极值点偏移问题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)

极值点偏移问题一

——对称化构造(解题方法)

三张图教你直观认识极值点偏移:

1

1

1

1

2

1

1

3

1

例题展示

点评:该题的三问由易到难,层层递进,完整展现了处理极值点偏移问题的一般方法——对称化构造的全过程,直观展示如下:

把握以上三个关键点,就可以轻松解决一些极值点偏移问题.

拓展

小结:用对称化构造的方法解决极值点偏移问题大致分为以下三步:

1

2

3

牛刀小试

极值点偏移问题二

——函数的选取(操作细节)

例题展示

点评

点评

注1

注2

思考:上一讲极值点偏移问题(1)中练习1应该用哪一个函数来做呢?

极值点偏移问题三

——变更结论(操作细节)

例题展示

解法一(换元法)

解法二(加强命题)

剧透:下一讲中我们还会给出这道题的第三种证法.

能否将双变量的条件不等式化为单变量的函数不等式呢?

答案是肯定的,以笔者的学习经验为线索,我们先看一个例子.

引例

证明

发现

能否一开始就做这个代换呢?

这样一种比值代换在极值点偏移问题中也大有可为.

下面就用这种方法再解前面举过的例子.

再解例13

再解例3

再解练习1

再解例4

再解例5

再解例7

再解例8

行文至此,相信读者已经领略到比值代换的威力.用比值代换解极值点偏移问题方便、快捷,简单得很.只需通过一个代换就可双元单元,变为单变量的函数不等式,可证.那是不是可以就此忘掉前面三讲的内容呢?只需比值代换,就可偏移无忧?

这里,笔者必须指出,前面再解的过程中有意地略去了一些例子(不知细心的你是否发现),这就补上,请读者明察.

再解例2

再解例6

再解练习2

这是比值代换的败笔,又是最精彩之处.没有任何一种方法是万能的,我们不仅要熟悉它的优势,熟练它的操作,还要清醒地认识到它的缺陷,运用时要注意哪些问题,这其实是为了更好的运用.

最后,我们来看比值代换另一个应用.

牛刀小试

极值点偏移问题五

——对数平均不等式(本质回归)

回顾

本讲要给的对数平均不等式是对基本不等式的加细.

对数平均不等式:

先给出对数平均不等式的多种证法.

证法1(对称化构造):

证法2(比值代换):

证法3(主元法):

证法4(积分形式的柯西不等式):

证法5(几何图示法):

图1

图2

应用

由对数平均不等式的证法1、2即可看出它与极值点偏移问题间千丝万缕的联系,下面就用对数平均不等式解前面举过的例题.

   再解例1:

再解例2:

再解例3:

再解练习1:

再解例4:同本节例1

   再解例5:同本节例1

再解例7(2):

再解例8:

再解练习2:

解练习3选项D:

总    结

极值点偏移问题,多与指数函数或对数函数有关,用对数平均不等式解题的关键有以下几步:

细心的读者不难发现,用对数平均不等式来解极值点偏移问题的方法也有一定局限性,也不是万能的(再解过程中漏掉了例6,读者可尝试),其中能否简洁地表示出对数平均数是关键中的关键.

最后再举一例.

证法1

证法2

极值点偏移问题六

——泰勒展开(本质回归)

这一讲我们回到极值点偏移的直观图形上来,揭示极值点偏移问题的高等数学背景.以极小值点的偏移为例进行说明。

图1

图2

以上只是直观(或者说非常粗略)的分析,下面拟用高等数学中的泰勒展开式进行严格证明,算作极值点偏移问题的另一种本质回归.

极大值点的情形,推导过程同上,但结果却恰好相反,不再详述.

至此,我们得到极值点偏移问题的如下判定定理:

  注意:

应用

下面就用这个判定定理再解前面举过的例题.

   再解例1

再解例2

再解例4

再解例6

    再解例8

    再解例10

——练习题及解答

图1

练习题:

提示与答案:

来源:解忧高中数学杂货店

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