2023年考研數學大綱專題解析之不等式證明

2021-03-13 18:23:49 字數 5000 閱讀 3621

新考研大綱如約而至。對考生而言,關注點應從對考綱的關注轉到如何更有效地複習上。筆者作為奮戰在教學一線的數學老師,考慮到這階段的同學已經歷了基礎階段和暑期的複習,已具備一定基礎,也對真題中的題型有一定了解,但未必形成知識體系,重難點也未必完全把握。

所以,借助此次與廣大考生交流的機會,跨考教育數學教研室劉瑋宇老師梳理了高等數學中的重難點,以期給正在全力攀登的考生搭一把手。

專題二不等式證明

不等式證明是真題中常考大題的地方,其中2023年的字母不等式的證明題有不少同學就找不到思路。下面我們梳理不等式證明的基本題型以及處理思路。

1. 基本思路

考慮一道題:證明f(x)>g(x),x屬於(a,b)。如何證明呢?

能否帶入驗證呢?即便有愚公移山的精神也不行!因為太行王屋二山再大,體積質量畢竟有限;而(a,b)中的實數確是真真切切的無窮多,所以帶入驗證的工作成了貨真價實的「子子孫孫無窮匱也」。

那有什麼可行的思路呢?注意到,待證不等式可恒等變形為f(x)-g(x)>0,如果令f(x)=f(x)-g(x),進一步可化為f(x)>0,x屬於(a,b)。如何證明乙個函式在乙個範圍恆大於零呢?

僅需證明其在該範圍的最小值大於或等於0即可。而找乙個函式在乙個區間(考慮(a,b)對應的閉區間)上的最小值應該不難。

好,我們由此得到了證明函式不等式的基本思路:移項構造輔助函式,結合單調性證明該函式的最小值大於等於零即可。具體解題有什麼步驟嗎?

基本步驟如下:1)移項構造輔助函式;2)計算區間端點處的函式值(常有乙個端點處的函式值為0,不妨設左端點的函式值為0);3)僅需證明函式單增即可,也即證明導函式大於或等於0對於開區間成立。

2.若干變形

以上是函式不等式證明的基本思路,真題中有什麼變形呢?首先,如果待證的不等式形式較複雜,得考慮先化簡:若不等式兩邊有公因子,考慮約去公因子(考慮公因子的正負對不等號的影響);若待證不等式有分母,考慮去分母;若待證不等式是指數式,考慮不等號兩邊取對數。

其次,在第2)個計算步驟中,若端點函式值不存在,那怎麼辦?用極限代替即可。再者,「僅需證明函式單增」只是咱們的美好願望,如果實現不了呢?

從影象上看,已知函式在區間左端點的函式值為零,如果函式單增,那麼函式在整個區間的影象確實是位於x軸的上方;而如果函式如果不是單增,那影象也有可能位於x軸的上方。換言之,函式單增僅是不等式成立的充分條件。不必擔心,若願望落空,回到最基本的思路即可:

證明函式在區間上的最小值大於等於零即可。

3. 字母不等式

以去年的那道證明題為例,要證的是不等式,但不含x而含有字母a,b,如何處理?以往的真題中出現過x1、x2這些非x的字母。這類不等式統稱字母不等式。

處理方式出乎意料的簡單:把其中乙個字母看成常量,另乙個字母看成變數(或者替換為x),字母不等式就化為函式不等式,進而按照函式不等式的處理思路處理即可。趙本山的小品中老虎把烏龜看成穿上馬甲的蛇鬧出了笑話,咱們現在把字母不等式看成穿上馬甲的函式不等式不僅不是笑話,而且是正確的處理方式。

4. 積分不等式

積分不等式長得比較嚇人,但我要套用毛爺爺那句話:一切積分不等式都是紙老虎!這不是盲目自信,而是事實確是如此。

積分不等式也屬函式不等式,只不過穿上了積分這個馬甲。處理思路是函式不等式的思路結合積分的性質。

2016考研數學大綱專題解析之極限

新考研大綱如約而至。對考生而言,關注點應從對考綱的關注轉到如何更有效地複習上。筆者作為奮戰在教學一線的數學老師,考慮到這階段的同學已經歷了基礎階段和暑期的複習,已具備一定基礎,也對真題中的題型有一定了解,但未必形成知識體系,重難點也未必完全把握。

