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记得全国高考题中有一道试题:
设函数f(x)=log,y(x)=log(a>0且a≠1),x>0,试比较f(x)和y(x)的大小。显然可以在f(x)和y(x)公共定义域内比较其大小。
多年后回过头来再深入思考该题,我们不但可以得到多种解法,而且还可以更进一步理解有关概念,体会有关方法。
比较大小求差是重要的突破口,而绝对值问题,解零点分区间讨论是重要策略,于是有:
方法一:求差比较法
易知:-1<x<1
当x=0时,f(x)=y(x)
当0<x<1时,a>1 f(x)-y(x)=log-log
=-log-log=log>0
此时f(x)>y(x)
当0<x<1
f(x)-y(x)=log-log
=-log+log=log>0
仍有f(x)>y(x)
由对称性可得:当-1<x<0时,f(x)<y(x)
综上可得,当x=0时,f(x)=y(x),当0<x<1时,f(x)>y(x);当-1<x<0时,f(x)<y(x)
方法二:平方求差法
f(x)2-y(x)2=log·log(-1<x<1)
当x>1时,f(x)=y(x)
当a>1,-1<x<0时
log<0,log>0,f(x)2<y(x)2∴f(x)<y(x)
当0<x<1时 log<0,log<0 f(x)2>y(x)2
∴f(x)>y(x)下略
为避免对a的讨论,由方法二的启发,可采用下面的变形方法。
f(x)2-y(x)2=log·log
=1lga·lg·lg(-1<x<1)
当x=0时,f(x)=y(x)
当-1<x<1时,lg<0,lg>0,f(x)2<y(x)2
∴f(x)<y(x)
当0<x<1时,同法可得,f(x)>y(x)下略
方法三:求高比较法
易知:-1<x<1,当x=0时,f(x)=y(x)
当x≠0时,=log
当-1<x<0时,0<1-x<11+x
log=-log<-log=1∴f(x)<y(x)
0<x<1时,0<1-x<1+x>1+x>0
∴log=-log=log>log=1
∴f(x)>y(x)下略
上面的解法也可采用下面的变形方法。
=log=log-1
可以类似地讨论,仍得到上述的结果。
方法四:公式法
利用上式a-b=a+b(ab≤0)解题
当x=0时,f(x)=y(x)
当-1<x<0时,则0<1-x<1,1<1-x<2,0<1-x2<1
∴ log与log异号
g(x)=log-log>log∴f(x)>y(x)
当0<x<1时,同理可得,log与log是异号。
f(x)=log-log>log=g(x)
∴f(x)>y(x)下略
方法五:构造函数法。
令:f(x)=log-log
易知:-1<x<0,当x=0时,F(0)=0,f(x)=y(x)
∵ f(-x)=-F(x) ∴ f(x)是奇函数,只考虑x>0情形
当0<x<1时
f(x)=1-lga(lglg)=lg
∴F(x)>0,即lg>lg∴f(x)>y(x)
当-1<x<0时,根据f(x)是奇函数的特性得
∴f(x)<y(x)下略
通过对该题的思考、解答,我们可以体会到绝对值的大小比较问题可以进行求高比较计算。
设函数f(x)=log,y(x)=log(a>0且a≠1),x>0,试比较f(x)和y(x)的大小。显然可以在f(x)和y(x)公共定义域内比较其大小。
多年后回过头来再深入思考该题,我们不但可以得到多种解法,而且还可以更进一步理解有关概念,体会有关方法。
比较大小求差是重要的突破口,而绝对值问题,解零点分区间讨论是重要策略,于是有:
方法一:求差比较法
易知:-1<x<1
当x=0时,f(x)=y(x)
当0<x<1时,a>1 f(x)-y(x)=log-log
=-log-log=log>0
此时f(x)>y(x)
当0<x<1
f(x)-y(x)=log-log
=-log+log=log>0
仍有f(x)>y(x)
由对称性可得:当-1<x<0时,f(x)<y(x)
综上可得,当x=0时,f(x)=y(x),当0<x<1时,f(x)>y(x);当-1<x<0时,f(x)<y(x)
方法二:平方求差法
f(x)2-y(x)2=log·log(-1<x<1)
当x>1时,f(x)=y(x)
当a>1,-1<x<0时
log<0,log>0,f(x)2<y(x)2∴f(x)<y(x)
当0<x<1时 log<0,log<0 f(x)2>y(x)2
∴f(x)>y(x)下略
为避免对a的讨论,由方法二的启发,可采用下面的变形方法。
f(x)2-y(x)2=log·log
=1lga·lg·lg(-1<x<1)
当x=0时,f(x)=y(x)
当-1<x<1时,lg<0,lg>0,f(x)2<y(x)2
∴f(x)<y(x)
当0<x<1时,同法可得,f(x)>y(x)下略
方法三:求高比较法
易知:-1<x<1,当x=0时,f(x)=y(x)
当x≠0时,=log
当-1<x<0时,0<1-x<11+x
log=-log<-log=1∴f(x)<y(x)
0<x<1时,0<1-x<1+x>1+x>0
∴log=-log=log>log=1
∴f(x)>y(x)下略
上面的解法也可采用下面的变形方法。
=log=log-1
可以类似地讨论,仍得到上述的结果。
方法四:公式法
利用上式a-b=a+b(ab≤0)解题
当x=0时,f(x)=y(x)
当-1<x<0时,则0<1-x<1,1<1-x<2,0<1-x2<1
∴ log与log异号
g(x)=log-log>log∴f(x)>y(x)
当0<x<1时,同理可得,log与log是异号。
f(x)=log-log>log=g(x)
∴f(x)>y(x)下略
方法五:构造函数法。
令:f(x)=log-log
易知:-1<x<0,当x=0时,F(0)=0,f(x)=y(x)
∵ f(-x)=-F(x) ∴ f(x)是奇函数,只考虑x>0情形
当0<x<1时
f(x)=1-lga(lglg)=lg
∴F(x)>0,即lg>lg∴f(x)>y(x)
当-1<x<0时,根据f(x)是奇函数的特性得
∴f(x)<y(x)下略
通过对该题的思考、解答,我们可以体会到绝对值的大小比较问题可以进行求高比较计算。