第一篇:高考冲刺不等式的证明
高考冲刺不等式的证明
【本周授课内容】:不等式的证明
【重点】:正确使用不等式的基本性质与定理,理解并掌握证明不等式的常用方法。
【难点】:据所证不等式的结构特征选择证明方法以及把握不等式证明过程的基本过程及格式的规范。
主要内容及重点例题参考:
1.不等式证明的理论依据:不等式的概念和性质,实数的性质,以及一些基本的不等式:
(1)若a∈R,则|a|≥0,a2≥0。
(2)若a,b∈R,则a2+b2≥2ab。
(3)若a,b∈R+,则
(4)若a,b同号,则
(5)若a,b,c∈R+,则
2.证明不等式的基本方法:比较法(作差、作商),综合法,分析法,数学归纳法及反证法;另外还有如换元法、放缩法等。
3.例题分析:
例1.a,b,c∈R+,求证:a3+b3+c3≥3abc。
分析与解答:
证法一:(比较法)
∵ a3+b3+c3-3abc
=(a+b)3+c3-3a2b-3ab2-3abc
=(a+b+c)[a2+2ab+b2-ac-bc+c2]-3ab(a+b+c)
=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-ac-bc)
=(a+b+c)[
证法二(综合法):
∵ a3+b3=(a+b)(a2+b2-ab)≥(a+b)ab(当且仅当a=b时“=”成立)
b3+c3=(b+c)(b2+c2-bc)≥(b+c)bc(当且仅当b=c时“=”成立)
c3+a3=(a+c)(c2+a2-ca)≥(c+a)ca(当且仅当c=a时“=”成立)
∴ 2(a3+b3+c3)≥a2b+ab2+b2c+bc2+c2a+ca2
=b(a2+c2)+a(b2+c2)+c(a2+b2)
≥2abc+2abc+2abc=6abc。(当且仅当a=b=c时“=”成立)
∴ a3+b3+c3≥3abc。
例2.已知a,b,c为不等正数,求证:a2ab2bc2c>ab+cbc+aca+b。
≥+。≥2。≥。(6)若a,b∈R,则||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|。(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]≥0。∴ a3+b3+c3≥3abc。
分析:由于所证不等式两端都是幂和积的形式,且a,b,c为正数,可选用商值比较法。
证明:a,b,c为不等正数,不失一般性,设a>b>c>0,这时a2ab2bc2c>0,ab+cbc+aca+b>0。
=a(a-b)+(a-c)b(b-c)+(b-a)c(c-b)+(c-a)=()a-b()b-c()c-a
∵ a>b>c>0,∴ >1,a-b>0;>1,b-c>0;0<)b-c>1,(<1,c-a<0。)c-a>1。由指数函数的性质可知:()a-b>1,(∴ >1,即:a2ab2bc2c>ab+cbc+aca+b。
评述:例1的证法一与例2都是应用比较法证明不等式,求差比较法的基本步骤是“作差——变形——判定差式的正负”;求商比较法的基本步骤是“作商——变形——判定商式大于1或小于1”,应注意,求商比较法一般用于各字母均为正数的不等式的证明。
例3.已知a,b,c∈R,求证:
分析:不等式的左端是根式,而右端是整式,应设法通过适当的放缩变换将左式各根式的被开方式转化为完全平方式。
证明:∵ a2+b2≥2ab,∴ 2(a2+b2)≥a2+2ab+b2=(a+b)2,++≥(a+b+c)。
即a2+b2≥,两边开方,得:≥|a+b|≥(a+b)
同理可得≥(b+c),≥(c+a)
三式相加,得:
++≥(a+b+c)
例4.已知a,b,c∈R+,且a+b+c=1,求证:(1)
分析:利用基本不等式,采用综合法解决问题。
(1)证法一:++=+,∴ abc≤+,∴ ++≥9,(2)a2+b2+c2≥。=3+≥27,+++++≥3+2+2+2=9。证法二:∵ 1=a+b+c≥3
∴
++≥3≥3=9。
(2)∵ 1=a+b+c,∴ 1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc
≤a2+b2+c2+(a2+b2)+(a2+c2)+(b2+c2)=3(a2+b2+c2)。
∴ a2+b2+c2≥。
评述:利用综合法由因导果证明不等式,就要揭示出条件与结论之间的因果关系,为此要着力分析已知与求证之间的差异与联系,不等式左右两端的差异和联系,如例4是个条件不等式的证明问题。给出的特定条件是a+b+c=1,在分析所证不等式左右两端的差异后,合理应用已知条件,进行有效的变换就是证明不等式的关键。
例5.已知|a|<1,|b|<1,求证:|
分析:利用分析法证明。
证明:要证||<1成立,只要证|a+b|<|1+ab|,|<1。
只要证(a+b)2<(1+ab)2,即a2+b2+2ab<1+2ab+a2b2,只要证a2+b2-1-a2b2<0,只要证(a2-1)(1-b2)<0,只要证(a2-1)(b2-1)>0。∵ |a|<1,|b|<1,∴ a2<1,b2<1,∴(a2-1),(b2-1)同号,∴(a2-1)(b2-1)>0成立,∴ |
