





摘要:極值點偏移常作為不等式命題的切入點.全國甲卷理科第22題以小觀大,可以看出極值點偏移是雙變量問題的一種,涉及到換元思想、構(gòu)造思想、對稱思想等.解決極值點偏移問題最常用的思想是對稱思想,構(gòu)造積或者和的對稱函數(shù);也會用到換元思想,利用差比換元法;也會涉及同構(gòu)思想,構(gòu)造相同結(jié)構(gòu)將問題簡化;同時,極值點偏移也常和對數(shù)均值不等式聯(lián)系到一起,使解答錦上添花.
關(guān)鍵詞:極值點偏移;雙變量;對稱思想;同構(gòu)
1 題目呈現(xiàn)
(2022年全國甲卷理科第22題)已知函數(shù)f(x)=exx-ln x+x-a.
(1)若f(x)≥0,求a的取值范圍;
(2)證明:若f(x)有兩個零點x1,x2,則x1x2lt;1.
2 第(1)問解法探究
2.1 思路分析
本題第(1)問是求參數(shù)a的取值范圍,屬于常規(guī)題型.解決這類問題方法較多,第一個角度先看能否將參數(shù)分離.由f(x)≥0,得a≤exx-ln x+x,問題轉(zhuǎn)化為a≤exx-ln x+xmin.對函數(shù)g(x)=exx-ln x+x求導(dǎo),通過單調(diào)性找到g(x)的最小值即可求出a的取值范圍.第二個角度,要滿足f(x)≥0恒成立,即滿足f(x)min≥0,對函數(shù)求導(dǎo)找到函數(shù)f(x)的最小值,求出a的取值范圍,這是求參數(shù)范圍的常用通法之一.第三個角度就是數(shù)形結(jié)合.從幾何的眼光來看,函數(shù)f(x)min≥0也就是要使得函數(shù)f(x)圖象的最低點要在x軸上或上方,即f(x)≥0恒成立;其次,還可以將f(x)≥0進行適當(dāng)變形,變成雙函數(shù)比大小,即兩個函數(shù)圖象比高低.例如變形為exx≥ln x-x+a,也就是當(dāng)x取定義域內(nèi)的任意一個值,函數(shù)y=exx圖象必須在函數(shù)y=ln x-x+a的圖象上方,這樣就可以研究y=exx和y=ln x-x+a的圖象即可求出參數(shù)a的取值范圍,這個方法的關(guān)鍵是變形后不等式兩邊對應(yīng)的函數(shù)要容易畫圖.
除了上面的三個通法,觀察f(x)=exx-ln x+x-a的式子結(jié)構(gòu),“指對冪”均有,一方面三者之間聯(lián)系緊密且可以相互轉(zhuǎn)換,另一方面三者之間存在經(jīng)典的放縮結(jié)構(gòu).例如f(x)=exx-ln x+x-a=ex-ln x-ln x+x-a,令μ=x-ln x,整體換元后y=eμ+μ-a,函數(shù)結(jié)構(gòu)變得簡潔,問題也得到了簡化.再例如“指對冪”之間的不等式ex-1≥x≥lnx+1,通過第一個不等號得到exx≥e,通過第二個不等號得到x-ln x≥1,兩者取等條件相同均為x=1.于是可以得到f(x)=exx-ln x+x-a≥e+1-a≥0,即可求得a的取值范圍.在解題毫無思路時,也可以憑借對函數(shù)的感覺,由題中“f(x)≥0,則a≤exx-ln x+x”猜想a應(yīng)該有一個上限,即y=exx-ln x+x的下限,也就是a的臨界值.因為有l(wèi)n x,所以可以猜測x=1為臨界值,代入計算可得f(1)=e+1-a≥0,得出a的上限,由此得出f(x)≥0的必要條件,只需再證明充分性即可.當(dāng)a≤e+1時,有f(x)=exx-ln x+x-a≥exx-ln x+x-e-1,再根據(jù)前面所說的放縮,即可證明f(x)≥0.
思維導(dǎo)圖如圖1所示:
2.2 具體解法
通法1:分離參數(shù).
解:f(x)的定義域為(0,+∞).
若f(x)≥0,則a≤exx-ln x+x.
