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摘 要:构造辅助函数法是高等数学中解决问题的一种重要方法在解决实际问题中有着广泛的应用,通过研究微积分等式证明学中辅助函数的构造法构造与问题相關的辅助函数,从而得出欲证明的结论尤其关于定积分不等式的证明在近几年的研究生数学考试中又频繁出现。借助适当的辅助函数来證明定积分不等式是一种非常重要且行之有效的方法本文对某些定积分不等式中辅助函数的构造方法简单探讨。
关键词:定积分不等式;构造;辅助函数;变限法
当某些数学问题使用通常办法去考虑而很难奏效时可根据题设条件和结论特征、性质展开联想,进洏构造出解决问题的特殊模式――构造辅助函数辅助函数构造法是高等数学中一个重要的思想方法,在高等数学中广泛应用构造辅助函数是把复杂问题转化为已知的容易解决问题的一种方法,在解题时常表现为不对问题本身求解,而是构造一个与问题有关的辅助问题進行求解微积分等式证明学中辅助函数的构造是在一定条件下利用微积分等式证明中值定理求解数学问题的方法。可以解决高等数学中眾多难题尤其是在微积分等式证明证明题中应用颇广,可达到事半功倍的效果特别是定积分不等式的证明,往往需要借助恰当的辅助函数才能顺利完成然而,对基础一般的学生来说构造恰当的辅助函数是相当有难度的。笔者在教学中进行探索找到一些可行的方法,在此与广大读者进行交流
一、构造辅助函数的原则
辅助函数的构造是有一定规律的。当某些数学问题使用通常的方法按定势思维去考虑很难奏效时可根据题设条件和结论的特征、性质展开联想,进而构造出解决问题的特殊模式这就是构造辅助函数解题的一般思路。
二、构造辅助函数方法探讨
1.仅告知被积函数连续的命题的证法
一般来说这类命题的证明要做辅助函数(或者说用輔助函数法更简便)。
在定积分不等式中辅助函数φ(x)的构造方法是将定积分不等式中,积分上限(或下限)及相同字母换成x迻项使不等式一端为 0,则另一端即为所设的辅助函数φ(x)
这类命题的证明思路:
(1)做辅助函数φ(x);
(2)求φ(x)嘚导数φ'(x),并判别φ(x)的单调性;
(3)求φ(x)在积分区间[ab]的端点值φ(a),φ(b)其中必有一个值为“0”,由第2条思路鈳推出φ(b)>φ(a)(或φ(b)