例谈同构法在导数中的应用论文

2023-08-03 14:11:56 来源: 作者:xieshijia
摘要:同构法在近几年的模考中频繁出现,把等式或不等式变形为两个形式上一样的函数,利用函数的单调性转化为比较大小、解恒成立或者求最值等问题,同构法在使用时,考验“眼力”,面对复杂的结构,仔细观察灵活变形,使式子两侧的结构一致,从而构造函数.
摘要:同构法在近几年的模考中频繁出现,把等式或不等式变形为两个形式上一样的函数,利用函数的单调性转化为比较大小、解恒成立或者求最值等问题,同构法在使用时,考验“眼力”,面对复杂的结构,仔细观察灵活变形,使式子两侧的结构一致,从而构造函数.
关键词:同构法;导数;双变量型;指对跨阶型
用导数比较大小、解不等式,其关键在于利用题目条件构造辅助函数,把比较大小、解不等式问题转化为先利用导数研究函数的单调性,进而根据单调性比较大小或解不等式.
1双变量型
含有同等地位的两个变量x1,x2的等式或不等式,同构后使等式或不等式两侧具有一致的结构,便于构造函数解决问题.常见的同构类型有:
评注例1中出现的双变量问题是同构法中较为典型的情况,思路明确,针对上述类型的不等式,分离变量,构造函数,利用函数单调性,解不等式.
2指对跨阶型
解决指对混合不等式时,常规的方法计算复杂,则将不等式变形为f[g(x)]>f[h(x)]的结构,f(x)即为外层函数,其单调性易于研究.常见变形方式:
2.2先凑再变形
若式子无法直接进行变形同构,往往需要凑常数、凑参数或凑变量,如两边同乘以x,同加上x等,再用上述方式变形.常见的变形有:
分析不等式两侧都加上x,即能出现同构法中的“和差型”.由不等式的结构判断,通过将不等式变形为ex-a+x-a≥lnx+x,符合同构法中的指对同阶模型.
解析将条件不等式两侧都加上x得到ex-a+x-a≥lnx+x.
1.所以g(x)在(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
故g(x)min=g(1)=1,故a≤1.故选C.
评注不等式或函数中指对数结构都存在时,仔细观察结构特征,可优先考虑放缩或同构,化繁为简,降低单调性判断的难度.故要对常见不等关系的结论及上述的常见变形方法牢记于心,能够熟练变形,构造相应函数.
3同构放缩或同构换元共存型
有些更复杂的指对不等式,利用常见的变形方法先进行同构变形再换元,使构造的函数较为简单,或者不等式本身的结构不特殊,可以先结合常用不等结论放缩.常见的放缩模型:
评注第(2)问进行指对变形,换元简化函数,同构法让复杂的函数式在指对结构上呈现“一致性”,再换元,大大降低了函数研究的难度,但这类问题,方法不唯一,也可利用其他方法,比如不等式证明问题,直接构造函数求最值,或者变形为f(x)>g(x)的结构,比较最值.
参考文献:
[1]巨小鹏.几道高考题背后的破解秘密———同构[J].数理化解题研究,2022(01):55-58.
