高一数学不等式证明经典例题10
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不等式的证明方法经典例题第一篇:不等式的证明方法经典例题不等式的证明方法不等式的证明是高中数学的一个难点,证明方法多种多样,近几年高考出现较为形式较为活跃,证明中经常需与函数、数列的知识综合应用,灵活的掌握运用各种方法是学好这部分知识的一个前提,下面我们将证明中常见的几种方法作一列举。
a2+b2a+b注意a+b≥2ab的变式应用。
常用(其中a,b∈R+)来解决有≥2222关根式不等式的问题。
一、比较法比较法是证明不等式最基本的方法,有做差比较和作商比较两种基本途径。
1、已知a,b,c均为正数,求证:111111++≥++ 2a2b2ca+bb+cc+a二、综合法综合法是依据题设条件与基本不等式的性质等,运用不等式的变换,从已知条件推出所要证明的结论。
2、a、b、c∈(0,+∞),a+b+c=1,求证:4a2+b2+c2≥44133、设a、b、c是互不相等的正数,求证:a+b+c>abc(a+b+c)4、知a,b,c∈R,求证:a2+b+2b2+c+2c2+a≥2(a+b+c)211(1+)(1+)≥9xy5、x、y∈(0,+∞)且x+y=1,证:。
6、已知a,b∈R,a+b=1求证: 1++⎛⎝1⎫⎛1⎫1⎪1+⎪≥.a⎭⎝b⎭9三、分析法分析法的思路是“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。
7、已知a、b、c为正数,求证:2(a+ba+b+c3-ab)≤3(-abc)238、a、b、c∈(0,+∞)且a+b+c=1,求证a+b+c≤3。
四、换元法换元法实质上就是变量代换法,即对所证不等式的题设和结论中的字母作适当的变换,以达到化难为易的目的。
9、b<1,求证:ab+(1-a2)(1-b2)≤1。
22x+y=1,求证:-2≤x+y≤210、114+≥.a-bb-ca-c1222212、已知1≤x+y≤2,求证:≤x-xy+y≤3.211、已知a>b>c,求证:13、已知x-2xy+y≤2,求证:| x+y |≤10.14、解不等式5-x-221x+1>2215、-1≤1-x-x≤2.五、增量代换法在对称式(任意互换两个字母,代数式不变)和给定字母顺序(如a>b>c)的不等式,常用增量进行代换,代换的目的是减少变量的个数,使要证的结论更清晰,思路更直观,这样可以使问题化难为易,化繁为简.16、已知a,b∈R,且a+b = 1,求证:(a+2)+(b+2)≥六、利用“1”的代换型2225.2111已知a,b,c∈R+,且a+b+c=1,求证:++≥9.abc17、七、反证法反证法的思路是“假设→矛盾→肯定”,采用反证法时,应从与结论相反的假设出发,推出矛盾的过程中,每一步推理必须是正确的。
高中不等式证明练习题及参考答案高中不等式证明练习题及参考答案不等式证明是可以作文练习题经常出现的,这类的练习题是的呢?下面就是店铺给大家整理的不等式证明练习题内容,希望大家喜欢。
不等式证明练习题解答(1/a+2/b+4/c)*1=(1/a+2/b+4/c)*(a+b+c)展开,得=1+2a/b+4a/c+b/a+2+4b/c+c/a+2c/b+4=7+2a/b+4a/c+b/a+4b/c+c/a+2c/b基本不等式,得>=19>=18用柯西不等式:(a+b+c)(1/a + 2/b + 4/c)≥(1+√2+2)^2=(3+√2)^2=11+6√2≥18楼上的,用基本不等式要考虑等号时候成立,而且如果你的式子里7+2a/b+4a/c+b/a+4b/c+c/a+2c/b直接用基本不等式得出的并不是≥18设ab=x,bc=y,ca=z则原不等式等价于:x^2+y^2+z^2>=xy+yz+zx<=>2(x^2+y^2+z^2)>=2(xy+yz+zx)<=>(x^2-2xy+y^2)+(y^2-2yz+z^2)+(z^2-2zx+x^2)>=0<=>(x-y)^2+(y-z)^2+(z-x)^2>=0含有绝对值的不等式练习。
1.实数x的不等式|x-|7|x+1|成立的前提条件是:x7x+7, -1-7x-7, x>-2,因此有:-20的解,∵a<0,不等式变形为x2+x-<0,它与不等式x2+x+<0比较系数得:a=-4,b=-9.函数y=arcsinx的定义域是 [-1, 1] ,值域是,函数y=arccosx的定义域是 [-1, 1] ,值域是[0, π] ,函数y=arctgx的定义域是 R ,值域是 .,函数y=arcctgx的定义域是 R ,值域是(0, π) .直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,来确定函数的值域。
多种方法证明高中不等式例1证明不等式n n2131211<++++(n ∈N *)证法一:(1)当n 等于1时,不等式左端等于1,右端等于2,所以不等式成立; (2)假设n =k (k ≥1)时,不等式成立,即1+k13121+++ <2k ,,1211)1(11)1(21121131211+=++++<+++=++<+++++k k k k k k k k k k 则∴当n =k +1时,不等式成立.综合(1)、(2)得:当n ∈N *时,都有1+n13121+++ <2n .另从k 到k +1时的证明还有下列证法:,1111212212:.12112,01),1(21)1(2,0)1()1()1(2)1(21)1(22+=+++>++=-++<++∴>++<++∴>+-=+++-=+--+k k k kk k k k k k k k k k k k k k k k k k k 又如.12112+<++∴k k k证法二:对任意k ∈N *,都有:.2)1(2)23(2)12(22131211),1(21221n n n n k k k k k k k =--++-+-+<++++--=-+<+=因此证法三:设f (n )=),131211(2nn ++++-那么对任意k ∈N*都有:1)1(])1(2)1[(11]1)1(2)1(2[1111)1(2)()1(2>+-+=++-+⋅+=-+-++=+--+=-+k k k k k k k k k k k k k k k k f k f∴f (k +1)>f (k )因此,对任意n ∈N * 都有f (n )>f (n -1)>…>f (1)=1>0, ∴.2131211n n <++++例2求使y x +≤a y x +(x >0,y >0)恒成立的a 的最小值. 解法一:由于a 的值为正数,将已知不等式两边平方,得: x +y +2xy ≤a 2(x +y ),即2xy ≤(a 2-1)(x +y ),①∴x ,y >0,∴x +y ≥2xy ,②当且仅当x =y 时,②中有等号成立. 比较①、②得a 的最小值满足a 2-1=1, ∴a 2=2,a =2 (因a >0),∴a 的最小值是2. 解法二:设yx xyy x xy y x y x y x yx yx u ++=+++=++=++=212)(2. ∵x >0,y >0,∴x +y ≥2xy (当x =y 时“=”成立), ∴y x xy +2≤1,yx xy+2的最大值是1. 从而可知,u 的最大值为211=+, 又由已知,得a ≥u ,∴a 的最小值为2. 解法三:∵y >0, ∴原不等式可化为yx+1≤a 1+yx, 设y x =tan θ,θ∈(0,2π). ∴tan θ+1≤a 1tan 2+θ;即tan θ+1≤a se c θ ∴a ≥sin θ+cos θ=2sin(θ+4π),③又∵sin(θ+4π)的最大值为1(此时θ=4π). 由③式可知a 的最小值为2.例3 已知a >0,b >0,且a +b =1.求证:(a +a 1)(b +b 1)≥425证法一:(分析综合法)欲证原式,即证4(ab )2+4(a 2+b 2)-25ab +4≥0,即证4(ab )2-33(ab )+8≥0,即证ab ≤41或ab ≥8.∵a >0,b >0,a +b =1,∴ab ≥8不可能成立 ∵1=a +b ≥2ab ,∴ab ≤41,从而得证. 证法二:(均值代换法) 设a =21+t 1,b =21+t 2.∵a +b =1,a >0,b >0,∴t 1+t 2=0,|t 1|<21,|t 2|<21.4254116254123162541)45(41)141)(141()21)(21()141)(141(211)21(211)21(11)1)(1(2242222222222222222112122221122212122=≥-++=--+=-++++++=++++++++=+++⨯+++=+⨯+=++∴t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t b b a a b b a a 显然当且仅当t =0,即a =b =21时,等号成立.证法三:(比较法)∵a +b =1,a >0,b >0,∴a +b ≥2ab ,∴ab ≤41425)1)(1(04)8)(41(4833442511425)1)(1(2222≥++∴≥--=++=-+⋅+=-++b b a a ab ab ab ab ab b a b b a a b b a a 证法四:(综合法)∵a +b =1, a >0,b >0,∴a +b ≥2ab ,∴ab ≤41.4251)1(41 16251)1(169)1(434111222≥+-⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥+-⇒≥-⇒=-≥-∴ab ab ab ab ab ab 425)1)(1(≥++b b a a 即 证法五:(三角代换法)∵a >0,b >0,a +b =1,故令a =sin 2α,b =cos 2α,α∈(0,2π) .425)1)(1(4252sin 4)2sin 4(412sin 125162sin 24.3142sin 4,12sin 2sin 416)sin 4(2sin 42cos sin 2cos sin )cos 1)(cos sin 1(sin )1)(1(2222222222222442222≥++≥-⇒⎪⎭⎪⎬⎫≥≥+-=-≥-∴≤+-=+-+=++=++b b a a b b a a 即得ααααααααααααααααα例4.