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原则是:同增或同减则复合函数增;一增一减则复合函数减。”
秦臆博努力理解:“同增同减增,一增一减减……”
她一边默念口诀,一边对照笔记上的例子。
周焕继续引导:“所以,在u单调递减的区间(-∞,1)上,外层f增,内层u减,一增一减,所以g(x)在(-∞,1)上……”
“减!”
秦臆博抢答,眼睛亮了一下。
“在u单调递增的区间(1,+∞)上,外层f增,内层u增,同增,所以g(x)在(1,+∞)上……”
“增!”
秦臆博感觉自己好像摸到了一点门道,但随即又想到关键,“那……怎么用定义法证明呢?老师刚才好像提了一句……”
周焕看了她一眼,似乎有些意外她会主动问证明。
他拿起笔,在笔记的空白处快速写下:
【设x1<x2,且x1,x2∈(1,+∞),
则u(x1)=x1^2-2x1,u(x2)=x2^2-2x2,
∵x1<x2>1,∴u(x1)<u(x2)(因u在(1,+∞)增),
又∵f(u)在R上增,且u(x1)<u(x2),
所以f(u(x1))<f(u(x2)),即g(x1)<g(x2),
故g(x)在(1,+∞)上单调递增。
】
步骤简洁,逻辑跳跃。
秦臆博盯着那几行推导,眉头越皱越紧。
“等等……”
她小声打断,指着第二步到第三步,“这里……为什么因为x1<x2>1,就能直接推出u(x1)<u(x2)?怎么证的u在(1,+∞)增?好像跳过了?”
周焕笔尖一顿,似乎没料到她会卡在这里。
他重新看向她,眼神里带着一丝探究:“u=x^2-2x,二次函数,对称轴x=1,开口向上,在对称轴右侧单调递增。
这是基础性质。”
“我知道开口向上,对称轴右边增……”
秦臆博有点急,“但具体证明……就是设x1<x2都在(1,+∞),然后作差u(x2)-u(x1)=(x2^2-2x2)-(x1^2-2x1)=(x2^2-x1^2)-2(x2-x1)=(x2-x1)(x2+x1)-2(x2-x1)=(x2-x1)(x2+x1-2)……”
她磕磕绊绊地回忆着普通班老师教的作差法,算到这里卡壳了,“然后……因为x2>x1>1,所以x2-x1>0,x2+x1>2,所以x2+x1-2>0……所以整个乘积大于零?所以u(x2)>u(x1)?”
她不太确定地看向周焕。
周焕眼中掠过一丝了然。
他明白了,她的基础薄弱点在于,对“已知的基础性质”
如何严谨地用定义法推导出来,这个过程是模糊的。
她可能背下了“开口向上对称轴右侧增”
这个结论,但对支撑这个结论的底层逻辑——定义法证明的完整步骤和变形技巧——并不熟练。
“对。”
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