一个不等式的七种证明方法
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不等式证明的基本方法
1.数学归纳法:归纳法是数学证明中最常用的方法之一,通常用来证
明自然数的性质。
对于不等式证明来说,如果我们希望证明不等式对于所
有自然数都成立,可以使用数学归纳法。
首先证明当自然数为1时不等式
成立,然后假设当自然数为k时不等式成立,再证明当自然数为k+1时不
等式也成立。
通过这种逐步推导的方法,可以证明不等式对于所有自然数
都成立。
2.数学推理法:数学推理法是一种基于数学定理和公理的推理方法,
通过逻辑推理来证明不等式的成立。
这种方法通常需要使用一些已知的数
学定理和性质来推导出不等式。
例如,可以使用数学的四则运算定律、平
方差公式、三角不等式等来推导不等式。
3.数学变换法:数学变换法是一种将不等式进行变换的方法,通过变
换不等式的形式来证明不等式的成立。
这种方法通常需要使用一些数学中
常见的变换方法,例如平方去根、换元法、倍加倍减等。
通过适当的变换,可以将不等式转化为更简单的形式,从而更容易证明。
无论采用哪种方法,不等式的证明都需要逻辑严谨、推理正确,以及
对数学定理和性质的熟练应用。
在实际证明中,常常需要综合运用多种方
法来解决问题,使得证明更加简洁和明了。
此外,证明中的每一步变换和
推理都需要严格地说明和证明,避免出现漏洞和错误。
高中数学:不等式题目的七种证明方法压轴题目一般是开放型的题目,每年都是会变化。
但大概率题目是函数、数列、圆锥曲线、不等式等知识的综合问题。
我就来总结一下不等式的证明方法。
01比较法所谓比较法,就是通过两个实数a与b的差或商的符号(范围)确定a与b大小关系的方法,即通过来确定a,b大小关系的方法。
前者为作差法,后者为作商法。
但要注意作差法适用范围较广;作商法再用时注意符号问题,如果同为正的话是没有问题的,同为负的话记得改变不等式的符号。
02分析法和综合这两个方法我们一般会一起使用。
分析法是从求证的不等式出发,分析这个不等式成立的充分条件,把证明这个不等式的问题转化为证明这些条件是否具备的问题。
如果能够肯定这些条件都已具备,那么就可以判定所证的不等式成立。
综合法是从已知或证明过的不等式出发,根据不等式的性质及公理推导出欲证的不等式。
我们来看一个例题,已知如果要用综合法或者分析法的话,对于过程上需要写明,即证,所以要证,也就是说,即等价于……一些转化的语句来过渡我们的题目。
当然这两个方法我们经常一起用,因为分析完条件,分析结论,两个一起分析做题速度更快一些呢。
03反证法从否定结论出发,经过逻辑推理,导出矛盾,证实结论的否定是错误的,从而肯定原结论是正确的。
这个方法其实是按照集合的补集理论来的,正难则反,但是要注意用反证法证明不等式时,必须将命题结论的反面的各种情形都要考虑到,不能少的。
反证法证明一个命题的思路及步骤:1)假定命题的结论不成立;2)进行推理,在推理中出现下列情况之一:与已知条件矛盾;与公理或定理矛盾;3)由于上述矛盾的出现,可以断言,原来的假定“结论不成立”是错误的;4)肯定原来命题的结论是正确的。
04放缩法在证明过程中,利用不等式的传递性,作适当的放大或缩小,证明有更好的不等式来代替原不等式。
放缩法的目的性强,必须恰到好处,。
同时在放缩时必须时刻注意放缩的跨度,放不能过头,缩不能不及,灵活性很大。