已知a ,b ,c 为正实数,a +b +c =1. 求证:(1)a 2+b 2+c 2≥31(2)232323+++++c b a ≤6证明:(1)证法一:a 2+b 2+c 2-31=31(3a 2+3b 2+3c 2-1)=31[3a 2+3b 2+3c 2-(a +b +c )2]=31[3a 2+3b 2+3c 2-a 2-b 2-c 2-2ab -2ac -2bc ]=31[(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2]≥0 ∴a 2+b 2+c 2≥31证法二:∵(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2ac +2bc ≤a 2+b 2+c 2+a 2+b 2+a 2+c 2+b 2+c 2 ∴3(a 2+b 2+c 2)≥(a +b +c )2=1 ∴a 2+b 2+c 2≥31证法三:∵33222c b a c b a ++≥++∴a 2+b 2+c 2≥3cb a ++ ∴a 2+b 2+c 2≥31证法四:设a =31+α,b =31+β,c =31+γ. ∵a +b +c =1,∴α+β+γ=0∴a 2+b 2+c 2=(31+α)2+(31+β)2+(31+γ)2=31+32 (α+β+γ)+α2+β2+γ2=31+α2+β2+γ2≥31 ∴a 2+b 2+c 2≥31629)(323232323323,23323,21231)23(23:)2(=+++<+++++∴+<++<+++<⨯+=+c b a c b a c c b b a a a 同理证法一 ∴原不等式成立. 证法二:3)23()23()23(3232323+++++≤+++++c b a c b a336)(3=+++=c b a∴232323+++++c b a ≤33<6 ∴原不等式成立.例5.已知x ,y ,z ∈R ,且x +y +z =1,x 2+y 2+z 2=21,证明:x ,y ,z ∈[0,32]证法一:由x +y +z =1,x 2+y 2+z 2=21,得x 2+y 2+(1-x -y )2=21,整理成关于y 的一元二次方程得:2y 2-2(1-x )y +2x 2-2x +21=0,∵y ∈R ,故Δ≥0∴4(1-x )2-4×2(2x 2-2x +21)≥0,得0≤x ≤32,∴x ∈[0,32] 同理可得y ,z ∈[0,32]证法二:设x =31+x ′,y =31+y ′,z =31+z ′,则x ′+y ′+z ′=0, 于是21=(31+x ′)2+(31+y ′)2+(31+z ′)2 =31+x ′2+y ′2+z ′2+32 (x ′+y ′+z ′)=31+x ′2+y ′2+z ′2≥31+x ′2+2)(2z y '+'=31+23x ′2故x ′2≤91,x ′∈[-31,31],x ∈[0,32],同理y ,z ∈[0,32]证法三:设x 、y 、z 三数中若有负数,不妨设x <0,则x 2>0,21=x 2+y 2+z 2≥x 2+21232)1(2)(2222+-=+-=+x x x x z y >21,矛盾.x 、y 、z 三数中若有最大者大于32,不妨设x >32,则21=x 2+y 2+z 2≥x 2+2)(2z y +=x 2+2)1(2x -=23x 2-x +21=23x (x -32)+21>21;矛盾. 故x 、y 、z ∈[0,32]例6 .证明下列不等式:(1)若x ,y ,z ∈R ,a ,b ,c ∈R +,则cb a y b ac x a c b +++++22z 2≥2(xy +yz +zx ) (2)若x ,y ,z ∈R +,且x +y +z =xyz , 则zyx y x z x z y +++++≥2(z y x 111++))()()()()()(222)(4)(2))(()(2)]()()([)(2)(:)2()(20)()()()2()2()2()(22:)1.(62222222222223333332222222222222222222222222222222222≥-+-+-+-+-+-⇔++≥+++++⇔+++++≥+++++++⇔++≥+++++⋅⇔++≥+++++++≥+++++∴≥-+-+-=-++-++-+=++-+++++y x z x z y z y x y x xy x z zx z y yz xyz z xy yz x xy y x zx x z yz z y xyz z xy yz x x z z y y x xy y x zx x z yz z y z y x zx yz xy y x xy x z zx z y yz xyz zx yz xy z yx y x z x z y z y x zx yz xy z c b a y b a c x a c b x a c z c a z c b y b c y b a x a b zx x a cz c a yz z c b y b c xy y b a x a b zx yz xy z cb a y b ac x c b 所证不等式等介于证明证明∵上式显然成立,∴原不等式得证.例7.已知i ,m 、n 是正整数,且1<i ≤m <n . (1)证明:n i A i m <m i A i n ; (2)证明:(1+m )n >(1+n )m7.证明:(1)对于1<i ≤m ,且A i m =m ·…·(m -i +1),n i n n n n n nm i m m m m m m i i m i i m 11A ,11A +-⋅⋅-⋅=+-⋅⋅-⋅= 同理, 由于m <n ,对于整数k =1,2,…,i -1,有mkm n k n ->-, 所以i m i i n i i i mi i n n m mn A A ,A A >>即(2)由二项式定理有:(1+m )n =1+C 1n m +C 2n m 2+…+C nn m n ,(1+n )m =1+C 1m n +C 2m n 2+…+C m m n m ,由(1)知m iA in>n iA i m (1<i ≤m ),而C i m=!A C ,!A i i i ni n i m =∴m i C i n >n i C i m (1<m <n )∴m 0C 0n =n 0C 0n =1,m C 1n =n C 1m =m ·n ,m 2C 2n >n 2C 2m ,…, m m C m n >n m C m m ,m m +1C 1+m n >0,…,m n C n n >0, ∴1+C 1n m +C 2n m 2+…+C n n m n >1+C 1m n +C 2m n 2+…+C m m n m ,即(1+m )n >(1+n )m 成立.例8.若a >0,b >0,a 3+b 3=2,求证:a +b ≤2,ab ≤1. 证法一:因a >0,b >0,a 3+b 3=2,所以 (a +b )3-23=a 3+b 3+3a 2b +3ab 2-8=3a 2b +3ab 2-6=3[ab (a +b )-2]=3[ab (a +b )-(a 3+b 3)]=-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x 2-mx +n =0的两根,则⎩⎨⎧=+=ab n ba m ,因为a >0,b >0,所以m >0,n >0,且Δ=m 2-4n ≥0 ① 因为2=a 3+b 3=(a +b )(a 2-ab +b 2)=(a +b )[(a +b )2-3ab ]=m (m 2-3n )所以n =mm 3232-② 将②代入①得m 2-4(mm 3232-)≥0, 即mm 383+-≥0,所以-m 3+8≥0,即m ≤2,所以a +b ≤2,由2≥m 得4≥m 2,又m 2≥4n ,所以4≥4n , 即n ≤1,所以ab ≤1.证法三:因a >0,b >0,a 3+b 3=2,所以2=a 3+b 3=(a +b )(a 2+b 2-ab )≥(a +b )(2ab -ab )=ab (a +b )于是有6≥3ab (a +b ),从而8≥3ab (a +b )+2=3a 2b +3ab 2+a 3+b 3=(a +b )3,所以a +b ≤2,(下略)证法四:因为333)2(2b a b a +-+8))((38]2444)[(22222b a b a ab b a ab b a b a -+=----++=≥0, 所以对任意非负实数a 、b ,有233b a +≥3)2(b a +因为a >0,b >0,a 3+b 3=2,所以1=233b a +≥3)2(b a +,∴2b a +≤1,即a +b ≤2,(以下略)证法五:假设a +b >2,则a 3+b 3=(a +b )(a 2-ab +b 2)=(a +b )[(a +b )2-3ab ]>(a +b )ab >2ab ,所以ab <1, 又a 3+b 3=(a +b )[a 2-ab +b 2]=(a +b )[(a +b )2-3ab ]>2(22-3ab )因为a 3+b 3=2,所以2>2(4-3ab ),因此ab >1,前后矛盾,故a +b ≤2(以下略)。
ab ;⑥若a<b<0,贝贝—>—;cdab3.不等式一.不等式的性质:1■同向不等式可以相加;异向不等式可以相减:若a>b,c>d,则a+c>b+d(若a>b,c<d,则a-c>b-d),但异向不等式不可以相加;同向不等式不可以相减;2.左右同正不等式:同向的不等式可以相乘,但不能相除;异向不等式可以相除,但不能相乘:若a>b>0,c>d>0,则ac>bd(若a>b>0,0<c<d,则a>—);3•左右同正不等式:两边可以同时乘方或开方:若a>b>0,则a n>—或%疮>n b;4.若ab>0,a>b,则1<1;若ab<0,a>b,则1>1。
