数学百大经典例题—不等式证明

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典型例题一

例1 若10<-(0>a 且1≠a ).

分析1 用作差法来证明.需分为1>a 和10<a 时, 因为 11,110>+<-

0)1(log 2

>--=x a .

(2)当10<+<-

0)1(log 2

>-=x a .

综合(1)(2)知)1(log )1(log x x a a +>-.

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 )1(log )1(log x x a a +-- a

x a x lg )

1lg(lg )1lg(+-

-=

[])1lg()1lg(lg 1

x x a

+--=

[])1lg()1lg(lg 1

x x a

+---=

0)1lg(lg 1

2>--=

x a

, 所以)1(log )1(log x x a a +>-.

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0>>b a ,求证:.a

b b

a b a b a >

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:b a a b b

a a

b b a b a b a

b

a b a ---=⋅=)( ∵0>>b a ,∴

.0,1>->b a b

a

∴1)(>-b

a b

a . ∴a

b b a b a b a .1>

又∵0>a

b

b a , ∴.a

b b

a b a b a >.

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a 、b ,求证

444

()22

a b a b ++≥(当且仅当a b =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4

(

)2

a b +,展开后很复杂。若使用综合法,从重要不等式:2

2

2a b ab +≥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:∵ 222a b ab +≥(当且仅当22

a b =时取等号) 两边同加4

4

4

4

2

22

():2()()a b a b a b ++≥+,

即:

44222

()22

a b a b ++≥ (1) 又:∵ 22

2a b ab +≥(当且仅当a b =时取等号) 两边同加2

2

2

2

2

():2()()a b a b a b ++≥+

222

()22

a b a b ++≥ ∴ 2224

()()22

a b a b ++≥ (2) 由(1)和(2)可得444

()22

a b a b ++≥(当且仅当a b =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a 、b 、c R +

∈,1a b c ++=,求证

111

9.a b c ++≥ 分析 显然这个题用比较法是不易证出的。若把111

a b c

++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b a

a b

+,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:∵1a b c ++=

∴ 111a b c ++a b c a b c a b c

a b c

++++++=++

(1)(1)(1)b c a c a b

a a

b b

c c =++++++++

3()()()b a c a c b

a b a c b c

=++++++

2b a a b +≥=,同理:2c a a c +≥,2c b

b c

+≥。 ∴

111

32229.a b c

++≥+++= 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c b a >>,求证:

a

c c b b a -+-+-1

11>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)

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