不等式证明的基本方法

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不等式证明的基本方法

不等式证明的基本方法

4. 放缩法是在证明不等式或变形中, 将条件或结论或变换中的 式子放大或缩小进行求证的方法.放缩时要看准目标,做到 有的放矢, 注意放缩适度. 放缩法是证明不等式的常用技巧, 有些不等式若恰当地运用放缩法可以很快得证,要控制难 度.
比较法
(2010 年高考江苏卷试题)设 a、b 是非负实数,求证:a3 +b3≥ ab(a2+b2). 【思路分析】 先作差,再用不等式的基本性质解答.
不等式证明的基本方法
1.比较法是证明不等式最常用最基本的方法,有两种: (1)求差法:a>b⇔a-b>0; a (2)求商法:a>b>0⇔b>1,(b>0).
2.分析法、综合法是证明数学问题的两大最基本的方法. 综合法是以已知的定义、公理、定理为依据,逐步下推,直 到推出问题的结论为止,简而言之,就是“由因导果”. 分析法是从问题的结论出发,追溯导致结论成立的条件,逐 步上溯,直到使结论成立的条件与已知条件或已知事实吻合 为止,简而言之,就是“执果索因”.
分析法与综合法
如果 a>0,b>0,求证:a3+b3≥a2b+ab2. 【证法一】 (用分析法) 要证 a3+b3≥a2b+ab2, 只需证(a+b)(a2-ab+b2)≥ab(a+b) ∵a>0,b>0,有 a+b>0,故只需证 a2-ab+b2≥ab, 只需证(a-b)2≥0 显然(a-b)2≥0 成立,以上各步均可逆, ∴a3+b3≥a2b+ab2
1.设 a>0,a≠1,0<x<1.求证:|loga(1-x)|>|loga(1+x)|.
证明:方法一:(平方后作差)
2 log2 (1 - x ) - log a a(1+x)
=[loga(1-x)+loga(1+x)]· [loga(1-x)-loga(1+x)]= 1-x loga(1-x )· loga . 1+x

不等式证明的基本方法

不等式证明的基本方法

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。

证明基本不等式的方法

证明基本不等式的方法

证明基本不等式的方法基本不等式是解决数学不等式问题中常用的方法,其核心思想是将一个不等式转化为另一个更简单的不等式,从而得到所需的解集。

在证明基本不等式的方法上,可以分为以下几种常见的方式:1.数学归纳法:数学归纳法是证明基本不等式的一种常用方法。

首先,我们需要证明当不等式成立时,对于一些特定的值$n$,不等式也成立。

接着,我们假设当$n=k$时不等式成立,可以通过这个假设证明当$n=k+1$时不等式成立。

最后,根据归纳法的原理,我们可以得出不等式对于所有自然数$n$成立。

2.递推法:递推法是证明基本不等式的另一种常用方法。

我们首先找到一个较小的数$k$,证明不等式对于这个特定的数成立。

然后,我们假设当$n=k$时不等式成立,接着通过这个假设证明当$n=k+1$时不等式也成立。

最后,根据递推法的原理,我们可以得出不等式对于所有自然数$n$成立。

3.反证法:反证法是证明基本不等式的另一种有效方法。

我们首先假设不等式不成立,即假设存在一些数使得不等式不成立。

接着,我们通过一系列的推导和推理,得出矛盾的结论。

这表明我们的假设是错误的,即不等式是成立的。

4.变量替换法:变量替换法是证明基本不等式的一种常用方法。

我们首先对不等式进行变量替换,将其转化为一个使用其他变量的等价不等式。

然后,通过对这个等价不等式进行一系列的变换和推导,我们可以得出所需的结论。

5.辅助不等式法:辅助不等式法是证明基本不等式的一种有效方法。

我们首先找到一个与原不等式相关的不等式,这个不等式往往更容易证明。

然后,我们通过对这个辅助不等式的推导和推理,结合原不等式的特点,得出所需的结论。

无论采用哪种方法,证明基本不等式的关键在于用恰当的方法将其转化为另一个更简单或更容易证明的不等式。

此外,在证明过程中需要注意推导的合理性和严密性,关注每一步的符号变化和不等式的严格性,避免出现错误的结论。

在证明过程中,也可以适当地运用数学知识和技巧,如代数运算、函数性质和数列性质等,使证明更加简洁和高效。

不等式的证明方法

不等式的证明方法

不等式的证明方法不等式是数学中一类重要的数学不等关系,它在各个领域中都有广泛的应用。

证明不等式的方法有很多,下面介绍几种常见的方法。

1.数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明不等式的方法。

当不等式对于一些特定的n成立时,我们可以证明当n+1时,不等式也成立。

具体步骤如下:(1)首先验证当n=1时不等式成立;(2)假设当n=k时不等式成立,即不等式表达式为Pk(k),其中Pk(k)表示当n=k时不等式的表达式;(3)利用假设的条件,证明当n=k+1时不等式也成立,即证明Pk(k+1);(4)由(1)(2)步骤可知,不等式对于n=1成立,又由(3)步骤可知,当n=k+1时不等式也成立,综上可得,不等式对于所有的n成立。

2.数学推理数学推理是一种常用的证明不等式的方法,它主要是通过运用已知的数学定理、性质和等式进行逻辑推理,从而得出结论。

例如,可以利用已知的三角函数性质、代数运算等进行推理,通过一系列推导和等价变形得出需要证明的不等式。

3.代入法代入法是一种常用的证明不等式的方法,它主要是利用数值替换变量,通过对不等式成立条件的特殊取值进行代入,从而证明不等式成立。

例如,对于一个两个变量的不等式,可以分别取其中一个变量为0或1,然后对不等式进行推导和比较,得出结论。

4.反证法反证法是一种常用的证明不等式的方法,它通过假设所要证明的不等式不成立,然后从假设出发推导出与已知矛盾的结论,从而证明原不等式成立。

具体步骤如下:(1)假设不等式不成立,即存在一些条件使得不等式不成立,这个条件可以是一个数、一个式子等;(2)利用假设条件进行推导,推导出与已知矛盾的结论;(3)由于假设条件导致与已知矛盾,所以假设不成立,即原不等式成立。

5.AM-GM不等式(算术平均数-几何平均数不等式)AM-GM不等式是一种常用的证明不等式的方法。

它断言,若a1,a2,...,an是n个非负实数,则有(a1+a2+...+an)/n ≥√(a1*a2*...*an),等号成立的条件是a1=a2=...=an。

证明不等式的八种方法

证明不等式的八种方法
比较法:比较法是证明不等式的最基本、最 重要的方法之一,它是两个实数大小顺序和 运算性质的直接应用,比较法可分为差值比 较法和商值比较法。
1 Math Part 比较法
证明:
∴a-1≥1,b-1≥1
ab-a-b =a(b-1)-b
∴(a-1)(b-1)≥1 例题:已知a≥2,b≥即2,(a求-1)证(b:-1)a-b1≥≥a0+b
6 Math Part 构造法
函数构造法
例题:已知a≥2,b≥2,求证:ab≥a+b
证明: 要证明的不等式为: ab≥a+b 移项得 ab-a-b≥0 即(b-1)a-b≥0 构造函数 f(x)=(b-1)x-b (x≥2)
f(x)是关于x的一次函数 其中一次项系数b-1>0 ∴f(x)为定义域上的增函数 ∴对于任意的x∈[2,+∞)都有 f(x)≥f(2)=(b-1)×2-b=b-2≥0 ∴(b-1)a-b≥0 所以原命题成立 证毕
与①式矛盾
所以原命题成立
证毕
5 Math Part
公式法
5 Math Part 公式法
伯公努式利法不:等利式用:已有的不等式的定理、公式等 (1证+x明1)不(1等+x式2)…的(一1+种xn方) ≥法1。+x高1+中x2常…+见xn的公式有: 对基 栖于本 西任不不意等等1≤式式i,、、j≤绝加n都对权有值平x不均i>-等不1且式 等所、 式有均 、x值 切i与不 比x等雪j同式夫号、不
4 Math Part 反证法
例题:已知a≥2,b≥2,求证:ab≥a+b
证明: 假设ab<a+b ab-a-b =a(b-1)-b =a(b-1)-(b-1)-1 =(a-1)(b-1)-1 ∵ab<a+b

高考数学证明不等式的基本方法

高考数学证明不等式的基本方法
讲末复习
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要点归纳
题型研修
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1.比较法证明不等式 作差比较法是证明不等式的基本方法,其依据 是:不等式的意义及实数大小比较的充要条件. 证明的步骤大致是:作差——恒等变形——判 断结果的符号.
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2.综合法证明不等式 综合法证明不等式的依据是:已知的不等式以及逻辑推理 的基本理论.证明时要注意的是:作为依据和出发点的几个 重要不等式(已知或已证)成立的条件往往不同,应用时要先 考虑是否具备应有的条件,避免错误,如一些带等号的不 等式,应用时要清楚取等号的条件,即对重要不等式中 “当且仅当……时,取等号”的题型研修
例 1 若 x,y,z∈R,a>0,b>0,c>0.求证:b+a cx2+c+b a
y2+a+c bz2≥2(xy+yz+zx).
证明 ∵b+a cx2+c+b ay2+a+c bz2-2(xy+yz+zx)
=bax2+aby2-2xy+bcy2+bcz2-2yz+acz2+acx2-2zx=
∴0< (n+1)n22+ +11+ +( n n+1)<1,即CCn+n1<1,
从而有 Cn+1<Cn.
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要点归纳
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跟踪演练 2 若 a,b,m,n 都为正实数,且 m+n=1, 试证: ma+nb≥m a+n b. 证明 ∵a,b,m,n 均为正数,且 m+n=1, ∴( ma+nb)2-(m a+n b)2 =ma+nb-m2a-n2b-2mn ab =m(1-m)a+n(1-n)b-2mn ab =mn( a- b)2≥0,又 ma+nb>0,m a+n b>0, ∴ ma+nb≥m a+n b.
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不等式的证明