如abab(1) 对于实数a,b,c中,给岀下列命题:①若a>b,则ac2>bc2;②若ac2>bc2,则a>b;③若a<b<0,贝Ua2>ab>b2;④若a<b<0,贝』<—;⑦若c>a>b>0,贝卩a>b;⑧若a>b丄>,则a>0,b<0oc一ac一bab其中正确的命题是(答:②③⑥⑦⑧);(2) __________________________________________________ 已知-1<x+y<1,1<x一y<3,则3x一y的取值围是(答:1<3x-y<7);c(3) 已知a>b>c,且a+b+c=0,则_的取值围是二.不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得岀结果2•作商(常用于分数指数幂的代数式);3•分析法;4. 平方法;答:5. 分子(或分母)有理化;6. 利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法;8.图象法。
科 教学设计不等式一.考试内容:不等式.不等式的基本性质.不等式的证明.不等式的解法.含绝对值的不等式.二.考试要求:(1)理解不等式的性质及其证明.(2)掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单的应用.(3)掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式. (4)掌握简单不等式的解法.(5)理解不等式│a │-│b │≤│a+b │≤│a │+│b │【注意】不等式在数学的各个分支中都有广泛的应用,同时还是继续学习高等数学的基础.纵观历年试题,涉及不等式内容的考题大致可分为以下几类:①不等式的证明; ②解不等式;③取值范围的问题;④应用题.三.基础知识: 1.常用不等式:(1),a b R ∈⇒222a b ab +≥(当且仅当a =b 时取“=”号).(2),a b R +∈⇒2a b+≥(当且仅当a =b 时取“=”号).(3)3333(0,0,0).a b c abc a b c ++≥>>>(4)柯西不等式22222()()(),,,,.a b c d ac bd a b c d R ++≥+∈(5)b a b a b a +≤+≤-.2.极值定理已知y x ,都是正数,则有(1)若积xy 是定值p ,则当y x =时和y x +有最小值p 2;(2)若和y x +是定值s ,则当y x =时积xy 有最大值241s . 推广 已知R y x ∈,,则有xy y x y x 2)()(22+-=+ (1)若积xy 是定值,则当||y x -最大时,||y x +最大;当||y x -最小时,||y x +最小.(2)若和||y x +是定值,则当||y x -最大时, ||xy 最小;当||y x -最小时, ||xy 最大.3.一元二次不等式20(0)ax bx c ++><或2(0,40)a b ac ≠∆=->,如果a 与2ax bx c ++同号,则其解集在两根之外; 如果a 与2ax bx c ++异号,则其解集在两根之间.简言之:同号两根之外,异号两根之间. 121212()()0()x x x x x x x x x <<⇔--<<;121212,()()0()x x x x x x x x x x <>⇔--><或.4.含有绝对值的不等式当a> 0时,有22x a x a a x a <⇔<⇔-<<.22x a x a x a >⇔>⇔>或x a <-.5.指数不等式与对数不等式(1)当1a >时,()()()()f x g x aa f x g x >⇔>;()0log ()log ()()0()()a a f x f x g x g x f x g x >⎧⎪>⇔>⎨⎪>⎩.(2)当01a <<时,()()()()f x g x aa f x g x >⇔<;()0log ()log ()()0()()a a f x f x g x g x f x g x >⎧⎪>⇔>⎨⎪<⎩四.基本方法和数学思想1.掌握不等式性质,注意使用条件;2.掌握几类不等式(一元一次、二次、绝对值不等式、简单的指数、对数不等式)的解法,尤其注意用分类讨论的思想解含参数的不等式;勿忘数轴标根法,零点分区间法; 3.掌握用均值不等式求最值的方法:在使用a+b ≥ab 2(a>0,b>0)时要符合“一正二定三相等”; 注意均值不等式的一些变形,如2222)2(;)2(2b a ab b a b a +≤+≥+;4.不等式的证明方法.在其他知识的应用. 如数列中不等式的证明方法.构造函数证明不等式的思想和方法.五.高考题回顾1.(福建卷)下列结论正确的是 ( B )A .当2lg 1lg ,10≥+≠>x x x x 时且B .21,0≥+>xx x 时当C .xx x 1,2+≥时当的最小值为2 D .当xx x 1,20-≤<时无最大值 2. (辽宁卷)在R 上定义运算).1(:y x y x -=⊗⊗若不等式1)()(<+⊗-a x a x 对任意实数x 成立,则( C )A .11<<-aB .20<<aC .2321<<-a D .2123<<-a 3. (全国卷Ⅰ) 设10<<a ,函数)22(log )(2--=x x a a a x f ,则使0)(<x f 的x 的取值范围是( )(A ))0,(-∞ (B )),0(+∞(C ))3log ,(a -∞ (D )),3(log +∞a4. (重庆卷)不等式组⎩⎨⎧>-<-1)1(log 2|2|22x x 的解集为 ( )(A) (0,3) (B) (3,2);(C) (3,4);(D) (2,4)5. (04年辽宁卷.2)对于01a <<,给出下列四个不等① 1log (1)log (1)a a a a+<+ ②1log (1)log (1)a a a a+>+③111aaaa++< ④111aaaa++>其中成立的是( ).A .①与③B .①与④C .②与③D .②与④6. (04年全国卷一.文理12)2222221,2,2,a b b c c a +=+=+=则ab bc ca ++的最小值为( ).A 12B .12 C . 12- D .127.若x,y 是正数,则2211()()22x y y x+++的最小值为( ) A.3 B.72 C. 4 D. 928. 04年湖南卷.理7)设a >0, b >0,则以下不等式中不恒成立....的是( ). A. 11()()a b a b++≥4 B. 33a b +≥22abC. 222a b ++≥22a b +D.9.(江西卷)已知实数a 、b 满足等式,)31()21(b a =下列五个关系式: ①0<b <a②a <b <0 ③0<a <b ④b <a <0 ⑤a =b其中不可能成立的关系式有( )A .1个B .2个C .3个D .4个10.解关于x 的不等式20x ax a -<- 11.已知函数x x x f -+=)1ln()(,x x x g ln )(=.(Ⅰ)求函数)(x f 的最大值;(Ⅱ)设b a <<0,证明2ln )()2(2)()(0a b ba gb g a g -<+-+<.能力测试题(本卷共150分,考试时间120分钟)一、选择题(本大题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列命题中正确的是( )A .a >b ⇒ac 2>bc 2B .a >b ⇒a 2>b 2C .a >b ⇒a 3>b 3D .a 2>b 2⇒a >b2.设M =2a (a -2)+3,N =(a -1)(a -3),a ∈R ,则有( ) A .M >N B .M ≥N C .M <N D .M ≤N3.当|x |≤1时,函数y =ax +2a +1的值有正也有负,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥-13B .a ≤-1C .-1<a <-13D .-1≤a ≤-134.二次不等式ax 2+bx +1>0的解集为{x |-1<x <13},则ab 的值为( )A .-6B .6C .-5D .55.已知全集U =R ,且A ={x ||x -1|>2},B ={x |x 2-6x +8<0},则(∁U A )∩B 等于( )A .[-1,4)B .(2,3)C .(2,3]D .(-1,4)6.函数y =3xx 2+x +1(x <0)的值域是( )A .(-1,0)B .[-3,0)C .[-3,1]D .(-∞,0)7.当x ≥0时,不等式(5-a )x 2-6x +a +5>0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,4)B .(-4,4)C .[10,+∞)D .(1,10]8.若0<α<β<π4,sin α+cos α=a ,sin β+cos β=b ,则( )A .a <bB .a >bC .ab <1D .ab >29.(x +2y +1)(x -y +4)<0表示的平面区域为( )10.若a >0,b >0,则不等式-b <1x<a 等价于( )A .-1b <x <0或0<x <1aB .-1a <x <1bC .x <-1a 或x >1bD .x <-1b 或x >1a11.对一切实数x ,不等式x 2+a |x |+1≥0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-2,+∞)B .(-∞,-2)C .[-2,2]D .[0,+∞)12.函数y =f (x )的图象是以原点为圆心、1为半径的两段圆弧,如图所示.则不等式f (x )>f (-x )+x 的解集为( )A.⎣⎡⎭⎫-1,-255∪(0,1] B .[-1,0)∪⎝⎛⎭⎫0,255C.⎣⎡⎭⎫-1,-255∪⎝⎛⎭⎫0,255D.⎣⎡⎭⎫-1,-255∪⎝⎛⎦⎤255,1二、填空题(本大题共4小题,把答案填在题中横线上)13.设点P (x ,y )在函数y =4-2x 的图象上运动,则9x +3y 的最小值为________.14.已知不等式axx -1<1的解集为{x |x <1或x >2},则a =________.15.设实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2≤0,x +2y -5≥0,y -2≤0,则u =y x -xy 的取值范围是________.16.已知点A (53,5),过点A 的直线l :x =my +n (n >0),若可行域⎩⎪⎨⎪⎧x ≤my +n x -3y ≥0y ≥0的外接圆的直径为20,则实数n 的值是________.