所以,借助此次與廣大考生交流的機會,跨考教育數學教研室劉瑋宇老師梳理了高等數學中的重難點,以期給正在全力攀登的考生搭一把手。

專題一極限

考試對極限的考察以計算為主。下面我們梳理一下極限計算的方法。

1. 四則運算

此法可簡要概括為「若極限式中每一部分(和差式中的每一項或乘除式的每個因子)的極限存在,則和的極限等於極限的和,差的極限等於極限的差,乘積的極限等於極限的乘積,商的極限等於極限的商(分母不為零)」。

而在實際做題過程中,我們往往不容易觀察出每一部分的極限都存在,而是只觀察出一部分的極限存在,這時能否利用四則運算法則往下寫呢?我們需分成加和乘(減看成特殊的加,除看成特殊的乘)兩種運算討論:兩個函式相加,取極限,若能觀察出一項的極限存在,若另一項的極限存在,則由四則運算法則,和的極限等於極限的和,可以往下算;若另一項的極限不存在,可以證明(用反證法)整個極限不存在,也即「收斂+發散=發散」,而這種情況在真題中的極限計算題中還未出現過。

綜上,兩個函式相加取極限,只要一項極限存在,就可以放心大膽地、一馬平川地往下算。萬一另一項的極限不存在呢?那回答整個極限不存在即可。

下面討論乘的情況,兩個函式相乘取極限,若乙個函式的極限存在,那得追問一句:極限值是否為0?若為0,則不能把該函式的極限算出(因為可能出現「0乘無窮」這種未定式);若極限值不為0,則後面的討論類似於加的情況。

2. 洛必達法則

洛必達法則知名度很高。提起極限計算的方法,有同學別的方法想不起來,唯獨對洛必達念念不忘,可謂情有獨鍾。到了這個階段,對於此法,首先要注意條件。

洛必達法則有三個條件:1)0分之0或無窮分之無窮型;2)分子、分母在乙個範圍(若極限過程為x趨近於一點,則「區域性」為該點的某去心鄰域)可導;3)分子、分母分別求導後的極限存在。具體函式僅判斷第1)條一般不會出問題,因為第2)、3)條在多數情況下成立。

但對抽象函式的極限問題要小心,可不可導,連不連續對洛必達法則的運用都有影響。此外,泰勒公式以強大著稱,但有一種情況不得不請出不那麼強大的洛必達法則幫忙,誰這麼大牌?原來是含有變限積分的極限。

一般得借助洛必達法則削去積分號。

3. 等價無窮小替換

這種方法大家都比較熟悉。首先要記住常見的等價無窮小替換公式。接下來就是廣義化的思想方法(如x趨於0時,sinx等價於x,那麼x的位置換成趨近於0的函式行不行?

行!這就是廣義化的思想)。再者,等價無窮小替換常在洛必達法則之前用,這樣可以簡化洛必達法則中的求導運算。

注意,易錯點是只有整個極限式的乘除因子才能替換。

4. 泰勒公式

泰勒公式可以說是計算極限的最強大的**。有同學戲稱「一把泰勒走天下,洛必達之類都是浮雲」。確有幾分道理。

該公式有兩種形式:帶皮亞諾餘項的公式和帶拉格朗日餘項的公式。前者用來算極限,後者用來證明。

算極限首先應記清8個常用的泰勒公式(exp(x),sinx,cosx,arcsinx,tanx,arctanx,

ln(1+x),(1+x)^a在0點展開的泰勒公式),接下來就是帶入、化簡計算的功夫了。泰勒公式展示其威力的場合還有抽象函式。有乙個訊號會提示我們考慮泰勒公式,即題目中出現高階導數(二階及以上階數的導數稱為高階導數)。

5. 冪指型函式的處理

冪指型函式是指底數字置和指數字置都有自變數的函式。此類函式在考試中可能讓我們求極限或求導數。處理該類函式問題有萬能的一招:指數對數恒等式轉化。

6. 夾逼定理

首先要熟悉該定理的內容。有數列和函式兩種形式。若乙個數列夾在兩外兩個數列之間(並不要求對所有的n成立,對充分大的n成立即可),且在n趨於無窮時,兩頭的數列收斂到同乙個數,則中間的數列被逼迫著極限也存在且極限值為同乙個數。

