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高中数学构造函数解决函数比大小问题及典型例题解析 !!
高中数学构造函数解决函数比大小问题及典型例题解析 !!
(1)中国科学院心理学硕士,兰州大学数学本科,高考数学满分,专注于初高中数学高效学习及提分15年; (2)北京一名教学15载的数学老师,新东方、学而思、高思优秀教师、北京一线金牌名师; (3)时不时的分享初高中、中高考数学学习方法、解题技巧、学生时期心理建设方法等干货内容(往期文章请在此公众号内找); (4)热爱数学, 喜欢钻研探讨数学问题;和学生一起思考数学问题,解决问题是我最大的快乐。 构造函数解决函数比大小问题 通过合理构造目标函数,结合导数工具,可以高效解决复杂的数值比大小问题。














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张欢老师
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构造函数法解决函数比大小问题,核心思想是将“数值大小比较”转化为“函数单调性或最值比较”,通过代数变形、求导分析,实现化繁为简。
以下是常见的构造类型、解题步骤及典型例题解析:
一、 常见构造类型及适用场景
1. 单调性构造(同构法)
- 适用场景:数值形式不同,但能通过代数变形转化为同一函数的不同自变量(如指数、对数、幂的混合比较)。
- 构造方法:将数值中的共同部分(如0.1、0.01)替换为变量x,构造同一函数f(x),利用函数的单调性比较自变量大小。
2. 作差/作商构造(差商法)
- 适用场景:数值形式相近,或需要比较两个数值的精确差值/比值。
- 构造方法:将两个数值分别看作两个函数f(x)和g(x)在x处的值,构造差函数h(x)=f(x)-g(x)或商函数h(x)=f(x)/g(x),通过求导判断h(x)的单调性,并与0或1比较。
3. 切线/放缩构造(不等式法)
- 适用场景:数值接近,或需要利用函数图像的凹凸性进行大小估计。
- 构造方法:利用常见函数的切线不等式(如
e^x ≥ x+1、ln(x) ≤ x-1)或泰勒展开进行放缩,通过比较放缩后的函数大小来推导原数值大小。
4. 中间值构造(零点/极值法)
- 适用场景:数值跨越不同区间,或需要利用函数极值进行夹逼。
- 构造方法:寻找中间值(如0、1)或利用导数求函数极值,通过比较函数值与中间值的关系进行判断。
二、 解题通用步骤
1. 识别结构,合理换元:观察数值的共性,将共同部分(如0.1)抽象为变量x,将原数值转化为函数表达式。2. 构造函数,合理变形:根据数值关系,选择作差、作商或同构变形,构造出便于求导的新函数。3. 求导分析,判断单调性:对构造的函数求导,分析导数的正负,确定函数的单调区间(递增或递减)。4. 代入数值,得出结论:利用函数的单调性,将变量x代回原数值,结合端点值(如x=0时的极限值)或中间值,得出最终的大小关系。













对于解决选择题,还有一个口诀大同小异,同学们也可以尝试使用一下。

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