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利用同构法巧解指对共存函数问题

2022-02-11南京师范大学附属扬子中学210048

中学数学研究(江西) 2022年2期
关键词:解题

南京师范大学附属扬子中学 (210048) 程 伟

在解决等式或者不等式恒成立、能成立问题时,如果能把等式或者不等式等价变形使其两侧结构一致,并能够找到一个函数模型,使两边对应同一个函数,再利用函数的单调性来处理问题.此方法叫做同构法.在遇见指数函数与对数函数共存的等式或者不等式时,如求方程解或者恒成立问题求参数范围以及证明不等式成立时,若采用隐零点代换、参变分离或者直接求导,由于本身结构特征,求导时可能需要多次求导,对学生能力要求很高且难以避免繁琐计算,有时甚至很难进行下去,若考虑采用同构法进行转化,则能化繁为简,加快解题速度.同构法无疑就是解决指对函数共存问题的利器.

1、同构法在指对共存函数中应用

应用一:同构法在恒成立或能成立问题中应用

总结:对于aea≥blnb型指对共存,同构方式有三种:

(1)同左:aea≥blnb⟺aea≥lnbelnb,构造函数f(x)=xex;

(2)同右:aea≥blnb⟺ealnea≥blnb,构造函数f(x)=xlnx;

(3)取以e为底对数:aea≥blnb⟺lna+a≥ln(lnb)+lnb,构造函数f(x)=x+lnx.

综合比较三种同构方式,取以e为底对数法构造的函数,单调性判断最简单.但解法二、解法三需要注意定义域.

应用二:同构法在证明不等式中的应用

应用三:同构法在隐零点中的应用

总结:在隐零点问题中,由于方程不可解,可以考虑等价化成aea=blnb型指对共存,采用同左同构方式:aea=blnb⟺aea=lnbelnb,构造函数f(x)=xex,从而得出a=lnb,便于代入最终式处理.

应用四:同构法与切线不等式结合在求最值中的应用

A.a=bB.a

C.a>bD.a,b的大小关系不确定

总结:例3、例4给出了对比解法,同构和切……

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