h?t?为?1.???上的增函数.注意到,h?1??0,因此,h?t??h?1??0.
于是,当t?1时,有lnt?解法二 变换函数能妙解
2?t?1?.所以,有lnx1?lnx2?2成立,x1x2?e2. t?1证法2:欲证x1x2?e2,需证lnx1?lnx2?2.若f?x?有两个极值点x1,x2,即函数f??x?有两个零点.又f??x??lnx?mx,所以,x1,x2是方程f??x??0的两个不同实根.显然m?0,否则,函数f??x?为单调函数,不符合题意. 由??lnx1?mx1?0?lnx1?lnx2?m?x1?x2?,
lnx?mx?0?22
解法三 构造函数现实力
证法3:由x1,x2是方程f??x??0的两个不同实根得m?lnxlnx,令g?x??,xxg?x1??g?x2?,由于g??x??1?lnx,因此,g?x?在?1,e??,?e,????. x22?e2?e2设1?x1?e?x2,需证明x1x2?e,只需证明x1?只需证明f?x1??f??,??0,e?,
x2?x2??e2?即f?x2??f??,即f?x2???x2??e2?f???0.gkstk 微信公众号 中学数学研讨部落 ?x2??1?lnx??e2?x2??e2?即h?x??f?x??f???x??1,e??,故h?x?在?1,e??,h??x???0,22xex??
?e2??e2?故h?x??h?e??0,即f?x??f??.令x?x1,则f?x2??f?x1??f??,因为x2,
?x??x1?e2e2??e,???,f?x?在?e,????,所以x2?,即x1x2?e2. x1x1解法四 巧引变量(一)
证法4:设t1?lnx1??0,1?,t2?lnx2??1,???,则由??lnx1?mx1?0得
lnx?mx?0?22?t1?met1kkekt1t1?t2t?t?,设,则,.欲证x1x2?e2,k?t?t?0??e?2112t2kke?1e?1t2?t2?me
解法五 巧引变量(二)
证法5:设t1?lnx1??0,1?,t2?lnx2??1,???,则由??lnx1?mx1?0得
lnx?mx?0?22?t1?met1klnklnkt1t1t1?t2t?t?,设,则,. ?k?0,1??e???12t2k?1k?1t?mett2?22欲证x1x2?e2,需证lnx1?lnx2?2, 即只需证明t1?t2?2,
即
?k?1?lnk?2?lnk?2?k?1??lnk?2?k?1??0,
k?1k?1k?122?k?1??k?1??0,
?k?0,1gk?设g?k??lnk?,??????2k?1k?k?1?故g?k?在?0,1??,因此g?k??g?1??0,命题得证.
★已知函数f(x)?x2?(a?2)x?alnx,若方程f(x)?c有两个不相等的实数根x1,x2,求证:f?(x1?x2)?0. 2
x1?x2a)?0?f?(),结合f?(x)的单调性, 22x?x2a? 即证:122欲证:f?(x1?2x12x1?2x2x2x12?2x1?x22?2x2?ln??等价于证明:x1?x2?
xx2x1?x2x1?lnx1?x2?lnx21?1x22令t?2t?2x1,(0?t?1), ,(0?t?1),构造函数g(t)?lnt?t?1x2求导由单调性易得原不等式成立,略. 法二:接?后续解:
由?得:(x1?x2)(x1?x2)?(a?2)(x1?x2)?alnx1?0 x2
构造函数m(t)?lnt?2(t?1),(0?t?1), t?1求导由单调性易得m(t)?0在t?(0,1)恒成立, 又因为a?0,x1?x2?0,故f?(法三:接④后续解:
x1?x2)?0成立. 22(x?x2)4x2(x?x2)21视x1为主元,设g(x)?lnx?lnx2?,g?(x)????0 22x?x2x(x?x2)(x?x2)则g(x)在x?(0,x2)上单调递增,故g(x)?g(x2)?0,
x1?x2)?0成立. 2aaa法四:构造函数h(x)?f(?x)?f(?x),(0?x?),
222再结合a?0,x1?x2?0,故f?(
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