例6.已知a,b是不等正数,且a3-b3=a2-b2,求证:1 分析:已知条件中等式两端和求证结论中不等式两端有次数上的差异,因此在证明中应采用从已知条件出发,施行降次变换,或从求证结论出发,施行升次变换的方法。 证明:a,b是不等正数,且a3-b3=a2-b2,a2+ab+b2=a+b 3(a+b)<4(a+b)2=a2+2ab+b2>a2+ab+b2=a+b3(a+b)2<4(a+b)a+b>1。|<1。a+b< 3(a2+2ab+b2)<4(a2+ab+b2)a2-2ab+b2>0(a-b)2>0。 成立。即(a-b)2>0一定成立,故a+b< 评述:分析法是从求证的不等式出发,逐步寻求使不等式成立的条件,直至所需条件被确认成立,就断定求证的不等式成立。分析法的思路是:执果索因:从求证的不等式出发,探索使结论成立的充分条件,直至已成立的不等式。在例6中证明a+b>1采用的是综合法。证明a+b< 常常是相互配合交替进行的。 例7.已知a,b,c∈(0,1),求证:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a中至少有一个不大于 证明:假设(1-a)b>,(1-b)c>,(1-c)a>。采用的是分析法,事实上,推理论证中,由因导果和执果索因两种方法 ∵ a,b,c∈(0,1),∴ 1-a,1-b,1-c∈(0,1),∴ >,+>,+>,>。 三式相加,得: 由平均值定理可知:++≤++= 与上式相矛盾,故假设不成立。 ∴(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a中至少有一个不小于。 评述:反证法:基本思路是“假设——矛盾——肯定”,采用反证法证明不等式时,从与结论相反的假设出发,推出矛盾的过程中,每一步推理都必须是正确的。由于本题(例7)题目的结论是:三个数中“至少有一个不大于 复杂,会出现多个由异向不等式组成的不等式组,一一证明十分繁杂,而对结论的否定是三个数“都大于 明了,为推出矛盾提供了方便,故采用反证法是适宜的。 4.课后练习: (1)已知x∈R,求证:1+2x4≥x2+2x3 (2)已知a,b∈R,a≠b,求证:a2+ab+b2>0。”,情况比较”,结构简单 (3)求证log56·log54<1。提示:先化成常用对数,然后用均值不等式,有 (4)设x≠0,求证:x+≥2或x+≤-2。 www.xiexiebang.comm+„+Cnm,22mm(1+n)m=1+C1mn+Cmn+„+Cmn,46332927(小学)56954784(中学)www.xiexiebang.com=1,mCn=nCm=m·n,mCn>nCm,„,mmCmnmCmm+1m,mCm1n>0,„,mnCnn>n>0,∴1+C1+C22nn122mmnmnm+„+Cnm>1+Cmn+Cmn+„+Cmn,即(1+m)n>(1+n)m成立.8.证法一:因a>0,b>0,a3+b3=2,所以(a+b)3-23=a3+b3+3a2b+3ab2-8=3a2b+3ab2-6 =3[ab(a+b)-2]=3[ab(a+b)-(a3+b3)]=-3(a+b)(a-b)2≤0.即(a+b)3≤23,又a+b>0,所以a+b≤2,因为2ab≤a+b≤2,所以ab≤1.证法二:设a、b为方程x2-mx+n=0的两根,则mab,nab因为a>0,b>0,所以m>0,n>0,且Δ=m2-4n≥0 因为2=a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]=m(m2-3n)所以n=m2233m 将②代入①得m2-4(m2233m)≥0,即m383m≥0,所以-m3+8≥0,即m≤2,所以a+b≤2,由2≥m 得4≥m2,又m2≥4n,所以4≥4n,即n≤1,所以ab≤1.证法三:因a>0,b>0,a3+b3=2,所以 2=a3+b3=(a+b)(a2+b2-ab)≥(a+b)(2ab-ab)=ab(a+b)于是有6≥3ab(a+b),从而8≥3ab(a+b)+2=3a2b+3ab2+a3+b3=(a+b)3,所以a+b≤2,(下略) 证法四:因为a3b3ab32(2)(ab)[4a24b24aba2b22ab]3(ab)(ab)288≥0,所以对任意非负实数a、b,有a3b32≥(ab32) 因为a>0,b>0,a3+b 3=2,所以1=a3b3ab32≥(2),∴ab2≤1,即a+b≤2,(以下略) 证法五:假设a+b>2,则 46332927(小学)56954784(中学)www.edusx.net 免费数学资源网 ①② www.edusx.net 免费数学资源网 无需注册,免费下载,关注课件、试题、教案的打包下载和参考 a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]>(a+b)ab>2ab,所以ab<1,又a3+b3=(a+b)[a2-ab+b2]=(a+b)[(a+b)2-3ab]>2(22-3ab)因为a3+b3=2,所以2>2(4-3ab),因此ab>1,前后矛盾,故a+b≤2(以下略)46332927(小学)56954784(中学)www.edusx.net 免费数学资源网 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:高考重点18 不等式证明
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