第一篇:绝对不等式的证明
绝对不等式的证明
摘要:证明绝对不等式是数学基本知识的一部分,不等式的证明,就是证明所给定的不等式或对式中所含的字母的一切允许值都是成立的。证是不等式主要依靠二条,其一,是不等式的基本性质和一些重要不等式,其二,是证明不等式的一些常用方法。二者互相渗透。本文通过举例介绍几种证明的绝对不等式的方法。
关键词:绝对不等式,证明不等式的方法
1.用比较法证明不等式
比较法是证明不等式的常用法之一。它又分为计算插值和比值两种:
① 把所要正的不等式的左边的代数式减右边的代数式,再根据已知条件去证明这个差大于﹙或小于﹚零,这种证明法叫做计算差值法。
他的理论根据是:a≥b,﹙a≤b﹚a-b≥0﹙或a-b≤0﹚.② 当所要证明的不等式的两边的直皆正是,把左边的代数式除于右臂阿布的代数式,再根据已知条件去证明这个比值大于﹙或小于﹚1.这种正法叫做及钻比值法。他的理论依据是:当a>0.b>0 时,a≥b﹙a≤b﹚<=>
例:已知a,b 皆正数求证: aa≥1(或≤1)。bb
ab≥ab(当且仅当a=b时,等号成立)。
2abab2ab证:∵a>0.b>0,则-ab==22
(其中等号当且仅当)a=即a=b成立)
∴a22≥0 abab-ab≥0,即≥ab 22
2.用综合法和分析法证明不等式
证明绝对不等式的综合法是从题目的已知条件或已知成立的不等式出发,利用不等式的性质进行推导变形,进而得出所要求证的不等式。利用综合法的关键是熟知一些常用的不等式,通过变形将未知的不等式归结为常用不等式。如以下不等式是常用的:
a²+b²≥2ab,a+b/2≥ab,a³+b³+c³≥3abc(a,b,c∈R+)
a+b/2
≤a²+b²/2,a+b+c/3≤a²+b²+c²/3(a,b,c∈R+)
分析法是证明不等式的一种重要方法,用分析法论证“若A则B”这个命题的模式是:欲证B得真,只需要证明命题B的真,从而又„„,只要证明A为真。现在已知A真,故B真。可见分析法事执果索因,步步寻求上一步成立的充分条件,写出简要的形式为:
B<=B1<=B2<=„<=Bn<=A
以上述的b 只需要证b(a+m) 两端约去ab,故只需 再证bm 因为已知m>0; 只需b 但是这是已知条件,故原不等式成立。 值得注意的是分析法不是等价证明,不应写成: B<=>B1<=>B2<=>„<=>Bn<=>A 下面在举两例加以说明: 例1已知a>b>0,求证a-bb>0所以a->0,ab>0.只要证(a-)³<(ab)³ 即要证a-3a2b+3ab2-b 由于a>b>0此不等式显然成立 所以原不等式成立。 例2已知a>0;b>0;2c>a+b,求证: c-c2ab 分析要证c-c2ab 只要证-c2ab 即要证|a-c|<|c2ab| 即要证(a-c)² 即要证a-2ac<-ab 因a>0,只需证a-ac<-b 即a+b<2c此式为已知,故原命题成立。 3.用放缩法证明不等式 利用放缩法证明不等式的关键是找寻中间变量c;使得A 例3已知n为正整数,试证: 111)(1+)„(1+)>2n1/2 352n 1111分析令A=(1+)(1+)„(1+)352n1 462n=×„× 352n1(1+ 由于不等式bbm>(b>a,a,b,m∈R+)得 aam 45672n22n12n2n1>,>,„,>,> 34562n32n22n12n 将这个同向不等式相乘得 572n12n1×ׄ×× 462n22n 45672n2n12n12n1A²>×××ׄ××=> 34562n12n34A> 故A>2n1/2 4.反证法在不等式证明中的应用 反证法是解决数学问题的一种重要方法,在不等式的证明中也有着广泛的应用。用反证明不等式即先否定结论不成立,然后依据已知条件以及有关的定义、定理、公理,逐步导出与定义、定理、公理或已知条件等相矛盾或自相矛盾的结论,从而肯定原结论是正确的。它的步骤为: 假设结论的反面成立=>逻辑推理=>导出矛盾=>肯定结论。 下面举例加以说明 例4已知f(x)=x²+px+q求证:|f(1)|,|f(2)|,|f(3)|中至少有一个不小于1 2分析此题从正面解决比较困难,可以用反证法,假设结论不成立,即|f(1)|,|f(2)|,|f(3)|都小于1。