比较大小,是数学学习中经常遇到的问题。最基础的比较方法,一是求两个数的差,通过差的正负判断大小。一个是求两个数的商,看商是否大于、等于或者小于1;当两个数都是正数的时候,商大于以1,则前面的数大于后面的数,如果都是负数,则结论相反。对于分数来说,分母相同看分子,分子相同看分母。当然最简单的问题,是依据正负号来判断,正数大于零,零大于负数。
这些都是很简单、很基础的知识,但是我们在学习中,不可能仅仅解决这么初级的问题。如,判断√18-√17 与 √17-√16的大小,无论求差,求商,都没法简单的判断大小。
这就需要掌握我们的思维武器了。前面也讲过,一是找“特殊”,二是“转化”。通过特殊,把未知的转化为已知的,把复杂的转化为简单的。
特殊的情况包括:和、差、余数,或者积为常数。而转化的方向就是变为分子相同、分母相同,等等。转化的方法,还是利用已有的知识,如,平方差公式。
下面具体讲一些案例。
1、等差:
例题1:28²-27²( )27²-26²
这道题硬算也可以,但是不够聪明。仔细观察,可以看到,括号两边,存在等差关系:28-27=27-26。而且算式的形式是平方差形式,这一点也应该一眼就能看出来。转化如下:
左面=(28 27)*(28-27)=(28 27)
右面=(27 26)*(27-26)=(27 26)
左右比较,可以得出:
28²-27²( > )27²-26²
例题2:√18-√16 与 √17-√15
左右两边也具有等差关系和平方差公式特征,利用平方差公式,可以变换为分子相同的两个数,再判断大小。
左面=(√18-√17)*(√18 √17)/(√18 √17)=(18-17)/(√18 √17)=2/√18 √17)
右面=(√17-√15)*(√17 √15)/(√17 √15)=2/(√17 √15)
左右两边分子相同,但左边分母大于右面分母。所以,
√18-√16 (>) √17-√15
例题3:25/28( )26/29
左右两个式子,分子分母都不相同,但具有相同的差:28-25=29-26,通过求差可以构造出分子相同的数。
1-25/28=3/27;
1-26/29=3/29;
3/27 > 3/29,所以:
25/28( < )26/29。
2、等和:
例题4:49*51( )48*52
49 51=48 52,左右两边因数的和相等。以两个因数的平均数50,构造平方差形式:
左边=(50-1)*(50 1)=50²-1
右边=(50-2)*(50 2)=50²-4
因此,49*51( > )48*52
例题5:50*50( )48*52
本题在此不做详解了。但可以结合例题4,举一反三:周长相等的矩形,正方形的面积最大。
3、余数相等
例题6:111/1111( )1111/11111
左边的倒数=1111/111=10 1/111
右边的倒数=11111/1111=10 1/1111
可见,左边的倒数>右边的倒数
因此,111/1111( < )1111/11111
4、公式法:
由(a b)²≥0,可得,a² b²≥-2ab,或a² b²≥2ab
例题7:99² 101²≥2*99*10
例题8:如果a,b均为正数,那么,
a b( )2 √a√b
例题9:如果a,b均为正数,那么,
a/b b/a ( ) 2
5、构造中间数法
有时候,两个数之间无法直接比较,这时可以尝试构造一个共同的中间数,两个数分别与中间数比较,再得出结论。
例题10:
求证:
1/1² 1/2² 1/3²……… 1/n²<2
解:
构造一个分母为相邻数成绩的多项式,然后求出这个多项式的极限值,作为中间数。
1/1² 1/2² 1/3²……… 1/n²<1/1² 1/(1*2) 1/(2*3)……… 1/(n-1)/n
=1 1-1/2 1/2-1/3 …… 1/(n-1)-1/n
=2-1/n < 2
,故得证。