不等式的证明

不等式的证明最新考纲 通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.知 识 梳 理1.基本不等式定理1:如果a ,b ∈R,那么a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 定理2:如果a ,b >0,那么a +b 2≥a =b 时,等号成立,即两个正数的算术平均不小于(即大于或等于)它们的几何平均.定理3:如果a ,b ,c ∈R +,那么a +b +c 3≥a =b =c 时,等号成立.2.不等式的证明方法(1)比较法①作差法(a ,b ∈R):a -b >0⇔a >b ;a -b <0⇔a <b ;a -b =0⇔a =b . ②作商法(a >0,b >0):a b >1⇔a >b ;a b <1⇔a <b ;a b=1⇔a =b .(2)综合法与分析法①综合法:从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立.综合法又叫顺推证法或由因导果法.②分析法:从要证的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立,这种证法称为分析法,即“执果索因”的证明方法.[微点提醒]1.作差比较法的实质是把两个数或式子的大小判断问题转化为一个数(或式子)与0的大小关系.2.用分析法证明数学问题时,要注意书写格式的规范性,常常用“要证(欲证)……”“即要证……”“就要证……”等分析到一个明显成立的结论,再说明所要证明的数学问题成立.3.利用基本不等式证明不等式或求最值时,要注意变形配凑常数.基础自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)比较法最终要判断式子的符号得出结论.( )(2)综合法是从原因推导到结果的思维方法,它是从已知条件出发,经过逐步推理,最后达到待证的结论.( )(3)分析法又叫逆推证法或执果索因法,是从待证结论出发,一步一步地寻求结论成立的必要条件,最后达到题设的已知条件或已被证明的事实.( )(4)使用反证法时,“反设”不能作为推理的条件应用.( )解析(1)作商比较法是商与1的大小比较.(3)分析法是从结论出发,寻找结论成立的充分条件.(4)应用反证法时,“反设”可以作为推理的条件应用.答案(1)×(2)√(3)×(4)×2.(选修4-5P23习题2.1T1改编)已知a≥b>0,M=2a3-b3,N=2ab2-a2b,则M,N的大小关系为________.解析2a3-b3-(2ab2-a2b)=2a(a2-b2)+b(a2-b2)=(a2-b2)(2a+b)=(a-b)(a+b)(2a+b).因为a≥b>0,所以a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,从而(a-b)(a+b)(2a+b)≥0,故2a3-b3≥2ab2-a2b.答案M≥N3.(选修4-5P25T3改编)已知a,b,c∈(0,+∞),且a+b+c=1,则1a +1b+1c的最小值为________.解析把a+b+c=1代入1a +1b+1c得a+b+ca+a+b+cb+a+b+cc=3+⎝⎛⎭⎪⎫ba+ab+⎝ ⎛⎭⎪⎫c a +a c +⎝ ⎛⎭⎪⎫c b +b c ≥3+2+2+2=9, 当且仅当a =b =c =13时等号成立. 答案 94.(2019·聊城模拟)下列四个不等式:①log x 10+lg x ≥2(x >1);②|a -b |<|a |+|b |;③⎪⎪⎪⎪⎪⎪b a +a b ≥2(ab ≠0);④|x -1|+|x -2|≥1,其中恒成立的个数是( )A.1B.2C.3D.4解析 log x 10+lg x =1lg x+lg x ≥2(x >1),①正确; ab ≤0时,|a -b |=|a |+|b |,②不正确;因为ab ≠0,b a 与a b同号,所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪b a +a b =⎪⎪⎪⎪⎪⎪b a +⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b ≥2,③正确; 由|x -1|+|x -2|的几何意义知,|x -1|+|x -2|≥1恒成立,④也正确,综上①③④正确.答案 C5.(2017·全国Ⅱ卷)已知a >0,b >0,且a 3+b 3=2.证明:(1)(a +b )(a 5+b 5)≥4;(2)a +b ≤2.证明 (1)(a +b )(a 5+b 5)=a 6+ab 5+a 5b +b 6=(a 3+b 3)2-2a 3b 3+ab (a 4+b 4)=4+ab (a 4+b 4-2a 2b 2)=4+ab (a 2-b 2)2≥4.(2)(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3=2+3ab(a+b)≤2+3(a+b)24(a+b)=2+3(a+b)34,所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2.考点一比较法证明不等式【例1】设a,b是非负实数,求证:a2+b2≥ab(a+b). 证明因为a2+b2-ab(a+b)=(a2-a ab)+(b2-b ab)=a a(a-b)+b b(b-a)=(a-b)(a a-b b)=(a 12-b12)(a32-b32).因为a≥0,b≥0,所以不论a≥b≥0,还是0≤a≤b,都有a 12-b12与a32-b32同号,所以(a 12-b12)(a32-b32)≥0,所以a2+b2≥ab(a+b).规律方法比较法证明不等式的方法与步骤1.作差比较法:作差、变形、判号、下结论.2.作商比较法:作商、变形、判断、下结论.提醒(1)当被证的不等式两端是多项式、分式或对数式时,一般使用作差比较法.(2)当被证的不等式两边含有幂式或指数式或乘积式时,一般使用作商比较法.【训练1】(1)(2019·锦州模拟)设不等式|2x-1|<1的解集为M.①求集合M;②若a,b∈M,试比较ab+1与a+b的大小.(2)若a >b >1,证明:a +1a >b +1b. (1)解 ①由|2x -1|<1得-1<2x -1<1,解得0<x <1.所以M ={x |0<x <1}.②由①和a ,b ∈M 可知0<a <1,0<b <1,所以(ab +1)-(a +b )=(a -1)(b -1)>0.故ab +1>a +b .(2)证明 a +1a -⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b =a -b +b -a ab =(a -b )(ab -1)ab . 由a >b >1得ab >1,a -b >0,所以(a -b )(ab -1)ab>0. 即a +1a -⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b >0, 所以a +1a >b +1b. 考点二 综合法证明不等式【例2】 (1)已知a ,b ,c ∈R,且它们互不相等,求证a 4+b 4+c 4>a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2;(2)已知x ,y ,z 均为正数,求证:x yz +y zx +z xy ≥1x +1y +1z. 证明 (1)∵a 4+b 4≥2a 2b 2,b 4+c 4≥2b 2c 2,a 4+c 4≥2a 2c 2,∴2(a 4+b 4+c 4)≥2(a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2),即a 4+b 4+c 4≥a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2.又∵a ,b ,c 互不相等,∴a 4+b 4+c 4>a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2.(2)因为x ,y ,z 都为正数,所以x yz +y zx =1z ⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +y x ≥2z①,同理可得yxz+zyx≥2x②,z xy +xyz≥2y③,当且仅当x=y=z时,以上三式等号都成立. 将上述三个不等式两边分别相加,并除以2,得xyz +yzx+zxy≥1x+1y+1z.规律方法 1.综合法证明不等式,要着力分析已知与求证之间,不等式的左右两端之间的差异与联系.合理进行转换,恰当选择已知不等式,这是证明的关键.2.在用综合法证明不等式时,不等式的性质和基本不等式是最常用的.在运用这些性质时,要注意性质成立的前提条件.【训练2】已知实数a,b,c满足a>0,b>0,c>0,且abc=1.(1)证明:(1+a)(1+b)(1+c)≥8;(2)证明:a+b+c≤1a+1b+1c.证明(1)1+a≥2a,1+b≥2b,1+c≥2c,相乘得:(1+a)(1+b)(1+c)≥8abc=8.(2)1a +1b+1c=ab+bc+ac,ab+bc≥2ab2c=2b,ab+ac≥2a2bc=2a,bc+ac≥2abc2=2c,相加得a+b+c≤1a +1b+1c.考点三分析法证明不等式【例3】已知函数f(x)=|x-1|.(1)解不等式f (x -1)+f (x +3)≥6;(2)若|a |<1,|b |<1,且a ≠0,求证:f (ab )>|a |f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a . (1)解 由题意,知原不等式等价为|x -2|+|x +2|≥6,令g (x )=|x -2|+|x +2|,则g (x )=⎩⎨⎧-2x ,x ≤-2,4,-2<x <2,2x ,x ≥2.当x ≤-2时,由-2x ≥6,得x ≤-3;当-2<x <2时,4≥6不成立,此时无解;当x ≥2时,由2x ≥6,得x ≥3.综上,不等式的解集是(-∞,-3]∪[3,+∞).(2)证明 要证f (ab )>|a |f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a , 只需证|ab -1|>|b -a |,只需证(ab -1)2>(b -a )2.而(ab -1)2-(b -a )2=a 2b 2-a 2-b 2+1=(a 2-1)(b 2-1)>0,从而原不等式成立. 规律方法 1.当要证的不等式较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.2.