三、解答题(本大题共6小题,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.已知a >0,b >0,且a ≠b ,比较a 2b +b 2a与a +b 的大小.18.求z =3x -2y 的最大值和最小值,式中的x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧4x -5y +21≥0,x -3y +7≤0,2x +y -7≤0.19.若不等式x 2+ax +1≥0对于一切x ∈(0,12]成立,求a 的取值范围.20.某化工厂生产甲、乙两种肥料,生产1车皮甲种肥料能获得利润10000元,需要的主要原料是磷酸盐4吨,硝酸盐18吨;生产1车皮乙种肥料能获得利润5000元,需要的主要原料是磷酸盐1吨,硝酸盐15吨.现库存有磷酸盐10吨,硝酸盐66吨,在此基础上生产这两种肥料.问分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?21.整改校园内一块长为15 m ,宽为11 m 的长方形草地(如图A),将长减少1 m ,宽增加1 m(如图B).问草地面积是增加了还是减少了?假设长减少x m ,宽增加x m(x >0),试研究以下问题:x 取什么值时,草地面积减少? x 取什么值时,草地面积增加?22.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R )满足:对任意实数x ,都有f (x )≥x ,且当x ∈(1,3)时,有f (x )≤18(x +2)2成立.(1)证明:f (2)=2;(2)若f (-2)=0,求f (x )的表达式;(3)设g (x )=f (x )-m 2x ,x ∈[0,+∞),若g (x )图象上的点都位于直线y =14的上方,求实数m 的取值范围.。
一. 不等式的性质:二.不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果; 2.作商(常用于分数指数幂的代数式);3.分析法;4.平方法;5.分子(或分母)有理化; 6.利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法 ;8.图象法。
其中比较法(作差、作商)是最基本的方法。
三.重要不等式1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+(当且仅当b a =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0x >,则12x x+≥ (当且仅当1x =时取“=”); 若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)4.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”.(2)求最值的条件“一正,二定,三取等”(3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用. 2ab a +b ≤ab ≤ a +b 2 ≤ a 2+b 22 应用一:求最值例1:求下列函数的值域(1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1x 解题技巧:技巧一:凑项 例1:已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。
技巧二:凑系数 例1. 当时,求(82)y x x =-的最大值。
高一数学用数学归纳法证明不等式举例试题1.用数学归纳法证明“1+++…+<n(n∈N*,n>1)”时,由n=k(k>1)不等式成立,推证n=k+1时,左边应增加的项数是()A.2k﹣1B.2k﹣1C.2k D.2k+1【答案】C【解析】考查不等式左侧的特点,分母数字逐渐增加1,末项为,然后判断n=k+1时增加的项数即可.解:左边的特点:分母逐渐增加1,末项为;由n=k,末项为到n=k+1,末项为=,∴应增加的项数为2k.故选C.点评:本题是基础题,考查数学归纳法证明问题的第二步,项数增加多少问题,注意表达式的形式特点,找出规律是关键.2.用数学归纳法证明不等式成立,起始值至少应取为()A.7B.8C.9D.10【答案】B【解析】先求左边的和,再进行验证,从而可解.解:左边的和为,当n=8时,和为,故选B.点评:本题主要考查数学归纳法,起始值的验证,求解轭关键是发现左边的规律,从而解决问题.3.用数学归纳法证明2n≥n2(n∈N,n≥1),则第一步应验证.【答案】n=1时,2≥1成立.【解析】根据数学归纳法的步骤,结合本题的题意,是要验证n=1时,命题成立;将n=1代入不等式,可得答案.解:根据数学归纳法的步骤,首先要验证当n取第一个值时命题成立;结合本题,要验证n=1时,左=21=2,右=12=1,因为2>1成立,所以2n≥n2成立.故答案为:n=1时,2≥1成立.点评:本题考查数学归纳法的运用,解此类问题时,注意n的取值范围.4.用数学归纳法证明等式时,第一步验证n=1时,左边应取的项是【答案】1+2+3+4【解析】本题考查的知识点是数学归纳法的步骤,由等式,当n=1时,n+3=4,而等式左边起始为1的连续的正整数的和,由此易得答案.解:在等式中,当n=1时,n+3=4,而等式左边起始为1的连续的正整数的和,故n=1时,等式左边的项为:1+2+3+4故答案为:1+2+3+4点评:在数学归纳法中,第一步是论证n=1时结论是否成立,此时一定要分析等式两边的项,不能多写也不能少写,否则会引起答案的错误.5.设,则f(k+1)﹣f(k)= .【答案】.【解析】把函数中的n换成k+1,k,再作差后即得所求.解:当n=k+1时,,当n=k时,,则f(k+1)﹣f(k)=﹣()=,故答案为:.点评:本题考查函数的值、数学归纳法,体现了换元的数学思想,注意式子的结构特征,特别是首项和末项.6.(2011•河池模拟)已知正项数列{an }满足:a1=1,且(n+1)an+12=nan2﹣an+1an,n∈N*(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)设数列{}的前n项积为Tn ,求证:当x>0时,对任意的正整数n都有Tn>.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)见解析【解析】(I)先对(n+1)an+12﹣nan2+an+1an=0进行化简得到,再由累乘法可得到数列的通项公式是an.(II)根据(I)求出Tn,利用数学归纳法证明即可,证明过程中注意数学归纳法的步骤和导数的灵活应用.解:(I)∵(n+1)an+12﹣nan2+an+1an=0∴(另解﹣an不合题意舍去),∴,即,(II)由(I)得:Tn=n!,当x>0时,Tn>等价于x n<n!e x①以下用数学归纳法证明:①当n=1时,要证x<e x,令g(x)=e x﹣x,则g′(x)=e x﹣1>0,∴g(x)>g(0)=1>0,即x<e x成立;②假设当n=k时,①式成立,即x k<k!e x,那么当n=k+1时,要证x k+1<(k+1)!e x也成立,令h(x)=(k+1)!e x﹣x k+1,则h′(x)=(k+1)!e x﹣((k+1)x k=(k+1)(k!e x﹣x k),由归纳假设得:h′(x)>0,∴h(x)>h(0)=(k+1)!>0,即x k+1<(k+1)!e x也成立,由①②即数学归纳法原理得原命题成立.点评:本题主要考查数列递推关系式的应用和累乘法.求数列通项公式的一般方法﹣﹣公式法、累加法、累乘法、构造法等要熟练掌握,属中档题.7.(2008•武汉模拟)在数列|an |中,a1=t﹣1,其中t>0且t≠1,且满足关系式:an+1(an+t n﹣1)=an(t n+1﹣1),(n∈N+)(1)猜想出数列|an|的通项公式并用数学归纳法证明之;(2)求证:an+1>an,(n∈N+).【答案】见解析【解析】(1)由原递推式得到,再写出前几项,从而猜想数列|an|的通项公式,进而利用数学归纳法证明.(2)利用(1)的结论,作差进行比较,故可得证.解:(1)由原递推式得到,,=猜想得到…(3分)下面用数学归纳法证明10当n=1时 a1=t﹣1 满足条件20假设当n=k时,则,∴,∴即当n=k+1时,原命题也成立.由10、20知…(7分)(2)==而nt n﹣(t n﹣1+t n﹣2+…+t+1)=(t n﹣t n﹣1)+(t n﹣t n﹣2)+…+(t n﹣t)+(t n﹣1)=t n﹣1(t﹣1)+t n﹣2(t2﹣1)+t n﹣3(t3﹣1)+…+t(t n﹣1﹣1)+(t n﹣1)=故t>0,且t≠1时有an+1﹣an>0,即an+1>an…(13分)点评:本题考查数列的递推公式,用数学归纳法证明等式成立.证明当n=k+1时命题也成立,是解题的难点.8.(2005•辽宁)已知函数f(x)=(x≠﹣1).设数列{an }满足a1=1,an+1=f(an),数列{bn}满足bn =|an﹣|,Sn=b1+b2+…+bn(n∈N*).(Ⅰ)用数学归纳法证明bn≤;(Ⅱ)证明Sn<.【答案】见解析【解析】(Ⅰ)我们用数学归纳法进行证明,先证明不等式bn≤当n=1时成立,再假设不等式bn ≤当n=k(k≥1)时成立,进而证明当n=k+1时,不等式bn≤也成立,最后得到不等式bn≤对于所有的正整数n成立;(Ⅱ)根据(Ⅰ)的结论,我们可以利用放缩法证明Sn<,放缩后可以得到一个等比数列,然后根据等比数列前n项公式,即可得到答案.证明:(Ⅰ)当x≥0时,f(x)=1+≥1.因为a1=1,所以an≥1(n∈N*).下面用数学归纳法证明不等式bn≤.(1)当n=1时,b1=﹣1,不等式成立,(2)假设当n=k时,不等式成立,即bk≤.那么bk+1=|ak+1﹣|=≤.所以,当n=k+1时,不等式也成立.根据(1)和(2),可知不等式对任意n∈N*都成立.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,bn≤.所以Sn =b1+b2+…+bn≤(﹣1)++…+=(﹣1)•<(﹣1)•=.故对任意n∈N*,Sn<.