欲证不等恒成立,差值函数求值域
(南宁许兴华选编)
对于比较简单的不等式恒成立证明问题,往往采取构造差值函数,结合判断正负的方法进行解决。下面我们以几道高考试题为例,谈一下这类问题的解决方法。
一.高考真题解析
[谋定思路有方向]
由导数公式,将已知不等式转化为关于a的不等式:
则a不小于lnx-x的最大值.而求这个函数的最值恰是导数的强项.
由符号法则可知,不等式
适当变形,构造出新的函数,从何获得证明.
[规范解答不失分]
【解后反思要升华】本小题主要考查函数、导数、不等式证明等知识,通过运用导数知识解决函数、不等式问题,考查了学生综合运用数学知识解决问题的能力以及计算能力,同时也考查了函数与方程思想、化归与转化思想。
问题(I)求函数a的取值范围,其基本思路是将已知不等式
多次等价转换,分离出参数a,转而利用
的最大值(如果g(x)存在最大值)”,原问题转化为求函数g(x)的最大值;或者将原不等式等价转化为不等式的最大值不大于零。而求函数的最值恰好发挥了导数的解题功能。
对于问题(II),一个非常自然的想法是分两种情况讨论f(x)的符号,这是通法,方法1恰好支持了这一观点;如果换个角度思考,讨论f(x)=(x+1)lnx-x+1的符号,实质上就是讨论(x+1)[lnx-(x-1)/(x+1)]的取值符号。注意到p(1)=0,下面的思路就自然产生了:p(1)是函数p(x)的最值吗?如果是,那么函数p(x)就有统一的取值符号;如果不是,我们在看p(x)是否是单调函数?如果是,那么函数p(x) 在x=1左右两侧的取值符号也清楚了。这种有序的猜想、尝试、证明等思维方式,正是破解综合问题应有的基本数学素养。
【变式思考1】我们能否从问题(I)的解决过程中抽象出对我们有用的结论呢?
实际上,问题(I)的解决过程为我们提供了一个非常重要的不等式命题:显然,上述方法揭示出本题两问的内在联系,充分利用已有的结果和特殊与一般的辩证关系,使得第(II)问的解决如行云流水!从中你是否体会到数学思维的美妙?
间接,美妙的解法源于对问题本质的理解和对解题过程的变式感悟。如果不能发现不等式命题:
想要获得上述解法是不可想象的。
【变式思考2】
【21.2 变式练习】
百度搜索“爱华网”,专业资料,生活学习,尽在爱华网!