分析法证明的思路是“执果索因”,其框图表示为: Q ⇐P 1→P 1⇐P 2→P 2⇐P 3→…→得到一个明显成立的条件【训练3】 已知a >b >c ,且a +b +c =0,求证:b 2-ac <3a .证明 由a >b >c 且a +b +c =0,知a >0,c <0. 要证b 2-ac <3a ,只需证b 2-ac <3a 2.∵a +b +c =0,只需证b 2+a (a +b )<3a 2,只需证2a 2-ab -b 2>0,只需证(a -b )(2a +b )>0,只需证(a -b )(a -c )>0.∵a >b >c ,∴a -b >0,a -c >0,∴(a -b )(a -c )>0显然成立,故原不等式成立.[思维升华]证明不等式的方法和技巧:(1)如果已知条件与待证明的结论直接联系不明显,可考虑用分析法;如果待证的命题以“至少”“至多”等方式给出或否定性命题、唯一性命题,则考虑用反证法;如果待证不等式与自然数有关,则考虑用数学归纳法等.(2)在必要的情况下,可能还需要使用换元法、构造法等技巧简化对问题的表述和证明.尤其是对含绝对值不等式的解法或证明,其简化的根本思路是去绝对值号,转化为常见的不等式(组)求解.多以绝对值的几何意义或“找零点、分区间、逐个解、并起来”为简化策略,而绝对值三角不等式,往往作为不等式放缩的依据.[易错防范]在使用基本不等式时,等号成立的条件是一直要注意的事情,特别是连续使用时,要求分析每次使用时等号是否成立.基础巩固题组(建议用时:60分钟)1.设a ,b >0且a +b =1,求证:⎝⎛⎭⎪⎫a +1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b 2≥252. 证明 因为(12+12)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫a +1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b 2≥⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1a +⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1ab 2≥25⎝⎛⎭⎪⎫因为ab ≤14. 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b +1b 2≥252.2.设a >0,b >0,a +b =1,求证1a +1b +1ab≥8. 证明 ∵a >0,b >0,a +b =1,∴1=a +b ≥2ab , 即ab ≤12,∴1ab≥4, ∴1a +1b +1ab =(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1ab ≥2ab ·21ab +1ab ≥4+4=8. 当且仅当a =b =12时等号成立, ∴1a +1b +1ab≥8. 3.(2019·大理一模)已知函数f (x )=|x |+|x -3|.(1)解关于x 的不等式f (x )-5≥x .(2)设m ,n ∈{y |y =f (x )},试比较mn +4与2(m +n )的大小.解 (1)f (x )=|x |+|x -3|=⎩⎨⎧3-2x ,x <0,3,0≤x ≤3,2x -3,x >3.f (x )-5≥x ,即⎩⎨⎧x <0,3-2x ≥x +5或⎩⎨⎧0≤x ≤3,3≥x +5或⎩⎨⎧x >3,2x -3≥x +5,解得x ≤-23或x ∈∅或x ≥8. 所以不等式的解集为⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-23∪[8,+∞). (2)由(1)易知f (x )≥3,所以m ≥3,n ≥3.由于2(m +n )-(mn +4)=2m -mn +2n -4=(m -2)(2-n ).且m ≥3,n ≥3,所以m -2>0,2-n <0,即(m -2)(2-n )<0,所以2(m +n )<mn +4.4.(2019·郴州质量检测)已知a ,b ,c 为正数,函数f (x )=|x +1|+|x -5|.(1)求不等式f (x )≤10的解集;(2)若f (x )的最小值为m ,且a +b +c =m ,求证:a 2+b 2+c 2≥12.(1)解 f (x )=|x +1|+|x -5|≤10等价于⎩⎨⎧x ≤-1,-(x +1)-(x -5)≤10或⎩⎨⎧-1<x <5,(x +1)-(x -5)≤10或⎩⎨⎧x ≥5,(x +1)+(x -5)≤10,解得-3≤x ≤-1或-1<x <5或5≤x ≤7,∴不等式f (x )≤10的解集为{x |-3≤x ≤7}.(2)证明 ∵f (x )=|x +1|+|x -5|≥|(x +1)-(x -5)|=6,∴m =6,即a +b +c =6.∵a 2+b 2≥2ab ,a 2+c 2≥2ac ,c 2+b 2≥2cb ,∴2(a 2+b 2+c 2)≥2(ab +ac +bc ),∴3(a 2+b 2+c 2)≥a 2+b 2+c 2+2ab +2ac +2bc =(a +b +c )2,∴a 2+b 2+c 2≥12.当且仅当a =b =c =2时等号成立.5.(2019·沈阳模拟)设a ,b ,c >0,且ab +bc +ca =1.求证:(1)a +b +c ≥3; (2)a bc +b ac +c ab ≥3(a +b +c ). 证明 (1)要证a +b +c ≥3,由于a ,b ,c >0,因此只需证明(a +b +c )2≥3.即证a 2+b 2+c 2+2(ab +bc +ca )≥3.而ab +bc +ca =1,故只需证明a 2+b 2+c 2+2(ab +bc +ca )≥3(ab +bc +ca ),即证a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca .而这可以由ab +bc +ca ≤a 2+b 22+b 2+c 22+c 2+a 22=a 2+b 2+c 2(当且仅当a =b =c时等号成立)证得.所以原不等式成立. (2)a bc +b ac +c ab =a +b +c abc. 在(1)中已证a +b +c ≥ 3.因此要证原不等式成立,只需证明1abc ≥a +b +c , 即证a bc +b ac +c ab ≤1,即证a bc +b ac +c ab ≤ab +bc +ca .而a bc =ab ·ac ≤ab +ac2, b ac ≤ab +bc2,c ab ≤bc +ac2,所以a bc +b ac +c ab ≤ab +bc +ca⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当a =b =c =33时等号成立. 所以原不等式成立.6.(2019·百校联盟联考)已知函数f (x )=|2x -3|+|2x -1|的最小值为M .(1)若m ,n ∈[-M ,M ],求证:2|m +n |≤|4+mn |;(2)若a ,b ∈(0,+∞),a +2b =M ,求2a +1b的最小值. (1)证明 ∵f (x )=|2x -3|+|2x -1|≥|2x -3-(2x -1)|=2,∴M =2. 要证明2|m +n |≤|4+mn |,只需证明4(m +n )2≤(4+mn )2,∵4(m +n )2-(4+mn )2=4(m 2+2mn +n 2)-(16+8mn +m 2n 2)=(m 2-4)(4-n 2), ∵m ,n ∈[-2,2],∴m 2,n 2∈[0,4],∴(m 2-4)(4-n 2)≤0,∴4(m +n )2-(4+mn )2≤0,∴4(m +n )2≤(4+mn )2,可得2|m +n |≤|4+mn |.(2)解 由(1)得,a +2b =2,因为a ,b ∈(0,+∞),所以2a +1b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b (a +2b ) =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2+2+a b +4b a ≥12⎝ ⎛⎭⎪⎫4+2a b ·4b a =4, 当且仅当a =1,b =12时,等号成立. 所以2a +1b的最小值为4. 能力提升题组(建议用时:20分钟)7.已知函数f (x )=x +1+|3-x |,x ≥-1.(1)求不等式f (x )≤6的解集;(2)若f (x )的最小值为n ,正数a ,b 满足2nab =a +2b ,求证:2a +b ≥98. (1)解 根据题意,若f (x )≤6,则有⎩⎨⎧x +1+3-x ≤6,-1≤x <3或⎩⎨⎧x +1+(x -3)≤6,x ≥3, 解得-1≤x ≤4,故原不等式的解集为{x |-1≤x ≤4}.(2)证明 函数f (x )=x +1+|3-x |=⎩⎨⎧4,-1≤x <3,2x -2,x ≥3,分析可得f (x )的最小值为4,即n =4, 则正数a ,b 满足8ab =a +2b ,即1b +2a=8, 又a >0,b >0,∴2a +b =18⎝ ⎛⎭⎪⎫1b +2a (2a +b )=18⎝ ⎛⎭⎪⎫2a b +2b a +5≥18⎝ ⎛⎭⎪⎫5+22a b ·2b a =98,当且仅当a =b =38时取等号. 原不等式得证.8.(2015·全国Ⅱ卷)设a ,b ,c ,d 均为正数,且a +b =c +d ,证明:(1)若ab >cd ,则a +b >c +d ;(2)a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.证明 (1)∵a ,b ,c ,d 为正数,且a +b =c +d ,欲证a +b >c +d ,只需证明(a +b )2>(c +d )2, 也就是证明a +b +2ab >c +d +2cd ,只需证明ab >cd ,即证ab >cd .由于ab >cd ,因此a +b >c +d .(2)①若|a -b |<|c -d |,则(a -b )2<(c -d )2,即(a +b )2-4ab <(c +d )2-4cd .∵a +b =c +d ,所以ab >cd . 由(1)得a +b >c +d .②若a +b >c +d ,则(a +b )2>(c +d )2, ∴a +b +2ab >c +d +2cd .∵a +b =c +d ,所以ab >cd .于是(a -b )2=(a +b )2-4ab <(c +d )2-4cd =(c -d )2. 因此|a -b |<|c -d |.综上,a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.。