点评:数学归纳法常常用来证明一个与自然数集N相关的性质,其步骤为:设P(n)是关于自然数n的命题,若1)(奠基) P(n)在n=1时成立;2)(归纳)在P(k)(k为任意自然数)成立的假设下可以推出P(k+1)成立,则P(n)对一切自然数n都成立.9.证明不等式(n∈N*)【答案】见解析【解析】证法一:利用数学归纳法证明(1)当n=1时,验证不等式成立;(2)假设n=k(k≥1)时,不等式成立,然后证明当n=k+1时,不等式也成立.即可.证法二:构造函数f(n)=,通过函数单调性定义证明f(k+1)>f(k)然后推出结论.证法一:(1)当n=1时,不等式左端=1,右端=2,所以不等式成立;(2)假设n=k(k≥1)时,不等式成立,即1+<2,则∴当n=k+1时,不等式也成立.综合(1)、(2)得:当n∈N*时,都有1+<2.证法二:设f(n)=,那么对任意k∈N*都有:∴f(k+1)>f(k)因此,对任意n∈N*都有f(n)>f(n﹣1)>…>f(1)=1>0,∴.点评:本题考查数学归纳法证明不等式的应用,构造法与函数的单调性的应用,考查逻辑推理能力,计算能力以及转化思想.10.试比较n n+1与(n+1)n(n∈N*)的大小.当n=1时,有n n+1(n+1)n(填>、=或<);当n=2时,有n n+1(n+1)n(填>、=或<);当n=3时,有n n+1(n+1)n(填>、=或<);当n=4时,有n n+1(n+1)n(填>、=或<);猜想一个一般性的结论,并加以证明.【答案】<,<,>,>【解析】本题考查的知识点是归纳推理与数学归纳法,我们可以列出n n+1与(n+1)n(n∈N*)的前若干项,然后分别比较其大小,然后由归纳推理猜想出一个一般性的结论,然后利用数学归纳法进行证明.解:当n=1时,n n+1=1,(n+1)n=2,此时,n n+1<(n+1)n,当n=2时,n n+1=8,(n+1)n=9,此时,n n+1<(n+1)n,当n=3时,n n+1=81,(n+1)n=64,此时,n n+1>(n+1)n,当n=4时,n n+1=1024,(n+1)n=625,此时,n n+1>(n+1)n,根据上述结论,我们猜想:当n≥3时,n n+1>(n+1)n(n∈N*)恒成立.①当n=3时,n n+1=34=81>(n+1)n=43=64即n n+1>(n+1)n成立.②假设当n=k时,k k+1>(k+1)k成立,即:>1则当n=k+1时,=>=>1即(k+1)k+2>(k+2)k+1成立,即当n=k+1时也成立,∴当n≥3时,n n+1>(n+1)n(n∈N*)恒成立.点评:数学归纳法常常用来证明一个与自然数集N相关的性质,其步骤为:设P(n)是关于自然数n的命题,若1)(奠基) P(n)在n=1时成立;2)(归纳)在P(k)(k为任意自然数)成立的假设下可以推出P(k+1)成立,则P(n)对一切自然数n都成立.。
高中数学不等式证明题目训练卷及答案一、选择题1、若\(a > b > 0\),则下列不等式中一定成立的是()A \(a +\frac{1}{b} > b +\frac{1}{a}\)B \(\frac{b + 1}{a + 1} >\frac{b}{a}\)C \(a \frac{1}{b} > b \frac{1}{a}\)D \(\frac{2a + b}{a + 2b} >\frac{a}{b}\)答案:A解析:因为\(a > b > 0\),所以\(a b > 0\)。
A 选项:\((a +\frac{1}{b})(b +\frac{1}{a})=(a b) +(\frac{1}{b} \frac{1}{a})=(a b) +\frac{a b}{ab}> 0\),所以\(a +\frac{1}{b} > b +\frac{1}{a}\),A 选项正确。
B 选项:\(\frac{b + 1}{a + 1} \frac{b}{a} =\frac{a(b+ 1) b(a + 1)}{a(a + 1)}=\frac{a b}{a(a + 1)}\),因为\(a(a + 1) > 0\),但\(a b\)的正负不确定,所以\(\frac{b + 1}{a + 1}\)与\(\frac{b}{a}\)大小不确定,B 选项错误。
C 选项:\((a \frac{1}{b})(b \frac{1}{a})=(a b) (\frac{1}{b} \frac{1}{a})=(a b) \frac{a b}{ab}\),当\(ab > 1\)时,\((a b) \frac{a b}{ab} < 0\),C 选项错误。
D 选项:\(\frac{2a + b}{a + 2b} \frac{a}{b} =\frac{b(2a + b) a(a + 2b)}{b(a + 2b)}=\frac{b^2 a^2}{b(a +2b)}\),因为\(b^2 a^2 < 0\),\(b(a + 2b) > 0\),所以\(\frac{2a + b}{a + 2b} \frac{a}{b} < 0\),D 选项错误。
高一数学具体的不等式试题答案及解析1.记关于x的不等式的解集为P,不等式的解集为Q.(1)若a=3,求P(2)若求正数a的取值范围【答案】(1)(2)【解析】思路分析:(1)解得(2)化简由得得到。
解:(1)由得(2)由得所以,即的取值范围是【考点】集合的概念,集合的运算,简单不等式的解法。
点评:中档题,为进行集合的运算,首先化简集合,明确集合中的元素是什么。
2.不等式的解集是【答案】【解析】等价于,所以,,故不等式的解集是。
【考点】简单分式不等式解法点评:简单题,分式不等式解法,主要是转化成整式不等式求解。
3.若不等式kx2-2x+6k<0(k≠0)。
(1)若不等式解集是{x|x<-3或x>-2},求k的值;(2)若不等式解集是R,求k的取值。
【答案】(1);(2)【解析】解:∵不等式kx2-2x+6k<0(k≠0),不等式的解集是{x|x<-3或x>-2},∴根据二次函数与方程的关系,得:k<0,且-3,-2为关于x的方程kx2-2x+6k=0的两个实数根,据韦达定理有-3+(-2)=,(2)根据题意,由于k=0,不符合题意舍去,当k不为零时,则根据开口向下,判别式小于零可知,4-24k<0,k<0得到取值范围是【考点】二次函数与不等式点评:本题考查了函数恒成立问题,着重考查二次函数的图象与性质,同时考查了分类讨论思想的运用和转化思想,易错点在于忽略当k=0的情形,属于中档题4.已知不等式的解集为,(1)求的值;(2)(文科做)解关于的不等式:(2)(理科做)解关于的不等式:.【答案】(1)m+2n=7(2)(文科做)a<-3时,不等式的解集为;a>-3时,不等式的解集为;a=-3时,不等式的解集为(2)(理科做)当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为,或;当时,原不等式的解集为,或.【解析】(1)由不等式的解集为知关于x的方程的两根为-1和n,且由根与系数关系,得∴,∴ m+2n=7(2)(文科做)由(1)知关于不等式可以化为,即故当-a>3,即a<-3时,不等式的解集为;当-a<3,即a>-3时,不等式的解集为;当-a=3,即a=-3时,不等式的解集为(2)(理科做)解:原不等式化为,①当时,原不等式化为,解得;②当时,原不等式化为,且,解得;③当时,原不等式化为,且,解得或;④当时,原不等式化为,解得且;⑤当时,原不等式化为,且,解得或;综上所述,当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为,或;当时,原不等式的解集为,或.【考点】含参数一元二次不等式的解法。
例1若OVaVl,则不等式(x-a)(x--)<0的解是a[]1A・ a<x< 一1B・一Vx<aaC・ x>1 或xVaaD・ x< -或x>aa分析比较a与丄的大小后雪出答案.a解VO<a<l, Aa<-,解应当在“两根之间”,得aVxV丄.a a选A.例2 Jx2-x-6有意义,贝收的取值范围是___________ .分析求算术根,被开方数必须是非负数.解据题意有,x2-x-620,即(x—3)(x+2)20,解在“两根之外”,所以xN3或xW—2.例 3 若ax2+bx-l<0 的解集为{xl~l<x<2},则a= _______ , b= _________ .分析根据一元二次不等式的解公式可知,一1和2是方程ax?+bx—l= 0的两个根,考虑韦达定理.解根据题意,一1, 2应为方程ax2+bx—1= 0的两根,则由韦达定理知b__ =(_l)+ 2 = 1< : 得—— =(—l)X2 = —2a1 1 ap,b—亍例4解下列不等式(1)(x-l)(3-x)<5-2x(2)x(x+ll)23(x+l)2(3)(2x +l)(x-3)> 3(x2+2), 3 , (4)3x~ -3x + 1> - —9 1(5)x~ -x + 1> -x(x- 1)分析将不等式适当化简变为ax^+bx+c>0(<0)形式, 然后根据“解公式”给出答案(过程请同学们自己完成).答(l){xlx<2 或x>4}3(2){xllWxW 寸(3)0(4)R(5)R说明:不能使用解公式的时候要先变形成标准形式.例5不等式l+x> 丄的解集为1-X[A.{xlx>0}B.{xIxNl}C. {xlx>l}D. {xlx>l 或 x=0}分析直接去分母需要考虑分母的符号,所以通常是采用移项后通分.解不等式化为1+X —丄>0,通分得三即土>。
高一数学不等式部分经典习题及答案一、不等式一、不等式的性质:1.同向不等式可以相加;异向不等式可以相减。
例如:若a>b。
c>d,则a+c>b+d(若a>b。
cb-d),但异向不等式不可以相加,同向不等式不可以相减。
2.左右同正不等式:同向的不等式可以相乘,但不能相除;异向不等式可以相除,但不能相乘。
例如:若a>b>0.c>d>0,则ac>bd(若a>b>0.0b/d)。
3.左右同正不等式:两边可以同时乘方或开方。
例如:若a>b>0,则a>b或a^n>b^n。
4.若ab>0,a>b,则a/b>1;若abb,则a/b<-1.例如:对于实数a,b,c,给出下列命题:①若a>b,则ac>bc;②若ac>bc,则a>b;③若a<b<c,则a<b<ab;④若ab^2;⑤若a1;⑥若ab;⑦若c>a>b>d,则(c-a)/(c-a+b-d)>0;其中正确的命题是②③⑥⑦⑧。
