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1、微专题21 多元不等式的证明 多元不等式的证明是导数综合题的一个难点,其困难之处如何构造合适的一元函数,本章节以一些习题为例介绍常用的处理方法。一、基础知识1、在处理多元不等式时起码要做好以下准备工作:(1)利用条件粗略确定变量的取值范围(2)处理好相关函数的分析(单调性,奇偶性等),以备使用2、若多元不等式是一个轮换对称式(轮换对称式:一个元代数式,如果交换任意两个字母的位置后,代数式不变,则称这个代数式为轮换对称式),则可对变量进行定序3、证明多元不等式通常的方法有两个(1)消元: 利用条件代入消元 不等式变形后对某多元表达式进行整体换元(2)变量分离后若结构相同,则可将相同的结构构造一个
2、函数,进而通过函数的单调性与自变量大小来证明不等式(3)利用函数的单调性将自变量的不等关系转化为函数值的不等关系,再寻找方法。二、典型例题:例1:已知,其中图像在处的切线平行于轴(1)确定与的关系(2)设斜率为的直线与的图像交于,求证:解:(1) ,依题意可得:(2)思路:,所证不等式为即,进而可将视为一个整体进行换元,从而转变为证明一元不等式解:依题意得,故所证不等式等价于:令,则只需证:先证右边不等式:令 在单调递减 即对于左边不等式:令,则在单调递增 小炼有话说:(1)在证明不等式时,由于独立取值,无法利用等量关系消去一个变量,所以考虑构造表达式:使得不等式以为研究对象,再利用换元将多元
3、不等式转变为一元不等式(2)所证不等式为轮换对称式时,若独立取值,可对定序,从而增加一个可操作的条件例2:已知函数(1)求的单调区间和极值;(2)设,且,证明:解:(1)定义域为令 解得:的单调增区间是,单调减区间是的极小值为,无极大值(2)思路:所证不等式等价于证,轮换对称式可设,进而对不等式进行变形,在考虑能否换元减少变量证明:不妨设 (由于定序,去分母避免了分类讨论) (观察两边同时除以,即可构造出关于的不等式)两边同除以得, 令,则,即证:令令, (再次利用整体换元),在上单调递减,所以即,即恒成立在上是减函数,所以得证所以成立小炼有话说:(1)本题考验不等式的变形,对于不等式而言,观
4、察到每一项具备齐次的特征(不包括对数),所以同除以,结果为或者1,观察对数的真数,其分式也具备分子分母齐次的特点,所以分子分母同除以,结果为或者1,进而就将不等式化为以为核心的不等式(2)本题进行了两次整体换元,第一次减少变量个数,第二次简化了表达式例3:已知函数(aR)(1)若函数在上是增函数,求实数的取值范围;(2)如果函数恰有两个不同的极值点, 证明: 解: (1)是上是增函数 (注意:单调递增导数值) 设 令解得 故在单调递减,在单调递增 (2)思路:,。所证不等式含有3个字母,考虑利用条件减少变量个数。由为极值点可得从而可用表示,简化所证不等式。解:依题意可得: , 是极值点 两式相
5、减可得:所证不等式等价于:,不妨设两边同除以可得:,(此为关键步骤:观察指数幂的特点以及分式的分母,化不同为相同,同除以使得多项呈的形式)从而考虑换元减少变量个数。令 所证不等式只需证明:,设由(2)证明可得: 在单调递减, 证明完毕原不等式成立即小炼有话说:本题第(3)问在处理时首先用好极值点的条件,利用导数值等于0的等式消去,进而使所证不等式变量个数减少。最大的亮点在于对的处理,此时对数部分无法再做变形,两边取指数,而后同除以,使得不等式的左右都是以为整体的表达式,再利用整体换元转化为一元不等式。例4:已知(1)讨论的单调性(2)设,求证:解:(1)定义域 令,即 则恒成立,为增函数 则,恒成立,为增函数 时,当,则恒成立,为减函数当时,解得:(2)思路:所证不等式含绝对值,所以考虑能否去掉绝对值,由(1)问可知单调递减,故只需知道的大小即可,观察所证不等式为轮换对称式,且任取,进而可定序,所证不等式,即,发现不等式两侧为关于的同构式,故可以将同构式构造一个函数,从而证明新函数的单调性即可。解:不妨设,所以由第(1)问可得单调递减,所证不等式等价于:,令,只需证明单调递减
