优课系列高中数学北师大版选修2-2 1.2.1综合法 课件(52张)

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[解析] 分析法:要证 a2+b32+c2≥a+3b+c, 只需证:a2+b32+c2≥(a+3b+c)2, 只需证:3(a2+b2+c2)≥a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca, 只需证:2(a2+b2+c2)≥2ab+2bc+2ca, 只需证:(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0,而这是显然成立的, 所以 a2+b32+c2≥a+3b+c成立.
6.分析法的基本思路 分析法的基本思路是“执果索因”,从待证结论或需求问 题出发,一步一步地探索下去,最后得到一个明显成立的条 件.若用___P______表示要证明的结论,则分析法的推理形式为 P⇐P1 → P1⇐P2 → P2⇐P3 →…→ 得到一个明显成立的条件
7.分析法与综合法的区别与联系 (1)区别:综合法是“由因导果”,而分析法则是“执果索 因”,它们是截然相反的两种证明方法.分析法便于我们去寻 找思路,而综合法便于过程的叙述,两种方法各有所长,在解 决具体的问题时,结合起来运用效果会更好.
分析法证明不等式
新知导学 4.分析法定义 从要证明的_结__论___出发,逐步寻求使它成立的__充__分___条 件,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条 件(已知条件、定理、定义、公理等),这种证明方法叫做分析 法
5.分析法的特点 分析法是综合法的逆过程,即从“未知”看“_需__知___”, 执果索因,逐步靠拢“__已__知____”,其逐步推理,实际上是要 寻找“结论”的___充__分___条件. 分析法的推理过程也属于演绎推理,每一步推理都是严密 的逻辑推理.
b≥ a
a+
b.
综合法和分析法的综合应用
已知 a、b、c 是不全相等的正数,且 0<x<1. 求证:logxa+2 b+logxb+2 c+logxa+2 c<logxa+logxb+logxc.
[分析] 由题目可获取以下主要信息: ①a、b、c是不全相等的三个正数;②所要证的不等式是 以对数形式给出且底数0<x<1.解答本题的关键是利用对数运 算法则和对数函数性质转化成整式不等式证明.
[答案] 9
[解析] ∵a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,
∴1a+1b+1c=a+ab+c+a+bb+c+a+bc +c
=3+ba+ab+ac+ac+bc+bc
≥3+2
ba·ab+2
ac·ac+2
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cb b·c
=9
当且仅当 a=b=c=13时等号成立.
6.已知 a、b、c∈R+,求证: a2+b32+c2≥a+3b+c.
[证明] 方法一:∵a,b 是正数且 a+b=1, ∴a+b≥2 ab,∴ ab≤12,∴ab≤14,a1b≥4. ∴1a+1b=a+ abb=a1b≥4.
方法二:∵a,b 是正数, ∴a+b≥2 ab>0,1a+1b≥2 a1b>0, ∴(a+b)(1a+1b)≥4. 又 a+b=1,∴1a+1b≥4. 方法三:1a+1b=a+a b+a+b b=1+ba+ab+1≥2+2 4.当且仅当 a=b 时,取“=”号.
ba·ab=
[方法规律总结] 1.综合法证明命题的步骤 第一步:分析条件,选择方向.认真发掘题目的已知条 件,特别是隐含条件,分析已知与结论之间的联系,选择相关 的公理、定理、公式、结论,确定恰当的解题方法. 第二步:转化条件,组织过程.把题目的已知条件,转化 成解题所需要的语言,主要是文字、符号、图形三种语言之间 的转化.组织过程时要有严密的逻辑,简洁的语言,清晰的思 路. 第三步:适当调整,回顾反思.解题后回顾解题过程,可 对部分步骤进行调整,并对一些语言进行适当的修饰,反思总 结解题方法的选取.
用分析法证明如下: 要证 a2+b2≥ 22(a+b), 只需证( a2+b2)2≥[ 22(a+b)]2. 即证 a2+b2≥12(a2+b2+2ab),即证 a2+b2≥2ab. ∵a2+b2≥2ab 对一切实数恒成立, ∴ a2+b2≥ 22(a+b)成立.综上所述,不等式得证.
[方法规律总结] 分析法证明不等式的依据、方法与技 巧.
