一道不等式证明问题的感想
来源:岁月联盟
时间:2014-10-15
例题:设a∈R,函数f(x)=ax2+x―a(―1≤x≤1),若|a|≤1,证明:|f(x)|≤5/4。
一、 构造意识为主线,合理放缩是关键。分析:最大值是5/4,构造二次函数达到目标是比较理想的结果,只是条件;|x|≤1,∣a∣≤1不好利用,只有巧妙的放缩才能完成二次函数的构造。
证明一:|x|≤1,|a|≤1.|f(x)|=|a(x2―1)+x|≤|a(x2―1)|+|x|=|a||x2―1|+|x|≤|x2―1|+|x|=|1― x2|+|x|=1―(|x|)2+|x|=―(|x|―1/2)2+5/4≤5/4
二、 标准模型为目标,合理换元是高招。分析:要证|f(x)|≤5/4 ,只需证 ―5/4≤f(x)≤5/4。这是常规的思路,寻此思路再附以恰当的换元不难找到证明方法。
证明二:∵|a|≤1,|x|≤1, 可设 x= sinα, a=cosβ ,α,β∈R
则f(x)= cosβsin2α+ sinα―cosβ=cosβ(sin2α―1)+ sinα
∵―1≤ cosβ≤1, ―1≤sin2α―1≤0
∴ sin2α+sinα―1≤f(x)≤―sin2α+sinα+1,
即( sinα+1/2)2-5/4≤f(x)≤―(sinα―1/2)2+5/4 ∴―5/4≤f(x)≤5/4
∴|f(x)|≤5/4。
三、 一次函数雾里现,比较大小看增减。分析:f(x)的解析式中把a当成自变量就是一次函数,并且斜率为负数或0,由函数的单调性f(x)的取值范围(不等关系)容易找到。
证明三:f(x)= a(x2―1)+x看作是a的一次函数g(a),
由|x|≤1得(斜率)x2―1≤0
(1) 当x2―1<0 时,关于a的一次函数g(a) =f(x)是减函数,
∴g(1)≤f(x)≤g(―1)
∴ x2―1+x≤f(x)≤―(x2―1)+x ,
∴ (x+1/2)2―5/4≤f(x)≤―(x―1/2)2+5/4
∴―5/4≤f(x)≤5/4 ∴|f(x)|≤5/4。
(2)当x2―1=0时, g(a) =f(x)= x
∴∣f(x)∣=|x|≤1,显然|f(x)|≤5/4。综上可知|f(x)|≤5/4。
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