椭圆01

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6.2 不等式的证明(一) ●知识梳理 1.均值定理:a+b≥2ab;

ab≤(2ba)2(a、b∈R+), 当且仅当a=b时取等号. 2.比较法:a-b>0a>b,a-b<0a<b.

3.作商法:a>0,b>0,ba>1a>b. 特别提示 1.比较法证明不等式是不等式证明的最基本的方法.作差后需要判断差的符号,作差变形的方向常常是因式分解后,把差写成积的形式或配成完全平方式.

2.比商法要注意使用条件,若ba>1不能推出a>b.这里要注意a、b两数的符号. ●点击双基

1.若a、b是正数,则2ba、ab、baab2、222ba这四个数的大小顺序是

A.ab≤2ba≤baab2≤222ba B.222ba≤ab≤2ba≤baab2 C.baab2≤ab≤2ba≤222ba D.ab≤2ba≤222ba≤baab2 解析:可设a=1,b=2, 则2ba=23,ab=2,

baab2=34,

222ba

=241=25=5.2.

答案:C 2.设0<x<1,则a=2x,b=1+x,c=x11中最大的一个是 A.a B.b C.c D.不能确定 解析:∵0<x<1,

∴1+x>2x=x4>x2.

∴只需比较1+x与x11的大小. ∵1+x-x11=xx1112=-xx12<0, ∴1+x<x11. 答案:C 3.(2005年春季上海,15)若a、b、c是常数,则“a>0且b2-4ac<0”是“对任意x∈R,有ax2+bx+c>0”的 A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 必要条件 解析:当a>0,b2-4ac<0时,ax2+bx+c>0. 反之,ax2+bx+c>0对x∈R成立不能推出a>0,b2-4ac<0. 反例:a=b=0,c=2.故选A. 答案:A 4.(理)已知|a+b|<-c(a、b、c∈R),给出下列不等式: ①a<-b-c;②a>-b+c;③a<b-c;④|a|<|b|-c;⑤|a|<-|b|-c. 其中一定成立的不等式是____________.(把成立的不等式的序号都填上) 解析:∵|a+b|<-c,∴c<a+b<-c. ∴-b+c<a<-b-c.故①②成立,③不成立. ∵|a+b|<-c,|a+b|≥|a|-|b|, ∴|a|-|b|<-c.∴|a|<|b|-c. 故④成立,⑤不成立. 答案:①②④ (文)若a、b∈R,有下列不等式:①a2+3>2a;②a2+b2≥2(a-b-1);③a5+b5>

a3b2+a2b3;④a+a1≥2.其中一定成立的是__________. 解析:①a2+3-2a=(a-1)2+2>0, ∴a2+3>2a; ②a2+b2-2a+2b+2=(a-1)2+(b+1)2≥0, ∴a2+b2≥2(a-b-1); ③a5+b5-a3b2-a2b3=a3(a2-b2)+b3(b2-a2) =(a2-b2)(a3-b3)=(a+b)(a-b)2(a2+ab+b2). ∵(a-b)2≥0,a2+ab+b2≥0,但a+b符号不确定, ∴a5+b5>a3b2+a2b3不正确;

④a∈R时,a+a1≥2不正确. 答案:①② 5.船在流水中在甲地和乙地间来回行驶一次的平均速度v1和在静水中的速度v2的大小关系为____________. 解析:设甲地至乙地的距离为s,船在静水中的速度为v2,水流速度为v(v2>v>0),则船在流水中在甲乙间来回行驶一次的时间

t=vvs2+vvs2=22222vvsv,

平均速度v1=ts2=2222vvv. ∵v1-v2=2222vvv-v2=-22vv<0, ∴v1<v2. 答案:v1<v2 ●典例剖析

【例1】 设a>0,b>0,求证:(ba2)21(ab)21≥a21+b21. 剖析:不等式两端都是多项式的形式,故可用比差法证明或比商法证明. 证法一:左边-右边=abba33)()(-(a+b)

=abbaabbababa)())(( =abbababa))((2=abbaba2))((≥0. ∴原不等式成立. 证法二:左边>0,右边>0,

右边左边=)())((baabbababa=abbaba≥ababab2=1.

∴原不等式成立. 评述:用比较法证不等式,一般要经历作差(或商)、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.在变形过程中,也可利用基本不等式放缩,如证法二.下面的例3则是公式法与配方法的综合应用.

【例2】 已知a、b、x、y∈R+且a1>b1,x>y.

求证:axx>byy. 剖析:观察待证不等式的特征,用比较法或分析法较适合. 证法一:(作差比较法) ∵axx-byy=))((byaxaybx, 又a1>b1且a、b∈R+, ∴b>a>0.又x>y>0,∴bx>ay. ∴))((byaxaybx>0,即axx>byy. 证法二:(分析法) ∵x、y、a、b∈R+,∴要证axx>byy, 只需证明x(y+b)>y(x+a),即证xb>ya. 而由a1>b1>0,∴b>a>0.又x>y>0, 知xb>ya显然成立.故原不等式成立. 思考讨论 该例若用函数的单调性应如何构造函数?

