基本信息
利用导数处理与不等式有关的问题
关键词:导数,不等式,单调性,最值。
导数是研究函数性质的一种重要工具。例如求函数的单调区间、求最大(小)值、求函数的值域等等。而在处理与不等式有关的综合性问题时往往需要利用函数的性质;因此,很多时侯可以利用导数作为工具得出函数性质,从而解决不等式问题。下面具体讨论导数在解决与不等式有关的问题时的作用。
一、 利用导数证明不等式
(一)、利用导数得出函数单调性来证明不等式
我们知道函数在某个区间上的导数值大于(或小于)0时,则该函数在该区间上单调递增(或递减)。因而在证明不等式时,根据不等式的特点,有时可以构造函数,用导数证明该函数的单调性,然后再用函数单调性达到证明不等式的目的。即把证明不等式转化为证明函数的单调性。具体有如下几种形式:
1、 直接构造函数,然后用导数证明该函数的增减性;再利用函数在它的同一单调递增(减)区间,自变量越大,函数值越大(小),来证明不等式成立。
例1:x>0时,求证;x -ln(1+x)<0
证明:设f(x)= x -ln(1+x) (x>0), 则f (x)=
∵x>0,∴f (x)<0,故f(x)在(0,+∞)上递减,
所以x>0时,f(x)<f(0)=0,即x -ln(1+x)<0成立。
2、把不等式变形后再构造函数,然后利用导数证明该函数的单调性,达到证明不等式的目的。
例2:已知:a,b∈r,b>a>e, 求证:ab>b a, (e为自然对数的底)
证:要证ab>b a只需证lnab>lnba 即证:blna-alnb>0
设f(x)=xlna-alnx (x>a>e);则f (x)=lna- ,
∵a>e,x>a ∴lna>1, <1,∴f (x)>0,因而f(x)在(e, +∞)上递增
∵b>a,∴f(b)>f(a);故blna-alnb>alna-alna=0;即blna>alnb