不等式证明基本方法

不等式证明基本方法

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

不等式证明方法

不等式证明方法不等式在数学中占有重要的地位,它是描述数之间大小关系的一种数学工具。

不等式证明方法是数学中的重要内容之一,本文将介绍不等式证明的几种常见方法,希望能够帮助读者更好地理解和掌握不等式的证明技巧。

一、数学归纳法。

数学归纳法是一种重要的数学证明方法,它通常用于证明某个命题对于一切自然数成立。

在不等式证明中,我们可以利用数学归纳法证明不等式的成立。

具体来说,我们首先证明不等式对于n=1时成立,然后假设不等式对于n=k时成立,再证明不等式对于n=k+1时也成立。

通过数学归纳法,我们可以比较简单地证明一些不等式的成立。

二、换元法。

换元法是不等式证明中常用的一种方法。

当我们遇到复杂的不等式时,可以通过适当的换元将不等式化简为更简单的形式,从而更容易进行证明。

换元法的关键在于选择合适的变量替换原不等式中的变量,使得不等式的结构更加清晰,证明过程更加简单明了。

三、分析法。

分析法是一种直接从不等式的定义出发,通过分析不等式的性质和特点来进行证明的方法。

在不等式证明中,我们可以通过分析不等式两边的大小关系,利用数学运算性质和数学规律,推导出不等式成立的条件,从而完成不等式的证明。

四、综合利用不等式性质。

不等式有许多性质,如传递性、对称性、反对称性等,我们可以通过综合利用这些性质来进行不等式的证明。

具体来说,我们可以利用不等式的传递性将复杂的不等式化简为简单的形式,再利用对称性和反对称性来推导不等式的成立条件,从而完成不等式的证明。

五、几何法。

在不等式证明中,几何法也是一种常用的证明方法。

通过几何图形的分析,我们可以直观地理解不等式的性质和特点,从而更容易进行证明。

在利用几何法进行不等式证明时,我们可以通过构造合适的几何图形,利用几何关系和几何性质来推导不等式的成立条件,完成不等式的证明。

六、数学推理法。

数学推理法是不等式证明中常用的一种方法,通过逻辑推理和数学推理来证明不等式的成立。

在利用数学推理法进行不等式证明时,我们可以通过分析不等式的性质和特点,运用数学推理规律和数学推理方法,推导出不等式成立的条件,完成不等式的证明。

不等式证明的几种方法

不等式证明的几种方法

不等式证明的几种方法1.直接证明法直接证明法是最常用的证明方法之一、该方法是通过运用数学定义、公理和已知条件,直接推导出要证明的不等式。

例如,要证明a+b≥2√ab,我们可以通过平方两边的方式将不等式变形为(a-b)^2≥0的形式,再通过数学运算的方式得出结论。

2.反证法反证法是常用的证明方法之一,尤其适用于不等式证明。

该方法是先假设要证明的不等式为假,然后通过推导得出与已知条件矛盾的结论,从而证明所假设的不等式为真。

例如,要证明3√ab≥2(a+b)不成立,我们可以先假设不等式成立,然后通过运算推导出与已知条件不符的结果。

由此可知,不等式不成立。

3.数学归纳法数学归纳法适用于一类特殊的不等式,即对于其中一自然数n,当n=1时不等式成立,且当n=k时不等式成立,则当n=k+1时不等式也成立。

通过反证法证明。

例如,要证明n^2<2^n,首先当n=1时,不等式成立。

假设当n=k时,不等式也成立,即k^2<2^k成立。

我们需要证明当n=k+1时,不等式也成立,即(k+1)^2<2^(k+1)成立。

通过反证法推导出与已知条件矛盾的结果,即可证明不等式成立。

4.几何法几何法可以通过将不等式转化为几何问题来证明。

例如,要证明a^2+b^2≥2ab,可以将不等式转化为平面上两点的距离的问题。

通过建立几何模型,可以直观地看出不等式成立的原因。

例如,可以将两个正方形的面积进行比较,或者使用勾股定理来解决问题。

5.代数方法代数方法是通过将不等式转化为代数方程或函数的性质来证明。

例如,要证明3a^2+3b^2+2c^2≥4ab+4bc+4ca,可以通过将不等式整理为一个二次函数的形式,然后通过对函数进行研究来得出结论。

以上是几种常见的不等式证明方法,其中每种方法都有其独特的适用范围和优势。

在实际应用中,根据具体的题目和情况选择合适的证明方法可以更高效地解决问题。

基本不等式的20种证明方法

基本不等式的20种证明方法

基本不等式的20种证明方法
基本不等式“基本”在哪里?你认为怎样得引入最能体现他的本质?
(1)做差证明
(2)分析法证明
(3)综合法证明
(4)排序不等式
根据排序不等式所说的逆序和小于等于顺序和,便能得到
化简得
(5)函数证明
我们对原函数求导,并令导数等于零。

求的最小值
得出
(5)指数证明
首先这里要用到两个梯形的面积公式。

一个是大家小学都学过的
易得
进而有
进一步有
指取对有
(6)琴生不等式证明
取 y=lnx
由琴生不等式得到
进而有
(7)无字证明(Charles D. Gallant)
(8)无字证明(Doris Schattschneider)
(9)无字证明(Roland H. Eddy)
(10)无字证明(Ayoub B. Ayoub)
(11)无字证明(Sidney H. Kung)
(12)无字证明(Michael K. Brozinsky)
(13)无字证明(Edwin Beckenbach & RichardBellman)
(14)无字证明
(15)无字证明(RBN)
(16)无字证明
进而有
(17)无字证明
进而有
(18)无字证明

