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数学中lna是什么意思(数学中lna的意思是什么呢?)

2022-06-07 09:29:57 来源:刀哥百科

由问题的条件和目标引进辅助函数,即“构造辅助函数”,这样的方法叫做“构造辅助函数法”,它是“函数与方程数学思想”中的高层次方法,能够巧妙的解决难题。

例题1、已知 a 、b 为实数,并且 e u0026lt; a u0026lt; b , 其中 e 是自然对数的底数,证明 a^b u0026gt; b^a 。

(注:a的b次幂大于b的a次幂)

解:a^b u0026gt; b^a 等价于blna u0026gt; alnb (两边同时取以e为底的对数)等价于(lna)/a u0026gt; (lnb)/b 。

由最后的不等式的两边同构,引进辅助函数

φ(x) = (lnx)/x , x ∈ (e, ∞) 。

由φ‘(x) = (1- lnx)/(x^2) u0026lt; 0 , 可得 φ(x) 在 (e, ∞) 上是减函数 ,

故由 e u0026lt; a u0026lt; b 得 φ(a)u0026gt; φ(b), 即 a^b u0026gt; b^a 得证。

例题2、求使不等式 2x - 1 u0026gt; m(x^2 - 1)对于 ∣m∣ ≤ 2 的一切实数 m 都成立的 x 的取值范围。

解:构造函数 f(m) = m(x^2 - 1)- (2x-1) , m ∈[-2,2] 。

f(m) u0026lt; 0 在 m ∈[-2,2] 上恒成立

等价于f(-2) u0026lt; 0 且 f(2) u0026lt; 0 ;

等价于-2(x^2-1)- (2x-1) u0026lt; 0 且 2(x^2-1)- (2x-1) u0026lt; 0;

等价于2x^2 2x - 3 u0026gt; 0 且 2x^2 - 2x - 1 u0026lt; 0 ;

等价于(√7 - 1)/2 u0026lt; x u0026lt; (√3 1)/2 。

所以 x 的取值范围是(√7 - 1)/2 ,(√3 1)/2

注:将关于x的不等式看成关于m的不等式,进而构造函数 f(m) = m(x^2 - 1)- (2x-1) , m ∈[-2,2]。

这个函数是一次函数或常数函数,它的图像是线段,固有上面的巧妙解答。

这是利用变量相对的观点来构造辅助函数的,从中可以看到数学的自由思考的特点!

例题3、已知椭圆 x^2/a^2 y^2/b^2 = 1 (au0026gt;bu0026gt;0),A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点

P(x。,0),证明:-(a^2 -b^2 )/a u0026lt; x。u0026lt; (a^2 -b^2 )/a 。

证明:设M(x,y)是椭圆上任意一点,则

∣PM∣^2 = (x - x。)^2 y^2 = (x - x。)^2 b^2 (1- x^2/a^2)

= (a^2 -b^2 )/a^2 • x^2 - 2x。x x。^2 b^2 。

引进辅助函数 f(x) = ∣PM∣^2 ,即

f(x) = (a^2 -b^2 )/a^2 • x^2 - 2 x。x x。^2 b^2 ,x∈[-a,a]。

依题意,存在x1,x2∈[-a,a],x1 ≠ x2 ,且 f(x1) = f(x2) 。

(若x1 = x2,则AB的垂直平分线平行或重合于x轴,这与题意矛盾,所以x1 ≠ x2)。

所以二次函数 f(x) 在[-a,a]上不单调,

所以对称轴 -2x。/[2×(a^2 -b^2 )/a^2] ∈ (-a,a),

即得:-(a^2 -b^2 )/a u0026lt; x。u0026lt; (a^2 -b^2 )/a 。

例题4、解方程:

3x • [2 √(9x^2 3) ] (2x 1){2 √[(2x 1)^2 3]} = 0 。

解由方程的两边同构,构造函数:

f(x)= x • (2 √[x^2 3]),x∈R.

因为 f(-x)= -f(x),即f(x)是奇函数,

所以原方程化为 f(2x 1)= f(-3x)

又因为f(x)在R上是增函数 (导数 f‘(x)u0026gt;0

所以 2x 1 = -3x

即原方程的解: x = -1/5 .

关键词: 是什么意思