沈秀娟
摘 要:高等數(shù)學(xué)中證明不等式的方法多種多樣,而且有些題目適合一題多解.常用的方法有:比較法、反證法、判別式法等.本文從構(gòu)造輔助函數(shù)出發(fā),利用拉格朗日定理和函數(shù)的單調(diào)性,對于不等式的證明做了較系統(tǒng)的歸納和總結(jié).
關(guān)鍵詞:拉格朗日定理;單調(diào)性;不等式;輔助函數(shù)
在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,不等式的證明是一個重點(diǎn)和難點(diǎn),大多數(shù)人在遇到不等式證明的問題是就不知所措,對不等式的證明,常用以下情形證明不等式,如:拉格朗日中值定理法、Taylor展開式公式法、泰勒中值定理、極值法、定積分的一些性質(zhì)等.本文以作輔助函數(shù)為出發(fā)點(diǎn),對不等式的證明做了一下探討.
一、用拉格朗日中值定理構(gòu)造函數(shù)證明不等式
該定理證明不等式的關(guān)鍵是構(gòu)造適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)和閉區(qū)間[a,b],使得:
(一)要證不等式的一部分可以寫成或;
(二)在上滿足拉格朗日公式的適當(dāng)放大或縮小,即可證出要證明的不等式.
二、用函數(shù)的單調(diào)性構(gòu)造函數(shù)證明不等式
構(gòu)造輔助函數(shù),取定閉區(qū)間;
構(gòu)造輔助函數(shù)方法:
1、利用不等式兩邊之差構(gòu)造輔助函數(shù);
2、利用不等式兩邊相同“形式”的特征構(gòu)造輔助函數(shù);
3、若所證的不等式涉及到冪指數(shù)函數(shù),則可通過適當(dāng)?shù)淖冃螌⑵浠癁橐子谧C明的形式,再如前面所講那樣,根據(jù)不等式的特點(diǎn),構(gòu)造輔助函數(shù).
(一)利用不等式兩邊之差構(gòu)造輔助函數(shù)
(二)利用不等式兩邊相同“形式”的特征構(gòu)造輔助函數(shù)
(三)利用公式法構(gòu)造函數(shù)
三、結(jié)論
不等式的證明在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中占有舉足輕重的作用,是進(jìn)行計算、推理、數(shù)學(xué)思想方法滲透的重要內(nèi)容.不等式的證法多種多樣,針對本文所存在的局限性,在以后的學(xué)習(xí)中一定注重題型的復(fù)雜多變形,把問題簡單化,找到合適的解決方法.本文從構(gòu)造輔助函數(shù)為出發(fā)點(diǎn),把題目變形整形,利用拉格朗日定理和函數(shù)單調(diào)性,對于不等式的證明給出了系統(tǒng)的歸納和總結(jié),然后找到最簡潔的證明方法.該方法對不等式的證明具有極其重要的意義,對學(xué)生在證明不等式時選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄓ幸欢ǖ闹笇?dǎo)作用.
參考文獻(xiàn):
[1]郭大鈞,陳玉妹.數(shù)學(xué)分析[M].山東科學(xué)技術(shù)出版社,2005,35-38.
[2]王曉鋒,李靜.證明不等式的若干方法[J].數(shù)理醫(yī)學(xué)雜志,2008.
[3]田玉偉.微積分在解方程和不等式中的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報,農(nóng)學(xué)卷,2009.
[4]李長明,周煥山.初等數(shù)學(xué)研究[M].北京:高等教育出版社,1995.
[5]葉慧萍.反思性教學(xué)設(shè)計-不等式證明綜合法[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2005,10(3):89-91.