解法一:令f(x)=axx,易证f(x)在(0,+∞)上为增函数,从而axx>byy.

再令g(x)=xmm,易证g(x)在(0,+∞)上单调递减. ∵a1>b1,a、b∈R+.∴a<b. ∴g(a)>g(b),即amm>bmm,命题得证.

解法二:原不等式即为1axax>1byby, 为此构造函数f(x)=1xx,x∈(0,+∞). 易证f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,而ax>by,

∴1axax>1byby,即axx>byy. 【例3】 某食品厂定期购买面粉.已知该厂每天需用面粉6 t,每吨面粉的价格为1800元,面粉的保管等其他费用为平均每吨每天3元,购面粉每次需支付运费900元. (1)求该厂多少天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少? (2)若提供面粉的公司规定:当一次购买面粉不少于210 t时,其价格可享受9折优惠(即原价的90%),问该厂是否考虑利用此优惠条件?请说明理由. 解:(1)设该厂应每隔x天购买一次面粉,其购买量为6x t,由题意知,面粉的保管等其他费用为3[6x+6(x-1)+…+6×2+6×1]=9x(x+1). 设平均每天所支付的总费用为y1元,则y1=x1[9x(x+1)+900]+6×1800 =x900+9x+10809≥2xx9900+10809 =10989. 当且仅当9x=x900,即x=10时取等号, 即该厂应每隔10天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少. (2)若厂家利用此优惠条件,则至少每隔35天,购买一次面粉,平均每天支付的总费用为y2元,则

y2=x1[9x(x+1)+900]+6×1800×0.90

=x900+9x+9729(x≥35). 令f(x)=x+x100(x≥35), x2>x1≥35,则 f(x1)-f(x2)=(x1+1100x)-(x2+2100x)

=212112100xxxxxx))(( ∵x2>x1≥35, ∴x2-x1>0,x1x2>0,100-x1x2<0. ∴f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2),

即f(x)=x+x100,当x≥35时为增函数. ∴当x=35时,f(x)有最小值,此时y2<10989.∴该厂应该接受此优惠条件. ●闯关训练 夯实基础 1.设x>0,y>0,且xy-(x+y)=1,则

A.x+y≤22+2 B.x+y≥22+2

C.x+y≤(2+1)2 D.x+y≥(2+1)2 解析:∵x>0,y>0,∴xy≤(2yx)2. 由xy-(x+y)=1得(2yx)2-(x+y)≥1. ∴x+y≥2+22. 答案:B 2.已知x、y∈R,M=x2+y2+1,N=x+y+xy,则M与N的大小关系是 A.M≥N B.M≤N C.M=N D.不能确定 解析:M-N=x2+y2+1-(x+y+xy) =21[(x2+y2-2xy)+(x2-2x+1)+(y2-2y+1)]

=21[(x-y)2+(x-1)2+(y-1)2]≥0. 答案:A 3.设a>0,b>0,a2+22b=1,则a21b的最大值是____________.

解析:a2+22b=1a2+212b=23.

∴a21b=2·a·212b≤2·22122ba=2·223=423. 答案:423 4.若记号“※”表示求两个实数a和b的算术平均数的运算,即a※b=2ba,则两边均含有运算符号“※”和“+”,且对于任意3个实数a、b、c都能成立的一个等式可以是____________.

解析:∵a※b=2ba,b※a=2ab, ∴a※b+c=b※a+c. 答案:a※b+c=b※a+c. 思考:对于运算“※”分配律成立吗? 即a※(b+c)=a※b+a※c. 答案:不成立 5.当m>n时,求证:m3-m2n-3mn2>2m2n-6mn2+n3. 证明:∵(m3-m2n-3mn2)-(2m2n-6mn2+n3)=m3-3m2n+3mn2-n3=(m-n)3, 又m>n,∴m-n>0.∴(m-n)3>0, 即(m3-m2n-3mn2)-(2m2n-6mn2+n3)>0. 故m3-m2n-3mn2>2m2n-6mn2+n3. 6.已知a>1,λ>0,求证:loga(a+λ)>loga+λ(a+2λ). 证明:loga(a+λ)-log(a+λ)(a+2λ)

=aalglg)(-)()(aalg2lg

=)()()(aaaaalglg2lglglg2 ∵a>1,λ>0, ∴lga>0,lg(a+2λ)>0,且lga≠lg(a+2λ).

∴lga·lg(a+2λ)<[(22lglg)(aa)]2

=[22lg2)(aa]2<[2lg2)(a]2=lg2(a+λ).