例谈导数视角下“构造函数证明不等式问题”的解决策略
2018-06-21江苏省南京市第九中学
江苏省南京市第九中学
竺宝林 (邮编:210018)
现行高中教材中,导数已成为研究函数性质的一种重要工具.在新课程背景下,不等式的证明已大幅度降低要求,但是不等式证明中蕴含着丰富的数学思想与数学方法,各类考试特别是高考压轴题位置依然会出现不等式证明问题,只是用纯不等式的方法解决不等式证明已不多见,一般情况都需要利用转化与化归思想,转化为函数,进而通过求导,进一步转化为函数的单调性、极值、最值来解决.在解决这类问题时,往往需要先构造函数.因而,函数的变化与构造成为分析与思考此类问题的难点.本文通过对实例的分析,与大家探讨此类问题的各种类型与解决策略,不当之处,敬请斧正.
策略1直接作差,构造函数
例1求证:lnx≤x-1.
分析考虑直接作差构造函数.

当0
所以fmax(x)=f(1)=0,f(x)≤f(1)=0,即lnx≤x-1.
评注此不等式是很多复杂不等式证明的基础,其几何意义是函数y=lnx的图象在点(1,0)处的切线y=x-1在函数图象之上(切点除外).
策略2先等价变形,再作差构造函数

分析可以把不等式作等价变形后再构造函数.
解答因x>1,所以lnx>0,只要证lnx 而lnx 令g(x)=xlnx-x+1,则g′(x)=lnx,当x>1时,g′(x)>0. 所以g(x)在(1,+∞)内单调递增,则g(x)>g(1)=0,即x-1 策略3利用齐次式消元,构造函数 则f(t)在(1,+∞)内单调递减,得f(t) 求证:f′(x1)+f′(x2)<0. 两式相减,得 . 因 评注消元是解决本类问题的主思想,构建齐次式是关键,首先把式子化简成只含有x1、x2,若是关于x1、x2的齐次式,就能通过此方法达到构造函数的目的. 策略4利用非齐次式消元,构造函数 评注非齐次式依然可以先消……


















