本题导读
本题考查二次函数的图象与性质、一元二次方程的根与系数关系(韦达定理)。核心在于构造函数法、变量代换与不等式放缩的灵活运用。
📌【题干】
Question
(1997年全国卷(理)) 设二次函数 ,方程 的两个根 满足 .
(1)当 时,证明 ;
(2)设函数 的图象关于直线 对称,证明 .
🔍【思路分析】
破题导航
第(1)问思路:
- 令 。已知 的根为 ,且 ,因此当 时,二次函数图象在 轴上方,即 。
- 证明 ,可转化为证明在 上 。利用 结合图象的单调性或直接因式分解来判定符号。 第(2)问思路:
- 对称轴为 。
- 由韦达定理知 。
- 将 代入对称轴公式,将 表示为包含 的代数式,再利用已知条件 进行放缩证明。
✅【答案】
Success
(1) 证明见解析
(2) 证明见解析
✍【详细解析】
Abstract
由题意, 是方程 的两个根,可得:
(1)证明:当 时,
左半部分证明 (): 当 时,有 。 由于 ,则 。 又因为 ,所以:
右半部分证明 (): 因为 ,所以 。 因为 且 ,所以: 因此,异号相乘得:
综上所述,当 时,。
(2)证明:
二次函数 的图象关于直线 对称,则其对称轴方程为:
根据一元二次方程 的韦达定理有:
将 代入 的表达式中:
由已知条件 ,将上式中的 替换放缩:
所以,。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:利用两根将二次多项式两点式化();韦达定理与对称轴基本量的互化。 核心方法:
- 在证明不等式时,利用“因式分解法”判断符号,比直接展开对比要高效且严谨。
- 复合因式放缩法:抓住核心限制条件 这一隐藏枢纽。 避坑指南:
- 第(1)问中证明 时,若直接去推导其顶点或利用求根公式,会导致结构异常复杂,从而无法在有限时间内作答。
- 第(2)问注意不要混淆 的根与 的根,后者的两根之和才是 。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题考查二次函数的迭代与不动点(Fixed Point)的初等背景。方程 的根即为函数 的不动点。第一问实际上证明了在区间 内,函数值被压缩在 与不稳定不动点 之间,属于动力系统稳定性讨论的经典初等化改写。 结论推广:若一元二次方程 在 上有两个正实根 ,只要其最高次项系数满足 ,则该二次函数的对称轴 恒小于其较小不动点的一半,即 。
🔗【关联脉络】
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