内容正文:
2024版·生物学
2024版·数学(文)
选修4-5 不等式选讲
第2节 不等式的证明
a-b>0
a-b>0
a-b<0
执果索因
由因导果
不正确
不成立
[课标要求] 1.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法;
2.了解柯西不等式的几种不同形式,理解它们的几何意义,并会证明.
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
1.证明不等式的基本方法
(1)比较法
①作差比较法:已知a>b⇔_______________,a<b⇔_______________,因此
要证明a>b,只要证明_______________即可,这种方法称为作差比较法.
②作商比较法
由a>b>0⇔ eq \f(a,b) >1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时,要证明a>b,只要证
明_________即可,这种方法称为作商比较法.
eq \f(a,b) >1
(2)综合法
从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推
导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即
“____________”的方法.
(3)分析法
从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归
结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成
立,这种证明方法叫做分析法,即“____________”的方法.
(4)反证法
先假设要证的命题_________,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、
定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定
理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设_________,从而
证明原命题成立.
(5)放缩法
证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值放大或缩小,简化不等式,
从而达到证明的目的.
2.柯西不等式
(1)二维形式的柯西不等式:
定理1 若a,b,c,d都是实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,当且仅
当ad=bc时,等号成立.
(2)柯西不等式的向量形式:
定理2 设α,β是两个向量,则|α·β|≤|α|·|β|,当且仅当β是零向量,或存
在实数k,使α=kβ时,等号成立.
3.二维形式的三角不等式
定理3 设x1,y1,x2,y2∈R,那么eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) eq \r(x+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) )
+eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) eq \r(x+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) )
≥
eq \r((x1-x2)2+(y1-y2)2) .
4.一般形式的柯西不等式
定理 设a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是实数,则(a eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) +a eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) +…
+a eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(n)) )(b eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) +b eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) +…+b eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(n)) )≥(a1b1+a2b2+…+anbn)2,当且仅当bi=0(i=1,
2,…,n)或存在一个数k,使得ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等号成立.
[必记结论]
1. eq \r(k+1) - eq \r(k) = eq \f(1,\r(k+1)+\r(k)) < eq \f(1,2\r(k)) ;
2. eq \f(1,k2) < eq \f(1,k(k-1)) = eq \f(1,k-1) - eq \f(1,k) ,
eq \f(1,k2) > eq \f(1,k(k+1)) = eq \f(1,k) - eq \f(1,k+1) ;
3. eq \f(1,k2) < eq \f(1,k2-1) = eq \f(1,(k-1)(k+1)) = eq \f(1,2) ( eq \f(1,k-1) - eq \f(1,k+1) ).
【小题热身】
1.利用反证法证明:若 eq \r(x) + eq \r(y) =0,则x=y=0,假设为( )
A.x,y都不为0
B.x,y不都为0
C.x,y都不为0,且x≠y
D.x,y至少有一个为0
解析: “x=y=0”的否定为“x≠0或y≠0”,即为x,y不都为0.
答案:B
2.以下是解决数学问题的思维过程的流程图:
在此流程图中,①②两条流程线与“推理与证明”中的思维方法匹配正确的是( )
A.①—综合法,②—分析法
B.①—分析法,②—综合法
C