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文件名称:2026版步步高大一轮高考数学复习讲义第三章 §3.5 指对同构问题含答案.docx
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更新时间:2025-06-14
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2026版步步高大一轮高考数学复习讲义第三章§3.5指对同构问题§3.5指对同构问题

重点解读把一个等式或不等式通过变形,使左右两边结构、形式完全相同,构造函数,利用函数的单调性进行处理,找到这个函数模型的方法就是同构法.同构法主要解决含有指数、对数混合的等式或不等式问题.

题型一双变量地位同等同构

例1若对0x1x2a都有lnx2x1x1x22x

A.1 B.2

C.e D.2e

思维升华含有地位同等的两个变量x1,x2或x,y或a,b的等式或不等式,如果进行整理(即同构)后,等式或不等式两边具有结构的一致性,往往暗示应构造函数,应用函数单调性解决.

跟踪训练1若0x1x21,则下列不等式正确的是()

A.x1lnx1x2lnx2 B.x1lnx1x2lnx2

C.x2lnx1x1lnx2 D.x2lnx1x1lnx2

题型二指对同构法的理解

指对同构的常用形式

(1)积型:aea≤blnb,一般有三种同构方式:

①同左构造形式:aea≤lnbelnb,构造函数f(x)=xex;

②同右构造形式:ealnea≤blnb,构造函数f(x)=xlnx;

③取对构造形式:a+lna≤lnb+ln(lnb)(a0,b1),构造函数f(x)=x+lnx.

(2)商型:eaa≤

①同左构造形式:eaa≤elnblnb,构造函数

②同右构造形式:ealnea≤blnb,构造函数

③取对构造形式:a-lna≤lnb-ln(lnb)(a0,b1),构造函数f(x)=x-lnx.

(3)和、差型:ea±ab±lnb,一般有两种同构方式:

①同左构造形式:ea±aelnb±lnb,构造函数f(x)=ex±x;

②同右构造形式:ea±lneab±lnb,构造函数f(x)=x±lnx.

例2(1)(多选)若ea+ab+lnb(a,b为变量)成立,则下列选项正确的是()

A.alnb B.alnb

C.eab D.eab

(2)(2025·宜春模拟)在数学中,我们把仅有变量不同,而结构、形式相同的两个式子称为同构式,相应的方程称为同构方程,相应的不等式称为同构不等式.若关于a的方程aea-2=e4和关于b的方程b(lnb-2)=e3λ-1(a0,be2)可化为同构方程,则ab的值为.?

思维升华利用恒等式x=lnex和x=elnx,通过幂转指或幂转对进行等价变形,构造函数,然后由构造的函数的单调性进行研究.

跟踪训练2(多选)对不等式ax+eaxln(bx)+bx进行指对同构时,可以构造的函数是()

A.f(x)=lnx+x B.f(x)=xlnx

C.f(x)=x+ex D.f(x)=x

题型三同构法的应用

例3(1)设实数k0,对于任意的x1,不等式kekx≥lnx恒成立,则k的最小值为.?

(2)(2025·衡阳模拟)已知m是方程xeex-2+(e-1)lnx=2的一个根,则e2-me-1

A.1 B.2 C.3 D.5

思维升华常见的同构函数有:①f(x)=lnxx;②f(x)=xlnx;③f(x)=xex;④f(x)=

其中①④可以借助lnxx=lnxelnx=tet,②③可以借助xex=(lnex)ex=(lnt)

跟踪训练3(1)(2024·吕梁模拟)若关于x的不等式ea+x·lnxx2+ax对?x∈(0,1)恒成立,则实数a的取值范围为()

A.(-∞,0] B.[-1,0]

C.[-1,+∞) D.[0,+∞)

(2)已知e为自然对数的底数,a,b均为大于1的实数,若aea+1+bblnb,则()

A.bea+1 B.bea+1

C.abe D.abe

答案精析

例1B[由lnx2x1x1x2

0x1x2a,

得x1x2(lnx2-lnx1)2x2-2x1,

则lnx2-lnx12x

即lnx2-lnx12x1-

有lnx2+2x2lnx1+

令f(x)=lnx+2x(x0

则f(x2)f(x1),

所以f(x)=1x-2x2

令f(x)0?x2,

令f(x)0?0x2,

所以函数f(x)的单调递增区间为(2,+∞),单调递减区间为(0,2),

所以当0x1x22时,f(x2)f(x1)恒成立,

所以0a≤2,故a的最大值为2.]

跟踪训练1C[令f(x)=xlnx,则f(x)=1+lnx,

当0x1时,f(x)的正负不能确定,故x1lnx1与x2lnx2的大小不能确定,故选项A,B错误;

令g(x)=lnxx,则g(x)=

当0x1时,g(x)=1-lnxx20,则g(x)在(0

因为0x1x21,

所以g(x1)g(