题目内容

(2012•资阳)已知a、b是正实数,那么,
a+b
2
ab
是恒成立的.
(1)由(
a
-
b
)2≥0
恒成立,说明
a+b
2
ab
恒成立;
(2)填空:已知a、b、c是正实数,由
a+b
2
ab
恒成立,猜测:
a+b+c
3
3abc
3abc
也恒成立;
(3)如图,已知AB是直径,点P是弧上异于点A和点B的一点,PC⊥AB,垂足为C,AC=a,BC=b,由此图说明
a+b
2
ab
恒成立.
分析:(1)由(
a
-
b
2≥0,利用完全平方公式,即可证得
a+b
2
ab
恒成立;
(2)由a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ac)=
1
2
(a+b+c)[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2],可证得a3+b3+c3≥3abc,即可得
a+b+c
3
3abc
也恒成立;
(3)首先证得Rt△APC∽Rt△PBC,由相似三角形的对应边成比例,可求得PC的值,又由OP是半径,可求得OP=
a+b
2
,然后由点到线的距离垂线段最短,即可证得
a+b
2
ab
恒成立.
解答:解:(1)∵(
a
-
b
2≥0,
∴a-2
ab
+b≥0,…(1分)
∴a+b≥2
ab
,…(2分)
a+b
2
ab
;…(3分)

(2)
3abc
…(6分)
理由:a3+b3+c3-3abc
=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ac)
=
1
2
(a+b+c)(2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ac)
=
1
2
(a+b+c)[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]
∵a、b、c是正实数,
∴a3+b3+c3-3abc≥0,
∴a3+b3+c3≥3abc,
同理:
a+b+c
3
3abc
也恒成立;
故答案为:
3abc


(3)如图,连接OP,
∵AB是直径,
∴∠APB=90°,
又∵PC⊥AB,
∴∠ACP=∠APB=90°,
∴∠A+∠B=∠A+∠APC=90°,
∴∠APC=∠B,
∴Rt△APC∽Rt△PBC,
PC
AC
=
CB
PC

∴PC2=AC•CB=ab,
∴PC=
ab
,…(7分)
又∵PO=
a+b
2

∵PO≥PC,
a+b
2
ab
.…(8分)
点评:此题考查了相似三角形的判定与性质、圆周角定理、几何不等式的应用与证明以及完全平方公式等知识.此题综合性较强,难度较大,注意数形结合思想的应用,注意完全平方式的非负性的应用.
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