(19)构造函数证明


(20)构造期望方差证明


另外还有向量法,复数法,积分法等,均值定理在数学内外有广泛得运用,不仅可以推广,还可以联系多个领域,一个简单结论证明的背后往往可展示引人人胜的各种思路!。

证明不等式的几种常用方法

证明不等式的几种常用方法

证明不等式的几种常用方法证明不等式除了教材中介绍的三种常用方法,即比较法、综合法和分析法外,在不等式证明中,不仅要用比较法、综合法和分析法,根据有些不等式的结构,恰当地运用反证法、换元法或放缩法还可以化难为易.下面几种方法在证明不等式时也经常使用.一、反证法如果从正面直接证明,有些问题确实相当困难,容易陷入多个元素的重围之中,而难以自拔,此时可考虑用间接法予以证明,反证法就是间接法的一种.这就是最“没办法”的时候往往又“最有办法”,所谓的“正难则反”就是这个道理.反证法是利用互为逆否的命题具有等价性来进行证明的,在使用反证法时,必须在假设中罗列出各种与原命题相异的结论,缺少任何一种可能,则反证法都是不完全的.用反证法证题的实质就是从否定结论入手,经过一系列的逻辑推理,导出矛盾,从而说明原结论正确.例如要证明不等式A >B ,先假设A ≤B ,然后根据题设及不等式的性质,推出矛盾,从而否定假设,即A ≤B 不成立,而肯定A >B 成立.对于要证明的结论中含有“至多”、“至少”、“均是”、“不都”、“任何”、“唯一”等特征字眼的不等式,若正面难以找到解题的突破口,可转换视角,用反证法往往立见奇效.例1 设a 、b 、c 、d 均为正数,求证:下列三个不等式:①a +b <c +d ;②(a +b)(c +d)<ab +cd ;③(a +b)cd <ab(c +d)中至少有一个不正确.反证法:假设不等式①、②、③都成立,因为a 、b 、c 、d 都是正数,所以不等式①与不等式②相乘,得:(a +b)2<ab +cd ,④由不等式③得(a +b)cd <ab(c +d)≤(2b a )2·(c +d), ∵a +b >0,∴4cd <(a +b)(c +d),综合不等式②,得4cd <ab +cd , ∴3cd <ab ,即cd <31ab . 由不等式④,得(a +b)2<ab +cd <34ab ,即a 2+b 2<-32ab ,显然矛盾.∴不等式①、②、③中至少有一个不正确.例2 已知a +b +c >0,ab +bc +ca >0,abc >0,求证:a >0,b >0,c>0.证明:反证法由abc >0知a ≠0,假设a <0,则bc <0,又∵a +b +c >0,∴b +c >-a >0,即a(b +c)<0,从而ab +bc +ca = a(b +c)+bc <0,与已知矛盾.∴假设不成立,从而a >0,同理可证b >0,c >0.例3 若p >0,q >0,p 3+q 3= 2,求证:p +q ≤2.证明:反证法假设p +q >2,则(p +q)3>8,即p 3+q 3+3pq (p +q)>8,∵p 3+q 3= 2,∴pq (p +q)>2.故pq (p +q)>2 = p 3+q 3= (p +q)( p 2-pq +q 2),又p >0,q >0 p +q >0,∴pq >p 2-pq +q 2,即(p -q)2 <0,矛盾.故假设p +q >2不成立,∴p +q ≤2.例4 已知)(x f = x 2+ax +b ,其中a 、b 是与x 无关的常数,求证:|)1(f |,|)2(f |,|)3(f |中至少有一个数不小于21. 反证法一:假设|)1(f |<21,|)2(f |<21,|)3(f |<21, 由于)1(f = 1+a +b ,)2(f = 4+2a +b ,)3(f = 9+3a +b ,∴)1(f +)3(f -)2(f =2,但是,2 = |)1(f +)3(f -)2(f |≤|)1(f |+|)3(f |+2|)2(f |<21+21+2×21= 2, 即2<2,矛盾,∴假设不成立,∴|)1(f |,|)2(f |,|)3(f |中至少有一个数不小于21. 反证法二:假设|)1(f |<21,|)2(f |<21,|)3(f |<21,即 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<<.21|)3(|,21|)2(|,21|)1(|f f f ⇒ ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<++<-<++<-<++<-③b a ②b a ①b a .219321,214221,21121 ①+③得:-1<4a +2b +10<1,即-21<2a +b +5<21, ∴-23<2a +b +4<-21,④ 显然②与④矛盾,因此,假设是不成立的, 故|)1(f |,|)2(f |,|)3(f |中至少有一个数不小于21. 例4 设a ,b ,c 均为小于1的正数,求证:(1-a)b ,(1-b)c ,(1-c)a 不能同时大于41. 证明:反证法假设(1-a)b ,(1-b)c ,(1-c)a 同时大于41,即(1-a)b >41,(1-b)c >41,(1-c)a >41, 则由41<(1-a)b ≤(21b a +-)2⇒21b a +->21, 同理:21c b +->21,21a c +->21, 三个同向不等式两边分别相加,得23>23,矛盾,所以假设不成立, ∴原结论成立.例6 若0<a <2,0<b <2,0<c <2,求证:(2-a)b ,(2-b)c ,(2-c)a不能同时大于1.证明:反证法假设⎪⎩⎪⎨⎧>->->-.1)2(,1)2(,1)2(a c c b b a 那么2)2(b a +-≥b a )2(->1,① 同理2)2(c b +->1,② 2)2(a c +->1,③ ①+②+③,得3>3矛盾,即假设不成立,故(2-a)b ,(2-b)c ,(2-c)a 不能同时大于1.二、三角换元法对于条件不等式的证明问题,当所给条件较复杂,一个变量不易用另一个变量表示,这时可考虑用三角代换,将复杂的代数问题转化为三角问题.若变量字母x 的取值围与sin θ或cos θ的变化围相同,故可采用三角换元,把所要证的不等式转换为求三角函数的值域而获证.一般地,题设中有形如x 2+y 2≤r 2,22a x +22b y = 1或22a x -22b y = 1的条件可以分别引入三角代换⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x (| r |≤1),⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x 或⎩⎨⎧==θθtan sec b y a x ,其中θ的取值围取决于x ,y 的取值围,凡不能用重要不等式证明的问题时,一般可以优先考虑换元(代数换元或三角换元),然后利用函数的单调性最终把问题解决.在三角换元中,由于已知条件的限制作用,根据问题需要,可能对引入的角度有一定的限制,应特别引起注意,否则可能会出现错误的结果.例2 已知1≤x 2+y 2≤2,求证:21≤x 2-xy +y 2≤3. 证明:∵1≤x 2+y 2≤2,∴可设x = rcos θ,y = rsin θ,其中1≤r 2≤2,0≤θ<π2.∴x 2-xy +y 2= r 2-r 2sin θ2= r 2(1-21sin θ2), ∵21≤1-21sin θ2≤23,∴21r 2≤r 2(1-21sin θ2)≤23r 2,而21r 2≥21,23r 2≤3, ∴ 21≤x 2-xy +y 2≤3. 例2 已知x 2-2xy +y 2≤2,求证:| x +y |≤10.证明:∵x 2-2xy +y 2= (x -y)2+y 2,∴可设x -y = rcos θ,y = rsin θ,其中0≤r ≤2,0≤θ<π2.∴| x +y | =| x -y +2y | = | rcos θ+2rsin θ| = r|5sin(θ+ractan21)|≤r 5≤10.例3 已知-1≤x ≤1,n ≥2且n ∈N ,求证:(1-x)n +(1+x)n ≤2n . 证明:∵-1≤x ≤1,设x = cos θ2 (0≤θ≤2π), 则1-x =1-cos θ2= 1-(1-2sin 2θ) = 2sin 2θ,1+x =1+cos θ2= 2cos 2θ,∴(1-x)n +(1+x)n = 2n sin n 2θ+2n cos n 2θ≤2n ( sin 2θ+cos 2θ) =2n ,故不等式(1-x)n +(1+x)n ≤2n 成立.例4 求证:-1≤21x --x ≤2.证明:∵1-x 2≥0,∴-1≤x ≤1,故可设x = cos θ,其中0≤θ≤π. 则21x --x =θ2cos 1--cos θ= sin θ-cos θ=2sin(θ-4π), ∵-4π≤θ-4π≤43π, ∴-1≤2sin(θ-4π)≤2,即-1≤21x --x ≤2. 三、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.例7 已知a ,b ∈R ,且a +b = 1,求证:(a +2)2+(b +2)2≥225. 证明:∵a ,b ∈R ,且a +b = 1,∴设a =21+t ,b=21-t , (t ∈R) 则(a +2)2+(b +2)2= (21+t +2)2+(21-t +2)2= (t +25)2+(t -25)2= 2t 2+225≥225. ∴(a +2)2+(b +2)2≥225. 例8 已知a 1+a 2+…+a n = 1,求证:21a +22a +…+2n a ≥n1. 证明:设a 1= t 1+n 1,a 2= t 2+n 1,…,a n = t n +n1,其中t 1+t 2+…+t n = 0,则21a +22a +…+2n a = (t 1+n 1)2+(t 2+n 1)2+…+(t n +n 1)2= n ·21n+2×n 1( t 1+t 2+…+t n )+…+21t +22t +…+2n t =n 1+21t +22t +…+2n t ≥n 1. 四、放缩法放缩法是在顺推法逻辑推理过程中,有时利用不等式的传递性,作适当的放大或缩小,证明不原不等式更强的不等式来代替原不等式的证明.这种证题方法的实质是非等价转化,而它的证题方法没有一定的准则和程序,需按题意适当..放缩,否则是达不到目的.利用放缩法证明不等式,要根据不等式两端的特征及已知条件,采取舍掉式中一些正项或负项,或者在分式中放大或缩小分子、分母、把和式中的某些项换以较大或较小的数,从而达到证明不等式的目的.此类证法要慎审地采取措施,进行恰当地放缩,任何不适宜的放缩(放的过大或过小)都会导致推证的失败.例5 设n 为自然数,求证:91+251+…+2)12(1+n <41. 证明:∵2)12(1+k =14412++k k <k k 4412+=41(k1-11+k ), ∴91+251+…+2)12(1+n <41[(1-21)+(21-31)+…+(n 1-11+n ) =41(1-11+n )<41. ∴91+251+…+2)12(1+n <41[(1-21)+(21-31)+…+(n 1-11+n ) =41(1-11+n )<41. 例5 已知a n =21⨯+32⨯+…+)1(+n n ,其中n 为自然数, 求证:21n(n +1)<a n <21(n +1)2. 证明:∵)1(+k k <21++k k =212+k 对任意自然数k 都成立, ∴a n =21⨯+32⨯+…+)1(+n n <23+25+27+…+212+n =21[3+5+7+…+(2n +1)] =21(n +2n)<21(n +2n +1) =21(n +1)2. 又)1(+k k >2k = k ,∴a n =21⨯+32⨯+…+)1(+n n >1+2+3+…+n =21n(n +1), ∴21n(n +1)<a n <21(n +1)2. 评析:根据要证不等式的结构特征,应用均值不等式“放大”a n 为一个等差数列的和,求和后再添加一个数1,直到“放大”到要证的右边;而左边是通过“缩小”a n 的方法去根号而转化为等差数列的和.放大或缩小的技巧很多,如添项、减项、分子、分母加或减一个数,或利用函数的单调性、有界性等等,但要注意放缩要适度.11.设a 、b 为不相等的两正数,且a 3-b 3= a 2-b 2,求证:1<a + b <34. 证明:由题意得a 2+ab +b 2= a + b ,于是(a +b)2= a 2+2ab +b 2>a 2+ab +b 2= a + b ,故a + b >1,又(a +b)2>4ab ,而(a +b)2= a 2+2ab +b 2= a +b +ab <a +b +4)(2b a +, 即43(a +b)2<a +b ,解得a + b <34. ∴1<a + b <34. 例12 已知a 、b 、c 、d 都是正数,求证:1<c b a b +++d c b c +++a d c d +++ba d a ++<2. 证明:∵d cb a b +++<c b a b ++<ba b +, d c b a c +++<d c b c ++<dc c +,d c b a d +++<a d c d ++<dc d +, d c b a a +++<b a d a ++<ba a +, 将上述四个同向不等式两边分别相加,得:1<c b a b +++d c b c +++a d c d +++ba d a ++<2.。

