放缩法在导数压轴题中的应用.doc
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1、(完整版)放缩法在导数压轴题中的应用恰当采用放缩法 巧证导数不等式郑州市第四十四中学 苏明亮放缩法是高中数学中一种重要的数学方法,尤其在证明不等式中经常用到由于近几年数列在高考中的难度要求降低,放缩法的应用重点也逐渐从证明数列不等式转移到导数压轴题中,尤其是在导数不等式证明中更是大放异彩。下面试举几例,以供大家参考一、利用基本不等式放缩,化曲为直例1(2012年高考辽宁卷理科第21题())设.证明:当时,.证明:由基本不等式,当时,故。记,则。当时,,所以在内是减函数。故又由,所以,即, 故当时,.评注:本题第()问若直接构造函数,对进行求导,由于中既有根式又有分式,因此的零点及相应区间上的符
2、号很难确定,而通过对进行放缩处理,使问题得到解决.上面的解法中,难点在用基本不等式证明,亦即是将抛物线弧放大化简为直线段,而该线段正是抛物线弧在左端点处的切线,这种“化曲为直”的方法是我们用放缩法处理函数问题的常用方法。二、利用单调性放缩,化动为静例2(2013年新课标全国卷第21题()已知函数.当时,证明。证法1:函数的定义域为,则.设,因为,所以在上单调递增。又,,故在上有唯一实根。当时,,;当时,从而当时,取得最小值为. 由方程的根为,得,故(当且仅当取等号),又因为时,所以。取等号的条件是,及同时成立,这是不可能的,所以,故 .证法2:因在定义域上是增函数,而,所以,故只需证明当时,即
3、可.当时,在上单调递增。又,故在上有唯一实根,且.当时,;当时,,从而当时,取得最小值.由得,故.综上,当时,. 评注:借助导数取值研究函数单调性是证明初等不等式的重要方法.证法1直接求导证明,由于其含有参数,因而在判断的零点和求取得最小值显得较为麻烦;证法2利用对数函数的单调性化动为静,证法显得简单明了。此外,本题也是处理函数隐零点问题的一个经典范例.三、活用函数不等式放缩,化繁为简两个常用的函数不等式: 两个常用的函数不等式源于高中教材(人教A版选修22,)的一组习题,曾多次出现在高考试题中,笔者曾就此问题写过专题文章1。例3(2014年高考新课标卷理科第21题)设函数,曲线在点处的切线方
4、程为。(I)求(II)证明:。分析:本题以曲线的切线为背景,考查导数的几何意义,用导数作工具研究函数的单调性,求函数最值以及不等式的证明。第(I)问较容易,一般学生都能做出来,只需求出函数的导数,易得.第(II)问难度较大,主要考查考生运用导数知识证明不等式的能力及运算求解能力,是近年来高考压轴题的热点问题.本题第(II)问证法较多,下面笔者利用函数不等式来进行证明.证明:由,得,即,故(当且仅当时取等号) 又由,得,故,两边取自然对数得,即(当且仅当时取等号) 由于、式等号不能同时成立,两式相加得,两边同乘以,得. 评注:本题证明中利用函数不等式,并进行适当变形,结合不等式性质进行证明,从而
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