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构造函数法证明不等式的八种方法

第一篇：构造函数法证明不等式的八种方法构造函数法证明不等式的八种方法利用导数研究函数的单调性极值和最值，再由单调性来证明不等式是函数、导数、不等式综合中的一个难点，也是近几年高考的热点。解题技巧是构造辅助函数，把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值，从而证得不等式，而如何2、移项法构造函数【例2】已知函数f(x)ln(x1)x，求证：当x1时，恒有11ln(x1)xx111，从其导数入手即x1分析：本题是双边不等式，其右边直接从已知函数证明，左边构造函数g(x)ln(x1)可证明。根据不等式的结构特征构造一个可导函数是用导数证明不等式的关键。1、从条件特征入手构造函数证明【例1】若函数y=f(x)在R上可导且满足不等式xf(x)>－f(x)恒成立，且常数a，b满足a>b，求证：．af(a)>bf(b)【变式1】若函数y=f(x)在R上可导且满足不等式f(x)>f(x)，且yf(x)1为奇函数.求不等式f(x)x2.求不等式(x2015)2f(x2015)4f(2)0的解集.3、作差法构造函数证明【例3】已知函数f(x)12x2lnx.求证：在区间(1,)上，函数f(x)的图象在函数g(x)23x3的图象的下方；分析：函数f(x)图象在函数g(x)的图象的下方不等式f(x)g(x)问题，设F(x)g(x)f(x)4、换元法构造函数证明【例4】（2007年，山东卷）证明：对任意的正整数n，不等式ln(1n1)11n2n3都成立.分析：本题是山东卷的5、对数法构造函数（选用于幂指数函数不等式）【例5】证明当x0时,(1x)11xe1x26、构造形似函数【例6】证明当bae,证明abba7、构造二阶导数函数证明导数的单调性【例7】已知函数f(x)aex12x2(1)若f(x)在R上为增函数,求a的取值范围;(2)若a=1,求证:x＞0时,f(x)>1+x8、主元法构造函数【例8】（全国）已知函数f(x)ln(1x)x,g(x)xlnx(1)求函数f(x)的最大值；(2)设0ab,证明：0g(a)g(b)2g(ab2)(ba)ln2.【思维挑战】1、（2007年，陕西）f(x)是定义在（0，+∞）上的非负可导函数，且满足xf(x)f(x)≤0，对任意正数a、b，若a（A）af(b)≤bf(a)（B）bf(a)≤af(b)（C）af(a)≤f(b)（D）bf(b)≤f(a)2、（2007年，安徽卷）已知定义在正实数集上的函数f(x)12x22ax,g(x)3a2lnxb,其中a>0，且b52a23a2lna，求证：f(x)g(x)3、已知函数f(x)ln(1x)x1x，求证：对任意的正数a、b,恒有lnalnb1ba.第二篇：构造函数法证明不等式的八种方法导数之构造函数法证明不等式1、移项法构造函数【例1】已知函数f(x)ln(x1)x，求证：当x1时，恒有1【解】f(x)1ln(x1)xx11x1x1x1∴当1x0时，f(x)0，即f(x)在x(1,0)上为增函数当x0时，f(x)0，即f(x)在x(0,)上为减函数故函数f(x)的单调递增区间为(1,0)，单调递减区间(0,)于是函数f(x)在(1,)上的最大值为f(x)maxf(0)0，因此，当x1时，f(x)f(0)0，即ln(x1)x0∴ln(x1)x（右面得证）现证左面，令g(x)ln(x1)111x1，则g(x)22x1x1(x1)(x1)当x(1,0)时,g(x)0;当x(0,)时,g(x)0，即g(x)在x(1,0)上为减函数，在x(0,)上为增函数，故函数g(x)在(1,)上的最小值为g(x)ming(0)0，110x1111ln(x1)x∴ln(x1)1，综上可知，当x1时,有x1x1∴当x1时，g(x)g(0)0，即ln(x1)2、作差法构造函数证明【例2】已知函数f(x)12xlnx.求证：在区间(1,)上，函数f(x)的图象在函数2g(x)23x的图象的下方；32312xxlnx，32【解】设F(x)g(x)f(x)，即F(x)1(x1)(2x2x1)则F(x)2xx=xx21(x1)(2x2x1)当x1时，F(x)=x从而F(x)在(1,)上为增函数，∴F(x)F(1)∴当x1时g(x)f(x)0，即f(x)g(x)