放缩法在导数压轴题中的应用-郑州第四十四中学
恰当采用放缩法 巧证导数不等式
郑州市第四十四中学 苏明亮
放缩法是高中数学中一种重要的数学方法,尤其在证明不等式中经常用到.由于近几年数列在高考中的难度要求降低,放缩法的应用重点也逐渐从证明数列不等式转移到导数压轴题中,尤其是在导数不等式证明中更是大放异彩.下面试举几例,以供大家参考.
一、利用基本不等式放缩,化曲为直
例1(2012年高考辽宁卷理科第21题(Ⅱ))设f(x)?ln(x?1)?x?1?1.证明:当0?x?2时,f(x)?x9?x6.
(x?1)?1?x?2证明:由基本不等式,当x?0时,2故x?1?x?12,
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x2?f(x)?ln(x?1)?x?1?1?ln(x?1)?x9x记h(x)?ln(x?1)?2, ?x?6
则
1154x(x2?15x?36)h'(x)????x?12(x?6)22(x?1)(x?6)2.
h'(x)?0,当0?x?2时,所以h(x)在(0,2)内是减函数.
x9x?故又由h(x)?h(0)?0,所以ln(x?1)?2,即x?6ln(x?1)?x?1?1?9xx?6,
2
故当0?x?2时,f(x)?x9?x6.
评注:本题第(Ⅱ)问若直接构造函数
h(x)?f(x)?9xx?6,对h(x)进行求导,由于h'(x)中既有根
式又有分式,因此h'(x)的零点及相应区间上的符号很难确定,而通过对式证明x?12x?1进行放缩处理,使问放大化x?1题得到解决.上面的解法中,难点在用基本不等
x?1?,亦即是将抛物线弧y?x?1x?1,简为直线段y?2而该线段正是抛物线弧y?在左端点(0,1)处的切线,这种“化曲为直”的方法是我们用放缩法处理函数问题的常用方法. 二、利用单调性放缩,化动为静
例2(2013年新课标全国Ⅱ卷第21题(Ⅱ))已知函数f(x)?ex?ln(x?m).当m?2时,证明f(x)?0.
f(x)证法1:函数
1(x?m)ex?1f'(x)?e??x?mx?mx的定义域为(?m,??),则
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x设g(x)?(x?m)ex?1,因为g'(x)?(x?m?1)e2?m?0,
所以g(x)在(?m,??)上单调递增. 又g(?m)??1?0,g(2?m)?2e?1?2?1?1?00,
故g(x)?0在(?m,??)上有唯一实根x.
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