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[函数] 极值点偏移(伪证不算)

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等待hxh Posted 2017-3-7 16:13 |Read mode
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realnumber Posted 2017-3-9 10:12
QQ截图20170307140655uuu.jpg
觉得这类问题作编程问题还行,

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QQ

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kuing Posted 2017-3-10 18:06
和平常的漂移的差别在于这题如果函数再下移一些结论就会不成立,也就是说对数值有要求,所以要多做一些估计,除此之外还是用老套路可以了。


显然当 $x\leqslant 1$ 时 $f(x)>0$,所以两个零点都大于 $1$,又 $x_0$ 必在两零点之间,故可不妨设 $1<x_1<x_0<x_2$。

由 $f'(x)=e^{x-3}-1/x$ 得
\[\frac1{x_0}=e^{x_0-3}\geqslant x_0-2\riff x_0\leqslant 1+\sqrt2,\]
由此又得
\[\frac1{x_0}=e^{x_0-3}\leqslant e^{\sqrt2-2}<e^{-0.5}\riff x_0>\sqrt e.\]

下面就是老套路了,令
\[F(d)=f(x_0+d)-f(x_0-d),\]
其中 $0\leqslant d<x_0$,则
\begin{align*}
F'(d)&=f'(x_0+d)+f'(x_0-d) \\
& =e^{x_0+d-3}-\frac1{x_0+d}+e^{x_0-d-3}-\frac1{x_0-d} \\
& =\frac{e^d+e^{-d}}{x_0}-\frac1{x_0+d}-\frac1{x_0-d},
\end{align*}
易证 $e^d+e^{-d}\geqslant 2+d^2$,所以
\[F'(d)\geqslant \frac{2+d^2}{x_0}-\frac1{x_0+d}-\frac1{x_0-d}
=\frac{d^2(x_0^2-2-d^2)}{x_0(x_0^2-d^2)},\]
由此可见,当 $d<\sqrt{x_0^2-2}$ 时 $F'(d)>0$,又 $F(0)=0$,所以当 $d\in \bigl( 0,\sqrt{x_0^2-2} \bigr)$ 时恒有 $F(d)>0$。

下面证明 $x_0-x_1\in \bigl( 0,\sqrt{x_0^2-2} \bigr)$,由 $x_1>1$ 只需证明 $x_0-1<\sqrt{x_0^2-2}$,两边平方即证 $x_0>3/2$,前面已经证明了 $x_0>\sqrt e$,而 $e>9/4$,所以成立。

这样,我们就得到
\[F(x_0-x_1)>0 \riff f(2x_0-x_1)>f(x_1)=f(x_2),\]
且 $2x_0-x_1$, $x_2$ 都在递增区间 $(x_0,+\infty )$ 内,所以 $2x_0-x_1>x_2$,即 $x_1+x_2<2x_0$。

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2025-5-31 10:49 GMT+8

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