令g(x)=exx-ln x+x,則g′(x)=ex(x-1)x2-1x+1=ex(x-1)x2+(x-1)x=(x-1)x2(ex+x).
令g′(x)=0,得x=1.當(dāng)x∈(0,1),g′(x)lt;0,g(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),g′(x)gt;0,g(x)遞增.故g(x)min=g(1)=e+1,從而a≤e+1.
所以a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:分離參數(shù)法是求參數(shù)取值范圍的常用方法.
通法2:利用函數(shù)最值.
解:f(x)的定義域為(0,+∞).
f′(x)=ex(x-1)x2-1x+1=ex(x-1)x2+(x-1)x=(x-1)x2(ex+x).
令f′(x)=0,得x=1.當(dāng)x∈(0,1),f′(x)lt;0,f(x)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),f′(x)gt;0,f(x)單調(diào)遞增.故f(x)min=f(1)=e+1-a.
若f(x)≥0,則e+1-a≥0,即a≤e+1.
所以a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:求函數(shù)的最值是求參數(shù)取值范圍的常用方法.
通法3:數(shù)形結(jié)合.
解:f(x)的定義域為(0,+∞).若f(x)≥0,則exx≥ln x-x+a.
令g(x)=exx,則g′(x)=ex(x-1)x2.令g′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1)時,g′(x)lt;0,g(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞)時,g′(x)gt;0,g(x)單調(diào)遞增.所以g(x)min=g(1)=e.
令h(x)=ln x-x+a,則h′(x)=1x-1=1-xx.令h′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1),h′(x)gt;0,h(x)單調(diào)遞增;當(dāng)x∈(1,+∞),h′(x)lt;0,h(x)單調(diào)遞減.所以h(x)max=h(1)=-1+a.
由圖2可知,要使f(x)≥0,只需滿足g(1)≥h(1),即e≥-1+a,故a≤e+1.
故a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:數(shù)形結(jié)合是求參數(shù)取值范圍的常用方法,本題中通法3沒有通法1和通法2簡便,但是在某些題中會很適用.
技巧1:同構(gòu)化簡函數(shù)再求參數(shù)范圍.
解:f(x)的定義域為(0,+∞),f(x)=exx-ln x+x-a=ex-ln x-ln x+x-a.
令μ=u(x)=x-ln x,則gμ=eμ-μ-a.
又u′(x)=1-1x=x-1x,令u′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1),u′(x)lt;0,u(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),u′(x)gt;0,u(x)遞增.所以u(x)min=1.
又g′μ=eμ-1gt;0,gμ單調(diào)遞增,所以g(μ)min=g(1)=e+1-a,從而f(x)min=e+1-a.
若f(x)≥0,則e+1-a≥0,即a≤e+1.
所以a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:這個方法在第(1)問中相對于通法1、通法2和通法3,在解法上沒有很大優(yōu)勢,但如果第(1)問觀察函數(shù)f(x)的結(jié)構(gòu),通過構(gòu)造函數(shù)μ=u(x)=x-ln x,可以為第(2)問作鋪墊.
技巧2:利用“指對”不等式放縮后求參數(shù)范圍.
解:f(x)的定義域為(0,+∞),易證ex-1≥x≥ln(x+1),由此可得exx≥e(當(dāng)x=1時取等號),x-ln x≥1(當(dāng)x=1時取等號),則f(x)=exx-ln x+x-a≥e+1-a≥0(當(dāng)x=1時取等號),即a≤e+1.
所以a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:此法雖不是求參數(shù)范圍的通法,但是是根據(jù)“指對冪”之間經(jīng)典的放縮變形而來,十分簡潔,筆者以為是解決該題最簡便的方法.
技巧3:必要性探路求參數(shù)范圍.
解:必要性.要使f(x)≥0恒成立,則至少需要f(1)≥0,即e+1-a≥0,解得a≤e+1.
證充分性.當(dāng)a≤e+1時,f(x)=exx-ln x+x-a≥exx-ln x+x-e-1.
由技巧2的解法可得exx≥e(當(dāng)x=1時取等號),x-ln x≥1(當(dāng)x=1時取等號).
所以exx-ln x+x-e-1≥0(當(dāng)x=1時取等號),即f(x)≥0(當(dāng)x=1時取等號).
