不等式证明的方法探究之一:函数思想与函数单调性

一些数学问题不能单纯地以某一部分的内容去解决,要注意综合应用,有可能只是两三个地方知识点的小小综合,也有可能是更多地方知识点和思想方法的大一些的综合。

我们专门来看一下不等式与函数的简单综合应用。


不等式证明的方法探究之一:函数思想与函数单调性_第1张图片

单纯的探究和比较大小是非常简单的事:用假数学归纳法即可(注意只能作为单纯探究和比较大小的依据,不能作为证明不等式的依据)。


不等式证明的方法探究之一:函数思想与函数单调性_第2张图片

根据假数学归纳法,我们取n=2、3、4,可以发现规律:n越大,n的n+1次方增大的趋势越要比(n+1)的n次方增大的趋势猛烈。于是很容易得到:对于任意n>2,且n∈Z,都有n的n+1次方>(n+1)的n次方,自然就有2019的2020次方>2020的2019次方。

对于证明,指数幂的形式,形式不统一,但是指数和底有交叉性的形式特点,于是我们可以取自然对数ln再作商法,然后用倒数变换一下形式,从而分子分母完全统一形式为linx/x,问题就解决了。之所以用作商法而不可能用作差法,是为了分子分母完全统一形式。而之所以统一形式,当然是为了利用函数思想,求导即得函数单调性,从而问题自然得证。选择了一条解决问题的路,任何做法都有其必然性。给大家写一次详尽的证明步骤吧,任何必要的步骤都是给分点,考试时不要省略。


不等式证明的方法探究之一:函数思想与函数单调性_第3张图片

当然本题的证明还可以用二项式定理,注意2019的2020次方=2019×2019的2019次方=2019个2019的2019次方相加,2020的2019次方=(2019+1)的2019次方的展开多项式,k≠0时,2019∧2019>>C2019k2019∧(2019-k),我就只说关键点,不过多赘述,具体的大家自己去证明一下就是。

这里我依然强调形式特点,正是指数幂的指数和底的交叉性的形式特点,直接指引我们取对数、作商法、倒数变换形式,从而统一形式,进而用函数思想,用函数单调性解决问题。形式特点是指引,函数思想是目标,对这些清晰无比,证明过程根本无需在纸上写便已了然于胸。

不等式的证明,函数思想,小小综合,秒反应得到证明。

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