不等式证明的常用方法不等式是高中数学的重要内容,它几乎涉及整个高中数学的各个部分,因此,通过不等式这条纽带,可把中学数学的各部分内容有机地联系起来.而不等式的证明是高中数学的一个难点,加之题型广泛、方法灵活、涉及面广,常受各类考试命题者的青睐,亦成为历届高考中的热点问题.本节通过一些实例,归纳一下不等式证明的常用方法和技巧. 一、比较法证明不等式的比较法分为作差比较与作商比较两类,基本思想是把难于比较的式子变成其差再与0比较,或其商再与 l 比较.当欲证的不等式两端是乘积形式或幂指数形式时,常采用作商比较法.【例1】若,0,0>>b a 证明:2121212212)()(b a ab b a +≥+证法一 (作差比较) 左边-右边)()()(33b a abb a +-+=abb a ab b ab a b a )())((+-+-+=abb ab a b a )2)((+-+=0))((2≥-+=abb a b a∴原不等式成立证法二 (作商比较)右边左边ba ab b a ++=33)()()())((b a ab b ab a b a ++-+=abb ab a )(+-=12=-≥ababab∴原不等式成立.点评 用比较法证明不等式,一般要经历作差(或作商)、变形、判断三个步骤.变形的主要手段是通分、因式分解或配方;此外,在变形过程中,也可利用基本不等式放缩,如证法二.用作差比较法变形的结果都应是因式之积或完全平方式,这样有利于判断符号. 【例2】已知函数)(1)(2R x x x f ∈+=,证明:|||)()(|b a b f a f -≤- 证法一(作商比较)若||||b a =时,|||)()(|0b a b f a f -≤-=,当且仅当b a =时取等号. 若||||b a ≠时,∵0|)()(|>-b f a f ,0||>-b a∴=-+-+=--|||11||||)()(|22b a b a b a b f a f =-+-+b a b a 2211<+++--)11)((2222b a b a b a ≤++22b a ba 1即|||)()(|b a b f a f -≤-综上两种情况,得|||)()(|b a b f a f -≤-当且仅当b a =时取等号.证法二(作差比较))2(])1)(1(22[|||11|2222222222b ab a b a b a b a b a +--++-++=--+-+0])()1()1[(2])1)(1()1[(22222≤-++-+=++-+=b a ab ab b a ab 当且仅当b a =时取等号.点评 作商比较通常在两正数之间进行.本题若直接作差,则表达式复杂很难变形.由于不等式两边均非负,所以先平方去掉绝对值符号后再作差.不论是作差比较还是作商比较,“变形整理”都是关键. 二、基本不等式法 常用的基本不等式① 若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(当且仅当b a =时取等号);② 若+∈R b a ,,则ab ba 22≥+(当且仅当b a =时取等号); ③ 若b a ,同号,则2≥+baa b (当且仅当b a =时取等号);④ 若R b a ∈,,则≥+222b a 2)2(b a +(当且仅当b a =时取等号); ⑤ 若+∈R c b a ,,,则abc c b a 3333≥++(当且仅当c b a ==时取等号);⑥ 若+∈R c b a ,,,则33abc cb a ≥++(当且仅当c b a ==时取等号);⑦ 均值不等式nn n a a a na a a ⋅⋅≥+++ 2121(其中++∈∈N n R a a a n ,,,,21 )及它的变式n nn n n a a na a a a ⋅⋅≥+++ 2121,na a a a a a nn n n n +++≤⋅⋅ 2121,nn n na a a a a a )(2121+++≤⋅⋅【 例 3 】 ( 2004 年湖南省高考题)设0,0>>b a ,则以下不等式中不恒成立的是( )A.4)11)((≥++b a b a B 2332ab b a ≥+ C.b a b a 22222+≥++ D.b a b a -≥-||解:∵4122)11)((=⋅≥++abab b a b a ∴A 恒成立∵b a b a b a 221122222+≥+++=++ ∴C 恒成立 当b a ≤时,b a b a -≥-||,显然D 成立;当b a >时,b a b a -≥-||⇔a b b a ≥+-||⇔⇔≥+-+-a b b b a b a )(2)(0)(2≥-b b a 也恒成立∴D 恒成立。
