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方程x+lnx=0有关的变形及应用

2021-07-24福建省龙岩第一中学364000林文柱福建省龙岩市第一中学锦山学校364000许佳蕾

中学数学研究(江西) 2021年7期
关键词:本质属性等价等式

福建省龙岩第一中学 (364000) 林文柱 福建省龙岩市第一中学锦山学校 (364000) 许佳蕾

方程的根因设而不求,可显其表达的丰富,方程的式因本质属性,可显其隐含的规律,方程的解因方法不同,可显其数学的美丽.下面对方程x+lnx=0的形和式作一些探究.

即ln(m+2)=-x(m+1),由-2-1时,左边大于0,右边小于0,等式不成立.所以m=-1,即x+lnx=0.

例1求证:e-x+xlnx≥x-x2.

解法3:不等式变形得x-1e-x+x+lnx-1≥0,即e-x-lnx+x+lnx-1≥0.设-x-lnx=t,则x+lnx=-t,代入不等式得et-t-1≥0,令h(t)=et-t-1,则h′(t)=et-1.所以h(t)≥h(0)=0.

类型2方程x2ex+lnx=0的根等价x+lnx=0的根

解析1:原方程变形得x2ex=-lnx⟹lnx+x=ln(-lnx)+(-lnx),令f(x)=x+lnx,则原方程等价f(x)=f(-lnx),由函数f(x)=x+lnx在(0,+∞)上为单调递增,所以x=-lnx,即x+lnx=0.

类型3方程2x2e2x+lnx=0的根等价2x+lnx=0的根.

例3 (2019福建省质检理科试题21)已知函数f(x)=x(e2x-a).

(1)若y=2x是曲线y=f(x)的切线,求a的值;

(2)若f(x)≥1+x+lnx,求a的取值范围.

推广2 若mn>0,则关于x方程mnx2enx-k+ln(mx)-k=0的根等价方程nx+ln(mx)=k的根,也等价方程(m+n)x-ek-nx+ln(mx)=k的根,也等价方程nek-nx+mln(mx)=mk的根.

例4 已知x0是方程x2ex-2020+lnx-2020=0的一个根,则e2020-x0+lnx0=.

总之,对准求解的目标,把数学表达式作适当的等价变形,让数学的本质属性通过不同的途径展示其发生和发展过程,再归属成一般性的规律,总会有山重水复疑无路,柳暗花明又一村的体会.

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