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关于对数值logaM与logcN比较大小的一个问题研讨

南宁许兴华 许兴华数学 2022-07-17

(南宁三中   许兴华数学)



近几天,有一位高中数学X老师给我发了下面的一个题目:

X老师还对我说:“在一个包含有478位来自全国的高中数学教师,研究了一整天,结果竟然对此题束手无策!现在向您许老师紧急求救啊!”

其实,多年只辅导高中学生的数学高考,又不认真研究奥数了,加之一年又一年地逐渐变老了——我的解题能力也渐渐下降了......

我进行了下面的解题尝试:

至此,本人的思维受阻,于是我尝试用几何画板研究了一下,得到下面的图形1:

图中点C的纵坐标即为a的值,点E的纵坐标即为b的值,可见:a>b.


但考试时学生是不可以用“几何画板”的,初等数学的方法确实难解!怎么办呢?

为此,我将此问题发到俺大哥许康华公众号《许康华竞赛优学》建立的微信奥数群,上面有很多名师,就让大师们来帮忙吧!

第一位解答的是李老师,他的解答如下(我本人重新整理并抄写了,否则太潦草,担心大家看不清楚):

(这是李老师解答的原稿)


起初,我看了很高兴!认为问题已经圆满解决了!不料,中国科技大学的王建伟教授提醒我说:“许老师觉得这解答是正确的吗?”

  仔细一看,原来还是有错误的!

下面是中科大的王建伟教授给出的正确解答(导数方法):(编者按:王教授的解答中转化了两个数,应注意一下:m=-a,n=-b.否则,同学们有可能看不懂!)

我们再提供接下来的杨志明老师给出的正确解答:

西安市曹程锦老师给出的正确解答(与上面杨老师的解答基本上一致):

我们非常感谢以上老师付出的辛勤劳动!


为了让同学们掌握好方法,下面,我们再给出一个类似的例子。



同学们可以先试一试:如果不允许你使用计算器和电脑,你是否可以做出下面这个小题呢?

童鞋门:学习了上面的4种解法后,你受到什么方法上的启示?

你能把这个问题推广为更加一般的情形吗?

有时候,也许我们可以说:学习的过程是一种由“模仿”到“创新”的过程。那么,仿照上面的方法,你可以做出【变式1】吗?

【知识点的准备】1.对数的换底公式:

【解题分析】要比较这两个对数值的大小,首先要注意数学上有一种叫做“化异为同”的思想:不同角化为同角、不同名化为同名函数(三角函数中),在对数中就是“不同的底数”要化为同底数,这样才方便比较对数值的大小。

这样,我们就可以轻而易举地解决【变式1】了:

好了,有了上面【变式1】的概括总结(一般规律),那么现在上面好像非常坑爹的【变式2】,你总该会做了吧?你悟出这其中的奥秘了吗?

关于“许兴华数学”: 


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