不等式证明方法大全
在数学研究中,证明不等式是一项重要的内容。
目前,关于证明不等式的方法可以分
为几类,下面将详细展开讨论:
一、绝对值的技巧:将不等式中的变量都化为绝对值,这样可以有效地转换原不等式。
二、代数变换法:通过恰当的代数变换,将不等式中变量交换,从而转化为更简单的
不等式。
三、数量不等式法:将相同的不等式进行变形,将其变换为数量不等式,然后继续解决,从而获得结论。
四、角度不等式法:如果不等式涉及到测量角度的变量,我们可以将其转换为角度不
等式,然后判断两个角度的大小关系,从而获得结论。
五、条件不等式法:将不等式的左右两侧都加上某个条件,将其变换为条件不等式,
然后根据条件判断两个式子大小关系。
六、单值不等式变形法:将不等式变为单值不等式,然后将单值不等式中的变量通过
某种方式改变,从而继续解决不等式本身,用这种方法可以得出不等式的正确性。
七、多元不等式的考虑:由于某些不等式涉及多个变量,因此需要考虑这些变量的关系,包括不等式的变换形式,和多个变量的联系在内的其他因素,这样才能正确地证明不
等式的正确性。
以上就是证明不等式的各种方法,正确运用上述方法,可以帮助我们轻松地证明定理,有助于提高科学研究的水平。
不等式证明基本方法一、数学归纳法数学归纳法是证明自然数性质的一种基本方法,对于与整数有关的不等式,我们也可以利用数学归纳法进行证明。
其基本思路是先证明当n=1时不等式成立,再假设当n=k时不等式成立,然后通过数学推理证明当n=k+1时不等式也成立。
二、反证法当我们尝试利用数学归纳法证明不等式时,有时可能会遇到困难,这时我们可以尝试使用反证法。
反证法的证明过程是:先假设不等式不成立,然后推导出与已知条件或已证明的定理矛盾的结论,从而证明原不等式的正确性。
三、插值法插值法也是一种常见的不等式证明方法。
其基本思路是在待证不等式的两边加入适当的不等式,并利用不等式的传递性和可加减性进行推导,最终得到待证不等式的真假结论。
四、绝对值法对于涉及绝对值的不等式,我们可以利用绝对值的性质进行证明。
例如,对于,a-b,>c这样的绝对值不等式,我们可以根据绝对值的定义将其拆分为两个不等式,再分别进行证明。
另外,利用绝对值不等式的性质,我们还可以进行变量替换等操作,将原不等式化简为更简单的形式进行证明。
五、特殊化方法特殊化方法是指将不等式中的一些变量或参数取特殊值,从而达到简化不等式的目的。
例如,对于含有幂函数的不等式,我们可以通过取特殊值使得幂函数变为常数或者线性函数,从而将原不等式化简为更简单的形式。
综上所述,不等式证明的基本方法包括数学归纳法、反证法、插值法、绝对值法和特殊化方法等。
在具体的证明过程中,我们需要根据待证不等式的特点选择合适的方法,并灵活运用各种数学工具和技巧,从而得到准确的证明结论。
不等式证明方法大全1.推导法:推导法是指通过逻辑推理从已知不等式得出要证明的不等式。
常用的推导法有数学归纳法、递推法、代入法等。
其中,数学归纳法是一种常见的证明不等式的方法,它基于以下两个基本原理:基准步和归纳假设。
(1)基准步:证明当一些特定的变量取一些特定的值时,不等式成立。
(2)归纳假设:假设当一些特定的变量取小于等于一些特定值时,不等式成立。
通过利用以上两个原则,可以通过递推关系不断推导得出要证明的不等式。
2.数学运算法:数学运算法是指通过对不等式进行各种数学运算来得到要证明的不等式。
常用的数学运算包括加法、减法、乘法、除法等。
