切線不等式,,對于很多同學來說,一定是很熟悉的吧,?但是,,對于你來說,是不是也象大多數同學一樣,,只是記住了幾個簡單的結論而已,?其實說真的,是不是在解題時,,壓根就沒想到過切線不等式呢,? 或者說,根本就是不知道,,這個切線不等式,,到底是用來干什么的吧!如果真的是這樣,,歸根結底的原因,,當然是對其理論知識的理解還有欠缺了。其實,還是很容易從圖像的形狀上區(qū)分凸凹的,,畢竟這個凸凹,,與我們生活中的經驗一樣的形象。那么,,數學里,,我們又怎么表達函數的這種凹凸性呢,?最簡單、也是考題中最常出現的,,是下面的這種形式:其實,,這樣的表述,并不難理解,,從圖像上就可以很容易地看出來的,,應當是正確的。嗯,,因為兩個點的任意性,,是不是就給人一種上凸或下凹的感覺了!其實仔細回憶,,這組結論,,真的是在考題中經常出現的。
當然,,我們還可以從切線的角度,,去理解下函數的這種凹凸性。如果過曲線上某一動點做切線,,當動點從左向右移動的過程中,,切線斜率的變化是有規(guī)律的,而且因為凹凸性的不同,,其規(guī)律也有所不同,。從導數的幾何意義我們還知道,,切線的斜率是切點處的導數值,。因此,這種變化規(guī)律,,還可以從導函數單調性的角度來刻畫,。那么以后,,我們就可以用導函數的導函數,也就是函數的二階導數,,來表達函數的凹凸性了,。而且你一定要知道的是,,二階導數,好像已經成為高考的常規(guī)要求了,。 其實,在不等式的證明中,,有一種最常見的方法,,那就是放縮法。這種方法雖常見,但對于許多同學來說,,不是走投無路的時候,,是絕不會主動招惹它的。嗯,,確實是因為,,放縮的目標,實在是難以控制,。我們最喜歡通性通法的東西,無定法,,注定只屬于學霸專屬,。但是,如果仔細研究下切線與曲線的位置關系,,最算如我一樣的非學霸,,也還是可以找到丁點感覺的。其實我認為,上面這個,,才是切線不等式真正的內涵,。那么,根據不等式的傳遞性,,我們就可以很輕松地得到:那么問題就來了,,這樣的邏輯關系,,又能說明什么呢?能不能在解題中讓它得以體現,? 我們可以提煉出證明不等式的一種最常規(guī)的思路:上面的結論告訴我們,如果不等式兩邊函數的凹凸性相反,,這個中間量完全可以就是公切線了,! 只是這里放縮的結果,,我們指定,,找的就是公切線了。這樣的思路,,是不是也算一種,,在凹凸性相反的條件下,證明函數不等式的通性通法呢,! 下面,,當然要寫幾道題,來刻意體驗下這種切線不等式,,在函數不等式證明中的應用了,。
確實,解過程寫完后,,用畫板做了個圖發(fā)現,,這兩個函數還真的是有公切線的。 一般而言,,出現指,、對數混合的式子,首先要考慮的應當是如何將指,、對數統一化,。其實,,從證明的結果來看,,是不是也是利用了切線不等式呢?當然,,這是在統一化的過程中,,偶然發(fā)現的結果。 考慮到不等式左右兩邊所對應的函數為左凸右凹,故可考慮利用公切線進行放縮,。證明的過程雖然長了點,,但好在分析的思路還是比較清晰的。只是,,對于不太清楚這種思路的同學來說,,這個證明的一開始,可能就已經讓他一臉懵逼,,而生無可戀了,。
其實,這個不等式雖然是指,、對數混合不等式,但好在對數的系數是不含變量的,。完全符合指數找朋友,、對數單身狗的特征,當然是可以考慮直接構造函數,,而轉化為最值問題的,。嗯,,顯然,雖然沒有思路一統一化構造的思路巧妙,,但依然是比思路二直接尋找切線放縮更簡潔的,。要一如既往地相信,,對于不等式恒成立問題,有參數的,,還是要首選參變分離,,無參數的,也應當首選做差(做商)構造函數,,而直接轉化為最值問題,。 不等式恒成立求參數的范圍問題,這里利用公切線處理,,是不是也覺得思路還是很清晰,?當然,因為式中對數是單身狗,,也可以考慮分離參數后,,轉化為最值問題。切線,,是數學里比較熱點的問題,除了切線方程的求法,,對切線不等式的理解,,也是時候提上日程了。
畢竟,,函數不等式的證明,,是函數與導數中最常規(guī)的模型。
當然,,最后還是要做一下友情提醒:
切線不等式的使用,,主要是針對于凹凸性不同的兩種函數做大小比較。而對于凹凸性相同的函數,,則肯定是不適合用切線不等式處理的,。 因此,拿到題目,,先快速求地階導數就顯得尤為重要了,。
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