则有 2 1111f(1)|<1+p+q|<-< 1+p+q< ①2222 1111f(2)|<4+2p+q|<<4+2p+q< ②2222 1111f(3)|<9+3p+q|<-<9+3p+q< ③ 2222 由于① ③得-119<2p+q<-22 此式于②式矛盾,这说明假设不成立,故原命题成立。 5.构造函式证明不等式 某些不等式从结构上接近某一函数,把某一字母看成自变量构成恰当的函数,利用函数的某些性质来证明不等式。利用构造函数法证明不等式关键是构造恰当的不等式。 例5已知a.b∈R,求证: ab 1ab≤b 1a+a 1b 分析:从不等式的结构来看,易构造函数f(x)= 上是函数。因为ab≤ab,所以f(ab)≤f(ab) 从而有 x(x≥0)易证f(x)在R+ 1x ab 1ab ≤≤ab1aba =b1ab+a1ab b 1a+1b 二轮专题 (十一)导数与不等式证明 【学习目标】 1.会利用导数证明不等式.2.掌握常用的证明方法.【知识回顾】 一级排查:应知应会 1.利用导数证明不等式要考虑构造新的函数,利用新函数的单调性或最值解决不等式的证明问题.比如要证明对任意x[a,b]都有f(x)g(x),可设h(x)f(x)g(x),只要利用导数说明h(x)在[a,b]上的最小值为0即可. 二级排查:知识积累 利用导数证明不等式,解题技巧总结如下: (1)利用给定函数的某些性质(一般第一问先让解决出来),如函数的单调性、最值等,服务于第二问要证明的不等式.(2)多用分析法思考.(3)对于给出的不等式直接证明无法下手,可考虑对不等式进行必要的等价变形后,再去证明.例如采用两边取对数(指数),移项通分等等.要注意变形的方向:因为要利用函数的性质,力求变形后不等式一边需要出现函数关系式.(4)常用方法还有隔离函数法,f(x)ming(x)max,放缩法(常与数列和基本不等式一起考查),换元法,主元法,消元法,数学归纳法等等,但无论何种方法,问题的精髓还是构造辅助函数,将不等式问题转化为利用导数研究函数的单调性和最值问题.(5)建议有能力同学可以了解一下罗必塔法则和泰勒展开式,有许多题都是利用泰勒展开式放缩得来.三极排查:易错易混 用导数证明数列时注意定义域.【课堂探究】 一、作差(商)法 例 1、证明下列不等式: ①exx1 ②lnxx 1③lnx1- ④lnx x2(x-1)2x,x(0,)(x1)⑤sinxx12 二、利用f(x)ming(x)max证明不等式 例 2、已知函数f(x)ax12eb(a1)lnx,(a,bR),g(x)x.xe2(1)若函数f(x)在x2处取得极小值0,求a,b的值; (2)在(1)的条件下,求证:对任意的x1,x2[e,e2],总有f(x1)g(x2).变式:证明:对一切x(0,),都有lnx 三、构造辅助函数或利用主元法 12成立.exex例 3、已知m,n为正整数,且1mn,求证:(1m)n(1n)m.变式:设函数f(x)lnx,g(x)2x2(x1).(1)试判断F(x)(x21)f(x)g(x)在定义域上的单调性;(2)当0ab时,求证f(b)f(a) 2a(ba).22ab 四、分析法证明不等式 例 4、设a1,函数f(x)(1x2)exa.若曲线y=f(x)在点P处的切线与x轴平行,且在点M(m,n)处的切线与直线OP平行(O是坐标原点),证明:m3a 变式:已知函数f(x)x2lnx.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)证明:对任意的t0,存在唯一的s,使tf(s). (Ⅲ)设(Ⅱ)中所确定的s关于t的函数为sg(t),证明:当te时,有 221.e2lng(t)1.5lnt2 五、隔离函数 例 5、已知函数f(x)exln(xm).(Ⅰ)设x0是f(x)的极值点,求m并讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)当m2时,证明:f(x)0.变式:已知函数f(x)nxxn,xR,其中nN,且n2.