选修《不等式选讲》测试题
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不 等 式 选 讲 测 试 题
1.若,a b 是任意的实数,且a b >,则( )
(A)22b a > (B)1 (D)b a )21()21(< 2.不等式32->x
的解集是( ) (A ) )32,(--∞ (B) )32,(--∞),0(+∞Y (C) )0,32(-),0(+∞Y (D) )0,3
2(- 3.不等式125x x -++≥的解集为( )
(A) (][)+∞-∞-,22,Y (B) (][)+∞-∞-,21,Y (C) (][)+∞-∞-,32,Y (D) (][)+∞-∞-,23,Y
4.若0n >,则232n n +
的最小值为 ( ) (A) 2
(B) 4 (C) 6 (D) 8 5.若A=(3)(7)x x ++,B=(4)(6)x x ++,则A ,B 的大小关系为__________.
6.设a ,b ,c 是不全相等的正数,求证:
1)()()()8a b b c c a abc +++>;
2)a b c ab bc ca ++>++.
7..已知x ,y R ∈,求证222x y +≥2()2
x y + 8.如图1,把一块边长是a 的正方形铁片的各角切去大小相同的小正方形,再把它的边沿着虚线折转作成一个无盖方底的盒子,问切去的正方形边长是多少时,才能使盒子的容积最大
9.已知a ,b ,0c >,且不全相等,求证222222
()()()6a b c b a c c a b abc +++++>.
10. 已知1a ,2a ,…,+∈R a n ,且121=n a a a Λ,求证n n a a a 2)1()1)(1(21≥+++Λ. 11.已知x ,0>y ,且2>+y x .试证:y x +1,x
y +1中至少有一个小于2.
12.求函数x x y 21015-+-=的最大值.
13. 已知122=+b a ,求证θθsin cos b a +≤1.
14. 已知12=+y x ,求22y x +的最小值.
15. 已知10432=++z y x ,求222z y x ++的最小值.
16. 已知a ,b ,c 是正数,求证
2229a b b c c a a b c ++≥+++++. 17.证明:)(53+∈+N n n n 能够被6整除.
18. 设,,a b c R +∈,求证:32
a b c b c c a a b ++≥+++.
不 等 式 选 讲 答 案
1.D .提示:注意函数1()2x y =的单调性;
2.B .提示:先移项,再通分,再化简;
3.D .提示:当x ≤-2时,原不等式可以化为(1)(2)x x ---+≥5,
解得x ≤-3,即不等式组2125x x x ≤-???-++≥??的解集是(,3]-∞-.
当21x -<<时,原不等式可以化为(1)(2)x x --++≥5,
即3≥5,矛盾.所以不等式组21125x x x -<??-++≥??,的解集为?,
当x ≥1时,原不等式可以化为(1)(2)x x -++≥5,解得x ≥2, 即不等式组1125
x x x ≥???-++≥??的解集是[2,)+∞.
综上所述,原不等式的解集是(,3][2,)-∞-+∞U ;
4.C . 提示:22
323222n n n n n +=++;
5. A B <.
提示:通过考察它们的差与0的大小关系,得出这两个多项式的大小关系.
因为(3)(7)(4)(6)x x x x ++-++22
(1021)(1024)x x x x =++-++30=-<
所以(3)(7)(4)(6)x x x x ++<++;
6.提示:a b +≥Q b c +≥Q ,c a +≥Q 分别将以上三式相乘或相加即可;
7.提示: 222222222()()2()2442
x y x y x y x y xy x y +++++++=≥=; 8.提示: 设切去的正方形边长为x ,无盖方底盒子的容积为V ,则
当且仅当224a x a x x -=-=,即当6
a x =时,不等式取等号,此时V 取最大值3227a .即当切去的小正方形边长是原来正方形边长的16
时,盒子容积最大. 9.分析:观察欲证不等式的特点,左边3项每一项都是两个数的平方之和与另一个数之积,右边是三个数的积的6倍.这种结构特点启发我们采用如下方法.