在进行这些运算时,需要注意运算规则和要证明的不等式所满足的条件,避免运算过程中引入新的限制条件。
3.几何法:几何法是指通过将不等式转化为几何问题进行证明。
几何法常用于证明平面图形的不等式定理,如三角形的不等式定理、平行四边形的不等式定理等。
通过将要证明的不等式几何化,可以通过几何性质和定理进行证明。
4.广义的带参数的方法:广义的带参数的方法是指将要证明的不等式引入参数,通过参数的取值范围来证明不等式的成立。
这种方法常用于证明含有多个变量的复杂不等式,通过引入参数使得不等式简化或者更易处理。
5.分情况讨论法:分情况讨论法是指将要证明的不等式拆分为几个不同的情况进行讨论,分别证明每个情况下不等式的成立。
通过逐个讨论每种情况,可以得出要证明的不等式的证明。
6.反证法:反证法是指假设要证明的不等式不成立,通过推理推出与已知条件矛盾的结论,从而证明不等式的成立。
反证法常用于证明不等式的唯一性和存在性。
7.递推法:递推法是指通过依次推导出不等式的前一项和后一项之间的关系,逐步逼近要证明的不等式。
通过不断进行递推,可以逐步证明不等式的成立。
以上是一些常见的不等式证明方法,它们可以单独使用,也可以结合使用。
在进行不等式证明时,需要注意逻辑严谨、计算准确和推导合理,同时还需要根据具体的题目和要求选择合适的证明方法。
构造函数法证明不等式的八种方法一、构造函数法是一种常用的数学证明方法,通过巧妙地构造函数,并对其性质进行分析,可以证明各种数学不等式。
下面就列举八种常用的构造函数法证明不等式的方法。
1.构造平方函数法:对于形如x^2≥0的不等式,可以构造f(x)=x^2,然后通过分析f(x)的性质,来证明不等式的成立。
2.构造递增函数法:对于形如a≥b的不等式,可以构造f(x)=x,然后通过分析f(x)的性质,来证明不等式的成立。
3.构造递减函数法:对于形如a≤b的不等式,可以构造f(x)=-x,然后通过分析f(x)的性质,来证明不等式的成立。
4.构造两个函数之差法:对于形如a-b≥0的不等式,可以构造f(x)=x^2和g(x)=(x-a)(x-b),然后通过分析f(x)和g(x)的性质,来证明不等式的成立。
5. 构造函数的和法:对于形如(a+b)^2≥0的不等式,可以构造f(x)=x^2和g(x)=a^2+b^2+2ab,然后通过分析f(x)和g(x)的性质,来证明不等式的成立。
6.构造函数的积法:对于形如(a·b)^2≥0的不等式,可以构造f(x)=x^2和g(x)=a^2·b^2,然后通过分析f(x)和g(x)的性质,来证明不等式的成立。
7.构造函数的倒数法:对于形如1/(a·b)≥0的不等式,可以构造f(x)=1/x和g(x)=a·b,然后通过分析f(x)和g(x)的性质,来证明不等式的成立。
8.构造指数函数法:对于形如e^x≥1的不等式,可以构造f(x)=e^x 和g(x)=1,然后通过分析f(x)和g(x)的性质,来证明不等式的成立。
以上就是八种常用的构造函数法证明不等式的方法。
在实际证明过程中,需要注意选择合适的函数,并结合函数的性质进行分析,以确定不等式的成立情况。
此外,还需要注意构造的函数在给定范围内是否满足所要求的性质,以确保证明的正确性。
构造函数法证明不等式的八种方法冷世平整理1.构造多项式函数法:通过构造一个多项式函数来证明不等式。
例如,要证明当$x>0$时,$x^3+x^2+x+1>0$,我们可以构造多项式$f(x)=x^3+x^2+x+1$,然后证明$f(x)$的系数全为正数,从而得到结论。
2. 构造变形函数法:通过构造一个特定的变形函数来证明不等式。
例如,要证明当$x>0$时,$x+\frac{1}{x}>2$,我们可以构造变形函数$f(x)=x+\frac{1}{x}-2$,然后证明$f(x)$的取值范围为正数,从而得到结论。
3. 构造反函数法:通过构造一个特定的反函数来证明不等式。
