楊志霞
解答不等式證明問(wèn)題的方法有很多種,如比較法、分析法、綜合法、換元法、反證法、判別式法等.如何選擇合適的方法來(lái)解題呢?下面,我們結(jié)合實(shí)例來(lái)探討一下?lián)Q元法、反證法、判別式法的應(yīng)用及適用范圍.
一、三角換元法
運(yùn)用三角換元法證明不等式,需用三角函數(shù)式,如sinθ、cosθ等代替某些代數(shù)式,將不等式轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)式,借助三角函數(shù)的有界性證明結(jié)論.在換元的過(guò)程中,要注意確保定義域的等價(jià)性,并用θ的范圍來(lái)限制不等式的取值.
二、反證法
反證法是證明不等式問(wèn)題的常用方法.運(yùn)用反證法解題,需先假設(shè)與所要證明的結(jié)論相反的結(jié)論,即假設(shè)原不等式不成立,然后通過(guò)一系列的推理、運(yùn)算,得出與之相矛盾的結(jié)論,從而證明最開(kāi)始否定的結(jié)論是不成立的,這就說(shuō)明原不等式成立.運(yùn)用反證法證明不等式的關(guān)鍵在于推理出相矛盾的結(jié)論.
例2.設(shè)>0,>0,且+=a2(1)+b2(1).證明:+<2與+<2不可能同時(shí)成立.
證明:假設(shè)+<2與+<2同時(shí)成立,
則有+++<4.
而由+=a2(1)+b2(1)得=1,
因?yàn)?gt;0,>0,所以=1.
因?yàn)?≥2=2(當(dāng)且僅當(dāng)==1等號(hào)成立),
+≥2=2(當(dāng)且僅當(dāng)==1等號(hào)成立),
所以+++≥2+2=4(當(dāng)且僅當(dāng)a==1等號(hào)成立),
這與假設(shè)相矛盾,故假設(shè)錯(cuò)誤.
所以+<2與+<2不可能同時(shí)成立.
本題若從正面入手,需討論三種情況:(1)+<2成立,+<2不成立;(2)+<2不成立,+<2成立;(3)+<2不成立,+<2不成立,解題的過(guò)程較為復(fù)雜.而采用反證法求解,只需從問(wèn)題的反面著手,重點(diǎn)討論一種情況:+<2與+<2同時(shí)成立,再利用基本不等式便可證明結(jié)論.
三、判別式法
判別式法常用于解答一元二次方程問(wèn)題.對(duì)于一元二次不等式問(wèn)題,我們可根據(jù)題意構(gòu)造一元二次方程,根據(jù)方程有解得出判別式△≥0,這樣便建立新的不等式,從而證明結(jié)論.
證明不等式的方法有很多種,同學(xué)們要學(xué)會(huì)結(jié)合問(wèn)題對(duì)各種方法進(jìn)行深入研究,熟悉每一種方法的適用范圍,這樣,當(dāng)再次遇到不等式證明題時(shí),我們便能根據(jù)題意選擇與之相適應(yīng)的解題方法來(lái)解答,提升解題的效率.
(作者單位:江蘇省南通市如皋市第二中學(xué))