韋洲
不等式證明問題經(jīng)常出現(xiàn)在數(shù)學(xué)高考試題中.此類問題的命題形式變化多端,解法多樣.筆者對一道不等式證明題及其解法進行了探究,下面談一談個人的一些見解,供大家參考.
例題:若 x >,請證明:<1+ ?.
本題中的已知條件比較簡單.要證明結(jié)論,需從目標不等式入手.仔細觀察不等式可發(fā)現(xiàn),不等式左右兩邊的式子均含有分式,且左邊的式子中含有對數(shù)式,可根據(jù)放縮法、函數(shù)的性質(zhì)來求證.
方法一:放縮法
放縮法是證明不等式問題的重要手段.在運用放縮法證明不等式時,要先仔細觀察目標不等式的結(jié)構(gòu)特性,以明確變形、放縮不等式的方向和目標,然后對其進行合理的變形、放縮,證明不等式成立.
證明:當 x >1時,<1,1+? >1,所以<1+ 成立.
當 ≤ x ≤1時,<0,1+? >1,所以<1+ 成立.
在證明該不等式時,我們將x 的取值范圍分成兩段 x>1、≤ x ≤1進行討論.當 x>1時,需引入中間量“1”;當2 ≤ x ≤1時,需引入中間量“1”“0”.再通過放縮,比較出不等式左右兩邊的式子與“1”“0”之間的關(guān)系,根據(jù)不等式的傳遞性即可證明結(jié)論.
方法二:利用函數(shù)的單調(diào)性
不等式與函數(shù)之間關(guān)系緊密.在證明不等式時,我們可根據(jù)不等式的結(jié)構(gòu)特點,構(gòu)造合適的函數(shù),然后討論函數(shù)的單調(diào)性、最值,運用函數(shù)的單調(diào)性來證明結(jié)論.
證法一:將<1+ 變形可得x lnx<1+x·ln1+x,
設(shè)
所以函數(shù) f(x)在x>上單調(diào)遞增,
所以
即
所以不等式<1+ 成立.
我們先將不等式移項、通分,再構(gòu)造函數(shù) f(x),通過分析其導(dǎo)函數(shù)與0之間的關(guān)系,判斷出函數(shù)的單調(diào)性,進而證明不等式成立.
證法二:
相比較而言,第一種方法較為簡單,但較為靈活,很多同學(xué)難以想到;第二種方法較為復(fù)雜且運算量較大,但適用范圍較廣,且思路簡單.證明不等式的方法還有很多種,如分析法、反證法、數(shù)學(xué)歸納法等,但每種方法的適用情形都不相同,同學(xué)們在日常的學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、積累.
(作者單位:江蘇省大豐高級中學(xué))