不等式证明的基本方法

不等式证明的基本方法

绝对值的三角不等式;不等式证明的基本方法一、教学目的1、掌握绝对值的三角不等式;2、掌握不等式证明的基本方法二、知识分析定理1 若a,b为实数,则,当且仅当ab≥0时,等号成立;几何说明:1当ab>0时,它们落在原点的同一边,此时a与-b的距离等于它们到原点距离之和;2如果ab<0,则a,b分别落在原点两边,a与-b的距离严格小于a与b到原点距离之和下图为ab<0,a>0,b<0的情况,ab<0的其他情况可作类似解释;|a-b|表示a-b与原点的距离,也表示a到b之间的距离;定理2 设a,b,c为实数,则,等号成立,即b落在a,c之间;推论1推论2不等式证明的基本方法1、比较法是证明不等式的一种最基本的方法,也是一种常用的方法,基本不等式就是用比较法证得的;比较法有差值、比值两种形式,但比值法必须考虑正负;比较法证不等式有作差商、变形、判断三个步骤,变形的主要方向是因式分解、配方,判断过程必须详细叙述;如果作差后的式子可以整理为关于某一个变量的二次式,则可考虑用到判别式法证;2、所谓综合法,就是从题设条件和已经证明过的基本不等式出发,不断用必要条件替换前面的不等式,直至推出要证明的结论,可简称为“由因导果”,在使用综合法证明不等式时,要注意基本不等式的应用;所谓分析法,就是从所要证明的不等式出发,不断地用充分条件替换前面的不等式,或者是显然成立的不等式,可简称“执果索因”,在使用分析法证明不等式时,习惯上用“”表述;综合法和分析法是两种思路截然相反的证明方法,其中分析法既可以寻找解题思路,如果表述清楚,也是一个完整的证明过程.注意综合法与分析法的联合运用;3、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证明方法;4、放缩法:欲证A≥B,可通过适当放大或缩小,借助一个或多个中间量,使得,,再利用传递性,达到证明的目的.这种方法叫做放缩法;典型例题例1、已知函数,设a、b∈R,且a≠b,求证:思路:本题证法较多,下面用分析法和放缩法给出两个证明:证明:证法一:①当ab≤-1时,式①显然成立;当ab>-1时,式①②∵a≠b,∴式②成立;故原不等式成立;证法二:当a=-b时,原不等式显然成立;当a≠-b时,∴原不等式成立;点评:此题还可以用三角代换法,复数代换法、数形结合等证明,留给读者去思考;例2、设m等于|a|、|b|和1中最大的一个,当|x|>m时,求证:;思路:本题的关键是对题设条件的理解和运用,|a|、|b|和1这三个数中哪一个最大如果两两比较大小,将十分复杂,但我们可以得到一个重要的信息:m≥|a|、m≥|b|、m≥1;证明:故原不等式成立;点评:将题设条件中的文字语言“m等于|a|、|b|、1中最大的一个”转化为符号的语言“m≥|a|、m≥|b|、m≥1”是证明本题的关键;例3、函数的定义域为0,1且;当∈0,1,时都有,求证:;证明:不妨设,以下分两种情形讨论;若则,若则综上所述点评:对于绝对值符号内的式子,采用加减某个式子后,重新组合,运用绝对值不等式的性质变形,是证明绝对值不等式的典型方法;例4、已知a>0,b>0,求证:;思路:如果用差值比较法,下一步将是变形,显然需要通分,是统一通分,还是局部通分从题目结构特点看,应采取局部通分的方法;证明:①②∴原不等式成立;点评:在上面得到①式后,其分子的符号可由题设条件作出判断,但它没有②明显,所以,变形越彻底,越有利于最后的判断,本题还可以用比值比较法证明,留给读者去完成;例5、设x>0,y>0,且x≠y,求证:思路:注意到x、y的对称性,可能会想到重要不等式,但后续思路不好展开,故我们可采用分析法,从消去分数指数幂入手;证明:∵x>0,y>0,且x≠y,点评:在不便运用比较法或综合法时,应考虑用分析法;应注意分析法表述方法,其中寻求充分条件的语句常用符号“”表述;本题应用了分析法,既找到了解题思路,又使问题完满地得到了解决,可谓一举两得;例6、已知a、b、c∈R+,求证:;思路:因不等式的左边的两个因式都可以进行因式分解;结合a、b、c∈R+的条件,运用重要不等式,采用综合法进行证明;解析:即点评:用重要不等式证明不等式,一要注意重要不等式适用的条件,二要为运用重要不等式创造条件;另外,同向不等式相加或相乘,在综合法中常用到;例7、证明:对于任意实数x、y,有思路:采取分析法和比较法二者并用的方法来处理;证明:用分析法不等式②显然成立,下面证明不等式①同号,即点评:上述证明中,前半部分用的是分析法,后半部分用的是比较法,两种方法结合使用,使问题较容易解决,这一点应加以注意;例8、1用反证法证明以下不等式:已知,求证p+q≤2;2试证:n≥2;思路:运用放缩法进行证明;证明:1设p+q>2,则p>2-q,这与=2矛盾,2,又;将上述各式两边分别相加得点评:用放缩法证明不等式过程中,往往采用添项或减项的“添舍”放缩,拆项对比的分项放缩,函数的单调性放缩,重要不等式放缩等;放缩时要注意适度,否则不能同向传递;模拟试题1、设a、b是满足ab<0的实数,那么A、B、C、D、2、设ab>0,下面四个不等式①|a+b|>|a|;②|a+b|<|b|;③|a+b|<|a-b|;④|a+b|>|a|-|b|中,正确的是A、①和②B、①和③C、①和④D、②和④3、下面四个式子①;②;③;④中,成立的有A、1个B、2个C、3个D、4个4、若a、b、c∈R,且,则下列不等式成立的是A、B、C、D、5、设a、b、c∈R,且a、b、c不全相等,则不等式成立的一个充要条件是A、a、b、c全为正数B、a、b、c全为非负实数C、D、6、已知a<0,-1<b<0则A、B、C、D、7、设实数x、y满足,若对满足条件的x、y,x+y+c≥0恒成立,c 的取值范围是A、B、C、D、8、对于任意的实数x,不等式恒成立,则实数a的取值范围是_________;9、若a>c>b>0,则的值的符号为__________;10、设a、b、c∈R+,若,则__________;11、已知x,y∈R,且,则z的取值范围是__________;12、设,求证:;13、已知a、b是不等正数,且,求证:;14、已知,求证:中至少有一个不小于;15、设a、b为正数,求证:不等式①成立的充要条件是:对于任意实数x>1,有②试题答案1、B2、C3、C4、B5、C6、D7、A8、-∞,39、负10、911、12、证明:13、证明:a、b是不等正数,且而一定成立,故成立;14、证明:用反证法;假设都小于,则,而,相互矛盾,中至少有一个不小于;15、证明:设,那么不等式②对恒成立的充要条件是函数的最小值大于b;当且仅当,时,上式等号成立;故的最小值是;因此,不等式②对x>1恒成立的充要条件是>b;。

证明不等式的基本方法

证明不等式的基本方法

证明不等式的基本方法现实世界中的量,相等是局部的、相对的,而不等则是普遍的、绝对的,不等式的本质是研究“数量关系”中的“不等关系”.对于两个量,我们常常要比较它们之间的大小,或者证明一个量大于另一个量,这就是不等式的证明.不等式的证明因题而异,灵活多变,常常要用到一些基本的不等式,如平均不等式,柯西不等式等,其中还需用到一些技巧性高的代数变形.本节将介绍证明不等式的一些最基本的方法.比较法比较法一般有两种形式;(1)差值比较欲证A ≥B .只需证A —B ≥0; (2)商值比较若B>0,欲证A ≥B ,只需证BA≥1. 在用比较法时,常常需要对式子进行适当变形,如因式分解、拆项、合并项等. 例l 实数x 、y 、z 满足1-=++zx yz xy ,求证:485222≥++z y x .例2 设+∈R c b a ,,,试证:对任意实数x 、y 、z ,有:)())()((2222zx bac yz a c b xy c b a a c c b b a abc z y x ++++++++≥++,并指出等号成立的充要条件.例3 设+∈R c b a ,,,试证: b a a c c b cb ac b a c b a +++≥222.例4 设+∈R c b a ,,,1222=++c b a ,求abc c b a cb a S )(2111333222++-++=的最小值.说明先猜后证是处理许多极值问题的有效手段.猜,一猜答案,二猜等号成立的条件;证明的时候要注意等号是否能取到.有时我们直接证明不等式A ≤B 比较困难,可以试着去找一个中间量C ,如果有A ≤C 及C ≤B 同时成立,自然就有A ≤B 成立.所谓“放缩”即将A 放大到C ,再把C 放大到B 或者反过来把B 缩小到C 再缩小到A .不等式证明的技巧,常体现在对放缩尺度的把握上.例5 证明:对任意+∈R c b a ,,,均有abc abca c abc cb abc b a 1111333333≤++++++++.例6 设),,2,1(1n i a i =≥,求证:)1(12)1()1)(1(2121n nn a a a n a a a +++++≥+++ .所谓分析法就是先假定要证的不等式成立,然后由它出发推出一系列与之等价的不等式(即要求推理过程的每一步都可逆),直到得到一个较容易证明的不等式或者一个明显成立的不等式.分析法是一种执果索因的证明方法,在寻求证明思路时尤为有效.例7 若0,,≥∈y R y x ,且2)1()1(+≤+x y y .求证;2)1(x y y ≤-.例8 设+∈R c b a ,,,求证:ab b a abc c b a 233-+≥-++.引入参数法引入适当的参数,根据题中式子的特点,将参数确定,从而使不等式获得证明. 例12 设+∈R q p ,,且233=+q p ,求证:2≤+q p .例13 设+∈R c b a ,,,且12222=++c b a ,求证:24333≥++c b a .例14 设z y x ,,是3个不全为零的实数,求2222z y x yzxy +++的最大值.标准化(归一化)当不等式为齐次式的时候,常可设变量之和为k (某个常数),这样不仅简化了式子,而且增加了条件,有助于我们解决问题.例15 设c b a ,,是正实数,求证:8)(2)2()(2)2()(2)2(222222222≤++++++++++++++b a c b a c a c b a c b c b a c b a .例16 已知0,02=++>++c bx ax c b a 有实根,求证:{}{}c b a c b a c b a ,,max 49,,min 4≤++≤.习题1.设R z y x ∈,,,求证:[][]2222222222222)()()()()()(zx yz xy z y x z y x zx yz xy z y x z y x ++-++++≥++-++++.2.设+∈R c b a ,,,求证:333888111c b a c b a c b a ++≤++.3.设实数10021,,,a a a 满足: (1)010021≥≥≥≥a a a ; (2)10021≤+a a ;(3)10010043≤+++a a a . 求21002221a a a +++ 的最大值.4.如果+∈R c b a ,,,求证:2222222)())()((ca bc ab a ca c c bc b b ab a ++≥++++++.5.设0,,≥z y x ,求证:xyz z y x z y x z y x z y x 3)()()(222≥-++-++-+.并确定等号成立的条件.6.设+∈R c b a ,,,求证:49)(1)(1)(1)(222≥⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++x z z y y x zx yz xy .7.求证:161cos sin 1010≥+αα.变量代换法变量代换是数学中常用的解题方法之一.将一个较复杂的式子视为一个整体,用一个字母去代换它,从而使复杂问题简单化.有时候.有些式子可以用三角换元,从而使问题简化.当问题的条件或结论中出现“222r y x =+”,“222r y x ≤+”,“22x r -”或“1≤x ”等形式时,可以考虑用“sin α”与“cos α”代换;问题的条件或结论中出现“22x r +”.“22r x -”形式时,可作“αtan r x =”或“αsec r x =”代换等.在作代换时,要特别注意α的取值范围是由原变量x 的取值范围决定.例l 已知00≤α≤900,求证:49sin sin 452≤+-≤αα.例2 已知实数y x ,满足096422=+--+y x y x ,求证:996121922≤+++≤y x y x .例3 设c b a ,,是三角形的三边长,求证:0)()()(222≥-+-+-a c a c c b c b b a b a .已知。

