题目内容

下列不等式
①已知a>0,b>0,则(a+b)(
1
a
+
1
b
)≥4

②a2+b2+3>2a+2b;
③已知m>0,则
b
a
b+m
a+m

a-1
+
a+1
<2
a
(a>1)

其中恒成立的是
①②④
①②④
.(把所有成立不等式的序号都填上)
分析:逐个判断:选项①由基本不等式可证;选项②可通过作差然后配方来证明;选项③可举反例说明不对;选项④可通过平方作差法证明.
解答:解:选项①∵a>0,b>0,∴(a+b)(
1
a
+
1
b
)
=2+
b
a
+
a
b
≥2+2
b
a
a
b
=4,
当且仅当a=b时取等号,故(a+b)(
1
a
+
1
b
)≥4
成立;
选项②,∵a2+b2+3-(2a+2b)=a2-2a+1+b2-2b+1+1=(a-1)2+(b-1)2+1≥1
∴a2+b2+3>2a+2b恒成立;
选项③,∵
b
a
-
b+m
a+m
=
b(a+m)-a(b+m)
a(a+m)
=
m(b-a)
a(a+m)
,∴当a=b时,式子为0,
b
a
b+m
a+m
不一定成立;
选项④,∵a>1,∴(
a-1
+
a+1
2-(2
a
2=a-1+a+1+2
a2-1
-4a=2(
a2-1
-a

a2-1
-a<0
,因为a2-1-a2=-1<0,故
a-1
+
a+1
<2
a
成立.
故答案为:①②④
点评:本题为不等式的证明,涉及基本不等式和作差法比较大小,属基础题.
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