就一抽象導(dǎo)數(shù)不等式構(gòu)造通法證明

(ps:得知此結(jié)論的來源:BV1UA4y1f7TZ)
這個結(jié)論要證明是很容易的
記
則
∵
∴決定導(dǎo)數(shù)正負(fù)(即決定g(x)增減)的是
跟已知的式子相同,證畢

不過與證明結(jié)論相比,我更好奇結(jié)論的出處和來源,于是有了如下的“研究”。
已知
左邊有f'(x),右邊有f(x),考慮構(gòu)造出導(dǎo)數(shù)乘法法則的右邊形式
兩邊同乘一個待定的函數(shù)h(x),且h(x)>0(為了不改變不等號方向),得:
令
,則原式
∴函數(shù)遞增
下面解出待定函數(shù)h(x)即可
求解這個微分方程
即
分離變量得:
兩邊積分得:
(ps:不定常數(shù)算到左邊的積分項)
即
又∵h(yuǎn)(x)>0
∴
即需構(gòu)造的函數(shù)為
也同理,把不等號改成<即可

知道了這個公式以及來龍去脈,就可以輕松證明那些“抽象導(dǎo)數(shù)構(gòu)造表”中的所有構(gòu)造結(jié)論了,比如:
例(1):
構(gòu)造
(ps:至于處理不定常數(shù),由于是一個正的系數(shù),不影響p(x)單調(diào)性,所以取p(x)的一個原函數(shù)即可)
例(2):
兩邊同除x得,
(需要化成f'(x)+f(x)p(x)的形式)
構(gòu)造

但你會發(fā)現(xiàn),上面這兩個例子都屬于比較簡單的了,或者說出題人已經(jīng)出膩了,這類題總會整出各種各樣的式子,下面加大些難度:
例(3):
參考上文的公式推導(dǎo)得:
(ps:實際操作中無需直接記憶這個公式,而是用上面推導(dǎo)過程中的構(gòu)造思路具體問題具體分析,換句話說就是用題干中具體數(shù)據(jù)進(jìn)行一遍上面的推導(dǎo))
因此我們把左邊化成f'(x)+f(x)p(x)的形式,再兩邊同乘即可
(x>0,可去絕對值)
兩邊同乘得:
即
則在(0,+∞)遞增

如果硬要整一個“構(gòu)造公式”,那就是:
若,
則遞增;
若,
則遞增.
但我們已經(jīng)掌握了核心科技(通法),就大可不必記憶這些復(fù)雜的構(gòu)造公式了。

下面是實踐部分,我們拿非常有難度的一道題來應(yīng)用這一“核心科技”。

展開移項得:
x>1,則
兩邊同除得:
求解
裂項得:
x>1,去絕對值
構(gòu)造
其在(1,+∞)遞減
∴
代入已知條件得:
即g(x+3)>2
∵g(x)在(1,+∞)遞減,過點(diǎn)(5,2)
∴向左平移3個單位得:
g(x+3)在(-2,+∞)遞減,過點(diǎn)(2,2)
∴當(dāng)-2<x<2時,g(x+3)>2
故原不等式解集為(-2,2),選D

又到了個人主題升華的片段了[doge]
此類“抽象導(dǎo)數(shù)不等式”的題型變化多端,生搬硬套已經(jīng)開始行不通了。出題人只會越來越“卷”,把題目整得愈加復(fù)雜。而對付此類題只有掌握了上述的“核心科技”,才能以不變應(yīng)萬變。
另外,個人認(rèn)為此類題型是為以后學(xué)習(xí)微分方程中的“湊積分因子”的方法做銜接做鋪墊的,因此適當(dāng)了解些課外知識拓寬下視野也不見得是什么壞事。
最后,我認(rèn)為此篇文章能給讀者們帶來領(lǐng)悟的是此公式的構(gòu)造過程,這是一個鍛煉思維,增強(qiáng)思考能力的一個絕佳的機(jī)會。有句話很佳,大概是這么說的:數(shù)學(xué)家們的使命就是從繁雜的事實中歸納出優(yōu)雅的共性。而這也是科學(xué)的魅力所在!
雖然我們都在走著先人開下的路,我們或許也無法做到像先人一樣開路。但我們?nèi)钥梢苑抡障热碎_路,比如:憑一己之力推出一個二級結(jié)論。只有勤加思考,懂得領(lǐng)悟,才是學(xué)習(xí)的真諦。