關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討

關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討

(南寧三中 許興華數學)


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


近幾天,有一位高中數學X老師給我發了下面的一個題目:


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


X老師還對我說:“在一個包含有478位來自全國的高中數學教師,研究了一整天,結果竟然對此題束手無策!現在向您許老師緊急求救啊!”

其實,多年只輔導高中學生的數學高考,又不認真研究奧數了,加之一年又一年地逐漸變老了——我的解題能力也漸漸下降了......

我進行了下面的解題嘗試:


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


至此,本人的思維受阻,於是我嘗試用幾何畫板研究了一下,得到下面的圖形1:


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


圖中點C的縱座標即為a的值,點E的縱座標即為b的值,可見:a>b.

但考試時學生是不可以用“幾何畫板”的,初等數學的方法確實難解!怎麼辦呢?

為此,我將此問題發到俺大哥許康華公眾號《許康華競賽優學》建立的微信奧數群,上面有很多名師,就讓大師們來幫忙吧!

第一位解答的是李老師,他的解答如下(我本人重新整理並抄寫了,否則太潦草,擔心大家看不清楚):


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


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(這是李老師解答的原稿)

起初,我看了很高興!認為問題已經圓滿解決了!不料,中國科技大學的王建偉教授提醒我說:“許老師覺得這解答是正確的嗎?”

仔細一看,原來還是有錯誤的!


關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


下面是中科大的王建偉教授給出的正確解答(導數方法):(編者按:王教授的解答中轉化了兩個數,應注意一下:m=-a,n=-b.否則,同學們有可能看不懂!)


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我們再提供接下來的楊志明老師給出的正確解答:


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西安市曹程錦老師給出的正確解答(與上面楊老師的解答基本上一致):

關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討


我們非常感謝以上老師付出的辛勤勞動!


為了讓同學們掌握好方法,下面,我們再給出一個類似的例子。

同學們可以先試一試:如果不允許你使用計算器和電腦,你是否可以做出下面這個小題呢?

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童鞋門:學習了上面的4種解法後,你受到什麼方法上的啟示?

你能把這個問題推廣為更加一般的情形嗎?

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有時候,也許我們可以說:學習的過程是一種由“模仿”到“創新”的過程。那麼,仿照上面的方法,你可以做出【變式1】嗎?

【知識點的準備】1.對數的換底公式:

關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討

【解題分析】要比較這兩個對數值的大小,首先要注意數學上有一種叫做“化異為同”的思想:不同角化為同角、不同名化為同名函數(三角函數中),在對數中就是“不同的底數”要化為同底數,這樣才方便比較對數值的大小。

這樣,我們就可以輕而易舉地解決【變式1】了:

關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討

好了,有了上面【變式1】的概括總結(一般規律),那麼現在上面好像非常坑爹的【變式2】,你總該會做了吧?你悟出這其中的奧秘了嗎?


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關於“許興華數學”:

關於對數值logaM與logcN比較大小的一個問題研討

(許興華數學)



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