一道“极值点偏移”试题的解答之旅

2021-08-19 08:28
数理化解题研究 2021年22期
关键词:消元证法合肥市

郑 良

(安徽省合肥市第四中学 230000)

“极值点偏移”是高考数学的常见问题,但不少师生仍然觉得此类问题解法零碎、解题过程繁琐,对此类问题感到困惑与迷茫.本文简要呈现教学过程中师生对一道“极值点偏移”试题的思考与求解历程,尝试对各种解法进行梳理,以期抛砖引玉.

题目已知函数f(x)=lnx-ax+b(a,b∈R)有两个不同的零点为x1,x2.

综上所述,a>0,函数f(x)的最大值为-lna-1+b,无最小值.

(2)由(1)可知,函数f(x)有两个不同的零点为x1,x2,则必有a>0(下同).

证法1尝试消去参数a,齐次化消元

证法2利用对数平均值不等式

证法3尝试构造对称函数进行转化

多数学生尝试如下:

因为函数f(x)=lnx-aelnx+b有两个不同的零点为x1,x2,所以s1=lnx1,s2=lnx2是方程s-aes+b=0的两个根,只需证明s1+s2<-2lna.

在同一坐标系中,画出函数y=p(s)和y=q(s)的图像,如图2所示.A(s1,0),B(s2,0),C(-2lna-s2,0),D(-2lna-s1,0),E(-2lna-s1,p(-2lna-s1)).p(s2)=p(s1)=q(-2lna-s1)>p(-2lna-s1),而s2,-2lna-s1∈(-lna,+∞),而函数p(s)在(-lna,+∞)上单调递减,得s2<-2lna-s1,所以s2+s1<-2lna.

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