高中数学苏教版选修12【备课资源】2.2.1习题课
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习题课
一、基础过关
1.已知a≥0,b≥0,且a+b=2,则下列结论正确的是________.
①a≤12 ②ab≥12
③a2+b2≥2 ④a2+b2≤3
2.下面四个不等式:
①a2+b2+c2≥ab+bc+ac;
②a(1-a)≤14;
③ba+ab≥2;
④(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2.
其中恒成立的有________个.
3.若实数a,b满足0①12 ②2ab ③a2+b2 ④a
4.设a=3-2,b=6-5,c=7-6,则a、b、c的大小顺序是________.
5.如图所示,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,过A作SB的垂线,垂足为E,过E作SC的垂线,
垂足为F.
求证:AF⊥SC.
证明:要证AF⊥SC,只需证SC⊥平面AEF,只需证AE⊥SC(因为______),只需证______,
只需证AE⊥BC(因为________),只需证BC⊥平面SAB,只需证BC⊥SA(因为______).由
SA⊥平面ABC可知,上式成立.
二、能力提升
6.命题甲:(14)x、2-x、2x-4成等比数列;命题乙:lg x、lg(x+2)、lg(2x+1)成等差数列,则
甲是乙的________条件.
7.若a>b>1,P=lg a·lg b,Q=12(lg a+lg b),R=lg(a+b2),则P、Q、R的大小关系为________.
8.已知α、β为实数,给出下列三个论断:①αβ>0;②|α+β|>5;③|α|>22,|β|>22.以其
中的两个论断为条件,另一个论断为结论,你认为正确的命题是________.
9.如果a,b都是正数,且a≠b,求证:ab+ba>a+b.
10.已知a>0,求证: a2+1a2-2≥a+1a-2.
11.已知a、b、c∈R,且a+b+c=1,求证:(1a-1)(1b-1)·(1c-1)≥8.
12.已知函数f(x)=x2+2x+aln x(x>0),对任意两个不相等的正数x1、x2,证明:当a≤0时,
fx1+fx22>f(x1+x
2
2
).
三、探究与拓展
13.已知a,b,c,d∈R,求证:
ac+bd≤a2+b2c2+d2.(你能用几种方法证明?)
答案
1.③
2.3
3.③
4.a>b>c
5.EF⊥SC AE⊥平面SBC AE⊥SB AB⊥BC
6.充要
7.P8.①③⇒②
9.证明 方法一 用综合法
ab+b
a-a-b=aa+bb-ab-baab
=a-ba-bab=
a-b2a+b
ab
>0,
∴ab+ba>a+b.
方法二 用分析法
要证ab+
b
a
>a+b,
只要证a2b+b2a+2ab>a+b+2ab,
即要证a3+b3>a2b+ab2,
只需证(a+b)(a2-ab+b
2
)>ab(a+b),
即需证a2-ab+b
2
>ab,
只需证(a-b)
2
>0,
因为a≠b,所以(a-b)
2
>0恒成立,
所以ab+
b
a
>a+b成立.
10.证明 要证 a
2
+1a2-2≥a+1a-2,
只要证 a2+1a2+2≥a+1a+2.
∵a>0,故只要证 a2+1a2+22≥
a+
1
a
+2
2
,
即a2+1a2+4 a2+1a2+4≥a2+2+1a2+22a+1a+2,
从而只要证2a2+1a2≥2a+1a,
只要证4a2+1a2≥2a2+2+1a2,
即a2+
1
a
2
≥2,而该不等式显然成立,故原不等式成立.
11.证明 方法一 (分析法)
要证(1a-1)(1b-1)(1c-1)≥8成立,
只需证
1-aa·1-bb·1-c
c
≥8成立.
因为a+b+c=1,
所以只需证
a+b+c-aa·a+b+c-bb·a+b+c-c
c
≥8成立,
即证
b+ca·a+cb·a+b
c
≥8成立.
而b+ca·a+cb·a+bc≥2bca·2acb·2abc=8成立.
∴(
1a-1)(1b-1)(1
c
-1)≥8成立.
方法二 (综合法)
(
1a-1)(1b-1)(1
c
-1)
=(a+b+ca-1)(a+b+cb-1)(a+b+cc-1)
=
b+ca·a+cb·a+b
c
=
b+ca+ca+b
abc
≥
2bc·2ac·2ab
abc
=8,
当且仅当a=b=c时取等号,所以原不等式成立.
12.证明 由f(x)=x
2
+2x+aln x,
得fx1+fx22=12(x21+x22)+(1x1+
1x2)+a
2
(ln x1+ln x2)
=12(x21+x22)+x1+x2x1x2+aln x
1x2
.
f(x1+x22)=(x1+x22)
2
+4x1+x2+aln x1+x22,
∵x1≠x2且都为正数,
有
12(x21+x22)>1
4[(x21+x22)+2x1x2]=(x1+x22
)2.①
又(x1+x2)2=(x21+x22)+2x
1x2>4x1x2
,
∴x1+x2x1x2>4x1+x2.②
∵x1x2
由①、②、③得
fx1+fx22>f(x1+x
2
2
).
13.证明 方法一 (用分析法)
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≤(a2+b2)(c2+d2).
即证a2c2+2abcd+b2d2≤a2c2+a2d2+b2c2+b
2d2
.
即证2abcd≤b2c2+a
2d2
.
即证0≤(bc-ad)
2
.
因为a,b,c,d∈R,所以上式恒成立.
故原不等式成立,综合①②知,命题得证.
方法二 (用综合法)
(a2+b2)(c2+d2)=a2c2+a2d2+b2c2+b2d2
=(a2c2+2acbd+b2d2)+(b2c2-2bcad+a
2d2
)
=(ac+bd)2+(bc-ad)
2≥(ac+bd)2
.
∴a2+b2c2+d2≥|ac+bd|≥ac+bd.
方法三 (用比较法)
∵(a2+b2)(c2+d2)-(ac+bd)2
=(bc-ad)
2
≥0,
∴(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)
2
,
∴a2+b2c2+d2≥|ac+bd|≥ac+bd.
方法四 (用放缩法)
为了避免讨论,由ac+bd≤|ac+bd|,可以试证(ac+bd)2≤ (a2+b2)(c2+d
2
).
由方法一知上式成立,从而方法四可行.
方法五 (构造向量法)
设m=(a,b),n=(c,d),∴m·n=ac+bd,
|m|=a2+b2,|n|=c2+d2.
∵m·n≤|m|·|n|=a2+b2·c2+d2.
故ac+bd≤a2+b2c2+d
2
.