安曉麗
證明不等式問題比較常見,其命題方式多種多樣,解答這類問題的方法也很多.而對于一些較為復(fù)雜的證明不等式問題,如含有多個單項式、指數(shù)式、對數(shù)式的不等式證明問題,采用常規(guī)方法,很難使問題快速獲解,此時,需以導(dǎo)數(shù)知識為“工具”,才能順利證明不等式.
一、利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性之間的關(guān)系證明不等式
導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性之間的關(guān)系是研究函數(shù)問題的重要“工具”,常用于判斷函數(shù)的單調(diào)性、求函數(shù)的最值、求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與其單調(diào)性之間的關(guān)系為:(1)在某個區(qū)間(a,b) 內(nèi),如果函數(shù)的導(dǎo)數(shù)大于零,則該函數(shù)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;(2)如果在某個區(qū)間內(nèi),函數(shù)的導(dǎo)數(shù)恒等于零,則該函數(shù)為常數(shù);(3)在某個區(qū)間(a,b) 內(nèi),如果函數(shù)的導(dǎo)數(shù)小于零,則該函數(shù)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.若不等號兩側(cè)的式子屬于同一函數(shù)模型,可直接對函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷出函數(shù)的單調(diào)性,利用函數(shù)的單調(diào)性證明不等式;若不等號兩側(cè)的式子分屬不同的函數(shù)模型,需將不等式兩側(cè)的式子移項,構(gòu)造輔助函數(shù)F(x) =f (x)-g(x)(其中f (x)、g(x)為不等號兩側(cè)的函數(shù)),再對函數(shù)F(x) 求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù)的最值,判斷函數(shù)的最值與0的大小關(guān)系,即可證明不等式.
對于簡單的證明不等式問題,可以通過作差法進行證明,對于復(fù)雜的證明不等式問題往往要結(jié)合不等式的特征,構(gòu)造出合適的輔助函數(shù),再利用函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值、拉格朗日中值定理、泰勒定理等,來證明不等式.因此,證明同一個不等式可能有多種方法,有時甚至要綜合運用多種方法才能證明.
(作者單位:吉林省磐石市紅光中學(xué)校)