2016年考研數(shù)學(xué)大綱專題解析之不等式證明

　　新考研大綱如約而至。筆者作為奮戰(zhàn)在教學(xué)一線的數(shù)學(xué)老師，考慮到這階段的同學(xué)已經(jīng)歷了基礎(chǔ)階段和暑期的復(fù)習(xí)，已具備一定基礎(chǔ)，也對(duì)真題中的題型有一定了解，但未必形成知識(shí)體系，重難點(diǎn)也未必完全把握。對(duì)考生而言，關(guān)注點(diǎn)應(yīng)從對(duì)考綱的關(guān)注轉(zhuǎn)到如何更有效地復(fù)習(xí)上。所以，借助此次與廣大考生交流的機(jī)會(huì)，跨考教育數(shù)學(xué)教研室劉瑋宇老師梳理了高等數(shù)學(xué)中的重難點(diǎn)，以期給正在全力攀登的考生搭一把手。

　　專題二 不等式證明

　　不等式證明是真題中�？即箢}的地方，其中2014年的字母不等式的證明題有不少同學(xué)就找不到思路。下面我們梳理不等式證明的基本題型以及處理思路。

　　1. 基本思路

　　考慮一道題：證明f(x)>g(x),x屬于(a,b)。如何證明呢?能否帶入驗(yàn)證呢?即便有愚公移山的精神也不行!因?yàn)樘�行王屋二山再大，體積質(zhì)量畢竟有限;而(a,b)中的實(shí)數(shù)確是真真切切的無(wú)窮多，所以帶入驗(yàn)證的工作成了貨真價(jià)實(shí)的"子子孫孫無(wú)窮匱也"。那有什么可行的思路呢?注意到，待證不等式可恒等變形為f(x)-g(x)>0,如果令F(x)=f(x)-g(x),進(jìn)一步可化為F(x)>0,x屬于(a,b)。如何證明一個(gè)函數(shù)在一個(gè)范圍恒大于零呢?僅需證明其在該范圍的最小值大于或等于0即可。而找一個(gè)函數(shù)在一個(gè)區(qū)間(考慮(a,b)對(duì)應(yīng)的閉區(qū)間)上的最小值應(yīng)該不難。

　　好，我們由此得到了證明函數(shù)不等式的基本思路：移項(xiàng)構(gòu)造輔助函數(shù)，結(jié)合單調(diào)性證明該函數(shù)的最小值大于等于零即可。具體解題有什么步驟嗎?基本步驟如下：1)移項(xiàng)構(gòu)造輔助函數(shù);2)計(jì)算區(qū)間端點(diǎn)處的函數(shù)值(常有一個(gè)端點(diǎn)處的函數(shù)值為0，不妨設(shè)左端點(diǎn)的函數(shù)值為0);3)僅需證明函數(shù)單增即可，也即證明導(dǎo)函數(shù)大于或等于0對(duì)于開(kāi)區(qū)間成立。

　　2.若干變形

　　以上是函數(shù)不等式證明的基本思路，真題中有什么變形呢?首先，如果待證的不等式形式較復(fù)雜，得考慮先化簡(jiǎn)：若不等式兩邊有公因子，考慮約去公因子(考慮公因子的正負(fù)對(duì)不等號(hào)的影響);若待證不等式有分母，考慮去分母;若待證不等式是指數(shù)式，考慮不等號(hào)兩邊取對(duì)數(shù)。

　　其次，在第2)個(gè)計(jì)算步驟中，若端點(diǎn)函數(shù)值不存在，那怎么辦?用極限代替即可。再者，"僅需證明函數(shù)單增"只是咱們的美好愿望，如果實(shí)現(xiàn)不了呢?從圖像上看，已知函數(shù)在區(qū)間左端點(diǎn)的函數(shù)值為零，如果函數(shù)單增，那么函數(shù)在整個(gè)區(qū)間的圖像確實(shí)是位于x軸的上方;而如果函數(shù)如果不是單增，那圖像也有可能位于x軸的上方。換言之，函數(shù)單增僅是不等式成立的充分條件。不必?fù)?dān)心，若愿望落空，回到最基本的思路即可：證明函數(shù)在區(qū)間上的最小值大于等于零即可。

　　3. 字母不等式

　　以去年的那道證明題為例，要證的是不等式，但不含x而含有字母a，b，如何處理?以往的真題中出現(xiàn)過(guò)x1、x2這些非x的字母。這類不等式統(tǒng)稱字母不等式。處理方式出乎意料的簡(jiǎn)單：把其中一個(gè)字母看成常量，另一個(gè)字母看成變量(或者替換為x)，字母不等式就化為函數(shù)不等式，進(jìn)而按照函數(shù)不等式的處理思路處理即可。趙本山的小品中老虎把烏龜看成穿上馬甲的蛇鬧出了笑話，咱們現(xiàn)在把字母不等式看成穿上馬甲的函數(shù)不等式不僅不是笑話，而且是正確的處理方式。

　　4. 積分不等式

　　積分不等式長(zhǎng)得比較嚇人，但我要套用毛爺爺那句話：一切積分不等式都是紙老虎!這不是盲目自信，而是事實(shí)確是如此。積分不等式也屬函數(shù)不等式，只不過(guò)穿上了積分這個(gè)馬甲。處理思路是函數(shù)不等式的思路結(jié)合積分的性質(zhì)。