例如,要证明当$x>0$时,$\frac{1}{x}+\frac{1}{1-x}>2$,我们可以构造反函数$f(x)=\frac{1}{x}+\frac{1}{1-x}-2$,然后证明$f(x)$的取值范围为正数,从而得到结论。
4. 构造积分函数法:通过构造一个特定的积分函数来证明不等式。
例如,要证明当$x>0$时,$\int_{0}^{x}\sqrt{t}dt<x$,我们可以构造积分函数$f(x)=\int_{0}^{x}\sqrt{t}dt-x$,然后证明$f(x)$的取值范围为负数,从而得到结论。
5. 构造递推函数法:通过构造一个特定的递推函数来证明不等式。
例如,要证明$n$个正实数的算术平均数大于等于它们的几何平均数,我们可以构造递推函数$f(n)=\frac{a_1+a_2+\dots+a_n}{n}-\sqrt[n]{a_1a_2\dots a_n}$,然后证明$f(n)$关于$n$的递推关系为非负数,从而得到结论。
6. 构造交换函数法:通过构造一个特定的交换函数来证明不等式。
例如,要证明当$x,y,z>0$时,$(x+y)(y+z)(z+x)\geq 8xyz$,我们可以构造交换函数$f(x,y,z)=(x+y)(y+z)(z+x)-8xyz$,然后证明$f(x,y,z)$在$x,y,z$的任意交换下都保持不变或增加,从而得到结论。
第2节证明不等式的基本方法证明不等式的基本方法总结如下:一、利用数学分析中的中值定理、极值、单调性等性质进行证明。
1.利用中值定理:利用连续函数介值定理或拉格朗日中值定理,根据函数的一些性质,可以推出不等式的成立。
例如,证明一个凸函数在区间上的函数值不小于端点的函数值。
2.利用极值:通过求导或其他方法,找到函数的极值点,然后证明这些极值点就是不等式的最小(最大)值点。
例如,证明两数之积不大于它们的平方和,可以通过求导得到函数的极值点,然后通过证明这个极值点为最小值点来完成。
3.利用单调性:如果已知函数在一些区间上是严格递增(递减)的,可以通过证明不等式在一些特殊点成立,并通过函数的单调性推出在整个区间上成立。
例如,证明一个正数的倒数小于它自己,则可以先证明在0到1之间成立,然后利用单调性推出在整个正数范围内成立。
二、利用数学归纳法进行证明。
如果不等式中的变量是正整数,可以利用数学归纳法进行证明。
首先证明当n=1时不等式成立,然后假设当n=k时不等式成立,再证明当n=k+1时不等式也成立。
例如,证明n个正数的平均值不小于它们的几何平均值,可以先证明当n=1时成立,然后假设当n=k时成立,再证明当n=k+1时也成立,最后利用数学归纳法推出结论。
三、利用代数方法。
1.利用等价变形:对于一个复杂的不等式,可以通过进行等价变形来简化证明。
通过将不等式的两边同时加上或减去一些式子,或者将不等式两边同时乘以或除以一些式子,可以得到一个等价的不等式,然后证明这个等价的不等式。
例如,证明正数的n次方大于等于它的平方,可以将不等式两边同时开方,然后证明这个等价的不等式。
2. 利用加减法、乘除法不等式:对于一个分式或多项式不等式,可以通过利用加减法、乘除法的不等式性质,将不等式化简为更简单的形式,再进行证明。
例如,证明a+b≤2ab,则可以将两边同时减去a+b再加上2,利用不等式的性质简化后得到ab≥1,再证明这个等价的不等式。
一个不等式的七种证明方法
证明不等式就是证明所给不等式在给定条件下恒成立.由于不等式的形式是多种多样的,因此,不等式的证明方法也可谓是千姿百态.针对不等式证明,要具体问题具体分析,灵活选用证明方法,提高代数变形,推理论证能力,一题多解,有助于我们对辩证唯物主义观点有进一步的认识. 题目:已知a ,b ,c ,d ∈R ,求证:ac +bd ≤))((2222d c b a ++ 分析一:用分析法
证法一:(1)当ac +bd ≤0时,显然成立.