函式形式的夾逼定理類似理解。

接著應熟悉乙個結論:無窮小乘以有界量=無窮小。該結論是夾逼定理的推論。可用其解題。

最後,一種長得非常有型的極限計算題——n項分母互不相同的分式的和的極限,可考慮夾逼定理,也可能考慮定積分定義。限於篇幅,本文在此點到為止,不詳述。

7. 單調有界定理

該定理內容並不難:單調遞增且有上界的數列必有極限;單調遞減且有下界的數列必有極限。此處需注意,不是嚴格的單調也可以。

該定理數一數二同學尤其要注意,因為真題在此處考過多次大題。該定理的一種比較典型的應用場合是遞推式數列的極限問題。一般情況下,證明數列的極限存在就可考慮該定理。

凱程教育:

凱程考研成立於2023年,國內首家全日制集訓機構考研,一直從事高階全日制輔導,由李海洋教授、張鑫教授、盧營教授、王洋教授、楊武金教授、張釋然教授、索玉柱教授、方浩教授等一批高階考研教研隊伍組成,為學員全程高質量授課、答疑、測試、督導、報考指導、方法指導、聯絡導師、複試等全方位的考研服務。

凱程考研的宗旨:讓學習成為一種習慣;

凱程考研的價值觀口號:凱旋歸來,前程萬里;

信念:讓每個學員都有好最好的歸宿;

使命:完善全新的教育模式,做中國最專業的考研輔導機構;

激情:永不言棄,樂觀向上;

敬業:以專業的態度做非凡的事業;

服務:以學員的前途為已任,為學員提供高效、專業的服務,團隊合作,為學員服務,為學員引路。

如何選擇考研輔導班:

在考研準備的過程中,會遇到不少困難,尤其對於跨專業考生的專業課來說,通過報輔導班來彌補自己複習的不足,可以大大提高複習效率,節省複習時間,大家可以通過以下幾個方面來考察輔導班,或許能幫你找到適合你的輔導班。

師資力量:師資力量是考察輔導班的首要因素,考生可以針對輔導名師的輔導年限、輔導經驗、歷年輔導效果、學員評價等因素進行綜合評價,詢問往屆學長然後選擇。判斷師資力量關鍵在於綜合實力,因為任何一門課程,都不是由

一、兩個教師包到底的,是一批教師配合的結果。還要深入了解教師的學術背景、資料著述成就、輔導成就等。凱程考研名師雲集,李海洋、張鑫教授、方浩教授、盧營教授、孫浩教授等一大批名師在凱程授課。

而有的機構只是很普通的老師授課,對知識點把握和命題方向,欠缺火候。

對該專業有輔導歷史:必須對該專業深刻理解,才能深入輔導學員考取該校。在考研輔導班中,從來見過如此輝煌的成績:

凱程教育拿下2015五道口金融學院狀元,考取五道口15人,清華經管金融碩士10人,人大金融碩士15個,中財和貿大金融碩士合計20人,北師大教育學7人,會計碩士保錄班考取30人,翻譯碩士接近20人,中傳狀元王園璐、鄭家威都是來自凱程,法學方面,凱程在人大、北大、貿大、政法、武漢大學、公安大學等院校斬獲多個法學和法碩狀元,更多專業成績請檢視凱程**。在凱程官方**的光榮榜,成功學員經驗談**特別多,都是凱程戰績的最好證明。對於如此高的成績,凱程集訓營班主任邢老師說,凱程如此優異的成績,是與我們凱程嚴格的管理,全方位的輔導是分不開的,很多學生本科都不是名校,某些學生來自二本三本甚至不知名的院校,還有很多是工作了多年才回來考的,大多數是跨專業考研,他們的難度大,競爭激烈,沒有嚴格的訓練和同學們的刻苦學習,是很難達到優異的成績。

最好的辦法是直接和凱程老師詳細溝通一下就清楚了。

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