含参数的极值点偏移问题,在原有的两个变元x1,x2的基础上,又多了一个参数,故思路很自然的就会想到:想尽一切办法消去参数,从而转化成不含参数的问题去解决;或者以参数为媒介,构造出一个变元的新的函数.
★例1. 已知函数f(x)?x?aex有两个不同的零点x1,x2,求证:x1?x2?2.
不妨设x1?x2,记t?x1?x2,则t?0,e?1,
t2(et?1)et?1?0, ?2?t?t 因此只要证明:t?te?1e?1再次换元令e?x?1,tt?lnx,即证lnx?2(x?1)?0,x?(1,??) x?1构造新函数F(x)?lnx?'2(x?1),F(1)?0 x?114(x?1)2??0,得F(x)在(1,??)上递增,学*科网 求导F(x)??x(x?1)2x(x?1)2所以F(x)?0,因此原不等式x1?x2?2获证.
★例2. 已知函数f(x)?lnx?ax,a为常数,若函数f(x)有两个零点x1,x2,证明:x1?x2?e2.
法二:利用参数a作为媒介,换元后构造新函数: 不妨设x1?x2,
∵lnx1?ax1?0,lnx2?ax2?0,∴lnx1?lnx2?a(x1?x2),lnx1?lnx2?a(x1?x2), ∴
lnx1?lnx2x?a,欲证明x1x2?e2,即证lnx1?lnx2?2.
1?x2∵lnx?lnx),∴即证a?212?a(x1?x2xx,
1?2∴原命题等价于证明
lnx1?lnx2x2(x1x?2,即证:ln1??x2),令t?x1,(t?1),1?x2x1?x2x2x1?x2x2g(t)?lnt?2(t?1)t?1,t?1,此问题等价转化成为例1中思路2的解答,下略. 法三:直接换元构造新函数:
a?lnx1?lnx2?lnx2?x2,设xx2xxx1?x2,t?,(t?1), 12ln1x1x1则xlntx1lnt?2?tx1,lnx?t?lnx1?t, 1lnx1反解出:lnxlnt1?t?1,lnx?lntxlnt?lnttlnt21?lnt?lnx1?t?1?t?1,学*科网 故xlnxt?11x2?e2?1?lnx2?2?t?1lnt?2,转化成法二,下同,略.
★例3.已知x1,x2是函数f(x)?ex?ax的两个零点,且x1?x2.
构造
(1)求证:x1?x2?2; (2)求证:x1?x2?1.
ex2?ex12ex1?ex2x1x2(2)要证:x1x2?1,即证:), ?1,等价于e?e?(2x2?x1aex1?ex21ex2?x11也即x,等价于,令t?x2?x1?0 ??x12x2?x12222(e?e)(x2?x1)(e?1)(x2?x1)te1e12?(t?0),等价于即证:t?e?et?1?0 ?2(t?0),也等价于t等价于t2e?1t(e?1)ttt21ttt令h(t)?t?e?e?1(t?0),则h?(t)?e?t?e2?e?e2(1??e2),
22t1t又令?(t)?1??e2(t?0),得??(t)???e2?0,∴?(t)在(0,??)单调递减,
222ttt2t2ttt?(t)??(0)?0,从而h?(t)?0,h(t)在(0,??)单调递减,∴h(t)?h(0)?0,即证原不等式成立.
【点评】从消元的角度,消掉参数a,得到一个关于x1,x2的多元不等式证明,利用换元思想,将多元不等式变成了一元不等式,并通过构造函数证明相应不等式.学*科网