不等式的證明題作為微分的應用經常出現在考研題中。利用函數的單調性證明不等式是不等式證明的基本方法。有時需要兩次甚至三次連續使用該方法,其他方法可作為該方法的補充,輔助函數的構造仍是解決問題的關鍵。
證明方法總結:
(1)利用函數單調性證明不等式
若在(a,b)上總有f(x)的導數大於零,則函數f(x)在區間(a,b)上單調增加;若在(a,b)上總有f(x)的導數小於零,則函數f(x)在區間(a,b)上單調減少。
(2)利用拉格朗日中值定理證明不等式
對於不等式中含有f(b)-f(a)的因子,可考慮用拉格朗日中值定理先處理一下。
(3)利用函數的最值證明不等式
若函數f(x)在閉區間[a,b]上連續,則f(x)在區間[a,b]上存在最大值M和最小值m.
(4)利用泰勒公式證明不等式
如果要證明的不等式中,含有函數的二階或二階以上的導數,一般通過泰勒公式證明不等式。
不等式證明的難點也是輔助函數的構造,一般可以通過要證明的不等式分析得出要構造的輔助函數。
題型一:利用函數的單調性證明不等式
分析:對要證明的不等式進行如下化簡:
解:
備註:構造適當的輔助函數是解決問題的基礎,有時需要兩次利用函數的單調性證明不等式,有時需要對區間(a,b)進行分割,分別在小區間上討論。
題型二:利用拉格朗日中值定理證明不等式
例2:
分析:
解:
備註:對於不等式中含有f(b)-f(a)的因子,可以考慮使用拉格朗日公式先處理一下。
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