(2)当ac +bd >0时,欲证原不等式成立, 只需证(ac +bd )2≤(a 2+b 2)(c 2+d 2) 即证a 2c 2+2abcd +b 2d 2≤a 2c 2+a 2d 2+b 2c 2+b 2d 2 即证2abcd ≤b 2c 2+a 2d 2 即证0≤(bc -ad )2
因为a ,b ,c ,d ∈R ,所以上式恒成立, 综合(1)、(2)可知:原不等式成立. 分析二:用综合法 证法二:
(a 2+b 2)(c 2+d 2)=a 2c 2+a 2d 2+b 2c 2+b 2d 2
=(a 2c 2+2abcd +b 2d 2)+(b 2c 2-2abcd +a 2d 2)
=(ac +bd )2+(bc -ad )2≥(ac +bd )2 ∴))((2222d c b a ++≥|ac +bd |≥ac +bd .
故命题得证. 分析三:用比较法
证法三:∵(a 2+b 2)(c 2+d 2)-(ac +bd )2=(bc -ad )2≥0,
∴(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2
∴))((2222d c b a ++≥|ac +bd |≥ac +bd , 即ac +bd ≤))((2222d c b a ++. 分析四:用放缩法
证法四:为了避免讨论,由ac +bd ≤|ac +bd |,
可以试证(ac +bd )2≤(a 2+b 2)(c 2+d 2). 由证法1可知上式成立,从而有了证法四. 分析五:用三角代换法
证法五:不妨设⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==ββ
ααsin cos ,sin cos 2
211r d r c r b r a (r 1,r 2均为变量).
则ac +bd =r 1r 2cos αcos β+r 1r 2sin αsin β=r 1r 2cos (α-β) 又|r 1r 2|=|r 1|·|r 2|=))((22222222d c b a d c b a ++=+⋅+ 及r 1r cos (α-β)≤|r 1r 2| 所以ac +bd ≤))((2222d c b a ++. 分析六:用换元法
证法六:(1)当(a 2+b 2)(c 2+d 2)=0时,原不等式显然成立.
(2)当(a 2+b 2)(c 2+d 2)≠0时,欲证原不等式成立, 只需证| 2
2
2
2
d
c b a b
d ac +⋅++|≤1.
即证|
2
2
2
2
2
2
2
2
d
c d b
a b d
c c b
a a +⋅
+++⋅
+|≤1,
注意到(2
2b a a +)2+(
2
2b a b
+)2=1与
(
2
2d c c +)2+(22d c d +)2=1和cos 2x +sin 2x =1的结构特
征很类同,不妨设2
2b
a a
+=cos α, 2
2
d
c c +=cos β,
则2
2
b
a b +=sin α,
2
2
d
c d +=sin β,
故|
2
2222
22
2d
c b a bd
d
c b
a ac
+⋅++
++|
=|cos αcos β+sin αsin β| =|cos (α-β)|≤1 所以ac +bd ≤))((2222d c b a ++. 分析七:用构造函数法(判别式法)
证法七:待证不等式的结构特征与一元二次方程的判别式
Δ =b 2-4ac ≤0的结构特征很类似,由此不妨构造函数, f (x )=(a 2+b 2)x 2+2(ac +bd )x +(c 2+d 2)
=(a 2x 2+2acx +c 2)+(b 2x 2+2bdx +d 2) =(ax +c )2+(bx +d )2
显然不论x 取任何实数,函数f (x )的值均为非负数,因此,(1)当a 2+b 2≠0时,方程f (x )=0的判别式Δ≤0, 即[2(ac +bd )]2-4(a 2+b 2)(c 2+d 2)≤0, 即(ac +bd )2≤(a 2+b 2)(c 2+d 2)
故ac +bd ≤|ac +bd |≤))((2222d c b a ++
(2)当a 2+b 2=0时,原不等式显然成立. 分析八:用构造复数法
证法八:待证不等式的结构特征与复数的模相似
设复数Z 1=a+bi,Z 2=c+di 则有|z 12
又。