2.综合法证明不等式依赖的主要是不等式的基本性质和已 知的重要不等式,其中常用的有如下几个:
①a2≥0(a∈R). ② (a - b)2≥0(a 、 b ∈ R) , 其 变 形 有 a2 + b2≥2ab , (a+2 b)2≥ab,a2+b2≥a+2b2. ③若 a、b∈(0,+∞),则a+2 b ≥ ab,ba+ab≥2.
3.综合法的基本思路 用___P_____表示已知条件、已有的定义、定理、公理等, ____Q_____表示所要证明的结论,则综合法的推理形式为 P⇒Q1 → Q1⇒Q2 → Q2⇒Q3 →…→ Qn⇒Q 其逻辑依据是三段论式演绎推理.
牛刀小试 1.设a≥b>0,求证:3a3+2b3≥3a2b+2ab2. [证明] 因为a≥b>0,所以a-b≥0,3a2-2b2>0, 所以3a3+2b3-(3a2b+2ab2) =3a2(a-b)+2b2(b-a) =(3a2-2b2)(a-b)≥0, 即3a3+2b3≥3a2b+2ab2.
[答案] a+b
[解析] 已知 a+b>2 ab,a2+b2>2ab, 又 a+b-(a2+b2)=a(1-a)+b(1-b)>0. 也可用特值法取 a=12,b=18,则 a+b=58,2 ab=12,a2 +b2=1674,2ab=18,显见 a+b 最大,故只能是填 a+b.
5.设 a>0,b>0,c>0,若 a+b+c=1,则1a+1b+1c的最小 值为________.
3.a>0,b>0,则下列不等式中不成立的是( )
A.a+b+ 1ab≥2 2 C.a2+abb2≥a+b
B.(a+b)1a+1b≥4 D.a2+abb≥ ab
[答案] D [解析] ∵a>0,b>0,∴a+b≥2 ab,∴2a+abb≤1,∴a2+abb ≤ ab
4.若 0<a<1,0<b<1,且 a≠b,则在 a+b,2 ab,a2+b2 和 2ab 中最大的是________.
(4)应用技巧:用分析法证明数学命题时,一定要恰当地用 好“要证”、“只需证”、“即证”等词语.
已知
a>0,b>0,求证:
a+ b
b≥ a
a+
b.
[分析] 要证明上述不等式成立,暂无条件可用,这时可 以从所要证明的结论出发,逐步反推,寻找使当前命题成立的 充分条件,即用分析法证明.
[证明]
∵a>0,b>0,要证
(3)当待解决问题,一时打不开思路,不知从何入手时,有 时可以运用__分__析__法____去探求解题思路,特别是对于条件简单 而结论复杂的题目,往往更是行之有效的方法.另外,对于恒 等式的证明,也同样可以运用分析法证明.又如在立体几何证 明题中,将待证结论作为条件和其他已知条件结合起来分析, 看能够得出什么“结论”来逐步探求证题的思路,也是常用方 法.
第二章 推理与证明
第二章 2.2 直接证明与间接证明
2.2.1 综合法与分析法
1 自主预习学案 2 典例探究学案 3 巩固提高学案 4 备选练习
自主预习学案
了解综合法与分析法的特点,熟练应用分析法与综合法证 明命题.
重点:综合法和分析法的概念及思考过程、特点. 难点:综合法和分析法的应用.
(1)解题依据:分析法证明不等式的依据是不等式的基本性 质、已知的重要不等式和逻辑推理的基本理论;
(2)适用范围:对于一些条件复杂,结构简单的不等式的证 明,经常用综合法.而对于一些条件简单、结论复杂的不等式 的证明,常用分析法;
(3)思路方法:分析法证明不等式的思路是从要证的不等式 出发,逐步寻求使它成立的充分条件,最后得到的充分条件是 已知(或已证)的不等式;
牛刀小试 2.(2013·重庆理,6)若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)(x-b) +(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)的两个零点分别位于区间( ) A.(a,b)和(b,c)内 B.(-∞,a)和(a,b)内 C.(b,c)和(c,+∞)内 D.(-∞,a)和(c,+∞)内 [答案] A [解析] 因为a<b<c,所以f(a)=(a-b)(a-c)>0,f(b)=(b- c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0,由零点存在性定理知,选A.
a+ b
b≥ a
a+
b成立,
只需证
a+ b
ba2≥(
a+
b)2 成立,
即证ab2+ba2+2 ab≥a+b+2 ab成立.
