利用函数单调性求不等式问题的三种技巧

Җ㊀安徽㊀孙光元
㊀㊀函数单调性会在很多题型中出现或应用,
如求解函数最值㊁解函数不等式㊁求函数中参数的范围等.因此,利用函数的单调性就成为解题的关键,我们要学会巧妙利用题干中的条件把原问题进行等价转换,
利用函数单调性顺利求解问题.
1㊀直接法
采用直接法构造函数要求考生掌握函数㊁不等式和方程之间的关系,熟悉不等式和方程所对应的函数的单调性,从而熟练构造函数,利用单调性顺利完成问题求解.直接法是构造函数最常用的一种方法,在解题时要学会灵活运用.
例1㊀已知1x +1+1x +2+ +12x ȡ1
12l o g a (
a -1)+
3对于大于1的正整数x 恒成立,试确定a 的取值范围.
构造函数f (x )=1x +1+1x +2+ +
2x
,因为
李德金后台f (
x +1)-f (x )=12x +1+12x +2-1
x +1
p612
=12x +1-12x +2
>0,
所以函数f (x )是增函数.又因为x 是
大于1的正整数,所以f (x )ȡf (
2)=7
12
.若要使目标不等式成立,那么1
12
l
o g a (
地热供暖设备
a -1)+23ɤ712,即l o g a (
a -1)ɤ-1,解得1<a ɤ1+5
.2㊀作差或作商法
作差㊁作商法简单来说就是在解题过程中,可直
接利用作差f (x 1)-f (x 2)或作商f (x 1)
f (x 2
)(f (x 2)>0
)来构造函数,这是比较直观和简单的一个方法.例2㊀已知x >-1,且x ʂ0,n ɪN ∗,
当n ȡ2时,求证:(1+x )n
>1+n x .
令f (n )=
1+n x
(1+x )
n
,因为x >-1,且x ʂ0,所以
f (n +1)-f (n )=1+(n +1)x (1+x )n +1-1+n x (1+x )n =-n x 2
电力驱动单人车(1+x )
n +1<0,故f (n )在N ∗上是减函数,则f (2)<f (1)=1+x
1+x
1,所以当n ȡ2时,f (
n )<1,即(1+x )n
>1+n x .3㊀分离参数法
题目中含有参数的情况比较复杂,会使解题的过程变得有些困难,而这个时候就需要把参数单独分离在等号或者不等号的一边,让另外一边的函数关系变得清晰明了,从而利用函数单调性进行求解.例3㊀已知x >0时,1+l n (x +1)x >
锚杆测力计k x +1粘土稳定剂
恒成立,求正整数k 的最大值.当x >0时,1+l n (x +1
)x >
k x +1
恒成立,即[1+l n (x +1)](x +1
)x
>k 恒成立.
设f (x )=[1+l n (x +1)](x +1
)x
(x >0)
,则要使f m i n (x )>k ,易知f
ᶄ(x )=x -1-l n (x +1
)x 2
.设g (x )=x -1-l n (x +1)(x >0)
所以g
ᶄ(x )=x
x +1
>0,所以g (x )在区间(0,+ɕ)上单调递增,且g (2)=1-l n3<0,g (3)=2-2l n2>0.所以存在唯一实数a ,使得g (x )=0,且a ɪ(2,3).
当x >a 时,g (x )>0,f ᶄ(x )>0,函数f (x )单调递增;当0<x <a 时,g (x )<0,f
ᶄ(x )<0,函数f (x )单调递减.所以
f m
i n (x )=f (a )=(a +1)[1+l n (a +1
)]a =
a +1ɪ(3,4).
综上,正整数k 的最大值为3.直接法㊁作差或作商法㊁分离参数法等都是构造函数最常用的几种技巧和方法,除此之外,还有很多其他方法,如换元法㊁辅助法等,在解题的过程中要善于举一反三㊁灵活运用.
(作者单位:安徽省肥东第一中学)

本文发布于:2024-09-21 19:41:30,感谢您对本站的认可!

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