(1)讨论f(x)的单调性; (2)设曲线yf(x)与x轴正半轴的交点为P,曲线在点P处的切线方程为yg(x),求证:对于任意的正实数x,都有f(x)g(x); (3)若关于x的方程f(x)a(a为实数)有两个正实数根x1,x2,求证:x2x1 a2.1n 六、与数列结合 例 6、已知函数f(x)alnxax3(aR).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)求证: 变式:(1)已知x(0,),求证: 1x11ln; x1xx1111111(nN,n2).(2)求证:lnn1234n23n1ln2ln3ln4lnn1..(nN,n2)234nn【巩固训练】 1.已知函数f(x)图像的下方.2.已知函数fxln1x. 1x122xlnx,求证:在区间(1,)上,函数f(x)的图像在函数g(x)x3的23(Ⅰ)求曲线yfx在点0,f0处的切线方程; x31时,fx2x;(Ⅱ)求证:当x0,3x31恒成立,求k的最大值.(Ⅲ)设实数k使得fxkx对x0,3 nx1nx2xx23.已知0x1x2,求证:1.22n 4.设函数f(x)ln(1x)x(x0).(1)判断f(x)的单调性; (2)证明:(11n)ne(e为自然对数,nN*).5.已知函数f(x)exx.(1)求函数f(x)的最小值; (2)设不等式f(x)ax的解集为P,且[0,2]P,求实数a的取值范围; e123n(3)设nN,证明:.e1nnnnnnnn 6.已知f(x)ln(1x2)ax(a0).(1)讨论f(x)的单调性; (2)证明:(1124)(1134)(11n4)e(e为自然对数,nN*,n2).7.已知函数f(x)ln(1x)x,g(x)xlnx(1)求函数f(x)的最大值; (2)设0ab,证明 :0g(a)g(b)2g(ab)(ba)ln2.2 f(x)aexlnxbex18.设函数x,曲线yf(x)在点(1,(Ⅰ)求a,b;(Ⅱ)证明:f(x)1.f(1)处的切线为ye(x1)2.9.已知函数fxexax(a为常数)的图像与y轴交于点A,曲线yfx在点A处的切线斜率为-1.(Ⅰ)求a的值及函数fx的极值;(Ⅱ)证明:当x0时,x2ex; (Ⅲ)证明:对任意给定的正数c,总存在x0,使得当xx0,,恒有x2cex.10.(选作)已知f(x)(1x)ex1.(1)证明:当x0时,f(x)0;(2)数列{xn}满足xnexn1exn1,x11,求证:{xn}递减,且xn1.2n 11 不等式证明 不等式是数学的基本内容之一,它是研究许多数学分支的重要工具,在数学中有重要的地位,也是高中数学的重要组成部分,在高考和竞赛中都有举足轻重的地位。不等式的证明变化大,技巧性强,它不仅能够检验学生数学基础知识的掌握程度,而且是衡量学生数学水平的一个重要标志,本文将着重介绍以下几种不等式的初等证明方法和部分方法的例题以便理解。 一、不等式的初等证明方法 1.综合法:由因导果。 2.分析法:执果索因。基本步骤:要证..只需证..,只需证..(1)“分析法”证题的理论依据:寻找结论成立的充分条件或者是充要条件。 (2)“分析法”证题是一个非常好的方法,但是书写不是太方便,所以我们可利用分析法寻找证题的途径,然后用“综合法”进行表达。 3.反证法:正难则反。 4.放缩法:将不等式一侧适当的放大或缩小以达证题目的。放缩法的方法有: (1)添加或舍去一些项,如: 2)利用基本不等式,如: (3)将分子或分母放大(或缩小): 5.换元法:换元的目的就是减少不等式中变量,以使问题 化难为易、化繁为简,常用的换元有三角换元和代数换元。 6.构造法:通过构造函数、方程、数列、向量或不等式来证明不等式。 证明不等式的方法灵活多样,但比较法、综合法、分析法和数学归纳法仍是证明不等式的最基本方法。 7.数学归纳法:数学归纳法证明不等式在数学归纳法中专门研究。 8.几何法:用数形结合来研究问题是数学中常用的方法,若求证的不等式是几何不等式或有较明显的几何意义时,可以考虑构造相关几何图形来完成,若运用得好,有时则有神奇的功效。 9.函数法:引入一个适当的函数,利用函数的性质达到证明不等式的目的。 10.