摘 ?要:本文首先在兩種情況下用切線法證明形如且滿足
的對稱不等式,構(gòu)造在均值
點(diǎn)處的切線
,用
來近似
在
處的值;然后通過舉例可知用切線法證明該類不等式是比較有效的.
關(guān)鍵詞:不等式;切線法;對稱性
1引言
不等式與函數(shù)是兩個重要的工具,二者有著緊密聯(lián)系.在數(shù)學(xué)思想方法中,常見的用來證明不等式的有很多,例如構(gòu)造函數(shù)法,構(gòu)造向量法,構(gòu)造對偶式法,增量代換法,均值不等式法等.本文用切線法來處理不等式問題,借助函數(shù)的圖像,利用數(shù)形結(jié)合思想,往往能收到意想不到的效果.
2 用切線法證明一類不等式
下面重點(diǎn)研究用直接法和間接法來證明不等式.通過具體實(shí)例,展現(xiàn)切線法證明不等式的靈活和簡便.為今后的一類不等式的證明打開思路,另辟新徑.
2.1直接使用切線方法證明一類不等式
首先從求一個函數(shù)的最小值出發(fā),給出用切線法證明一類特殊不等式的基本思想.
例1 均是正實(shí)數(shù),且
,
求三元函數(shù)的最小值,并給出證明.(03湖南省數(shù)學(xué)競賽題)[1]
解:設(shè).
則在
處的切線方程為
.
首先證明,
, ????(1)
即證 ??
此式顯然成立.
同理有???????????????????????(2)
???????????????????????????????(3)
式相加得
,當(dāng)且僅當(dāng)
時,
這里,我們考慮與
有什么關(guān)系?研究函數(shù)的性質(zhì)不難發(fā)現(xiàn)直線
是函數(shù)
在
處的切線,且位于
圖像的下側(cè),故在
附近可用
來近似估計(jì)
.
例2 設(shè)且
證明:(05第八屆香港奧數(shù))[1]
證明:設(shè)
原不等式即為其中
且
.
因?yàn)?img alt="" height="21" src="file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml3284\wps256.png" width="89"/>在處的切線為
下面證明,
即證 ???????
上式顯然成立.
所以
故
原不等式得證.
通過例2的證明,我們可以得到如下結(jié)論:在證明形如且滿足
的不等式(或?qū)ΨQ不等式)時,可以構(gòu)造在均值
點(diǎn)處的切線
,用
來近似估計(jì)
的值,再比較
與
的大小,從而完成不等式的證明.
三、總結(jié)
通過以上的一類不等式可以看出利用切線方法證明是非常有效的.在各類數(shù)學(xué)競賽試題中
有的不等式證明可以利用本文所述的方法.在眾多的證明方法中
選擇合適有效的策略
無疑為不等式的解題提供更大的平臺[5].
參考文獻(xiàn)
[1] ?蔡玉書.數(shù)學(xué)奧林匹克中的不等式研究[M].蘇州大學(xué)出版社.2007年9月.
[2] ?鄧贊武.用切線法新探一類條件不等式[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊.2008(06).
[3] ?蔣斌編.通過構(gòu)造“零件不等式” 證明不等式[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究.2008(07).
[4] ?張宏.利用切線方程證明不等式[J].中等數(shù)學(xué).2009(04).
[5] ?周斌.構(gòu)造切線證明一類對稱不等式[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究.2011(01).
作者簡介:張丹,(1987,10-),漢,內(nèi)蒙古赤峰市翁牛特旗烏丹鎮(zhèn),大學(xué)本科,中學(xué)一級教師,畢業(yè)院校,內(nèi)蒙古民族大學(xué)。