綜上,a的取值范圍為(-∞,e+1].
點評:此法的絕妙之處在于先給出答案.對于恒成立問題,找到端點,先分析必要性得出結(jié)論,再想辦法證明充分性,但是端點是否能找對需要學(xué)生具備“題感”.
3 第(2)問解法探究
3.1 思路分析
第(2)問屬于常見的極值點偏移問題,最常用的思路就是構(gòu)造對稱函數(shù):由(1)可設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,要證明x1x2lt;1,則只需證明0lt;x1lt;1x2lt;1.又因為f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,則只需證f(x1)=f(x2)gt;f1x2.構(gòu)造對稱函數(shù)g(x)=f(x)-f(1x),x∈(1,+∞),對g(x)求導(dǎo)判斷g(x)的正負就能得到證明.這個方法的難點是判斷g(x)的正負,常常導(dǎo)致解題沒法繼續(xù)下去,需要學(xué)生有很強的運算能力.但在數(shù)學(xué)解題中,方法往往不是唯一的.當(dāng)一個方法不能進行下去時,可以回到題目中再次認真審題,看能否從題目信息挖掘出其他的解題思路.在本題的第(2)問中,觀察函數(shù)f(x)的式子結(jié)構(gòu),有“冪指對”結(jié)構(gòu),可以考慮能否進行冪指對變形.當(dāng)有了變形的思路后,容易想到將exx可以變形為ex-ln x,即f(x)=exx-ln x+x-a=ex-ln x-ln x+x-a,變形后的式子出現(xiàn)了相同結(jié)構(gòu),整體換元令μ=u(x)=x-ln x,則y=eu+u-a.因為此函數(shù)單調(diào),所以可以將問題“若f(x)有兩個零點x1,x2,則x1x2lt;1”轉(zhuǎn)化為“若u(x1)=u(x2),則x1x2lt;1”.由于u(x)的函數(shù)結(jié)構(gòu)比f(x)簡潔很多,所以判斷對稱函數(shù)的正負容易得多.同時,因為函數(shù)結(jié)構(gòu)變簡單了,除了可以構(gòu)造積的對稱函數(shù)g(x)=u(x)-u1x,還可以構(gòu)造和的對稱函數(shù):要證x1x2lt;1,兩邊取對數(shù),即證ln x1+ln x2lt;0.令t=ln x,即證明t1+t2lt;0,此時可以構(gòu)造和的對稱函數(shù)h(t)=g(t)-g(-t).從前面兩個先同構(gòu)再構(gòu)造對稱函數(shù)的方法中,我們可以感受到由于函數(shù)結(jié)構(gòu)變簡單,解題過程變得容易了,此時可以想能否嘗試極值點偏移的其他解題思路.除了構(gòu)造對稱函數(shù),還可以差比換元,令x2x1=t或x2-x1=t;另外,由式子x1-ln x1=x2-ln x2的結(jié)構(gòu)很容易聯(lián)想到對數(shù)均值不等式x1-x2ln x1-ln x2=1gt;x1x2,這個方法是解這道題最快的方法.同時,除了可以將exx變形為ex-ln x,在函數(shù)f(x)中找到相同結(jié)構(gòu)x-ln x,也可以將函數(shù)中的x-ln x變形為lnexx,此時函數(shù)f(x)中出現(xiàn)相同結(jié)構(gòu)exx,利用前面同構(gòu)的思路,仍然可以用對稱思想、換元思想和放縮法解決這道題.
思維導(dǎo)圖如圖3所示:
3.2 具體解法
解法1:構(gòu)造積的對稱函數(shù)——利用導(dǎo)函數(shù)判正負.
由(1)知,當(dāng)x∈(0,1),f′(x)lt;0,f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),f′(x)gt;0,f(x)單調(diào)遞增.則f(x)min=f(1)=e+1-a.
若f(x)有兩個零點,則e+1-alt;0,即a>e+1.
由(1)知x1,x2在1的兩邊,不妨設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,要證x1x2lt;1,即證0lt;x1lt;1x2lt;1.
因為f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以只需證fx1=fx2gt;f1x2.