2)已知-1≤x+y≤1,1≤x-y≤3,则3x-y的取值范围是1≤3x-y≤7.3)已知a>b>c,且a+b+c=1,则c的取值范围是[-2,-1)。
二、不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果;2.作商(常用于分数指数幂的代数式);3.分析法;4.平方法;5.分子(或分母)有理化;6.利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法;8.图象法。
其中比较法(作差、作商)是最基本的方法。
例如:1)设a>1且a不等于1,t>0,比较(1+t)/loga和2loga(t)的大小。
当a>1时,(1+t)/loga=2loga(t)(t=1时取等号)。
2)设a>2,p=a+√a-2.q=2a-√a-2,比较p和q的大小。
高一数学不等式的证明练习题【例1】a,b,c是三角形的三边,0m>.求证:a b ca mb mc m+>+++;【例2】已知a b c>>,求证111a b b c a c+>---.【例3】已知a b c>>,求证:114a b b c a c+---≥.典例分析【例4】 已知0a >,0b >,且1a b +=.求证:11254a b a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭≥.【例5】 若a b c +∈R 、、,且1a b c ++=,求证:1111118a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭≥.【例6】 设,,a b c +∈R ,求证:11()()4a b c a b c++++≥.【例7】 已知,,a b c +∈R ,求证:222a b c a b c b c a++++≥.【例8】 已知,,x y z +∈R ,且1x y z ++=【例9】 若半径为1的圆内接ABC ∆的面积是14,三边长分别为,,a b c ,求证:⑴1abc =111a b c++.【例10】 已知a b c 、、是互不相等的正数,求证:222222()()()6a b c b a c c a b abc +++++>.【例11】 已知,,a b c 是一个三角形的三边之长,求证:(1)(1)(1)8a b c a b c a b cb c a c a b a b c++++++---+-+-+-≥.【例12】 若a b c +∈R 、、,且1a b c ++=,求证:1111118a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭≥.【例13】 ⑴已知,,a b c ∈R ,求证:222a b c ab bc ca ++++≥⑵若0a >,0b >,且1a b +=,求证:114a b+≥.【例14】 设x ,y ,z .【例15】 已知a ,b ,c )a b c ++.【例16】 已知锐角ABC ∆的三边长分别为a ,b ,c ,且a 边上的高为h ,求证:b c +【例17】 设a 、b 、c 是正实数,且满足1abc =,证明:1111111a b c b c a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-+ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭≤.【例18】 证明下列不等式:⑴若,,x y z ∈R ,,,a b c +∈R (+R 为正实数),则2222()b c c a a b x y z xy yz zx a b c+++++++≥.⑵若x ,y ,z +∈R (+R 为正实数),且x y z xyz ++=,则21112y z z x x yx y z x y z ⎛⎫+++++++ ⎪⎝⎭≥.【例19】 设0a b +>,求证:2211122211log ()log (1)log (1)22≥a b a b ++++.【例20】 已知正数,,a b c 满足1a b c ++=,证明:2223333a b c a b c ++++≥【例21】 设0(12)i x i n >=L ,,,且121n x x x +++=L ,n ∈N ,n ≥2. 求证12121313112323111()()()()()4n n n n n n x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x --+++++++++++L L ≤.【例22】 证明柯西不等式:()21122n n a b a b a b +++L ()()2222221212n n a a a b b b ++++++L L ≤(),1,2i i a b R i n ∈=L等号当且仅当120n a a a ====L 或i i b ka =时成立(k 为常数,1,2i n =L )【例23】 设()()20f x ax bx c a =++≠,若(0)1f ≤,(1)f ≤1,(1)1f -≤,试证明:对于任意11x -≤≤,有()54f x ≤.。
一.不等式的性质:二.不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果; 2.作商(常用于分数指数幂的代数式);3.分析法;4.平方法;5.分子(或分母)有理化; 6.利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法 ;8.图象法。
其中比较法(作差、作商)是最基本的方法。
三.重要不等式1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+(当且仅当b a =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0x >,则12x x+≥ (当且仅当1x =时取“=”); 若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)4.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”.(2)求最值的条件“一正,二定,三取等”(3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用. 2ab a +b ≤ab ≤ a +b 2 ≤ a 2+b 22 应用一:求最值例1:求下列函数的值域(1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1x 解题技巧:技巧一:凑项 例1:已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。
技巧二:凑系数 例1. 当时,求(82)y x x =-的最大值。
高一数学不等式经典例题数学嘛,有时候就像个神秘的盒子,让人既爱又恨。
你知道吗,特别是高一的同学们,面对那些不等式题,心里总是嘀咕:这到底是什么鬼!这就像是你要在一个迷宫里找出口,前面有个大叔在那儿笑眯眯地指路,结果说的全是些晦涩难懂的术语。
哎,真是让人哭笑不得。
今天咱们就来聊聊这不等式,轻松一下,让你们在考试时不至于抓狂。
想象一下,有一天你走进教室,老师在黑板上写下一个大大的不等式,像个大石头压在心头。
你可能心里想:这是什么情况,简直是天书!别担心,咱们先来拆解一下。
就拿“(a > b)”这事儿来说。
你可以把它想象成两个小朋友在赛跑,(a) 小朋友跑得飞快,而 (b) 小朋友慢得像个乌龟。
结果大家都知道,(a) 先到终点,(b) 只能在后面追着嚷:“慢点啊,别跑那么快!”不等式的魅力就在于它的灵活性。
你可以像变魔术一样,把它们变来变去,比如说,如果你把两边都加上一个数字,情况就会变化。
这就像你给两位小朋友都加上一块蛋糕,嘿,谁还不是个小富翁呢?可是呢,别忘了,减去的操作也是可以的。
就像你把小朋友的玩具藏起来,那就麻烦了,大家都要小心翼翼,不然就容易发生“争抢”事件。
说到不等式,咱们还得提到一个超级英雄,叫做“三角不等式”。
听上去很高大上,其实它就是在说:“两个边加起来大于第三边。
”简单来说,就是你跟朋友一起出去玩,两个小伙伴的力气加起来总得大于你一个人的力气,这样才能一起把大西瓜搬回家!想想那场景,几个小伙伴围着大西瓜,笑得像花儿一样,真是个欢乐的夏天!还有一个特别好玩的东西,叫做“均值不等式”。
这玩意儿告诉我们,平均数总是比最小值大。
就好比班里有几个小伙伴考得特别差,结果平均下来,大家的分数却居然还不错!这时候,大家可能会说:“哎,看看,那些学霸果然是拖了后腿啊!”可见,团队的力量是多么强大,有时候大家一起努力,分数能比单打独斗高出一截。
面对这些不等式,常常有同学会感到无从下手。
解题的关键在于细心和耐心。
高一数学基本不等式例题哎呀,高一的数学可真是让人又爱又恨呀!尤其是那基本不等式,听着就让人觉得有点高深莫测。
别急,今天咱们就来聊聊这个看似复杂但其实没那么可怕的玩意儿。
说到不等式,大家首先想到的可能是“某个数大于另一个数”,这听起来是不是有点无聊?但不等式可不仅仅是简单的比较。
就像是生活中的很多事情,有时候表面上看起来差不多,实际上却差得远呢。
你想想,拿个苹果和橙子来比。
如果我说一个苹果大于一个橙子,这听起来也不对劲,得看个头啊、品种啊。
哈哈,这就像是说有的同学数学特别厉害,但平时一看,哎,怎么又不认真呢!所以呀,不等式的关键就是看条件,得具体问题具体分析。
像那种“a + b”总是大于或等于“2√ab”的例子,真是经典呀!你要想,如果把a和b当作两个人,那么这俩人一起出门,肯定要比各自单独出门的结果要好,不是吗?这就是不等式的魅力了!咱们可以来点儿实际的例子。
假设咱们班里有一群同学,他们的数学成绩可真是五花八门,有的同学简直就是数理化的天才,而有的同学……嘿,听说过“及格线”吗?不过,没关系,大家都是从“零”开始的。
我们可以把这些成绩放在不等式里,看看哪些同学可以搭伙复习,哪几个一起攻克难关。
是不是特别有意思?这就像是在玩游戏,找出最强的组合,拿下“高分”这块儿蛋糕。
不等式也能帮我们解决生活中的一些小麻烦。
