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.而對于一些較為復雜的證明不等式問題,如含有多個單項式、指數式、對數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,需以導數知識為“工具”,才能順利證明不等式.
一、利用導數與函數的單調性之間的關系證明不等式
導數與函數的單調性之間的關系是研究函數問題的重要“工具”,常用于判斷函數的單調性、求函數的最值、求函數的單調區(qū)間.函數的導數與其單調性之間的關系為:(1)在某個區(qū)間(a,b) 內,如果函數的導數大于零,則該函數在此區(qū)間內單調遞增;(2)如果在某個區(qū)間內,函數的導數恒等于零,則該函數為常數;(3)在某個區(qū)間(a,b) 內,如果函數的導數小于零,則該函數在此區(qū)間內單調遞減.若不等號兩側的式子屬于同一函數模型,可直接對函數求導,根據導數與函數單調性之間的關系判斷出函數的單調性,利用函數的單調性證明不等式;若不等號兩側的式子分屬不同的函數模型,需將不等式兩側的式子移項,構造輔助函數F(x) =f (x)-g(x)(其中f (x)、g(x)為不等號兩側的函數),再對函數F(x) 求導,利用導數與函數單調性之間的關系判斷函數的單調性,求得函數的最值,判斷函數的最值與0的大小關系,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,對于復雜的證明不等式問題往往要結合不等式的特征,構造出合適的輔助函數,再利用函數的單調性、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校)