比較兩個(gè)代數(shù)式的大小問題經(jīng)常出現(xiàn)函數(shù)試題中.在解題時(shí),我們需要仔細(xì)觀察并比較兩個(gè)代數(shù)式,建立二者之間的聯(lián)系,從中尋找到解題的思路.比較兩個(gè)代數(shù)式的大小,常常需要用到函數(shù)的單調(diào)性,這就需要我們根據(jù)兩個(gè)要比較的代數(shù)式的特征構(gòu)造出合適的函數(shù)模型,以利用函數(shù)的單調(diào)性解題.那么,如何構(gòu)造函數(shù)模型呢?
一、構(gòu)造同底、同指數(shù)的函數(shù)
若要比較幾個(gè)指數(shù)式、對(duì)數(shù)式、冪函數(shù)式的大小,通??上葘⑵浠?jiǎn)、變形為指數(shù)、真數(shù)、次數(shù)相同的函數(shù)式;然后構(gòu)造出同指數(shù)、同真數(shù)、同次數(shù)的函數(shù)模型,將要比較的函數(shù)式視為取不同自變量時(shí)的函數(shù)值;再根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義判斷出函數(shù)的單調(diào)性,即可根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性比較出函數(shù)式的大小.
例1.
解:
仔細(xì)觀察各個(gè)選項(xiàng),可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)代數(shù)式均為指數(shù)函數(shù)式,且 ? è ? ? 1 2 1 3 和 ? è ? ? 1 2 2 3 的底數(shù)相同,? è ? ? 1 5 2 3 和 ? è ? ? 1 2 2 3 的次數(shù)相同,于是將 ? è ? ? 1 2 1 3 和 ? è ? ? 1 2 2 3 視為函數(shù) y = ? è ? ? 1 2 x 分別在 x = 1 3 和 x = 2 3 時(shí)的函數(shù)值,將 ? è ? ? 1 5 2 3 和 ? è ? ? 1 2 2 3 視為函數(shù) y = x 2 3 分別在 x = 1 5 和 x = 1 2 時(shí)的函數(shù)值.再根據(jù)指數(shù)函數(shù) y = ? è ? ? 1 2 x 和冪函數(shù) y = x 2 3 的單調(diào)性來比較代數(shù)式的大小,即可解題.
例2
解
解答本題需要引入中間值1、0,并構(gòu)造同底數(shù)的指數(shù)函數(shù) y = 3x 、同底數(shù)的對(duì)數(shù)函數(shù) y = log0.3 x 和 y = log5 x . 首先根據(jù)指數(shù)函數(shù) y = 3x 的單調(diào)性比較 30.1 與30 的大小,進(jìn)而比較出 a 與 1 的大??;然后根據(jù) y = log0.3 x的單調(diào)性比較出 log0.30.5與 log0.30.3的大小,進(jìn)而比較出b與1的大小;最后根據(jù) y = log5 x的單調(diào)性比較出 log50.3與 log5 1的大小,進(jìn)而比較出c與0的大小.
二、構(gòu)造同構(gòu)式
對(duì)于結(jié)構(gòu)相同、形式相似的代數(shù)式,可以根據(jù)其特征構(gòu)造出函數(shù).只要判斷出函數(shù)的單調(diào)性,便可根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性來比較出幾個(gè)代數(shù)式的大小.一般地,可以根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義,也可以根據(jù)導(dǎo)函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系來判斷函數(shù)的單調(diào)性.
例3
解
將三個(gè)要比較的函數(shù)式進(jìn)行變形,使其為同構(gòu)式,即可據(jù)此構(gòu)造出函數(shù)f(t)=.再對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷出函數(shù)的單調(diào)性,即可根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性比較出三式的大小.
總之,運(yùn)用函數(shù)的單調(diào)性比較代數(shù)式的大小,關(guān)鍵在于明確代數(shù)式之間的異同,構(gòu)造合適的函數(shù)模型. 在解答這類問題時(shí),同學(xué)們要注意靈活運(yùn)用不等式的傳遞性,以及導(dǎo)函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系.
(作者單位:甘肅省慶陽第二中學(xué))