判别式法:利用二次函数的判别式的特点来证明一些不等式的方法。当a>0时,f(x)=ax2+bx+c>0(或<0).△<0(或>0)。当a<0时,f(x)>0(或<0).△>0(或<0)。 二、部分方法的例题 1.换元法 换元法是数学中应用最广泛的解题方法之一。有些不等式通过变量替换可以改变问题的结构,便于进行比较、分析,从而起到化难为易、化繁为简、化隐蔽为外显的积极效果。 注意:在不等式的证明中运用换元法,能把高次变为低次,分式变为整式,无理式变为有理式,能简化证明过程。尤其对含有若干个变元的齐次轮换式或轮换对称式的不等式,通过换元变换形式以揭示内容的实质,可收到事半功倍之效。 2.放缩法 欲证A≥B,可将B适当放大,即B1≥B,只需证明A≥B1。相反,将A适当缩小,即A≥A1,只需证明A1≥B即可。 注意:用放缩法证明数列不等式,关键是要把握一个度,如果放得过大或缩得过小,就会导致解决失败。放缩方法灵活多样,要能想到一个恰到好处进行放缩的不等式,需要积累一定的不等式知识,同时要求我们具有相当的数学思维能力和一定的解题智慧。 3.几何法 数形结合来研究问题是数学中常用的方法,若求证的不等式是几何不等式或有较明显的几何意义时,可以考虑构造相关几何图形来完成,若运用得好,有时则有神奇的功效。 不等式的证明 比较法证明不等式 a2b2ab1.设ab0,求证:2.ab2ab 2.(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲 (1)已知x、y都是正实数,求证:x3y3x2yxy2; (2对满足xyz1的一切正实数 x,y,z恒成立,求实数a的取值范围 .,1综合法证明不等式(利用均值不等式)3.已知abc, 求证:1 114.abbcac 4.设a,b,c均为正数,且a+b+c=1,证明: 1(Ⅰ)ab+bc+ac3; a2b2c2 1ca(Ⅱ)b 5.(1)求不等式x32x1的解集; 121225(a)(b)a,bR,ab1ab2.(2)已知,求证: 6.若a、b、c是不全相等的正数,求证: 分析法证明不等式 7.某同学在证明命题“7要证明732”时作了如下分析,请你补充完整.62,只需证明________________,只需证明___________,+292,展开得9即,只需证明1418,________________,所以原不等式:62成立.22263,(72)(63),因为1418成立。 abc8.已知a,b,cR。3 9.(本题满分10分)已知函数f(x)|x1|。 (Ⅰ)解不等式f(x)f(x4)8;{x|x≤-5,或x≥3}(Ⅱ)若|a|1,|b|1,且a0,求证:f(ab)|a|f().10.(本小题满分10分)当a,bMx|2x2时,证明:2|a+b|<|4+ab|.反证法证明不等式 11.已知a,b,c均为实数,且a=x2y+2baπππ22,b=y2z+,c=z2x+,236 求证:a,b,c中至少有一个大于0.12.(12分)若x,yR,x0,y0,且xy2。求证:1x和1y中至少有一个小于2.yx 放缩法证明不等式 13.证明不等式:1111121231 123n2 214.设各项均为正数的数列an的前n项和为Sn,满足4SnannN,且 14n1,a2,a5,a14构成等比数列. (1)证明:a2 (2)求数列an的通项公式;an2n1 (3)证明:对一切正整数n,有11a1a2a2a311. anan12 15.设数列an的前n项和为Sn.已知a11,2Sn12an1n2n,nN*.n33 (Ⅰ)求a2的值;a24(Ⅱ)求数列an的通项公式;ann2(Ⅲ)证明:对一切正整数n,有数学归纳法证明不等式 16.(本小题满分12分)若不等式11 n1n21a对一切正整数n都成立,求正3n12411a1a217.an4 整数a的最大值,并证明结论.25 17.用数学归纳法证明不等式: . 金牌师资,笑傲高考 2013年数学VIP讲义 【例1】 设a,b∈R,求证:a2+b2≥ab+a+b-1。第二篇:导数与不等式证明(绝对精华)
第三篇:不等式证明
第四篇:不等式证明
第五篇:不等式证明经典