极值点的“偏移”问题知识拓展1.极值点“偏移”图示(左右对称,无偏移,如二次函数;若f(x1)=f(x2),则x1+x2=2x0)(左陡右缓,极值点向左偏移;若f(x1)=f(x2),则x1+x2>2x0)(左缓右陡,极值点向右偏移;若f(x1)=f(x2),则x1+x2<2x0)2.极值点偏移问题的结论不一定总是x1+x2>(<)2x0,也可能是x1x2>(<)x.题型突破题型一对称化构造法【例1】已知函数f(x)=xe-x.(1)求函数f(x)的单调区间和极值;(2)已知函数g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=1对称,证明:当x>1时,f(x)>g(x);(3)如果x1≠x2,且f(x1)=f(x2),证明:x1+x2>2.(1)解f′(x)=e-x(1-x),得f(x)在(-∞,1)上递增,在(1,+∞)上递减,f(x)有极大值f(1)=,无极小值.(2)证明由g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=1对称,得g(x)的解析式为y=f(2-x),构造辅助函数F(x)=f(x)-g(x)=f(x)-f(2-x),x∈(1,+∞),求导得F′(x)=f′(x)-[f(2-x)]′=e-x(1-x)+ex-2(x-1)=(x-1)(ex-2-e-x),当x>1时,x-1>0,ex-2-e-x>0,则F′(x)>0,得F(x)在(1,+∞)上单增,有F(x)>F(1)=0,即f(x)>g(x).(3)证明由f(x1)=f(x2),结合f(x)的单调性可设x1<1<x2,将x2代入(2)中不等式得f(x2)>f(2-x2),又f(x1)=f(x2),故f(x1)>f(2-x2),又x1<1,2-x2<1,f(x)在(-∞,1)上单增,故x1>2-x2,x1+x2>2.规律方法用对称化构造的方法解决极值点偏移问题分为以下三步:(1)求导,获得f(x)的单调性,极值情况,作出f(x)的图象,由f(x1)=f(x2)得x1,x2的取值范围(数形结合);(2)构造辅助函数,对结论x1+x2>(<)2x0,构造F(x)=f(x)-f(2x0-x);对结论x1x2>(<)x,构造F(x)=f(x)-f,求导,限定范围(x1或x2的范围),判定符号,获得不等式;(3)代入x1(或x2),利用f(x1)=f(x2)及f(x)的单调性证明最终结论.【训练1】(2016·新课标Ⅰ卷节选)已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2有两个零点(a>0).设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2.证明由f′(x)=(x-1)ex+2a(x-1)=(x-1)(ex+2a),知f(x)在(-∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增,f(1)=-e,由f(x1)=f(x2)=0,可设x1<1<x2.构造辅助函数F(x)=f(x)-f(2-x),求导得F′(x)=f′(x)-[f(2-x)]′=(x-1)(ex+2a)-(x-1)(e2-x+2a)=(x-1)(ex-e2-x),当x<1时,x-1<0,ex-e2-x<0,则F′(x)>0,得F(x)在(-∞,1)上单增,又F(1)=0,故F(x)<0(x<1),即f(x)<f(2-x)(x<1).将x1代入上述不等式中,得f(x1)=f(x2)<f(2-x1),又x2>1,2-x1>1,f(x)在(1,+∞)递增,故x2<2-x1,x1+x2<2.题型二构造函数的选取【例2】已知函数f(x)=ex-ax有两个不同的零点x1,x2,其极值点为x0.(1)求a的取值范围;(2)求证:x1+x2<2x0;(3)求证:x1+x2>2;(4)求证:x1x2<1.(1)解f′(x)=ex-a,若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在R上单增,f(x)至多有1个零点,舍去;故必有a>0,易得f(x)在(-∞,lna)上单减,在(lna,+∞)上单增,要使f(x)有两个不同的零点,则有f(lna)<0⇒a>e(严格来讲,还需补充两处变化趋势的说明:当x→-∞时,f(x)→+∞;当x→+∞时,f(x)→+∞).(2)证明由所证结论知这是f(x)的极值点偏移问题,选取函数f(x)来做,下面按对称化构造的三个步骤来写,其中x0=lna.①由(1)知f(x)在(-∞,x0)上单减,在(x0,+∞)上单增,可设x1<x0<x2;②构造函数F(x)=f(x)-f(2x0-x),则F′(x)=f′(x)-[f(2x0-x)]′=ex+e2x0-x-2a,当x<x0时,有F′(x)>2-2a=0,则F(x)在(-∞,x0)上单增,得F(x)<F(x0)=0,即f(x)<f(2x0-x)(x<x0);③将x1代入②中不等式得f(x1)=f(x2)<f(2x0-x1),又x2>x0,2x0-x1>x0,f(x)在(x0,+∞)上单增,故x2<2x0-x1,x1+x2<2x0.(3)证明由所证结论可以看出,这已不再是f(x)的极值点偏移问题,谁的极值点会是x=1呢?回到题设条件:f(x)=ex-ax=0⇒ex=ax⇒a=,记函数g(x)=,则有g(x1)=g(x2)=a,求导得g′(x)=,则x=1是g(x)的极小值点,我们选取函数g(x)来证(3)中结论x1+x2>2,也可证(4)中结论x1x2<1.①g(x)在(-∞,0)和(0,1)上单减,在(1,+∞)上单增...