10.下列对文中画波浪线部分的断句,正确的一项是(3分)()A.士罢饿离暑湿死者/甚众西南夷又数反/发兵兴击/费以钜万计/而无功/上患之/诏使公孙弘视焉/还奏事/盛毁西南夷无所用B.士罢饿离暑湿死者甚众/西南夷又数反/发兵兴击/费以钜万/计而无功/上患之/诏使公孙弘视焉/还奏事盛毁西南夷/无所用/C.士罢饿离暑湿死者甚众/西南夷又数反/发兵兴击/费以钜万计/而无功/上患之/诏使公孙弘视焉/还奏事/盛毁西南夷无所用/
1、微专题21 多元不等式的证明 多元不等式的证明是导数综合题的一个难点,其困难之处如何构造合适的一元函数,本章节以一些习题为例介绍常用的处理方法。一、基础知识1、在处理多元不等式时起码要做好以下准备工作:(1)利用条件粗略确定变量的取值范围(2)处理好相关函数的分析(单调性,奇偶性等),以备使用2、若多元不等式是一个轮换对称式(轮换对称式:一个元代数式,如果交换任意两个字母的位置后,代数式不变,则称这个代数式为轮换对称式),则可对变量进行定序3、证明多元不等式通常的方法有两个(1)消元: 利用条件代入消元 不等式变形后对某多元表达式进行整体换元(2)变量分离后若结构相同,则可将相同的结构构造一个
2、函数,进而通过函数的单调性与自变量大小来证明不等式(3)利用函数的单调性将自变量的不等关系转化为函数值的不等关系,再寻找方法。二、典型例题:例1:已知,其中图像在处的切线平行于轴(1)确定与的关系(2)设斜率为的直线与的图像交于,求证:解:(1) ,依题意可得:(2)思路:,所证不等式为即,进而可将视为一个整体进行换元,从而转变为证明一元不等式解:依题意得,故所证不等式等价于:令,则只需证:先证右边不等式:令 在单调递减 即对于左边不等式:令,则在单调递增 小炼有话说:(1)在证明不等式时,由于独立取值,无法利用等量关系消去一个变量,所以考虑构造表达式:使得不等式以为研究对象,再利用换元将多元
3、不等式转变为一元不等式(2)所证不等式为轮换对称式时,若独立取值,可对定序,从而增加一个可操作的条件例2:已知函数(1)求的单调区间和极值;(2)设,且,证明:解:(1)定义域为令 解得:的单调增区间是,单调减区间是的极小值为,无极大值(2)思路:所证不等式等价于证,轮换对称式可设,进而对不等式进行变形,在考虑能否换元减少变量证明:不妨设 (由于定序,去分母避免了分类讨论) (观察两边同时除以,即可构造出关于的不等式)两边同除以得, 令,则,即证:令令, (再次利用整体换元),在上单调递减,所以即,即恒成立在上是减函数,所以得证所以成立小炼有话说:(1)本题考验不等式的变形,对于不等式而言,观
4、察到每一项具备齐次的特征(不包括对数),所以同除以,结果为或者1,观察对数的真数,其分式也具备分子分母齐次的特点,所以分子分母同除以,结果为或者1,进而就将不等式化为以为核心的不等式(2)本题进行了两次整体换元,第一次减少变量个数,第二次简化了表达式例3:已知函数(aR)(1)若函数在上是增函数,求实数的取值范围;(2)如果函数恰有两个不同的极值点, 证明: 解: (1)是上是增函数 (注意:单调递增导数值) 设 令解得 故在单调递减,在单调递增 (2)思路:,。所证不等式含有3个字母,考虑利用条件减少变量个数。由为极值点可得从而可用表示,简化所证不等式。解:依题意可得: , 是极值点 两式相
5、减可得:所证不等式等价于:,不妨设两边同除以可得:,(此为关键步骤:观察指数幂的特点以及分式的分母,化不同为相同,同除以使得多项呈的形式)从而考虑换元减少变量个数。令 所证不等式只需证明:,设由(2)证明可得: 在单调递减, 证明完毕原不等式成立即小炼有话说:本题第(3)问在处理时首先用好极值点的条件,利用导数值等于0的等式消去,进而使所证不等式变量个数减少。最大的亮点在于对的处理,此时对数部分无法再做变形,两边取指数,而后同除以,使得不等式的左右都是以为整体的表达式,再利用整体换元转化为一元不等式。例4:已知(1)讨论的单调性(2)设,求证:解:(1)定义域 令,即 则恒成立,为增函数 则,恒成立,为增函数 时,当,则恒成立,为减函数当时,解得:(2)思路:所证不等式含绝对值,所以考虑能否去掉绝对值,由(1)问可知单调递减,故只需知道的大小即可,观察所证不等式为轮换对称式,且任取,进而可定序,所证不等式,即,发现不等式两侧为关于的同构式,故可以将同构式构造一个函数,从而证明新函数的单调性即可。解:不妨设,所以由第(1)问可得单调递减,所证不等式等价于:,令,只需证明单调递减