套路

指对函数的切线放缩

用 ex≥x+1e^x\geq x+1 与 ln⁡x≤x−1\ln x\leq x-1 把指数/对数项换成多项式,做不等式放缩。

解题套路

两条最常用的切线放缩(都由「相应函数减切线后求导看最值」得到,等号各在切点取到):

ex≥x+1(等号 x=0),ln⁡x≤x−1(x>0, 等号 x=1)e^{x}\ge x+1\quad(\text{等号 }x=0),\qquad \ln x\le x-1\quad(x>0,\ \text{等号 }x=1)

证不等式时,若式子里卡着一个 e(⋅)e^{(\cdot)} 或 ln⁡(⋅)\ln(\cdot) 不好处理,就用上面把它放成一次式,把指对混合的不等式降成多项式,后者往往一眼能配方判号。

取号方向别弄反:要往大了放(证某式 ≥\ge 目标)时,把 exe^x 换成 ≥x+1\ge x+1、把 −ln⁡x-\ln x 换成 ≥1−x\ge 1-x;要往小了放时用反向不等式(如 ex≤e^x\le 什么需另证,标准两条只给「exe^x 的下界、ln⁡x\ln x 的上界」)。

由它衍生的常用形

  • 令 x→x−1x\to x-1:ex−1≥xe^{x-1}\ge x。
  • 令 x→ln⁡xx\to\ln x(x>0x>0):x≥ln⁡x+1x\ge \ln x+1,即 ln⁡x≤x−1\ln x\le x-1(与上同源)。
  • 取倒数 x→1/xx\to 1/x:ln⁡x≥1−1x\ln x\ge 1-\dfrac1x(ln⁡x\ln x 的下界,方向相反,配上下界一起能夹 ln⁡x\ln x)。

自检

放缩是「松」了一步,所以要核对方向:放完之后得到的是结论的充分条件还是必要?放完得到的下界要确实 >0>0(或 ≥0\ge0 且等号取不到),不等式才算证完;若放太松把正号放没了,得换更精细的放缩或改求导。

学它之前先会

共 1 条前置、最深 1 层。

共 3 道题考到本条。