证明:因为22b c +≥2bc ,0a >,所以22
()a b c +≥2abc . ①
因为22c a +≥2ac ,0b >,所以22()b c a +≥2abc . ②
因为22a b +≥2ab ,0c >,所以22
()c a b +≥2abc . ③ 由于a ,b ,c 不全相等,所以上述①②③式中至少有一个不取等号,把它们相加得222222()()()6a b c b a c c a b abc +++++>.
10.提示:观察要证明的结论,左边是n 个因式的乘积,右边是2的n 次方,再结合121=n a a a Λ,发现如果能将左边转化为1a ,2a ,…,n a 的乘积,问题就能得到解决.
证明:因为+∈R a 1,所以11112
1a a a =?≥+,即1121a a ≥+. 同理,2221a a ≥+,……n n a a 21≥+.因为1a ,2a ,…,+∈R a n ,由不等式的性质, 得n n n n a a a a a a 22)1()1)(1(2121≥≥+++ΛΛ.
因为1=i a 时,i i a a 21≥+取等号,所以原式在121====n a a a Λ时取等号.
11. 提示:要证的结论与条件之间的联系不明显,直接由条件推出结论的线索不够清晰.另外,如果从正面证明,需要对某一个分式小于2或两个分式都小于2等进行分类讨论,而从反面证明,则只要证明两个分式都不小于2是不可能的即可.于是考虑采用反证法. 证明:假设y x +1,x y +1都不小于2,即21≥+y x ,且21≥+x
y . 因为x ,0>y ,所以y x 21≥+,且x y 21≥+.把这两个不等式相加,得)(22y x y x +≥++, 从而2≤+y x .这与已知条件2>+y x 矛盾.因此,y x +1,x
y +1都不小于2是不可能的,即原命题成立.
12. 提示:利用不等式解决极值问题,通常设法在不等式一边得到一个常数,并寻找不等式取等号的条件.这个函数的解析式是两部分的和,若能化为bd ac +的形式就能利用柯西不等式求其最大值.
解:函数的定义域为[]5,1,且0>y . 当且仅当x x -?=-?5512时,等号成立,即27
127=x 时函数取最大值36.
13.提示: cos sin a b θθ+=
1
14.提示: 22222221(2)(12)()5()x y x y x y =+≤++=+Q 2215x y ∴+≥
. 15.提示: 2222222100(234)(234)()x y z x y z =++≤++++Q 222100.29x y z ∴++≥
16.提示:111[2()]()a b c a b b c c a
+++++++ 17. 提示:这是一个与整除有关的命题,它涉及全体正整数,若用数学归纳法证明,第一步应证1=n 时命题成立;第二步要明确目标,即在假设k k 53+能够被6整除的前提下,证明)1(5)1(3+++k k 也能被
6整除.
证明:1)当1=n 时,653
=+n n 显然能够被6整除,命题成立.
2)假设当)1(≥=k k n 时,命题成立,即k k 53+能够被6整除.
当1+=k n 时, 6)1(3)5(3++++=k k k k .
由假设知k k 53
+能够被6整除,而)1(+k k 是偶数,故)1(3+k k 能够被6整除,从而6)1(3)5(3++++k k k k 即)1(5)1(3+++k k 能够被6整除.因此,当1+=k n 时命题成立. 由1)2)知,命题对一切正整数成立,即)(53+∈+N n n n 能够被6整除;
18.证明:(法一)要证原不等式成立,只须证:
91112a b c b c c a a b +++++≥+++ 即只须证:111[2()]()9a b c b c c a a b
++++≥+++ 由柯西不等式易知上式显然成立,所以原不等式成立。
(法二)由对称性,不妨设:0a b c ≥≥>,则111b c c a a b
≥≥+++, 所以:(顺序和)a b c b c a b c c a a b b c c a a b
++≥++++++++(乱序和) (顺序和)a b c c a b b c c a a b b c c a a b
++≥++++++++(乱序和) 将以上两式相加即得:32a b c b c c a a b ++≥+++.