高中数学知识图谱必修一 · 第 2 章方法

作差比较法

要比较两个式子谁大,就用一个减另一个,看差是正、是负还是 0。

出现在2.1 等式性质与不等式性质

什么时候用

适合什么题
要比较两个式子的大小,或证明一个式子大于(小于)另一个,例如比较 (x+2)(x+3)(x+2)(x+3) 与 (x+1)(x+4)(x+1)(x+4)。
最后要得到什么
两式谁大谁小的结论;差的正负随 xx 变化时,分情况写出在哪些 xx 上谁大。
要注意
先定好谁减谁,差为正说明被减的那个式子大;两式里有分母、根号时,xx 要让两个式子都有意义。

解题步骤

按顺序做。标了条件的技能,只在题目符合那个条件时才用。

  1. 1

    前式减后式

    #

    先说清谁减谁,记差 D=A−BD=A-B。例子中 D=(x+2)(x+3)−(x+1)(x+4)D=(x+2)(x+3)-(x+1)(x+4)。

  2. 2

    把差化简到能看出正负

    #

    展开、合并同类项。例子中 D=(x2+5x+6)−(x2+5x+4)=2D=(x^2+5x+6)-(x^2+5x+4)=2。

    合并后还看不出正负时,配方成「平方加常数」,或者分解成几个因式相乘。例如 x2−2x+3=(x−1)2+2x^2-2x+3=(x-1)^2+2,一眼看出它大于 00。

    这一步用到

  3. 3

    判断差的正负

    #

    结合 xx 的范围判断 DD 大于、等于还是小于 00。例子中 D=2>0D=2>0,对所有实数 xx 都成立。

    正负随 xx 变化时要分情况。例如 D=(x−1)(x−2)D=(x-1)(x-2):x<1x<1 或 x>2x>2 时 D>0D>0;1<x<21<x<2 时 D<0D<0;x=1x=1 或 x=2x=2 时 D=0D=0。

  4. 4

    写出谁大谁小

    #

    D>0D>0 得 A>BA>B,D=0D=0 得 A=BA=B,D<0D<0 得 A<BA<B。例子中 (x+2)(x+3)>(x+1)(x+4)(x+2)(x+3)>(x+1)(x+4) 对所有实数 xx 成立。

背后用到的知识

上面各步骤用到的性质和公式。做一道具体的题,通常只用到其中一部分。

例题

1. 展开后得到常数差

比较 (x+2)(x+3)(x+2)(x+3) 与 (x+1)(x+4)(x+1)(x+4)。

  1. 按「前式减后式」作差:D=(x+2)(x+3)−(x+1)(x+4)D=(x+2)(x+3)-(x+1)(x+4)。
  2. 展开化简得 D=2>0D=2>0。
  3. 因此对所有实数 xx,前式恒大于后式。

教材 2.1 例 1

内容出处:人教 A 版必修第一册第二章