函数、数列、三角函数中大小比较问题 (讲)
南充中考-村民委员会
纵观近几年高考对于大小比较问题的考查,重点放在与函数、数列、三角函数的大小
比较问
题上,要求学生有较强的推理能力和准确的计算能力,才能顺利解答,从实际教学来看,这
部分知识是学生掌握最为模糊,看到就头疼的题目.分析原因,除了这类题目的入手确实不易
之外,主
要是学生没有形成解题的模式和套路,以至于遇到类似的题目便产生畏惧心理.本文
就高中阶段出现这类
问题加以类型的总结和方法的探讨.
1 函数中的大小比较问题
函数是高中数学必修教材中
重要的部分,应用广泛,教材中重点介绍了利用判断单调性、
最值、单调性、奇偶性、周期性等基础知识
,但是高考数学是以能力立意,所以往往以数列、
方程、不等式为背景,综合考察学生转化和化归、分类
讨论、数形结合等数学思想的应用能
力,面对这种类型的题目,考生会有茫然,无所适从的感觉,究其原
因是没有认真分析总结
这种题目的特点和解题思路.
1.1 指数函数中的大小比较问题
比较指数幂值的大小时,要注意区分底数相同还是指数相等,是用指数函数的单调性,
还是用幂函数的单调性,要注意指数函数图象和幂函数的图象的应用,指数函数的图象在第
一象限内“底
大图高(逆时针方向底数依次变大)”,还应注意中间量0,1等的运用.
232
2
5
2
5
3
5
例1. 设
a()
,
b()
,
c()
,则
a
,
b
,
c
的大小关系是( )
55
5
A.
acb
B.
abc
C.
cab
D.
bca
【答案】A.
1.2
对数函数中的大小比较问题
比较对数值的大小时,要注意区分对数底数是否相等,是用对数函数
的单调性,还是用对
数函数的单调性,要注意对数函数图象的应用,还应注意中间量0,1等的运用.
例2. 【湖北省襄阳市四校2017届高三上学期期中联考】已知
1x1
0
,
algx
2
,blg
lgx
,c
lgx
,那么有( )
A.
cab
B.
cba
【答案】C
【解析】因为
1x10
,所以
0lgx1
,所以
b
lg(lgx)0
,
0c(lgx)
2
1
.因为
C.
acb
D.
abc
2
ca
=
(lgx)
2
lgx
2
(lgx)
2
2lgx(lgx1)
2
10
,所以
ca
,所
以
acb
,故
选C.
1.3 通过求函数的最值证明不等式
在对不等式的证明过程中,可以依此不等式的特点构造函数,进而求函数的最值,当该
函数的最大值或最
小值对不等式成立时,则不等式是永远是成立的,从而可将不等式的证明
转化到求函数的最值上来.
例3. 已知函数
f(x)kex
(其中
kR
,
e<
br>是自然对数的底数
)
(1)若
k2
,判断函数
f(x)
在区间
(0,)
上的单调性;
(2)若函数
f(x)
有两个极值点
x
1
,
x
2
(x
1
x
2
)
,求
k
的取值范围;
(3)在(2)的条件下,试证明:
0f(x
1
)1
.
【答案】(1)
f(x)
在
(0,)
上单调递减;(2)实数
k
的取值范围是
(0,)
;(3)见解析.
x2
2
e
2 数列与不等式相结合
数列与不等式
交汇主要以压轴题的形式出现,试题还可能涉及到与导数、函数等知识综
合一起考查.主要考查知识重点
和热点是数列的通项公式、前
n
项和公式以及二者之间的关系、
等差数列和等比数列、
归纳与猜想、数学归纳法、比较大小、不等式证明、参数取值范围的
探求,在不等式的证明中要注意放缩
法的应用.此类题型主要考查学生对知识的灵活变通、
融合与迁移,考查学生数学视野的广度和进一步学
习数学的潜能.近年来加强了对递推数列
考查的力度,这点应当引起我们高度的重视.预计在高考中,比
较新颖的数列与不等式选择
题或填空题一定会出现.数列解答题的命题热点是与不等式交汇,呈现递推关
系的综合性试
题.其中,以函数与数列、不等式为命题载体,有着高等数学背景的数列与不等式的交汇试
题是未来高考命题的一个新的亮点,而命题的冷门则是数列与不等式综合的应用性解答题.