证明不等式的基本方法

证明不等式的基本方法

恒成立,求实数a的取值范围”提出各自的解题思路.
甲说:“只须不等式左边的最小值不小于右边的最大值”; 乙说:“把不等式变形为左边含变量x的函数,右边仅含常 数,求函数的最值”; 丙说:“把不等式两边看成关于x的函数,作出函数图象”;
参考上述解题思路,你认为他们所讨论的问题的正确结论,
即a的取值范围是________. [答案] a≤10
[点评与警示] 论证过程中,执果索因与由因导果总是不
断变化,交替出现.尤其综合题推理较盲目时,利用分析法从
要证的问题入手,逐步推求,再用综合法逐步完善,最后找到 起始条件为止.
(人教版选修 4—5 第 30 页第 1 题)已知 a, b, c∈(0,1), 1 求证:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a 不同时大于4.
[证明]
(反证法)假设(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a 都大于 ①
1 1 (1-b)c· (1-c)a>64 4,则(1-a)b· 1 即[a(1-a)· b(1-b)· c(1-c)]>64
a+1-a 2 1 而 0<a(1-a)≤[ ]= , 2 4
1 1 0<b(1-b)≤ ,0<c(1-c)≤ 4 4 1 ∴[a(1-a)][b(1-b)][c(1-c)]≤ 与①矛盾 64 1 ∴(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a 不同时大于 . 4
) B.a2>b2 1a 1b D.(2) <(2)
1 2 .若 a > b > 1 , P = lga· lgb , Q = (lga + lgb) , R = 2 a+b lg( ),则( 2 A.R<P<Q C.Q<P<R
[解析]
) B.P<Q<R
D.P<R<Q 1 ∵lga>lgb>0,∴ (lga+lgb)> lga· lgb,即 Q 2

证明不等式的方法

证明不等式的方法

证明不等式的方法1.比较法。

在证明不等式的方法中,比较法是最基本、最重要的方法。

比较法是利用不等式两边的差是正还是负来证明不等关系的。

利用不等式的性质对不等式进行变形,变形目的在于判断差的符号,而不考虑值是多少。

2.综合法。

综合法是由已知条件出发,推导出所要证明的不等式成立,即由已知逐步推演不等式成立的必要条件得到结论。

综合法是“由因导果”。

3.分析法。

分析法也是证明不等式的一种常用的基本方法,当证题不知从何入手时,有时可以用分析法获得解决。

分析法是和综合法对立统一的两种方法,它是由结果步步寻求不等式成立的充分条件,找寻已知,是“执果索因”。

分析法和综合法常常是不能分离的,如果使用综合法证明不等式,难以入手时常用分析法探索证题的途径,之后用综合法形式写出它的证明过程。

4.作商法。

将不等式左右两端作商、变形化简商式到最简形式,判断商与1的大小,应用范围一般是被证式的两端都是正数,被证式子两端都是乘积形式或指数形式时常用此法。

5.判别式法,对于含有两个或两个以上字母的不等式,在使用比较法无效时,若能整理成一边为零,而另一边为某个字母的二次式时,这时候可用判别式法。

6.代换法。

代换法中常用的有两种:一种是三角代换法,一种是增量代换法。

三角代换法多用于条件不等式的证明,当所给条件较复杂,一个变量不易用另一个变量表示,这时候可考虑三角代换,将两个变量都用同一个参数表示。

此法可以把复杂的代数问题转化为三角问题。

要注意的是可能对引入的角有一定的限制,这一点要根据已知来定。

增量代换法一般是在对称式(任意互换两个字母,代数式不变)和给定字母顺序的不等式,常用增量法进行代换,代换的目的是通过代换达到减元的目的,使问题化难为易,化繁为简。

7.构造函数法。

函数思想是中学数学重要的思想方法之一,有些数学问题只要将其中某些变化的量建立起联系,构造出函数,再利用函数的性质,就能解决问题。

8.反证法。

用直接法证明不等式困难时,可考虑用反证法。

例谈证明不等式的四种常用措施

例谈证明不等式的四种常用措施

=
cos2 a, a

(0,
π 2
)

æ è
x
+
1 x
öøæèç
y
+
1 y
ö
÷
ø
=
æ
ç
sin2
a
è
+
1 sin2a
öæ
֍
cos2
a
øè
+
1 cos2a
ö
÷
ø
=
sin4 a
+
cos4a - 2 sin2a 4 sin22a
cos2 a
+
2

( ) =
4 - sin2a 2 + 16 , 4 sin22a
(x)
=
(
cos sin
α β
)x
+
(
cos sin
β α
)x,
且x < 0,
α,β ∈
æ è
0,
π 2
öø,若
f (x) > 2, 求证:α + β >
π 2
.
证明:假设0
<
α
+
β

π 2
,
由α, β

(0,π2 )可得0
<
α

π 2
-
β

π 2


cos
α

cosæè
π 2
-
β
ö ø
=
sin
β
>
1)
=
2n2
+

证明函数不等式的六种方法

证明函数不等式的六种方法

证明函数不等式的六种方法在高中数学中,函数的不等式是一个重要的主题。

证明函数不等式是一个基本的技能,它可以帮助学生更好地理解函数的性质并提高数学思维能力。

下面我们介绍六种证明函数不等式的方法。

1. 代数法这种方法是最常用的方法之一。

我们可以将不等式两边的函数展开,并进行简单的代数计算,以确定不等式的正确性。

例如,我们要证明:f(x) > g(x)其中f(x) = x^2 + 2x + 1g(x) = x^2 + x我们可以将f(x)和g(x)展开,然后将它们相减,得到:f(x) - g(x) = x + 1因此,f(x) > g(x) 当且仅当 x > -12. 消元法这种方法通常适用于含有多个变量的不等式。

我们可以将其中一个变量消去,从而使不等式简化。

例如,我们要证明:f(x, y) > g(x, y)其中f(x, y) = x^2 + y^2g(x, y) = x^2 - y^2我们可以将y消去,得到:f(x, y) - g(x, y) = 2y^2因此,f(x, y) > g(x, y) 当且仅当 y ≠ 03. 极限法这种方法通常适用于连续函数的不等式。

我们可以将不等式两边取极限,以确定不等式的正确性。

例如,我们要证明:f(x) > g(x)其中f(x) = x^2 + 2x + 1g(x) = x^2 + x我们可以将f(x)和g(x)的极限计算出来,得到:lim (f(x)) = +∞x→+∞lim (g(x)) = +∞x→+∞因此,f(x) > g(x) 当 x → +∞4. 导数法这种方法通常适用于在区间内单调的函数不等式。

我们可以计算函数的导数,以确定函数的单调性和不等式的正确性。

例如,我们要证明:f(x) > g(x)其中f(x) = x^3 + 3x^2 + 3x + 1g(x) = x^2 + 2x + 1我们可以计算f(x)和g(x)的导数,得到:f'(x) = 3x^2 + 6x + 3g'(x) = 2x + 2由于f'(x) > g'(x) 在 [-1, +∞) 上成立,并且f(-1) > g(-1) ,因此,f(x) > g(x) 在 [-1, +∞) 上成立。

不等式的八种证明方法及一题多证

不等式的八种证明方法及一题多证

不等式的证明:一、比较法:比较法是证明不等式的最基本、最重要的方法,它常用的证明方法有两种: 1.作差比较法方法:欲证A>B,只需要证A-B>0 步骤:“作差----变形----判断符号”。

使用此法作差后主要变形形式的处理:○将差变形为常数或一个常数与几个平方和的形式常用配方法或实数特征a2≥0判断差的符号。

○将差变形为几个因式的积的形式,常用因式分解法。

○若变形后得到二次三项式,常用判别式定符号。

总之,变形的目的是有利于判断式子的符号,而变形方法不限定,也就是说,关键是变形的目标。

2.作商比较法方法:要证A>B,常分以下三种情况:若B>0,只需证明1AB >; 若B=0,只需证明A>0; 若B<0,只需证明1AB<。

(3)步骤:“作商-----变形-----判断商数与1的大小” 例:已知a , b , m 都是正数,并且a < b ,求证:bam b m a >++解析:用作差比较法∵)()()()()(m b b a b m m b b m b a m a b b a m b m a +-=++-+=-++ ∵a ,b ,m 都是正数,并且a <b ,∴b + m > 0 , b - a > 0 ∴0)()(>+-m b b a b m 即:b a m b m a >++ 例:已知a>b>0,求证:()2a ba ba b ab +>解析:用作商比较法∵()222222a b a b a b a b a b a b a b a b a ba ababb ab -++-----+⎛⎫=== ⎪⎝⎭又∵a>b>0,()221,012a b a ba ba ab a b b a b ab -+-⎛⎫∴>>∴> ⎪⎝⎭∴>例:已知0 < x < 1, 0 < a < 1,试比较|)1(log | |)1(log |x x a a +-和的大小。