令g(x)=f(x)-f1x=exx-xe1x-2ln x+x-1x,x∈(1,+∞).
g′(x)=ex(x-1)x2-(e1x-e1xx)-2x+1+1x2=ex(x-1)x2-e1xx(x-1)+(x-1)2x2=(x-1)x2(ex-xe1x+x-1).
令r(x)=ex-xe1x+x-1,則r′(x)=ex-e1x-1xe1x+1=ex-e1x+e1xx+1.
因為x∈(1,+∞)時,ex-e1xgt;0,e1xx+1gt;0,所以r′(x)gt;0,故r(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增.
所以r(x)gt;r(1)=0,即g′(x)gt;0,g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,g(x)gt;g(1)=0.
綜上,當(dāng)x∈(1,+∞)時,f(x)gt;f1x,所以x1x2lt;1.
點評:通法1是極值點偏移的常見解題步驟,這個方法中在化簡g′(x)=ex(x-1)x2-e1x-e1xx-2x+1+1x2時要學(xué)會觀察函數(shù)的結(jié)構(gòu),適當(dāng)通分整理后,即可發(fā)現(xiàn)公因式x-1,提出公因式將g′(x)因式分解為g′(x)=(x-1)x2(ex-xe1x+x-1),只要判斷出式子x-1和ex-xe1x+x-1的正負,g′(x)的正負就容易判斷出來.除了我們最容易想到的對g(x)直接求導(dǎo)的方法外,還可以不將g(x)=f(x)-f1x展開,而是利用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)得g′(x)=f′(x)-f′1x=(x-1)x2(ex+x)+1x21x-11x2e1x+1x=(x-1)x2\5(ex+x)+1-xxe1x+1x,這個式子中很容易看出公因式x-1x2,這種求導(dǎo)方式在化簡過程中容易因式分解.
解法2:構(gòu)造積的對稱函數(shù)——利用雙函數(shù)判正負.
由(1)知,當(dāng)x∈(0,1)時,f′(x)lt;0,f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),f′(x)gt;0,f(x)單調(diào)遞增.則f(x)min=f(1)=e+1-a.
若f(x)有兩個零點,則e+1-alt;0,即a>e+1.由(1)可知f(x)一個零點小于1,一個零點大于1,不妨設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2.則要證x1x2lt;1,即證0lt;x1lt;1x2lt;1.
因為f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,則只需證fx1gt;f1x2,即證fx2gt;f1x2.
證明如下:f(x)-f1x=exx-xe1x-2ln x+x-1x=exx-xe1x-2ln x-x+1x,x∈(1,+∞).
下面證明xgt;1時,exx-xe1xgt;0,2ln x-x+1xlt;0.
①設(shè)g(x)=exx-xe1x,xgt;1,則g′(x)=1x-1x2ex-e1x+xe1x·-1x2=1x\51-1xex-e1x1-1x=1-1xexx-e1x=x-1xexx-e1x.
設(shè)φ(x)=exxxgt;1,則φ′(x)=1x-1x2ex=x-1x2exgt;0,所以φ(x)gt;φ(1)=e.而e1xlt;e,所以exx-e1xgt;0.因此g′(x)gt;0,g(x)在(1,+∞)單調(diào)遞增,從而g(x)gt;g(1)=0,所以exx-xe1xgt;0.
②令h(x)=2ln x-x+1x,xgt;1,則h′(x)=2x-1-1x2=2x-x2-1x2=-(x-1)2x2lt;0,所以h(x)在(1,+∞)單調(diào)遞減.則h(x)lt;h(1)=0,所以2ln x-x+1xlt;0.
綜上, 當(dāng)x∈(1,+∞)時,有exx-xe1x-2ln x-x+1xgt;0,所以x1x2lt;1得證.
點評:解法2是在通法1難以進行下去時嘗試的一種方法,不直接化簡f′(x)-f′1x,而是觀察f(x)-f1x的結(jié)構(gòu),間接證明g(x)gt;0,這個思路也是證明不等式的常用思路.在這個方法中難點1是學(xué)生要能想到將f(x)-f1x分解為兩個函數(shù),證明兩個函數(shù)的正負就可以證明f(x)-f1x的正負;難點2是f(x)-f1x應(yīng)該分解為哪兩個函數(shù);難點3是判斷g(x)=exx-xe1x導(dǎo)函數(shù)的正負要學(xué)會觀察結(jié)構(gòu).
