比较数的大小是高考数学常考的题型之一。2022年全国新高考I卷比较数的大小的问题,着实坑了考生一把。相比较而言,下面这道2022年全国理科甲卷的选择压轴题,也是比较数的大小的题型,就简单得多了。

已知a=31/32, b=cos(1/4), c=4sin(1/4), 则

A. c>b>a; B. b>a>c; C. a>b>c; D. a>c>b

老黄说,我有计算器,随便一按,a=31/32=0.96875, b=cos(1/4)≈0.96891, c=4sin(1/4)≈0.989616. 一目了解c>b>a,应该选A. 然后就有人开始跟老黄对杠,说,你这个(骂人的话省略),高考能带计算器吗?然后老黄就回击,(老黄一般不骂人的)你根本看不明白我在说什么。

你说,学数学要是成了这个样子,那还有什么意思啦!这数学能学好那才奇了怪了呢。

分析:这道题主要运用到正数与其正弦、正切的不等式关系,即当0<x<π/2时,sinx<x<tanx. 假如记得这个不等式的人有五成的话,那么知道是怎么回事的人可能就不足一成了。能够自己动手证明的人更是凤毛麟角,而能够提出与教材不同的证明方法的人,可能就屈指可数了。你说,要是把上面抬杠的心思,都用到这里来,那该多好啊!

老黄的意思是,不要只会运用,必须要理解,而且自己证明一下,最好有自己不同的证明方法。因为这道考题下回你是不可能在高考中碰到的了。但是,这个不等式,你却大概率还是会用到的。

回到题目本身。比较a和b的大小,只须将b转化成b=cos(1/4)=1-2(sin(1/8))^2,根据sin(1/8)<1/8,就有b<1-1/32=31/32=a. 因此就可以排除C、D.

而比较c和b的大小就更简单了,只要求它们的商c/b=4tan(1/4),根据tan(1/4)>1/4. 就有c/b>1,而它们都是正数,所以c>b>a,选A.

教材证明sinx<=x<=tanx,(0<=x<π/2),是在单位 圆内进行的。在老黄的“老黄学高数”系列视频中也有介绍。也可能通过求它们的差(与0比较)或比(与1比较)来证明。这些在老黄以往的作品中都有过介绍,这里就不再赘述了。事实上,只要作出它们的图像,就能一目了然。

高考数学压轴题速解方法(高考数学常考题型)(1)

有没有一种类似于“拿计算器一算就能得到结果”的感觉?那还是一种杠精的思想,这当然不同了,因为画函数图像,也是一种数学能力哦。而且,由图像我们可以发现更多东西。

不难发现,直线y=x,在原点同时切sinx和tanx。关键是,sinx左凹下凸,由函数的凹凸性质,就可以推出sinx在0<x<π时,小于x。加上sinx的周期性以及y=x的单调增性,就可以推广到x>0时,sinx<x了。类似地,也可以证明tanx>x。有一点不同的是,tanx的周期性,反而使得,这个不等式只在(0,π/2)才恒成立.

所以,并不是方法不对,而是要看你善不善于去发现。

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