高中数学不等式证明典型例题

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不等式证明典型例题

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>+<-

所以 )1(log )1(log x x a a +-- )1(log )1(log x x a a +---= 0)1(log 2

>--=x a .

(2)当10<+<-

所以 )1(log )1(log x x a a +-- )1(log )1(log x x a a ++-=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 1x x a +---=0)1lg(lg 12>--=x a

, 所以)1(log )1(log x x a a +>-. 例2 设0>>b a ,求证:.a

b b

a b a b a >

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 >.

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) 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). 例4 已知a 、b 、c R +

∈,1a b c ++=,求证111

9.a b c

++≥ 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

++≥+++= 例5 已知c b a >>,求证:a

c c b b a -+

-+-1

11>0. 证明一:(分析法书写过程)

为了证明

a

c c b b a -+

-+-1

11>0 只需要证明c b b a -+

-11>c

a -1

∵c b a >>∴0,0>->->-c b b a c a

c b c a b a ---1,11 >0∴c b b a -+-11>c a -1

成立 ∴a

c c b b a -+-+-1

11>0成立 证明二:(综合法书写过程)

∵c b a >> ∴0,0>->->-c b b a c a ∴

b a -1>

c a -1 c

b -1>0

c b b a -+-11>c a -1成立 ∴a

c c b b a -+

-+-1

11>0成立

例6 若0,0a b >>,且2c a b >+,求证:c a c <<

证明:为要证c a c <<

只需证a c <-< 即证a c -<

也就是2

2

()a c c ab -<-,即证2

2a ac ab -<-,即证2()ac a a b >+,

∵0,2,0a c a b b >>+>,

∴2

a b

c +>

≥2c ab >即有20c ab ->, 又 由2c a b >+可得2()ac a a b >+成立,

∴ 所求不等式c a c << 例7 若233=+b a ,求证2≤+b a .

证法一:假设2>+b a ,则)(2))((2

2

2

2

3

3

b ab a b ab a b a b a +->+-+=+,

而23

3=+b a ,故1)(22<+-b ab a .

∴ab b a ab 2122≥+>+.从而1

2<+<+ab b a . ∴4222)(222<+<++=+ab ab b a b a . ∴2<+b a . 这与假设矛盾,故2≤+b a .

证法二:假设2>+b a ,则b a ->2,

故3333)2(2b b b a +->+=,即261282b b +->,即0)1(2<-b , 这不可能.从而2≤+b a .

证法三:假设2>+b a ,则8)(3)(333>+++=+b a ab b a b a . 由233=+b a ,得6)(3>+b a ab ,故2)(>+b a ab . 又2))((2233=+-+=+b ab a b a b a ,

∴))(()(22b ab a b a b a ab +-+>+. ∴ab b ab a <+-22,即0)(2<-b a . 这不可能,故2≤+b a .

例8 设x 、y 为正数,求证33322y x y x +>+. 分析:用综合法证明比较困难,可试用分析法.

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