2.1 数列中的不等问题
例4. 若等差数列
{a
n
}
满足
a
7
a
8
a
9
0,a
7
a
10
0
,则当
n
时,
{a
n
}
的前
n
项
和最大.
【答案】
8
.
【解析】由等差数列的性质,
a
7
a
8
a
9
3a
8
,
a
8
0
,又∵
a
7
a
10
0
,∴
a
8
a
9
0
,
∴
a
9
0
,
S
8
S
7
,
S
8
S
9,故数列
{a
n
}
的前
8
项最大.
2.2
数列参与的不等式证明
此类不等式的证明常用的方法:(1)比较法;(2)分析法与综合法
,一般是利用分析法
分析,再利用综合法分析;(3)放缩法,主要是通过分母分子的扩大或缩小、项数
的增加与
减少等手段达到证明的目的.
例5.【2016年高考四川理数】已知数列{
a
n
}的首项为1,
S
n
为数列
{a
n
}
的前n项和,
S
n1
qS
n
1
,其中q>0,
nN
*
.
(Ⅰ)若
2a
2
,
a
3
,a
2
2
成等差数列,求
{a
n
}
的通项公式;
5
y
2<
br>4
n
3
n
(Ⅱ)设双曲线
x
2
1 的离心率为
e
n
,且
e
2
,证明:
e
1
e
2
e
n
n1
3
3
a
n
.
2
【答案】(Ⅰ)a
n
=q
n-1
;(Ⅱ)详见解析.
所以
a
n
=2
n-1
(n?N
*
)
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,
a
n
=q
n-1
.
y
2
所以双曲线
x-
2
=1
的离心率
e
n
=1+a
n
2
=1+q
2(n-1)
.
a
n
2
由
q=1+q
2
=
54
解得q=
.
33
1
因为
1+q
2(k-1)
>q
2(k-1)
,所以
1+q
2(k-1)
>q
k-
(
.
k?N
*
)
?e
n
>1+q+鬃?q
于是
e
1
+e
2
+鬃
4
n
-3
n
故
e
1
+e
2
+鬃
.
?e
3
>
n-1
3
n-1
q
n
-1
=
,
q-1
3 三角函数的最值与综合运用
1. 掌握求三角函数最值的常用方法:①
配方法(主要利用二次函数理论及三角函数的有界
性);②化为一个角的三角函数(主要利用和差角公式
及三角函数的有界性);③数形结合法
(常用到直线的斜率关系);④换元法(如万能公式,将三角问题
转化为代数问题);⑤基本
不等式法等.
2.
三角函数最值都是在给定区间上取得的,因而特别要注意题设中所给出的区间.
(1)求三角函数最值
时,一般要进行一些代数变换和三角变换,要注意函数有意义的条件及
弦函数的有界性;
(2)含参数函数的最值问题,要注意参数的作用和影响.
3.1 解三角形中的最值问题
例6.【湖北省襄阳市四校2017届高三上学期期中联考】在
ABC
中,
a,b,c
分别为内角
A,B,C
所对的边,若
a3,A
3
,则
bc
的最大值为( )
A.4
B.
33
C.
23
D.2
【答案】C
3.1 与三角函数有关的最值问题
例7. 【湖南省郴州市201
7届高三上学期第一次教学质量监测】已知函数
f(x)3cos
2
x2sinx
cosx3sin
2
x
.
(I)求函数
f(x)
的最小正周期及单调递增区间;
(II)求函数f(x)
在区间
[0,
【答案】(I)
T
,
[
2
]
的最大值及所对应的
x
值.
511<
br>
k
,
k
](kZ)
;(II)最大值为
3
,
x0
.
1212
【反思提升】综合上面的三种类型,解决函数、数列、三角
函数中的大小比较问题,解答时
首先要找准模型,通过转化来解决,一般情况下,此类问题是几个知识点
的交汇,需综合不
等式、函数等性质解题.大小比较问题是函数、数列、三角函数的综合应用,在近几年
的高考
试题中经常出现,成为高考中的一个命题热点,同时也是高中数学必修课中的几大内容之一,解决大小问题不仅会用到函数的基本定义、单调性、奇偶性、周期性、有界性和图象,同时,
常常涉
及到初等函数、不等式、方程、几何等方面问题;而且在解决一些不等式、数列等问
题中也会用最值来求
解.