解法3:先同構(gòu)再構(gòu)造積的對稱函數(shù).
f(x)的定義域為(0,+∞).
f(x)=exx-ln x+x-a=ex-ln x-ln x+x-a.
令μ=u(x)=x-ln x,則u′(x)=1-1x=x-1x.令u′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1),u′(x)lt;0,u(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),u′(x)gt;0,u(x)遞增,所以u(x)min=1.
又函數(shù)y=eμ+μ-a單調(diào)遞增,所以由f(x1)=f(x2)可得u(x1)=u(x2).
由u(x)的單調(diào)性可設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,則要證x1x2lt;1,即證0lt;x1lt;1x2lt;1.
因為u(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以只需證ux1=ux2gt;u1x2.
令g(x)=u(x)-u1x=x-1x-2ln x,x∈(1,+∞),則g′(x)=u′(x)-u′1x=1+1x2-2x=(x-1)2x2gt;0,所以g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,則g(x)gt;g(1)=0.
綜上,ux1gt;u1x2得證,所以x1x2lt;1.
點評:在這個方法中要學(xué)會觀察函數(shù)f(x)的結(jié)構(gòu),通過同構(gòu)函數(shù)u(x)=x-ln x,進而由f(x1)=f(x2)可得u(x1)=u(x2),此時再構(gòu)造積的對稱函數(shù).在這個方法中由于函數(shù)u(x)的結(jié)構(gòu)比f(x)簡單,所以證明過程也變得簡潔.
解法4:先同構(gòu)再構(gòu)造和的對稱函數(shù).
由解法3可得x1-ln x1=x2-ln x2.
由u(x)的單調(diào)性可設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,則要證x1x2lt;1,即證ln x1+ln x2lt;0.
令t=ln x,則et=x.問題可以轉(zhuǎn)化為“當(dāng)et1-t1=et2-t2,證明t1+t2lt;0”.
令g(t)=et-t,則g′(t)=et-1,所以g(t)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,在在(-∞,0)上單調(diào)遞減,則g(t)min=g(0)=0.
不妨設(shè)t1lt;0lt;t2,要證明t1+t2lt;0,即證明t1lt;-t2.因為函數(shù)g(t)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,則只需證g(t1)=g(t2)gt;g(-t2).
令h(t)=g(t)-g(-t),t∈(0,+∞),則h′(t)=g′(t)-g′(-t)=et-1+(e-t-1)=et+e-t-2gt;0,所以h(t)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故h(t)gt;h(0)=0.
問題得證.
點評:解法4是證明此類問題的常用方法,將構(gòu)造積的對稱函數(shù)轉(zhuǎn)化為構(gòu)造和的對稱函數(shù),有時會使化簡過程變得簡潔.
解法5:同構(gòu)簡化問題再比值換元.
由解法3可得x1-ln x1=x2-ln x2,移項得
x2-x1=ln x2-ln x1=lnx2x1①
不妨設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,令
x2x1=t,t∈(1,+∞)②
由①②式得方程組x2=tx1,
x2-x1=ln t,解得x1=ln tt-1,
x2=tln tt-1,則x1x2=tln t2t-12.
要證x1x2=tln t2t-12lt;1,即證ln t-t+1tlt;0.
令m=t,m∈(1,+∞),則只需證
2ln m-m+1mlt;0.
令g(m)=2ln m-m+1m,則g′(m)=2m-1-1m2=-(1-m)2m2lt;0,所以g(m)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,g(m)lt;g(1)=0,從而x1x2lt;1得證.
點評:換元思想是解決雙變量問題的常用思想,在極值點偏移中常常令x2x1=t或x2-x1=t.
解法6:同構(gòu)簡化問題再差值換元.
由解法3可得x1-ln x1=x2-ln x2,移項得
x2-x1=ln x2-ln x1=lnx2x1.
不妨設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,令x2-x1=t,t∈(0,+∞).
由lnx2x1=t,
x2-x1=t,可得x1=tet-1,
x2=tetet-1,則
x1x2=t2et(et-1)2.
要證x1x2=t2et(et-1)2lt;1,即證et-tet2-1gt;0.