比如说,家里买了几种水果,想知道哪种水果的数量最多,你只需要简单地比较一下,嘿,算不算也是不等式的一种呢?我们面对的问题也像不等式,很多时候要找出最优解,但要注意,不要被表面的数据所迷惑。
有些同学总是觉得“我只要努力,就一定能考好”,但方法和策略也很重要哦。
再说说应用题,大家对它们是不是又爱又恨?哈哈,别担心,咱们可以用不等式来化繁为简。
就像是有个老朋友,教我怎么做问题时,他总是说:“把复杂的问题变简单!”于是我就用不等式的形式,轻轻松松搞定了!不等式就像是给你一把钥匙,打开了看似封闭的思路,让你看到更广阔的天地。
高一数学不等式证明经典例题10典型例题一例1 若,证明(且).分析1 用作差法来证明.需分为和两种情况,去掉绝对值符号,然后比较法证明.解法1 (1)当时,因为,所以.(2)当时,因为所以.综合(1)(2)知.分析2 直接作差,然后用对数的性质来去绝对值符号.解法2 作差比较法.因为,所以.说明:解法一用分类相当于增设了已知条件,便于在变形中脱去绝对值符号;解法二用对数性质(换底公式)也能达到同样的目的,且不必分而治之,其解法自然简捷、明快.典型例题二例2 设,求证:分析:发现作差后变形、判断符号较为困难.考虑到两边都是正数,可以作商,判断比值与1的大小关系,从而证明不等式.证明:∵ ,∴ ∴ . ∴ 又∵ ,∴ . 说明:本题考查不等式的证明方法――比较法(作商比较法).作商比较法证明不等式的步骤是:判断符号、作商、变形、判断与1的大小. 典型例题三例3 对于任意实数、,求证(当且仅当时取等号)分析这个题若使用比较法来证明,将会很麻烦,因为,所要证明的不等式中有,展开后很复杂。
若使用综合法,从重要不等式:出发,再恰当地利用不等式的有关性质及“配方”的技巧可得到证明。
证明:∵ (当且仅当时取等号)两边同加,即:(1)又:∵ (当且仅当时取等号)两边同加∴ ∴ (2)由(1)和(2)可得(当且仅当时取等号).说明:此题参考用综合法证明不等式.综合法证明不等式主要是应用均值不等式来证明,要注意均值不等式的变形应用,一般式子中出现有平方和乘积形式后可以考虑用综合法来解.典型例题四例4 已知、、,,求证分析显然这个题用比较法是不易证出的。
若把通分,则会把不等式变得较复杂而不易得到证明.由于右边是一个常数,故可考虑把左边的式子变为具有“倒数”特征的形式,比如,再利用“均值定理”就有可能找到正确的证明途径,这也常称为“凑倒数”的技巧.证明:∵ ∴ ∵ ,同理:,。
∴ 说明:此题考查了变形应用综合法证明不等式.题目中用到了“凑倒数”,这种技巧在很多不等式证明中都可应用,但有时要首先对代数式进行适当变形,以期达到可以“凑倒数”的目的.典型例题五例5已知,求证:>0. 分析:此题直接入手不容易,考虑用分析法来证明,由于分析法的过程可以用综合法来书写,所以此题用两种方法来书写证明过程. 证明一:(分析法书写过程) 为了证明>0 只需要证明>∵ ∴ ∴ >0 ∴ >成立∴ >0成立证明二:(综合法书写过程) ∵ ∴ ∴ >>0 ∴ >成立∴ >0成立说明:学会分析法入手,综合法书写证明过程,但有时这两种方法经常混在一起应用,混合应用时,应用语言叙述清楚. 典型例题六例6 若,且,求证:分析这个不等式从形式上不易看出其规律性,与我们掌握的定理和重要的结论也没有什么直接的联系,所以可以采用分析的方法来寻找证明途径.但用“分析”法证不等式,要有严格的格式,即每一步推出的都是上一步的充分条件,直到推出的条件是明显成立的(已知条件或某些定理等).证明:为要证只需证,即证,也就是,即证,即证,∵ ,∴ ,故即有,又由可得成立,∴ 所求不等式成立.说明:此题考查了用分析法证明不等式.在题目中分析法和综合法是综合运用的,要注意在书写时,分析法的书写过程应该是:“欲证……需证……”,综合法的书写过程是:“因为(∵)……所以(∴)……”,即使在一个题目中是边分析边说明也应该注意不要弄混.典型例题七例7 若,求证.分析:本题结论的反面比原结论更具体、更简、宜用反证法.证法一:假设,则,而,故.∴ .从而,∴ .∴ .∴ .这与假设矛盾,故.证法二:假设,则,故,即,即,这不可能.从而.证法三:假设,则.由,得,故.又,∴ .∴ ,即.这不可能,故.说明:本题三种方法均采用反证法,有的推至与已知矛盾,有的推至与已知事实矛盾.一般说来,结论中出现“至少”“至多”“唯一”等字句,或结论以否定语句出现,或结论肯定“过头”时,都可以考虑用反证法.典型例题八例8 设、为正数,求证.分析:用综合法证明比较困难,可试用分析法.证明:要证,只需证,即证,化简得,.∵ ,∴ .∴ .∴原不等式成立.说明:1.本题证明易出现以下错误证法:,,然后分(1) ;(2) ;(3) 且;(4) 且来讨论,结果无效. 2.用分析法证明数学问题,要求相邻两步的关系是,前一步是后一步的必要条件,后一步是前一步的充分条件,当然相互为充要条件也可以.典型例题九例9 已知,求证.分析:联想三角函数知识,进行三角换元,然后利用三角函数的值域进行证明.证明:从条件看,可用三角代换,但需要引入半径参数.∵ ,∴可设,,其中.∴ .由,故.而,,故.说明:1.三角代换是最常见的变量代换,当条件为或或时,均可用三角代换.2.用换元法一定要注意新元的范围,否则所证不等式的变量和取值的变化会影响其结果的正确性.典型例题十例10 设是正整数,求证.分析:要求一个项分式的范围,它的和又求不出来,可以采用“化整为零”的方法,观察每一项的范围,再求整体的范围.证明:由,得.当时,;当时,…… 当时,.∴ .说明:1、用放缩法证明不等式,放缩要适应,否则会走入困境.例如证明.由,如果从第3项开始放缩,正好可证明;如果从第2项放缩,可得小于2.当放缩方式不同,结果也在变化. 2、放缩法一般包括:用缩小分母,扩大分子,分式值增大;缩小分子,扩大分母,分式值缩小;全量不少于部分;每一次缩小其和变小,但需大于所求,第一次扩大其和变大,但需小于所求,即不能放缩不够或放缩过头,同时放缩后便于求和.典型例题十一例11 已知,求证:.分析:欲证不等式看起来较为“复杂”,宜将它化为较“简单”的形式,因而用分析法证明较好.证明:欲证,只须证.即要证,即要证.即要证,即要证.即要证,即.即要证(*)∵ ,∴(*)显然成立,故说明:分析法证明不等式,实质上是寻求结论成立的一个充分条件.分析法通常采用“欲证――只要证――即证――已知”的格式.典型例题十二例12 如果,,,求证:.分析:注意到不等式左边各字母在项中的分布处于分离状态,而右边却结合在一起,因而要寻求一个熟知的不等式具有这种转换功能(保持两边项数相同),由,易得,此式的外形特征符合要求,因此,我们用如下的结合法证明.证明:∵ .∴ .说明:分析时也可以认为是连续应用基本不等式而得到的.左右两边都是三项,实质上是公式的连续使用.如果原题限定,,,则不等式可作如下变形:进一步可得到:.显然其证明过程仍然可套用原题的思路,但比原题要难,因为发现思路还要有一个转化的过程.典型例题十三例13 已知,,,求证:在三数中,不可能都大于.分析:此命题的形式为否定式,宜采用反证法证明.假设命题不成立,则三数都大于,从这个结论出发,进一步去导出矛盾.证明:假设三数都大于,即,,.又∵ ,,,∴ ,,.∴ ① 又∵ ,,.以上三式相加,即得:② 显然①与②相矛盾,假设不成立,故命题获证.说明:一般情况下,如果命题中有“至多”、“至少”、“都”等字样,通常情况下要用反证法,反证法的关键在于“归谬”,同时,在反证法的证明过程中,也贯穿了分析法和综合法的解题思想.典型例题十四例14 已知、、都是正数,求证:.分析:用分析法去找一找证题的突破口.要证原不等式,只需证,即只需证.把变为,问题就解决了.或有分析法的途径,也很容易用综合法的形式写出证明过程.证法一:要证,只需证,即,移项,得.由、、为正数,得.∴原不等式成立.证法二:∵ 、、为正数,.即,故.,.说明:题中给出的,,,,只因为、、都是正数,形式同算术平均数与几何平均数定理一样,不加分析就用算术平均数与几何平均数定理来求证,问题就不好解决了.原不等式中是用“不大于”连结,应该知道取等号的条件,本题当且仅当时取“=”号.证明不等式不论采用何种方法,仅仅是一个手段或形式问题,我们必须掌握证题的关键.本题的关键是证明.典型例题十五例15 已知,,且.求证:.分析:记,欲证,联想到正、余弦函数的值域,本题采用三角换元,借助三角函数的变换手段将很方便,由条件,可换元,围绕公式来进行.证明:令,,且,则∵ ,∴ ,即成立.说明:换元的思想随处可见,这里用的是三角代换法,这种代换如能将其几何意义挖掘出来,对代换实质的认识将会深刻得多,常用的换元法有:(1)若,可设;(2)若,可设,,;(3)若,可设,,且.典型例题十六例16 已知是不等于1的正数,是正整数,求证.分析:从求证的不等式看,左边是两项式的积,且各项均为正,右边有2的因子,因此可考虑使用均值不等式.证明:∵ 是不等于1的正数,∴ ,∴ .① 又.② 将式①,②两边分别相乘得,∴ .说明:本题看起来很复杂,但根据题中特点,选择综合法求证非常顺利.由特点选方法是解题的关键,这里因为,所以等号不成立,又因为①,②两个不等式两边均为正,所以可利用不等式的同向乘性证得结果.这也是今后解题中要注意的问题.典型例题十七例17 已知,,,,且,求证.分析:从本题结构和特点看,使用比较法和综合法都难以奏效.为找出使不等式成立的充分条件不妨先用分析法一试,待思路清晰后,再决定证题方法.证明:要证,只需证,只需证.∵ ,,,∴ ,,,∴ ,∴ 成立.∴ .说明:此题若一味地用分析法去做,难以得到结果.在题中得到只需证后,思路已较清晰,这时改用综合法,是一种好的做法.通过此例可以看出,用分析法寻求不等式的证明途径时,有时还要与比较法、综合法等结合运用,决不可把某种方法看成是孤立的.典型例题十八例18 求证.分析:此题的难度在于,所求证不等式的左端有多项和且难以合并,右边只有一项.注意到这是一个严格不等式,为了左边的合并需要考查左边的式子是否有规律,这只需从下手考查即可.证明:∵ ,∴ .说明:此题证明过程并不复杂,但思路难寻.本题所采用的方法也是解不等式时常用的一种方法,即放缩法.这类题目灵活多样,需要巧妙变形,问题才能化隐为显,这里变形的这一步极为关键.典型例题十九例19 在中,角、、的对边分别为,,,若,求证.分析:因为涉及到三角形的边角关系,故可用正弦定理或余弦定理进行边角的转化.证明:∵ ,∴ .由余弦定理得∴ ,说明:三角形中最常使用的两个定理就是正弦和余弦定理,另外还有面积公式.本题应用知识较为丰富,变形较多.这种综合、变形能力需要读者在平时解题时体会和总结,证明不等式的能力和直觉需要长期培养.。
