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证明函数不等式常用的几种思路

2022-03-06田进仁

语数外学习·高中版中旬 2022年11期
关键词:作差换元单调

田进仁

证明函数不等式问题具有较强的综合性,侧重于考查函数、不等式、方程、导数的性质.证明函数不等式有多种方法,常见的有导数法、作差法、作商法、换元法、分离参数法等.本文主要谈一谈证明函数不等式常用的三种思路:作差、换元、分离参数.

一、作差

作差法是比较两个数大小、证明不等式的常用方法.运用作差法证明函数不等式,要先将不等式两边的式子作差,然后将差式与0比较,从而证明不等式成立.对于一些含有多项式的函数不等式,作差后的式子往往比较复杂,此时可利用复合函数的性质,或根据导函数与函数单调性之间的关系判断出函数的单调性,进而根据函数的单调性求得差式的最值,再将其与0进行比较即可.

二、换元

有些函数不等式较为复杂,其中含有分式、绝对值、根式、对数式、指数式、高次幂等,此时我们很难证明不等式成立,需采用换元法,通过寻找问题中潜藏的关系来进行换元,以简化不等式的结构,进而证明不等式成立.在换元时,可对不等式进行局部换元,也可进行整体换元.

三、分离参数

有些函数不等式中含有参数,此时可采用分离参数法来证明不等式.首先需将所要求证的不等式进行变形,使得参数与变量分离;再构造出关于变量的函数,讨论其对应的值域,判断出参数的取值范围,从而使问题得解.在构造出新函数后,往往需利用基本不等式、导数法、函数的单调性来求函数的值域.

通過上述分析不难发现,每一种方法的适应情形均不相同,运用这三种方法证明不等式的思路也不相同.无论运用哪种方法证明函数不等式,只要遇到含有指数式、对数式的函数不等式,我们都要构造新函数,利用导数法来讨论函数的单调性和最值.这些常用的证明方法都是我们需学习和掌握的重点内容,只有熟练掌握这些解题的方法,才能更快地找到解题的思路,更加高效地解答问题.

(作者单位:宁夏大学附属中学)

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