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第二节 不等式的证明
【最新考纲】通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.
[来源:学*科*网]
1.基本不等式
定理1:设a,b∈R,则a2+b2≥2ab.当且仅当a=b时,等号成立.
定理2:如果a,b为正数,则,当且
仅当a=b时,等号成立.≥
定理3:如果a,b,c为正数,则,当且仅当a=b=c时,等号成立.≥
定理4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果a1,a2,…,an为n个正数,则,当且仅当a1=a2=…=an时,等号成立.≥
2.不等式证明的方法
(1)比较法是证明不等式最基本的方法,可分为作差比较法和作商比较法两种.
名称
作差比较法
作商比较法
理论
依据
a>b⇔a-b>0[来源:学科网ZXXK]
a<b⇔a-b<0
a=b⇔a-b=0
b>0,>1⇒a>b
b<0,>1⇒a<b
(2)综合法与分析法
①综合法:利用某些已经证明过的不等式和不等式的性质,推导出所要证明的不等式,这种方法叫综合法.即“由因导果”的方法.
②分析法:从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的充分条件,把证明不等式转化为判定这些充分条件是否具备的问题,如果能够肯定这些充分条件都已经具备,那么就可以判定原不等式成立,这种方法叫作分析法.即“执果索因”的方法.
1.(质疑夯基)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)比较法最终要判断式子的符号得出结论( )
(2)综合法是从原因推导到结果的思维方法,它是从已知条件出发,经过逐步推理,最后达到待证的结论( )
(3)分析法又叫逆推证法或执果索因法,是从待证结论出发,一步一步地寻求结论成立的必要条件,最后达到题设的已知条件或已被证明的事实.( )
(4)使用反证法时,“反设”不能作为推理的条件应用.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.若a>b>1,x=a+,则x与y的大小关系是( ),y=b+
A.x>y B.x<y
C.x≥y D.x≤y
解析:x-y=a+-
=a-b+.=
由a>b>1得ab>1,a-b>0,
所以>0.即x-y>0,所以x>y.
答案:A
3.已知a≥b>0,M=2a3-b3,N=2ab2-a2b,则M,N的大小关系为________.
解析:2a3-b3-(2ab2-a2b)=2a(a2-b2)+b(a2-b2)
=(a2-b2)(2a+b)=(a-b)(a+b)(2a+b).
因为a≥b>0,所以a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,
从而(a-b)(a+b)(2a+b)≥0,故2a3-b3≥2ab2-a2b.
答案:M≥N
4.已知a>0,b>0且ln(a+b)=0,则的最小值是________.+
解析:由题意得,a+b=1,a>0,b>0,
∴+(a+b)=2+=+
≥2+2 =4,
当且仅当a=b=时等号成立.
答案:4
一点注意
使用平均值不等式时易忽视等号成立的条件.
三种方法
1.比较法:作差比较法主要判断差值与0的大小,作商比较法在于判定商值与1的大小(一般要求分母大于0).[来源:Z&xx&k.Com]
2.分析法:B⇐B1⇐B2⇐…⇐Bn⇐A(结论).
(步步寻求不等式成立的充分条件)(已知).
3.综合法:A⇒B1⇒B2⇒…⇒Bn⇒B(已知).
(逐步推演不等式成立的必要条件)(结论).
1.(2014·江苏卷)已知x>0,y>0,证明:(1+x+y2)(1+x2+y)≥9xy.
证明:因为x>0,y>0,
所以1+x+y2≥3 >0,
>0,1+x2+y≥3
故(1+x+y2)(1+x2+y)≥3 =9xy.·3
3.(2016·长春模拟)(1)已知a,b都是正数,且a≠b,求证:a3+b3>a2b+ab2;
(2)已知a,b,c都是正数,求证:≥abc.
证明:(1)(a3+b3)-(a2b+ab2)=(a+b)(a-b)2.
因为a,b都是正数,所以a+b>0.
又因为a≠b,所以(a-b)2>0.
于是(a+b)(a-b)2>0,即(a3+b3)-(a2b+ab2)>0,
所以a3+b3>a2b+ab2.
(2)因为b2+c2≥2bc,a2>0,所以a2(b2+c2)≥2a2bc.①
同理b2(a2+c2)≥2ab2c.②
c2(a2+b2)≥2abc2.③
①②③相加得2(a2b2+b2c2+c2a2)≥2a2bc+2ab2c+2abc2,
从而a2b2+b2c2+c2a2≥abc(a+b+c).[来源:Zxxk.Com]
由a,b,c都是正数,得a+b+c>0,
因此≥abc.
4.(2014·课标全国Ⅰ卷)若a>0,b>0,且.
=+
(1)求a3+b3的最小值;
(2)是否存在