高一数学不等式证明经典例题10典型例题一例1 若,证明(且).分析1 用作差法来证明.需分为和两种情况,去掉绝对值符号,然后比较法证明.解法1 (1)当时,因为,所以.(2)当时,因为所以.综合(1)(2)知.分析2 直接作差,然后用对数的性质来去绝对值符号.解法2 作差比较法.因为,所以.说明:解法一用分类相当于增设了已知条件,便于在变形中脱去绝对值符号;解法二用对数性质(换底公式)也能达到同样的目的,且不必分而治之,其解法自然简捷、明快.典型例题二例2 设,求证:分析:发现作差后变形、判断符号较为困难.考虑到两边都是正数,可以作商,判断比值与1的大小关系,从而证明不等式.证明:∵ ,∴ ∴ . ∴ 又∵ ,∴ . 说明:本题考查不等式的证明方法――比较法(作商比较法).作商比较法证明不等式的步骤是:判断符号、作商、变形、判断与1的大小. 典型例题三例3 对于任意实数、,求证(当且仅当时取等号)分析这个题若使用比较法来证明,将会很麻烦,因为,所要证明的不等式中有,展开后很复杂。
若使用综合法,从重要不等式:出发,再恰当地利用不等式的有关性质及“配方”的技巧可得到证明。
证明:∵ (当且仅当时取等号)两边同加,即:(1)又:∵ (当且仅当时取等号)两边同加∴ ∴ (2)由(1)和(2)可得(当且仅当时取等号).说明:此题参考用综合法证明不等式.综合法证明不等式主要是应用均值不等式来证明,要注意均值不等式的变形应用,一般式子中出现有平方和乘积形式后可以考虑用综合法来解.典型例题四例4 已知、、,,求证分析显然这个题用比较法是不易证出的。
若把通分,则会把不等式变得较复杂而不易得到证明.由于右边是一个常数,故可考虑把左边的式子变为具有“倒数”特征的形式,比如,再利用“均值定理”就有可能找到正确的证明途径,这也常称为“凑倒数”的技巧.证明:∵ ∴ ∵ ,同理:,。
∴ 说明:此题考查了变形应用综合法证明不等式.题目中用到了“凑倒数”,这种技巧在很多不等式证明中都可应用,但有时要首先对代数式进行适当变形,以期达到可以“凑倒数”的目的.典型例题五例5已知,求证:>0. 分析:此题直接入手不容易,考虑用分析法来证明,由于分析法的过程可以用综合法来书写,所以此题用两种方法来书写证明过程. 证明一:(分析法书写过程) 为了证明>0 只需要证明>∵ ∴ ∴ >0 ∴ >成立∴ >0成立证明二:(综合法书写过程) ∵ ∴ ∴ >>0 ∴ >成立∴ >0成立说明:学会分析法入手,综合法书写证明过程,但有时这两种方法经常混在一起应用,混合应用时,应用语言叙述清楚. 典型例题六例6 若,且,求证:分析这个不等式从形式上不易看出其规律性,与我们掌握的定理和重要的结论也没有什么直接的联系,所以可以采用分析的方法来寻找证明途径.但用“分析”法证不等式,要有严格的格式,即每一步推出的都是上一步的充分条件,直到推出的条件是明显成立的(已知条件或某些定理等).证明:为要证只需证,即证,也就是,即证,即证,∵ ,∴ ,故即有,又由可得成立,∴ 所求不等式成立.说明:此题考查了用分析法证明不等式.在题目中分析法和综合法是综合运用的,要注意在书写时,分析法的书写过程应该是:“欲证……需证……”,综合法的书写过程是:“因为(∵)……所以(∴)……”,即使在一个题目中是边分析边说明也应该注意不要弄混.典型例题七例7 若,求证.分析:本题结论的反面比原结论更具体、更简、宜用反证法.证法一:假设,则,而,故.∴ .从而,∴ .∴ .∴ .这与假设矛盾,故.证法二:假设,则,故,即,即,这不可能.从而.证法三:假设,则.由,得,故.又,∴ .∴ ,即.这不可能,故.说明:本题三种方法均采用反证法,有的推至与已知矛盾,有的推至与已知事实矛盾.一般说来,结论中出现“至少”“至多”“唯一”等字句,或结论以否定语句出现,或结论肯定“过头”时,都可以考虑用反证法.典型例题八例8 设、为正数,求证.分析:用综合法证明比较困难,可试用分析法.证明:要证,只需证,即证,化简得,.∵ ,∴ .∴ .∴原不等式成立.说明:1.本题证明易出现以下错误证法:,,然后分(1) ;(2) ;(3) 且;(4) 且来讨论,结果无效. 2.用分析法证明数学问题,要求相邻两步的关系是,前一步是后一步的必要条件,后一步是前一步的充分条件,当然相互为充要条件也可以.典型例题九例9 已知,求证.分析:联想三角函数知识,进行三角换元,然后利用三角函数的值域进行证明.证明:从条件看,可用三角代换,但需要引入半径参数.∵ ,∴可设,,其中.∴ .由,故.而,,故.说明:1.三角代换是最常见的变量代换,当条件为或或时,均可用三角代换.2.用换元法一定要注意新元的范围,否则所证不等式的变量和取值的变化会影响其结果的正确性.典型例题十例10 设是正整数,求证.分析:要求一个项分式的范围,它的和又求不出来,可以采用“化整为零”的方法,观察每一项的范围,再求整体的范围.证明:由,得.当时,;当时,…… 当时,.∴ .说明:1、用放缩法证明不等式,放缩要适应,否则会走入困境.例如证明.由,如果从第3项开始放缩,正好可证明;如果从第2项放缩,可得小于2.当放缩方式不同,结果也在变化. 2、放缩法一般包括:用缩小分母,扩大分子,分式值增大;缩小分子,扩大分母,分式值缩小;全量不少于部分;每一次缩小其和变小,但需大于所求,第一次扩大其和变大,但需小于所求,即不能放缩不够或放缩过头,同时放缩后便于求和.典型例题十一例11 已知,求证:.分析:欲证不等式看起来较为“复杂”,宜将它化为较“简单”的形式,因而用分析法证明较好.证明:欲证,只须证.即要证,即要证.即要证,即要证.即要证,即.即要证(*)∵ ,∴(*)显然成立,故说明:分析法证明不等式,实质上是寻求结论成立的一个充分条件.分析法通常采用“欲证――只要证――即证――已知”的格式.典型例题十二例12 如果,,,求证:.分析:注意到不等式左边各字母在项中的分布处于分离状态,而右边却结合在一起,因而要寻求一个熟知的不等式具有这种转换功能(保持两边项数相同),由,易得,此式的外形特征符合要求,因此,我们用如下的结合法证明.证明:∵ .∴ .说明:分析时也可以认为是连续应用基本不等式而得到的.左右两边都是三项,实质上是公式的连续使用.如果原题限定,,,则不等式可作如下变形:进一步可得到:.显然其证明过程仍然可套用原题的思路,但比原题要难,因为发现思路还要有一个转化的过程.典型例题十三例13 已知,,,求证:在三数中,不可能都大于.分析:此命题的形式为否定式,宜采用反证法证明.假设命题不成立,则三数都大于,从这个结论出发,进一步去导出矛盾.证明:假设三数都大于,即,,.又∵ ,,,∴ ,,.∴ ① 又∵ ,,.以上三式相加,即得:② 显然①与②相矛盾,假设不成立,故命题获证.说明:一般情况下,如果命题中有“至多”、“至少”、“都”等字样,通常情况下要用反证法,反证法的关键在于“归谬”,同时,在反证法的证明过程中,也贯穿了分析法和综合法的解题思想.典型例题十四例14 已知、、都是正数,求证:.分析:用分析法去找一找证题的突破口.要证原不等式,只需证,即只需证.把变为,问题就解决了.或有分析法的途径,也很容易用综合法的形式写出证明过程.证法一:要证,只需证,即,移项,得.由、、为正数,得.∴原不等式成立.证法二:∵ 、、为正数,.即,故.,.说明:题中给出的,,,,只因为、、都是正数,形式同算术平均数与几何平均数定理一样,不加分析就用算术平均数与几何平均数定理来求证,问题就不好解决了.原不等式中是用“不大于”连结,应该知道取等号的条件,本题当且仅当时取“=”号.证明不等式不论采用何种方法,仅仅是一个手段或形式问题,我们必须掌握证题的关键.本题的关键是证明.典型例题十五例15 已知,,且.求证:.分析:记,欲证,联想到正、余弦函数的值域,本题采用三角换元,借助三角函数的变换手段将很方便,由条件,可换元,围绕公式来进行.证明:令,,且,则∵ ,∴ ,即成立.说明:换元的思想随处可见,这里用的是三角代换法,这种代换如能将其几何意义挖掘出来,对代换实质的认识将会深刻得多,常用的换元法有:(1)若,可设;(2)若,可设,,;(3)若,可设,,且.典型例题十六例16 已知是不等于1的正数,是正整数,求证.分析:从求证的不等式看,左边是两项式的积,且各项均为正,右边有2的因子,因此可考虑使用均值不等式.证明:∵ 是不等于1的正数,∴ ,∴ .① 又.② 将式①,②两边分别相乘得,∴ .说明:本题看起来很复杂,但根据题中特点,选择综合法求证非常顺利.由特点选方法是解题的关键,这里因为,所以等号不成立,又因为①,②两个不等式两边均为正,所以可利用不等式的同向乘性证得结果.这也是今后解题中要注意的问题.典型例题十七例17 已知,,,,且,求证.分析:从本题结构和特点看,使用比较法和综合法都难以奏效.为找出使不等式成立的充分条件不妨先用分析法一试,待思路清晰后,再决定证题方法.证明:要证,只需证,只需证.∵ ,,,∴ ,,,∴ ,∴ 成立.∴ .说明:此题若一味地用分析法去做,难以得到结果.在题中得到只需证后,思路已较清晰,这时改用综合法,是一种好的做法.通过此例可以看出,用分析法寻求不等式的证明途径时,有时还要与比较法、综合法等结合运用,决不可把某种方法看成是孤立的.典型例题十八例18 求证.分析:此题的难度在于,所求证不等式的左端有多项和且难以合并,右边只有一项.注意到这是一个严格不等式,为了左边的合并需要考查左边的式子是否有规律,这只需从下手考查即可.证明:∵ ,∴ .说明:此题证明过程并不复杂,但思路难寻.本题所采用的方法也是解不等式时常用的一种方法,即放缩法.这类题目灵活多样,需要巧妙变形,问题才能化隐为显,这里变形的这一步极为关键.典型例题十九例19 在中,角、、的对边分别为,,,若,求证.分析:因为涉及到三角形的边角关系,故可用正弦定理或余弦定理进行边角的转化.证明:∵ ,∴ .由余弦定理得∴ ,说明:三角形中最常使用的两个定理就是正弦和余弦定理,另外还有面积公式.本题应用知识较为丰富,变形较多.这种综合、变形能力需要读者在平时解题时体会和总结,证明不等式的能力和直觉需要长期培养.。