即证a3a+bb3≥a+b.
也就是证(a+b)(a2-ab+b2)≥ab(a+b)成立.
即 a2-2ab+b2≥0,也就是证(a-b)2≥0 成立.
∵(a-b)2≥0
恒成立,∴
a+ b
综合法: ∵a、b、c∈R+,∴(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0, ∴2(a2+b2+c2)≥(ab+bc+ac), ∴3(a2+b2+c2)≥a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac, ∴3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2, ∴ a2+b32+c2≥a+3b+c.
典例探究学案
2y+1·
73≤
2y+12+ 2
732=y+53,
2z+1·
73≤
2z+12+ 2
732=z+53,
相加得( 2x+1+ 2y+1+ 2z+1)· 73≤x+y+z+5=
7, 即
2x+1+
2y+1+
2z+1≤7·
3= 7
21,等号在 x=y
=z=23时取得.
分析法的应用
设 a、b 为实数,求证 a2+b2≥ 22(a+b). [证明] 当 a+b≤0 时,∵ a2+b2≥0, ∴ a2+b2≥ 22(a+b)成立. 当 a+b>0 时,
综合法的应用
已知 a,b 是正数,且 a+b=1, 求证:1a+1b≥4. [分析] 注意到条件 a+b=1,可在待证式中进行 1 的代换 (或利用字母之间的倒数关系,将待证式左边乘以 1,即乘以(a +b)变形后用基本不等式证明.也可以先将 a+b=1 利用基本不 等式转化为 ab的不等式,再看待证式能否向 ab(或 ab)转化.
综合法证明不等式
新知导学 1.定义 利用__已__知__条__件__和某些数学__定__义____、__定__理___、__公__理___ 等,经过一系列的__推__理__论__证__,最后推导出所要证明的结论成 立,这种证明方法叫做综合法
2.综合法的特点 从“已知”看“___可__知__”,逐步推向“__未__知____”,其 逐步推理,是由___因___导___果____,实际上是寻找“已知”的 __必__要____条件. 用综合法证明数学问题,证明步骤严谨,逐层递进,步步 为营,条理清晰,形式简洁,宜于表达推理的思维轨迹,并且 综合法的推理过程属于演绎推理,它的每一步推理得出的结论 都是正确的,不同于合情推理.使用综合法证明问题,有时从 条件可得出几个结论,哪个结论才可作为下一步的条件是分析 的要点,所以如何找到“__切__入__点____”和有效的__推__理__途__径__是 有效利用综合法证明数学问题的关键.
(2)联系:在分析法中,从结论出发的每一步所得到的判断 都是使结论成立的____充__分____条件,最后的一步归结为已被证 明了的事实.因此从分析法的最后一步又可以倒推回去,直到 结论,这个倒推的证明过程就是___综__合_____法.
分析法便于思考,叙述较繁;综合法叙述条理清楚,不便 于思考,综合法是分析法的逆向思维过程,表述简单,条理清 楚.所以实际证题时,可将分析法、综合法结合起来使用, 即:__分__析______找思路,____综__合____写过程.
∴ 2b+1+ 2b+1≤2 2,等号在 a=b=12时取得, 即 2a+1+ 2b+1的最大值为 2 2. 请类比上题解法使用综合法证明下题: 已知正实数 x、y、z 满足 x+y+z=2,求证: 2x+1+ 2y+1 + 2z+1≤ 21.
[解析]
∵ 2x+1·
73≤
2x+12+ 2
732=x+53,
(2014·合肥一六八中高二期中)观察下题的解答过程:
已知正实数 a、b 满足 a+b=1,求 2a+1+ 2b+1的最
大值.
解:∵
2a+1· 2≤
2a+12+ 2
22=a+32,
2b+1· 2

2b+12+ 2
22=b+32,
相 加 得 2a+1 · 2 + 2b+1 · 2 = 2 ( 2a+1 + 2b+1)≤a+b+3=4.
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