利用导数证明不等式的方法
2015-08-11冯中秋
冯中秋
本文将系统总结在高考试题经常涉及的证明不等式的若干方法。首先我们可以把证明不等式的问题在大的方向分为一个函数思想和两个函数思想,而对于一个函数思想,顾名思义就是在证明不等式时,我们可以将不等式中涉及的所有形式都挪到不等式的同一侧,把这个整体看成一个新的函数,并且在这种函数中经常涉及两类以上的基本初等函数,我们需要借助导数研究其单调性、极值,进而去证明不等式成立。而在处理这类问题的时候,有些时候我们还需要对函数进行一些简单的放缩。下面通过几个简单的实例来给大家介绍:
题目2:P是曲线y=f(x)=ex上的动点,Q是曲线y=g(x)=lnx上的动点,求PQ的最小值。
分析:本题主要考查反函数的相关知识,导数的几何意义,而在本题中所体现出的两类不等式是我们在利用导数证明不等式问题中特别常用到的放缩手段。
解:因为y=ex与y=lnx互为反函数,而反函数的图象关于直线y=x轴对称,所以我们可以转化为将直线y=x向上平移和向下平移,使得直线分别与y=ex与y=lnx相切,此时两个切点之间的距离即为我们所要求的最小值。f′(x)=ex,令f′(x)=ex=1可得,切点坐标为(0,1);同理可求g′(x),令g′(x)=1可得,切点坐标为(1,0)。所以可以得到PQ的最小值为。
注:我们主要是想从本题解答过程中得到一组不等式:
(1)当x>0时,ex>x+1;变形:ex>x;ex-1>x
(2)当x>0时,x-1>lnx;变形:x>lnx;x>ln(x-1)
下面通过一个实例体会该不等式的应用。
题目3:已知f(x)=lnx,g(x)=ex。求证:当x>0时,f(x) 分析:本题的基本思路仍然是一个函数的思想,但是在操作中必须进行适当的放缩才能证明出该不等式。……p>
