内容正文:
第三章
培优增分系列(六) 微点突破——函数中的同构问题
1
具有相同结构的两个代数式称为同构式,两个同构式可以由同一个代数式通过变量代换而得.
在能成立或恒成立命题中,有一部分题是命题者利用函数单调性构造出来的,如果我们能找到这个函数模型(即不等式两边对应的同一函数),无疑大大加快了解决问题的速度,找到这个函数模型的方法,我们就称为同构法.
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2
1.指对变形的五种等价形式
(1) <m></m> ;(核心公式)
(2) <m></m> ;
(3) <m></m> ;
(4) <m></m> ;
(5) <m></m> .
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3
2.三种同构基本模式
(1)积型
<m></m>
<m></m>
例: <m></m> .
说明:上述三个方法“取对”是最快捷和直观的.
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4
(2)商型
<m></m>
<m></m>
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5
(3)和差型
<m></m>
<m></m>
例: <m></m> .
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6
典例1 (2022·河北联考)已知当 <m></m> 时,不等式 <m></m> 恒
成立,则正实数 <m></m> 的最小值为
A.1 B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
√
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7
解析:[由题意,原不等式可变形为 <m></m> ,即
<m></m> ,
设 <m></m> ,
则当 <m></m> 时, <m></m> 恒成立,因为 <m></m> ,所以函
数 <m></m> 在 <m></m> 上单调递减,在 <m></m> 上单调递增,
因为 <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> , <m></m> ,
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8
因为 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,所以要使 <m></m> ,
只需 <m></m> ,两边取对数,得 <m></m> ,
因为 <m></m> ,所以 <m></m> .令 <m></m> ,因为 <m></m> ,所以 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,所以 <m></m> ,所以 <m></m> ,则 <m></m> ,故正实数 <m></m> 的最小值为 <m></m> .故选B.]
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9
典例2 已知函数 <m></m> ,若 <m></m> 时,
<m></m> ,则实数 <m></m> 的取值范围为________.
<m></m>
解析:因为 <m></m> ,所以 <m></m> ,
所以 <m></m> ,所以 <m></m> ,设 <m></m> , <m></m> ,所以
<m></m> ,知在 <m></m> 时, <m></m> ,所以 <m></m> 在 <m></m> 上单调递
增,所以 <m></m> ,所以 <m></m> .设 <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> ,
知在 <m></m> 时, <m></m> ,所以 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,所以
<m></m> .
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10
典例3 已知函数 <m></m> ,证明:当 <m></m> 时, <m></m> .
证明: 当 <m></m> 时, <m></m> ,所以只需证明
<m></m> ,
由于 <m></m> .
令 <m></m> ,由 <m></m> 知 <m></m> 为增函数,又易证
<m></m> ,
所以 <m></m> ,即 <m></m> 成立.
故当 <m></m> 时, <m></m> .
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11
1.同构小套路
(1)指对各一边,参数是关键.
(2)常用“母函数”: <m></m> , <m></m> ,寻找“亲戚函数”是关键.
(3)信手拈来凑同构,两边同时凑常数或系数.
(4)复合函数(亲戚函数)比大小,利用单调性求参数范围.
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12
2.同构法解题步骤
第一步:对不等式或方程进行同构变形,找到对应的同构函数,
第二步:判断对应函数的单调性,
第三步:求参数取值范围或证明不等式.
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13
针对练1. (多选)(2022·常州模拟)若 <m></m> ,则下列不等式
成立的是
A. <m></m> B. <m></m>
C. <m></m> D. <m></m>
√
√
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14
解析:[构造函数 <m></m> ,易知 <m></m> ,所以
<m></m> 在 <m></m> 上单调递减,因为 <m></m> ,所以 <m></m> ,即
<m></m> ,所以选项A正确,选项B错误;构造函数
<m></m> , <m></m> ,易知 <m></m> 在 <m></m> 上单调
递增,而 <m></m> , <m></m> 时, <m><