令g(t)=et-tet2-1,則g′(t)=et-et2-t2et2=et2et2-1-t2gt;et2\5t2+1-1-t2=0,所以g(t)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,g(t)gt;g(0)=0,即x1x2lt;1得證.
解法7:先同構(gòu)再利用對數(shù)均值不等式.
由解法3可得x1-ln x1=x2-ln x2,即
x1-x2ln x1-ln x2=1.
由對數(shù)均值不等式,可得x1-x2ln x1-ln x2=1gt;x1x2,所以x1x2lt;1.
下面證明對數(shù)均值不等式:要證x1-x2ln x1-ln x2gt;x1x2,即證x1x2-x2x1lnx1x2gt;1.
不妨設(shè)0lt;x2lt;x1,令t=x1x2(tgt;1),則需證t-1tln t2gt;1,即證2ln t-t+1tlt;0.
令g(t)=2ln t-t+1t,則g′(t)=2t-1-1t2=-(t-1)2tlt;0,所以g(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,g(t)lt;g(1)=0.故x1-x2ln x1-ln x2gt;x1x2,問題得證.
點評:解法7用到了不等式的放縮思想,由x1-x2ln x1-ln x2=1的結(jié)構(gòu)聯(lián)系對數(shù)均值不等式,可以做到秒證,是這一道題最快捷的做法.
解法8:另一種同構(gòu)簡化問題再構(gòu)造對稱函數(shù).
f(x)的定義域為(0,+∞).
f(x)=exx-ln x+x-a=exx+lnexx-a.
令μ=u(x)=exx,又u′(x)=ex(x-1)x2,令u′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1),u′(x)lt;0,u(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞),u′(x)gt;0,u(x)遞增.所以umin=e.
又函數(shù)y=μ+ln μ-a顯然單調(diào)遞增,則由f(x1)=f(x2)可得u(x1)=u(x2),即ex1x1=ex2x2.
由u(x)單調(diào)性可設(shè)0lt;x1lt;1lt;x2,則要證x1x2lt;1,即證0lt;x1lt;1x2lt;1.
因為u(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以只需證ux1=ux2gt;u1x2.
令g(x)=u(x)-u1x=exx-xe1x,x∈(1,+∞),則g′(x)=ex(x-1)x2-e1x-1xe1x
=x-1xexx-e1x.
因為exx單調(diào)遞增,e1x單調(diào)遞減,所以exx-e1x在(e,+∞)上單調(diào)遞增,故exx-e1xgt;ee-1-e1egt;0,g′(x)>0.
所以g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,g(x)gt;g(1)=0.綜上,ux1gt;u1x2得證,所以x1x2lt;1.
點評:解法8屬于另外一種同構(gòu),這種同構(gòu)方式也適用于解法5、解法6、解法7的解題思想.讀者可以自行嘗試,本道題還可以再有三種解法.
4 總結(jié)
對于本題,極值點偏移是基本方法,但是構(gòu)造函數(shù)各有不同.一方面可以直接偏移構(gòu)造積的對稱函數(shù),此時可以直接研究該對稱函數(shù)在定義域上的正負,亦或者分解為雙函數(shù)比較大小.另一方面可以先通過指對冪三者之間的關(guān)系進行同構(gòu)再偏移,此時構(gòu)造函數(shù)便多種多樣,可以構(gòu)造積的對稱函數(shù)、和的對稱函數(shù),還可以通過差比換元化簡運算后構(gòu)造函數(shù).最簡便的要數(shù)一眼看穿結(jié)構(gòu),利用對數(shù)均值不等式直接證明.整體來看,在極值點偏移問題中,如能進行同構(gòu)化解函數(shù),將對證明問題有極大的幫助.
從本題以小觀大,我們可以看出極值點偏移是雙變量問題的一種,涉及到換元思想、構(gòu)造思想、對稱思想等.解決極值點偏移問題最常用的思想是對稱思想,方法上的體現(xiàn)是構(gòu)造積或者和的對稱函數(shù);也會用到換元思想,方法上的體現(xiàn)是差比換元;也會涉及同構(gòu)思想,方法上的體現(xiàn)是構(gòu)造相同結(jié)構(gòu),將問題簡化;同時,極值點偏移常常也和對數(shù)均值不等式聯(lián)系在一起,使解法錦上添花.