不等式与函数之间的关系紧密.对于较为复杂的不等式问题,如含有指数式、对数式、高次幂、导数等的不等式,通常需采用构造函数法来求解,这样才能化难为易,快速求得问题的答案.本文将结合例题,谈一谈如何巧妙构造函数,利用函数的性质、图形来解答不等式问题.
一、根据求导公式构造函数
对于含有导数、积式、商式的不等式,我们往往可以根据求导公式、求导法则来构造出函数,进而根据导函数与函数单调性之间的关系判断出函数的单调性,便能直接利用函数的单调性来证明不等式或比较两个代数式的大小.
因为函数[f(x)]是[R]上的奇函数,所以[g(x)]是定义域上的偶函数.
因为当[x>0]时,[xf(x)>f(x)],所以[xf(x)-f(x)>0],
二、根据同构式构造函数
对于含有双变量的不等式问题,通常可以将不等式左右两侧的式子化为同构式,即结构相同、形式相似的式子.然后根据同构式的结构特征构造函数,即可根据函数的图象、性质来解题.
例3.已知函数[f(x)=aex-1-lnx+lna],若[f(x)≥1],求参数[a]的取值范围.
解:因为[f(x)=aex-1-lnx+lna],
由[f(x)≥1]得[aex-1+lna≥lnx+1],
在该式的两边同时加上[x-1]得[aex-1+lna+x-1≥lnx+x],
即[elna+x-1+lna+x-1≥lnx+elnx].
设[g(x)=x+ex],则[g(x)=ex+1>0],所以[g(x)]单调递增,
则[lna+x-1≥lnx],即[lna+x-lnx-1≥0].
所以[h(x)]在[(0,1)]上单调递减,在[(1,+∞)]上单调递增,
所以[h(x)min=h(1)=lna≥0],则[a≥1].
我们需先将不等式左右两侧的式子变形为同构式;然后构造出函数[g(x)=x+ex],根据函数的单调性将不等式化为[lna+x-1≥lnx];再构造新函数[h(x)=lna+x-lnx+1],根据其单调性求得函数的最小值,确保不等式恒成立,即可求得a的取值范围.
总的来说,运用构造函数法解答不等式问题,关键是将不等式进行合理的变形,使其成为同构式,或将其与求导公式关联起来,以将问题转化为函数单调性问题,通过研究函数的单调性来求得问题的答案.