电竞比分网-中国电竞赛事及体育赛事平台

分享

高中數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)極值點(diǎn)偏移問(wèn)題小結(jié)

 當(dāng)以讀書通世事 2025-09-30 發(fā)布于甘肅

昨天的文章,公式錯(cuò)亂,十分抱歉。排版問(wèn)題一直是個(gè)老大難,真是術(shù)業(yè)有專攻啊。也曾經(jīng)有讀者建議改成圖片發(fā)布,但考慮到高中學(xué)業(yè)繁忙,節(jié)省孩子的時(shí)間(可以復(fù)制出來(lái),也便于打印,圖片有時(shí)打印會(huì)很模糊,也會(huì)較慢),還是堅(jiān)持用手去敲,用一些公式軟件去寫,去拷,但不清楚軟件之間的兼容性問(wèn)題,以至于排版出來(lái),就是大家見到的結(jié)果。今天在本文后面會(huì)對(duì)其進(jìn)行修正。

導(dǎo)數(shù)的一個(gè)題型—極值點(diǎn)偏移,就洋洋灑灑的寫了還幾篇文章去講解,這里主要是傳達(dá)給孩子一個(gè)提高高中數(shù)學(xué)成績(jī)的最為有效且核心的準(zhǔn)則:深挖課本知識(shí)點(diǎn),將書讀厚!這也是本公眾號(hào)的一個(gè)初心。

本篇文章會(huì)借助極值點(diǎn)偏移問(wèn)題,帶領(lǐng)大家一起“將書讀薄”。接下來(lái)讓我們開啟這段旅程。

圖片
圖片

極值點(diǎn)全面要點(diǎn)總結(jié)

圖片

學(xué)完一個(gè)知識(shí)點(diǎn),大家要對(duì)其進(jìn)行歸納總結(jié)。將這個(gè)知識(shí)點(diǎn)所涉及到的題型、以及這些題型所使用的【轉(zhuǎn)化與化歸】的解題思路做一個(gè)匯總。這樣整個(gè)知識(shí)點(diǎn)從全局上基本上把握住了。

回想一下,前面幾章講過(guò)的都有哪些內(nèi)容呢?結(jié)合自己平時(shí)做過(guò)的練習(xí)題,特別是歷年高考數(shù)學(xué)真題考函數(shù)極值點(diǎn)偏移的相關(guān)題目,先來(lái)總結(jié)一下最為常見的題型,其本質(zhì)是一樣的。

1. 零點(diǎn)偏移型【函數(shù)與方程思想】?

o ?形式?:已知 f(x1)=f(x2)=0,證明 x1+x2>2x0  x1+x2<2x0。

o ?示例?f(x)=lnx?x 的零點(diǎn) x1,x2 滿足 x1+x2>2。

2. ?等值點(diǎn)偏移型【函數(shù)與方程思想】?

o ?形式?:已知 f(x1)=f(x2)=mm為常數(shù)),證明 x1+x2>2x0  x1+x2<2x0

o ?示例?f(x)=ex?x2 與水平線 y=m的交點(diǎn) x1,x2滿足 x1+x2>1。

3. ?導(dǎo)數(shù)偏移型【函數(shù)與方程思想】?

o ?形式?:已知 f(x1)=f(x2),證明 f′(x1+x2)>0  f′(x1+x2)<0?

o ?應(yīng)用?:用于判斷極值點(diǎn)偏移方向。

以上,轉(zhuǎn)換了一下格式,希望不會(huì)亂。

進(jìn)一步細(xì)化一下,用表格表達(dá):

方法
適用場(chǎng)景
關(guān)鍵步驟
對(duì)稱構(gòu)造函數(shù)法
零點(diǎn)或等值點(diǎn)偏移證明
構(gòu)造 h(x)=f(x)?f(2x0?x)
對(duì)數(shù)平均不等式
含對(duì)數(shù)函數(shù)的偏移問(wèn)題
利用 x1?x2比較?
參變分離法
含參函數(shù)的偏移問(wèn)題
分離參數(shù)后構(gòu)造函數(shù)?
泰勒展開法
復(fù)雜函數(shù)偏移分析
展開 f(x)至二階項(xiàng)?

將這些內(nèi)容進(jìn)一步濃縮,氪金腦袋里。

極值點(diǎn)偏移問(wèn)題本質(zhì)是函數(shù)在極值點(diǎn)兩側(cè)的非對(duì)稱性,其一般形式包括零點(diǎn)偏移、等值點(diǎn)偏移和導(dǎo)數(shù)偏移三類。

解決時(shí)通常結(jié)合函數(shù)性質(zhì)選擇構(gòu)造法、不等式或泰勒展開等工具?。

圖片
圖片

練習(xí)升華

圖片

學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則怠。這句話耳熟能詳,但是真正能左右應(yīng)用的又有幾人呢?這樣的名言之所以能夠流傳千古,必然有其過(guò)人之處,結(jié)合自己目前的學(xué)習(xí)困境,仔細(xì)品味一下這句話。

