高中證明不等式e^x-2>lnx恆成立的問題?這類題經常在解題中出現

2020-12-05 玉w頭說教育

這道題即存在指數形式又存在對數形式,要想證明這道題單純的設函數f(x)=e^x-lnx-2,然後再求f(x)的最小值的方法是很難計算出來的。

對於這樣的題型我們要找中間值的方法去證明e^x-2和lnx的大小關係。通過e^x-2大於中間值,然後再通過中間值再大於lnx來證明出e^x-2和lnx的大小關係。

具體的做法如下:

第一步,找中間值

這個中間值要滿足的條件就是中間值和e^x-2或者lnx組成新的函數在求導時,容易判斷導數和0的關係,即容易得出新的函數的單調性。一般找的是x的一次方加減一個常數的形式,這樣組成的新函數在求導數時此項是一個常數,方便計算。

這裡我們找的中間值為x-1.

第二步,證明e^x-2>x-1

要想證明e^x-2>x-1,只需要證明e^x-x-1>0即可。

設g(x)=e^x-x-1(x>0),找出g(x)的最小值。

g'(x)=e^x-1,因為x>0,所以e^x>1,所以g'(x)>0.

所以g(x)在(0,+∞)上是單調遞增的函數,所以g(x)min=g(0)=0.

所以g(x)>0,所以有e^x-x-1>0,所以得到e^x-2>x-1.

第三步,證明x-1>lnx

要想證明x-1>lnx,只需要證明x-1-lnx>0即可。

設t(x)=x-1-lnx(x>0),找出t(x)的最小值。

t'(x)=1-1/x,當t'(x)>0時,x∈(1,+∞),當t'(x)<0時,x∈(0,1).

所以函數t(x)在定義域(0,1)上是增函數,在定義域(1,+∞)上是減函數。

t(x)在定義域x>0上是先增後減所以有最小值,t(x)min=t(1)=0,所以t(x)>0,所以得出x-1>lnx。

結論和總結

結論:綜上幾步證明得出e^x-2>lnx.

總結碰到帶有指數的式子和帶有對數的式子比較大小時,如果直接計算很難計算出來,所以遇到這樣的題比較大小時,要找到中間數值,通過中間數值的方法來比較它們的大小。

希望上述分享能給大家帶來幫助!

指數函數底數在不同情況下比較大小關係的匯總

詳細講解「不同底數,判斷兩個對數的大小關係的問題」

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