程广安
陆丰市玉燕中学
摘要:比较两个相差甚微且底数和真数均不相同的对数的大小,由于常用的比较法,中间值法都难以奏效,是历来高中数学教学的难点,在高一新教材必修第一册出现了这道题比较他们大小,教材解法只给出一种基本不等式解法,有一定的极限性,限制着学生思维发展,笔者通过自己总结,从多角度思考这道题解法,使学生在解决这种题目方法上有更多选择,同时开阔他们的视野。
关键词: 指数 对数 不等式 媒介值
在一节习题课中,学生在课堂上提问,新教材高一必修第一册141页有这么一道习题:比较下面三个值的大小关系:,对这道题,教学参考书的解答方法如下,通过作差法和换底公式得到:
>
所以: ;
同理:
;所以: ;
故:;在学生提问之后,我从多角度思考,在课堂中用了以下的另外三种方法对这道题从多角度去解决它;采用讲练结合方式,充分利用我们课堂推出的“5+20+20”课堂教学模式,让学生动手与老师点拨讲解相结合,引导学生总结如下方法:
方法2:可以通过对数式与指数式的互换,利用指数式的性质进行求解,可以得到:“柳暗花明又一村”的效果;
解:可以考虑设,则有
则有,
因为:(可以考虑函数在上单调递减)
所以: ,(底数越是小,指数必须越大)
故:,得到:
所以:
在学习不等式性质时我们有一条非常重要结论(糖水不等式):已知,有取倒数可以得到如下结论:,所以,对这道题可以考虑这个结论进行证明:
方法3:
同理可以得到:
所以有:;
对要进行比较值做初步估算,借助中间媒介值实现比较也是一种不错选择,下面通过寻找中间媒介值进行判断,但是在思维层次相比上面方法较难以想到;
方法4:设,则可以得到: ,
所以,,则有,由,,我们可以判断出,所以;
对于,我们必须寻找另外一个媒介,可以考虑,这时可以得到; ,进一步我们得到了:,
所以有,所以得到:;
综上所述可以得到;这种方法弊端就是要寻找到一个中间媒介,但更多时候这个中间媒介不容易寻找到,导致难比较。
通过上面4种解法,学生们对这种类型的对数值的比较,有了视野上开阔,方法上得到了非常大收获,通过大家探究知道了指数式与对数式是等价的,他们之间是一对互逆的关系,有时把对数不等式的证明转换到指数不等式的证明,会得到意想不到的效果,方法2就是非常典型的例子,但是这种方法也有它的弊端所在,像下面这两道题用方法2就会出现问题了;
习题1:比较与的大小关系;
习题2;比较的大小关系;
习题1解法:令,可以得到,两边除以35,63得到:,这时,就不是像上题方法2那样,这时要结合考察对应指数函数的图象,得到,故。因此方法2对处理这道题存在一些弊端了。
习题2解法:若用上面方法2转化为指数式比较的话如下:,这时就会陷入从而无法比较;因此这道题可以通过寻找中间媒介去求得:
正确解法:因为,所以得到:,所以有:故有:,因此有:,
故有。
对于对数值的比较方法,方法是比较多种的,作为教师的我们必须要教会学生处理这类题目的能力,每种方法有利弊,需要学生学会灵活应变,这也是这类题目学生不容易原因。
通过本节课学习,课堂上我采用讲练结合方式,按照“5+20+20”课堂模式开展课堂,通过一道题的一题多解,从不同角度思考问题,学生掌握了一类题目,效果是比较好的,学生通过本节课学习,在接下来作业中,我发现学生95.8%的学生能够完成我布置给他们的相应作业;
参考文献:陈友才.一种比较对数大小的新方法--析整显微法.数学通报,2019.9