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摘 要:主要研究了高考数学中,高频考点不等式的几种证明方法:作差法证明、变形构造函数、替换构造函数等方法。
关键词:不等式 作差法 构造函数
证明问题是高考试卷中的必考大餐,其中有关不等式的证明可谓数见不鲜,本文主要介绍三种不等式的证明,供读者参考。
一、利用作差法证明不等式
例1:已知函数.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)若,求证:.
解:(1)函数f (x)的定义域为(-1,+∞),,
由 得:,∴x>0,∴f (x)的单调递减区间为(0,+∞).
(2)证明:由(1)得x∈(-1,0)时,,
当x∈(0,+∞)时,
∴x>-1时,f (x)≤f (0),∴
令,则,
∴-10时,
∴x>-1时,g (x)≥g (0),即
∴,∴x>-1时,.
二、变形构造函数证明不等式
例2:已知函数.
⑴讨论函数的单调性;
⑵设,证明:对任意,.
解:⑴ f(x)的定义域为(0,+∞),.
当a≥0时,,故f(x)在(0,+∞)单调增加;
当a≤-1时,, 故f(x)在(0,+∞)单调减少;
当-1 x∈(,+∞)时,
故f(x)在(0, )单调增加,在(,+∞)单调减少.
⑵不妨假设x1≥x2.由于a≤-2,故f(x)在(0,+∞)单调减少.
所以等价于,
即f(x2)+ 4x2≥f(x1)+ 4x1.
令g(x)=f(x)+4x,则.
设,,a≤-1,对称轴为,
结合图象知,
于是.
从而g(x)在(0,+∞)单调减少,故g(x1) ≤g(x2),
即 f(x1)+ 4x1≤f(x2)+ 4x2,故对任意x1,x2∈(0,+∞) ,
三、替换构造不等式证明不等式
例3:已知函数在点的切线方程为.
⑴求函数的解析式;
⑵设,求证:在x∈[1,+∞)上恒成立;
⑶已知,求证:.
解:⑴将代入切线方程得.
∴,化简得.
解得 .
⑵由已知得在上恒成立
化简,即上恒成立
设.
∵ ∴,即
∴在上單调递增,
∴在x∈[1,+∞)上恒成立 .
⑶,由⑵知有,
整理得∴当0 参考文献:
[1]徐利治,王兴华.数学分析的方法及例题宣讲[M].修订本.北京:高等教育出版社,1983年.
[2]陈传理.高中数学竞赛名师讲座[M].修订本.武汉:华中师范大学出版社,1993年.
关键词:不等式 作差法 构造函数
证明问题是高考试卷中的必考大餐,其中有关不等式的证明可谓数见不鲜,本文主要介绍三种不等式的证明,供读者参考。
一、利用作差法证明不等式
例1:已知函数.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)若,求证:.
解:(1)函数f (x)的定义域为(-1,+∞),,
由 得:,∴x>0,∴f (x)的单调递减区间为(0,+∞).
(2)证明:由(1)得x∈(-1,0)时,,
当x∈(0,+∞)时,
∴x>-1时,f (x)≤f (0),∴
令,则,
∴-1
∴x>-1时,g (x)≥g (0),即
∴,∴x>-1时,.
二、变形构造函数证明不等式
例2:已知函数.
⑴讨论函数的单调性;
⑵设,证明:对任意,.
解:⑴ f(x)的定义域为(0,+∞),.
当a≥0时,,故f(x)在(0,+∞)单调增加;
当a≤-1时,, 故f(x)在(0,+∞)单调减少;
当-1 x∈(,+∞)时,
故f(x)在(0, )单调增加,在(,+∞)单调减少.
⑵不妨假设x1≥x2.由于a≤-2,故f(x)在(0,+∞)单调减少.
所以等价于,
即f(x2)+ 4x2≥f(x1)+ 4x1.
令g(x)=f(x)+4x,则.
设,,a≤-1,对称轴为,
结合图象知,
于是.
从而g(x)在(0,+∞)单调减少,故g(x1) ≤g(x2),
即 f(x1)+ 4x1≤f(x2)+ 4x2,故对任意x1,x2∈(0,+∞) ,
三、替换构造不等式证明不等式
例3:已知函数在点的切线方程为.
⑴求函数的解析式;
⑵设,求证:在x∈[1,+∞)上恒成立;
⑶已知,求证:.
解:⑴将代入切线方程得.
∴,化简得.
解得 .
⑵由已知得在上恒成立
化简,即上恒成立
设.
∵ ∴,即
∴在上單调递增,
∴在x∈[1,+∞)上恒成立 .
⑶,由⑵知有,
整理得∴当0 参考文献:
[1]徐利治,王兴华.数学分析的方法及例题宣讲[M].修订本.北京:高等教育出版社,1983年.
[2]陈传理.高中数学竞赛名师讲座[M].修订本.武汉:华中师范大学出版社,1993年.