下面帶領(lǐng)大家做一道題,感受一下,最近講到的這些內(nèi)容在高考真題中的具體運(yùn)用。

看下面一道例題:

f(x)=lnx-(ax+1/x),f(x)有兩個(gè)零點(diǎn)x1,x2,求證:x1x>2e2

先來(lái)觀察一下,f(x)的結(jié)構(gòu)看著很簡(jiǎn)單,雖然有一個(gè)參數(shù)a,并且題目中出現(xiàn)了“零點(diǎn)”,而待求問(wèn)題是一個(gè)不等式證明,且是零點(diǎn)積的形式。再觀察一下f(x)貌似符合極值點(diǎn)偏移的特征。

若按照極值點(diǎn)偏移思路去求解,就需要求出極值點(diǎn)。但這里有個(gè)參數(shù)a,直接確定不了極值點(diǎn)。若直接嘗試零點(diǎn)與a建立聯(lián)系,因?yàn)閒(x)整體上是一個(gè)超越函數(shù),也很難將零點(diǎn)表示成a的形式。且問(wèn)題中不含a,說(shuō)明要證明的問(wèn)題與a無(wú)關(guān)。

      怎么辦呢?再觀察一下,對(duì)于f(x),參數(shù)a是很容易分離出來(lái)的。f(x)=0的兩個(gè)零點(diǎn),很容易變形表示為a=lnx/x-1/x^2【參變分離】。令h(x)=lnx/x-1/x^2,則說(shuō)明h(x)與a有兩個(gè)交點(diǎn)【函數(shù)與方程思想】,到這里大家能看懂吧。將參數(shù)a轉(zhuǎn)化成了一個(gè)函數(shù),將零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為交點(diǎn)問(wèn)題。

      接下來(lái)看看能不能求出極值點(diǎn)。h’(x)=(x-xlnx+2)/x^3,還是一個(gè)超越方程,還是不能求出極值點(diǎn)。又遇到問(wèn)題了。

      兵來(lái)將擋水來(lái)土掩么,繼續(xù)尋找突破之法!既然極值點(diǎn)不能求了,再觀察一下對(duì)于零點(diǎn)問(wèn)題,最為常用的方法就是【設(shè)而不求】

x1<x2,有這個(gè)等式成立:

圖片

      則根據(jù)對(duì)數(shù)單身狗原則,相似項(xiàng)整理到等式兩側(cè):

圖片

      對(duì)于指對(duì)函數(shù)的處理,通常有兩種方法,同異構(gòu)和放縮。在上面最后一步我們就用了放縮代換。這樣一代換有個(gè)什么好處呢,分式項(xiàng)分母沒了,這是我們希望看到的。再回看上面,在求極值點(diǎn)時(shí),是一個(gè)耦合的超越函數(shù),很難求出極值點(diǎn)。

     經(jīng)過(guò)這一下列操作轉(zhuǎn)換,就可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的一致函數(shù)。

     m(x)=ln(x)/x+x^2/4e^4,接下來(lái)就是證明m(x)的單調(diào)性即可。這里都能看明白吧。

      令n(x)為:

圖片
      
      分析n(x)的單調(diào)性(需要求二階導(dǎo))

圖片

      則反推回去,n’(x)是單調(diào)遞增的,接下來(lái)要找n’(x)=0的點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著n(x)的極值點(diǎn)。怎樣找這個(gè)點(diǎn)呢?當(dāng)然是利用【零點(diǎn)存在定理】。要了這么一大圈,終于有眉目了。

      找到x上的兩個(gè)值,一個(gè)值n’(x1)>0,另一個(gè)值n'(x2)<0,這在x1和x2之間必然存在x0,使得n’(x0)=0。想到了什么?零點(diǎn)代換!得到n(x)的最值。同時(shí)也得到了n(x)在極值點(diǎn)兩側(cè)的單調(diào)性。再反推回去即證。這里看明白了嗎。

     仔細(xì)想想,就是繞來(lái)繞去,只要順著接頭,慢慢縷一下還是比較清晰的。

     總結(jié)一下:這道題考察的知識(shí)點(diǎn)沒有大家從來(lái)沒有見過(guò)的陌生的東西吧(重點(diǎn)看紅色字體)。想通過(guò)這道題表達(dá)一下高考人的命題思路:

      題目看著很熟悉,但處處都是坑,如何填坑,遇河搭橋,正式我們要學(xué)習(xí)的。

      不同的知識(shí)點(diǎn),重新組合一下,題目的難度可以直線上升。

      遇到坐不下去的時(shí)候,要么調(diào)整解題思路,要么進(jìn)行化歸,多想一想,遇到某種代數(shù)結(jié)構(gòu)或具體概念常用的解題方法是什么【如本題的放縮與隱零點(diǎn)代換問(wèn)題】

圖片
圖片

糾錯(cuò)

圖片

圖片
圖片
圖片

    本站是提供個(gè)人知識(shí)管理的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點(diǎn)。請(qǐng)注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購(gòu)買等信息,謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請(qǐng)點(diǎn)擊一鍵舉報(bào)。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評(píng)論

    發(fā)表

    請(qǐng)遵守用戶 評(píng)論公約

    類似文章 更多