[高三数学不等式的性质、不等式证明的几种常见方法.doc
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高 三 数 学---------不等式复习
【教学内容】
不等式的性质、不等式证明的几种常见方法 比较法、综合法、分析法、换元法和放缩法等。
【教学目标】
不等式的性质是不等式证明和求解不等式的理论基础和前提条件。比较法是证明不等式的最基本的方法,它思维清晰,可操作性强,适用范围广泛,在不等式证明中常常采用。比较法通常分两类:第一、作差与零比较,作差后常需要把多项式因式分解,再由各因式的符号来确定差与零的大小;第二、作商与1比较,但要注意除式的符号,作商后常需把分子分母因式分解后约分再与1进行大小比较。
综合法常常用到如下公式:(1)≥2ab(a,b∈R)
(2)≥ (3)≥2(a.b0)
(4)≥ (5)≥
利用综合法证明不等式时常需要进行灵活的恒等变形,创造条件去运用公式。
对于不能直接分析出如何用综合法来证明的不等式,我们可以采用分析法,执果索因,从要证明的结论出发,去追逆它要成立的条件,得到要证明的结论就是已知条件或已有的公式,从而说明所证不等式成立。另外,换元法、放缩法等对较复杂的不等式的证明也很有帮助。
【知识讲解】
设12a0,试比较A=1+a2与B=的大小。
解:A-B=
=
∵恒成立.
由条件知0,∴a-10,∴A-B0
即AB.
例2、设a.b∈R+,求证aabb≥abba
分析:这里所证的不等式的左、右两边均正,且都为乘积的形式,所以可以考虑作商与1比较,转化为运用指数函数的性质来证明。
证明:
10当a≥b时,≥1,a-b≥0,由指数函数的性质可知≥1.
20当ab时,,a-b0,同理可得≥1,
综上所述,≥1即aabb≥abba.
例3、设a0且a≠1,mn0,求证:.
分析:这类不等式显然不解直接用综合法来证明,因此仍考虑用比较法,而所证不等式左、右均为几个因式的代数和的形式,因此常采用作差与0比较的方法。
证明:
=
10当0a1时,∵mn0,∴aman而,∴(*)式0
20当a1时, ∵mn0,∴aman , ∴(*)式0
∴当a0且 a≠1时.(*)式恒正,即.
例4、设a.b.c∈R+,求证:≤
分析:初看上去似乎与基本不等式有关,但若直接运用基本不等式,仅能得到所证不等式两端均非负,仍然不能证到原不等式成立。若注意到把两端括号去掉,则出现了相同项a+b,因此可以考虑用比较法来证明。
证明一、
=
∵a.b.c∈R+,∴≥
∴≥0,即所证不等式成立.
证明二、∵
=令
∵a.b.c ∈R+,∴ x,y∈R+
=(y2+xy+x2)(y-x)+3x2(x-y)=(y-x)(x2+xy-2x2)
=(y-x)(y-x)(y+2x)=(y-x)2(y+2x)≥0
并且仅当x=y即 c2=ab时“=”成立。
∴≤.
说明:证法一运用了基本不等式,关键是对进行恒等变形,创造条件运用基本不等式;证法二采用了换元法,关键是如何假设变量才解使差式化简。
例5、当n2时,求证:logn(n-1).logn(n+1)1
证明:∵n2. ∴logn(n-1)0.logn(n+1)0
∴logn(n-1).log(n+1)
=
∴原不等式成立.
说明:该题所证的结论即为n2时,logn-1nlogn(n+1),此结论应记住,它对我们今后的学习也是很有帮助的,由它可以得到一连串不等式:log2324log2425log2526lup2627……。
例6、设a.b.c∈R+,求证:≥.
分析:如果把因式a+b+c乘到括号内,则所证不等式左边较复杂,很难看出用什么方法去证明,若我们注意分析该不等式左边的特征,它与三个变元的均值不等式的左边很类似,再联想到结论:当x.y.z∈R+时, ≥9就不难得到证明了.
证明:∵a.b.c∈R+ ∴≥
而2(a+b+c)=[( a+b)+(b+c)+(c+a)]≥
∴≥9
即≥.
说明:掌握了此类不等式的证明方法后,与此类似的不等式,如10若a.b.c∈R+ 且a+b+c=1求证: ≥ 20若a.b.c∈R+,
则≥等等就不难证明了.
例7、已知:a12+a22+…+an2=1,x12+x22+…+xn2=1,n∈N求证:a1x1+a2x2+…+anxn≤1
证明:∵a12+x12≥2a1x1 , a22+x22≥2a2x2……an2+xn2≥2anxn,相加得,
(a12+a22+…an2)+(x12+
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