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如何運用同構(gòu)法解答指數(shù)與對數(shù)函數(shù)問題

2024-09-26 00:00:00高守家

在解題時,我們經(jīng)常會遇到有關指數(shù)、對數(shù)函數(shù)的問題.這類問題往往較為復雜,無法直接根據(jù)指數(shù)和對數(shù)函數(shù)的圖象、性質(zhì)求解,需靈活運用同構(gòu)法,才能使問題快速獲解.

運用同構(gòu)法解答指數(shù)與對數(shù)函數(shù)問題的步驟為:

1.把等式或者不等式兩側(cè)的式子變形為結(jié)構(gòu)相同、形式相似的式子,即同構(gòu)式;

2.根據(jù)同構(gòu)式的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)造出同構(gòu)函數(shù),將等號或不等號兩側(cè)的式子視為同構(gòu)函數(shù)取不同自變量時的函數(shù)值;

3.對同構(gòu)函數(shù)求導,根據(jù)導函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關系判斷出同構(gòu)函數(shù)的單調(diào)性;

4.根據(jù)同構(gòu)函數(shù)的單調(diào)性判斷自變量的大小,求得函數(shù)的最值,進而求得問題的答案.

下面舉例加以說明.

例題:已知[x0]是函數(shù)[f(x)=x2ex+lnx]的零點,證明:[x0]也是[f(x)=x+lnx]的零點.

證法1.因為[x0]是函數(shù)[f(x)=x2ex+lnx]的零點,

證法2.因為[x0]是函數(shù)[f(x)=x2ex+lnx]的零點,

則當[x>1]時,函數(shù)[g(x)=lnx+1>0],

所以[g(x)=xlnx]在區(qū)間[1,+∞]上單調(diào)遞增,

證法3.因為[x0]是函數(shù)[f(x)=x2ex+lnx]的零點,

上述三種證法采用的都是同構(gòu)法,但構(gòu)造的函數(shù)不同,因而其解題的過程有所差別.

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