高中数学证明不等式的九种常用方法

高中数学证明不等式的九种常用方法

ab-a-b+1≥a+b-3 即ab≥a+b+(a+b-4) ∵a≥2,b≥2 ∴a+b-4≥0 ∴ab≥a+b 当且仅当a=b=2时等号成立 证毕
6 Math Part
构造法
6 Math Part 构造法
构造法:通过构造函数、图形、方程、数列、 向量等来证明不等式的方法。
本题我们使用构造函数和几何图形两种方法 来说明构造法的使用。
=a(b-1)-(b-1)-1
∴ab-a-b≥0
=(a-1)(b-1)-1
即ab≥a+b
∵a≥2,b≥2
证毕
2 Math Part
综合法
2 Math Part 综合法
综合法:综合法是从命题的已知条件出发, 利用公理、已知定义及定理,逐步推导,从 而最后推导出要证明的命题。
2 Math Part 综合法
4 Math Part 反证法
例题:已知a≥2,b≥2,求证:ab≥a+b
证明: 假设ab<a+b ab-a-b =a(b-1)-b =a(b-1)-(b-1)-1 =(a-1)(b-1)-1 ∵ab<a+b
∴(a-1)(b-1)<1

∵a≥2,b≥2
∴a-1≥1,b-1≥1
∴(a-1)(b-1)≥1
与①式矛盾
所以原命题成立
证毕
5 Math Part
公式法
5 Math Part 公式法
伯公努式利法不:等利式用:已有的不等式的定理、公式等 (1证+x明1)不(1等+x式2)…的(一1+种xn方) ≥法1。+x高1+中x2常…+见xn的公式有: 对基 栖于本 西任不不意等等1≤式式i,、、j≤绝加n都对权有值平x不均i>-等不1且式 等所、 式有均 、x值 切i与不 比x等雪j同式夫号、不
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不等式证明的基本方法 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
绝对值的三角不等式;不等式证明的基本方法
一、教学目的
1、掌握绝对值的三角不等式;
2、掌握不等式证明的基本方法
二、知识分析
定理1 若a,b为实数,则,当且仅当ab≥0时,等号成立。

几何说明:(1)当ab>0时,它们落在原点的同一边,此时a与-b的距离等于它们到原点距离之和。

(2)如果ab<0,则a,b分别落在原点两边,a与-b的距离严格小于a与b到原点距离之和(下图为ab<0,a>0,b<0的情况,ab<0的其他情况可作类似解释)。

|a-b|表示a-b与原点的距离,也表示a到b之间的距离。

定理2 设a,b,c为实数,则,等号成立
,即b落在a,c之间。

推论1
推论2
[不等式证明的基本方法]
1、比较法是证明不等式的一种最基本的方法,也是一种常用的方法,基本不等式就是用比较法证得的。

比较法有差值、比值两种形式,但比值法必须考虑正负。

比较法证不等式有作差(商)、变形、判断三个步骤,变形的主要方向是因式分解、配方,判断过程必须详细叙述。

如果作差后的式子可以整理为关于某一个变量的二次式,则可考虑用到判别式法证。

2、所谓综合法,就是从题设条件和已经证明过的基本不等式出发,不断用必要条件替换前面的不等式,直至推出要证明的结论,可简称为“由因导果”,在使用综合法证明不等式时,要注意基本不等式的应用。

所谓分析法,就是从所要证明的不等式出发,不断地用充分条件替换前面的不等式,或者是显然成立的不等式,可简称“执果索因”,在使用分析法证明不等式时,习惯上用“”表述。

综合法和分析法是两种思路截然相反的证明方法,其中分析法既可以寻找解题思路,如果表述清楚,也是一个完整的证明过程.注意综合法与分析法的联合运用。

3、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证明方法。

4、放缩法:欲证A≥B,可通过适当放大或缩小,借助一个或多个中间量,
使得,,再利用传递性,达到证明的目的.这种方法叫做放缩法。

【典型例题】
例1、已知函数,设a、b∈R,且a≠b,求证:
思路:本题证法较多,下面用分析法和放缩法给出两个证明:
证明:
证法一:

当ab≤-1时,式①显然成立;
当ab>-1时,式①②
∵a≠b,∴式②成立。

故原不等式成立。

证法二:当a=-b时,原不等式显然成立;
当a≠-b时,
∴原不等式成立。

点评:此题还可以用三角代换法,复数代换法、数形结合等证明,留给读者去思考。

例2、设m等于|a|、|b|和1中最大的一个,当|x|>m时,求证:。

思路:本题的关键是对题设条件的理解和运用,|a|、|b|和1这三个数中哪一个最大?如果两两比较大小,将十分复杂,但我们可以得到一个重要的信息:m≥|a|、m≥|b|、m≥1。

证明:
故原不等式成立。

点评:将题设条件中的文字语言“m等于|a|、|b|、1中最大的一个”转化为符号的语言“m≥|a|、m≥|b|、m≥1”是证明本题的关键。

例3、函数的定义域为[0,1]且。

当∈[0,1],时都有,求证:。

证明:不妨设,以下分两种情形讨论。



,若

综上所述
点评:对于绝对值符号内的式子,采用加减某个式子后,重新组合,运用绝
对值不等式的性质变形,是证明绝对值不等式的典型方法。

例4、已知a>0,b>0,求证:。

思路:如果用差值比较法,下一步将是变形,显然需要通分,是统一通分,还是局部通分?从题目结构特点看,应采取局部通分的方法。

证明:


∴原不等式成立。

点评:在上面得到①式后,其分子的符号可由题设条件作出判断,但它没有②明显,所以,变形越彻底,越有利于最后的判断,本题还可以用比值比较法证明,留给读者去完成。

例5、设x>0,y>0,且x≠y,求证:
思路:注意到x、y的对称性,可能会想到重要不等式,但后续思路不好展开,故我们可采用分析法,从消去分数指数幂入手。

证明:∵x>0,y>0,且x≠y,
点评:在不便运用比较法或综合法时,应考虑用分析法。

应注意分析法表述方法,其中寻求充分条件的语句常用符号“”表述。

本题应用了分析法,既找到了解题思路,又使问题完满地得到了解决,可谓一举两得。

例6、已知a、b、c∈R+,求证:。

思路:因不等式的左边的两个因式都可以进行因式分解。

结合a、b、c∈R+的条件,运用重要不等式,采用综合法进行证明。

解析:

点评:用重要不等式证明不等式,一要注意重要不等式适用的条件,二要为运用重要不等式创造条件。

另外,同向不等式相加或相乘,在综合法中常用到。

例7、证明:对于任意实数x、y,有
思路:采取分析法和比较法二者并用的方法来处理。

证明:用分析法
不等式②显然成立,下面证明不等式①
同号
,即
点评:上述证明中,前半部分用的是分析法,后半部分用的是比较法,两种方法结合使用,使问题较容易解决,这一点应加以注意。

例8、(1)用反证法证明以下不等式:已知,求证p+q≤2。

(2)试证:(n≥2)。

思路:运用放缩法进行证明。

证明:(1)设p+q>2,则p>2-q,
这与=2矛盾,
(2),
又。

将上述各式两边分别相加得
点评:用放缩法证明不等式过程中,往往采用添项或减项的“添舍”放缩,拆项对比的分项放缩,函数的单调性放缩,重要不等式放缩等。

放缩时要注意适度,否则不能同向传递。

【模拟试题】
1、设a、b是满足ab<0的实数,那么()
A、 B、
C、 D、
2、设ab>0,下面四个不等式①|a+b|>|a|;②|a+b|<|b|;③|a+b|<|a-b|;
④|a+b|>|a|-|b|中,正确的是()
A、①和②
B、①和③
C、①和④
D、②和④
3、下面四个式子①;②;③;
④中,成立的有()
A、1个
B、2个
C、3个
D、4个
4、若a、b、c∈R,且,则下列不等式成立的是()
A、 B、
C、 D、
5、设a、b、c∈R,且a、b、c不全相等,则不等式成立的一个充要条件是()
A、a、b、c全为正数
B、a、b、c全为非负实数
C、 D、
6、已知a<0,-1<b<0则()
A、 B、
C、 D、
7、设实数x、y满足,若对满足条件的x、y,x+y+c≥0恒成立,c的取值范围是()
A、 B、
C、 D、
8、对于任意的实数x,不等式恒成立,则实数a的取值范围是_________。

9、若a>c>b>0,则的值的符号为__________。

10、设a、b、c∈R+,若,则__________。

11、已知x,y∈R,且,则z的取值范围是
__________。

12、设,
求证:。

13、已知a、b是不等正数,且,
求证:。

14、已知,求证:中至少有一个不小于。

15、设a、b为正数,求证:不等式①
成立的充要条件是:对于任意实数x>1,有②
【试题答案】
1、B
2、C
3、C
4、B
5、C
6、D
7、A
8、(-∞,3)
9、负
10、9
11、
12、证明:
13、证明:a、b是不等正数,且
而一定成立,故成立。

14、证明:用反证法。

假设都小于,则


,相互矛盾,
中至少有一个不小于。

15、证明:设,那么不等式②对恒成立的充要条件是函数的最小值大于b。

当且仅当,时,上式等号成立。

故的最小值是。

因此,不等式②对x>1恒成立的充要条件是>b。

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