■(指導(dǎo)教師:劉坤)
導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)性質(zhì)的一個非常重要的工具,是學(xué)習(xí)中的重點,也是難點,在高考中占有重要的地位。在導(dǎo)數(shù)的學(xué)習(xí)中,我發(fā)現(xiàn)有一類“雙零點”數(shù)量關(guān)系問題在2016年及2018年全國新課標(biāo)卷中均有所涉及,這引起了我極大的興趣。下面是我對這一類問題的一些粗淺認(rèn)識,希望能給同學(xué)們一些幫助,不足之處,再商榷。
我們先來熟悉一下對數(shù)平均不等式,對數(shù)平均不等式:當(dāng)a>0,b>0且a≠b時,
證明:不妨設(shè)a>b>0。要證,由于a>b>0,只需證lna-lnb<,即證①。令t=,構(gòu)造函數(shù),則f′(t),所以f(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞減。因此f(t)<f(1)=0,即①式成立。
例題已知函數(shù)f(x)=xe-x(x∈R),如果x1≠x2且f(x1)=f(x2),求證:x1+x2>2。
證明:由于f(x1)=f(x2),得令,不妨設(shè)x1<x2,則0<t<1。由解得
要證x1+x2>2,只需證即證令g(t)=lnt-則所以g(t)在(0,1)上單調(diào)遞增,因此g(t)<g(1)=0,即不等式①成立。
點評:此證法通過降元,將雙元不等式轉(zhuǎn)化為單元不等式,再構(gòu)造函數(shù)求解,體現(xiàn)了消元的思想。
變式練習(xí):已知函數(shù)若x1,x2為f(x)的兩個極值點,且x1<x2,求證:x1x2<1。
證明:令g(x)=f′(x)=x+m-1-lnx,則,易知g(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增。又g(x1)=g(x2),因此0<x1<1<x2。要證x1x2<1,只需證又1),g(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,即證g(x1)>又g(x1)=g(x2),即證g(x2)>,構(gòu) 造 函 數(shù)(x>1)即可。
下面請同學(xué)們試一試身手,挑戰(zhàn)一下一道高考題吧!
題目(2016年新課標(biāo)卷21)已知函數(shù)f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2有兩個零點。
(1)求實數(shù)a的取值范圍;
(2)設(shè)x1,x2是f(x)的兩個零點,證明:x1+x2<2。