题目内容

若a>b>c,则
1
a-b
+
1
b-c
4
a-c

证明:因为(a-c)(
1
a-b
+
1
b-c
)
=(a-b+b-c)(
1
a-b
+
1
b-c
)
=2+
b-c
a-b
+
a-b
b-c

∵a>b>c∴a-b>0,b-c>0;
b-c
a-b
+
a-b
b-c
≥2
b-c
a-b
a-b
b-c
=2
∴2+
b-c
a-b
+
a-b
b-c
≥4∴(a-c)(
1
a-b
+
1
b-c
)
≥4
     因为a>c所以a-c>0
     所以
1
a-b
+
1
b-c
4
a-c

类比上述命题及证明思路,回答以下问题:
①若a>b>c>d,比较
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
9
a-d
的大小,并证明你的猜想;
②若a>b>c>d>e,且
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
+
1
d-e
m
a-e
恒成立,试猜想m的最大值,并写出猜想过程,不要求证明.
分析:①由已知中的证明思路,可知不等式的证明是通过将a-c分解为a-b+b-c,展开后利用基本不等式进行证明,类比可得要证得
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
9
a-d
,可将a-d分解为a-b+b-c+c-d,展开后利用基本不等式进行证明;
②当式子左边为2项时,右边的分子最大值为4,当式子左边为3项时,右边的分子最大值为9,可猜想当式子左边为4项时,右边的分子最大值为16.
解答:解:①
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
9
a-d
,理由如下:
因为(a-d)(
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
)
=(a-b+b-c+c-d)(
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
)
=3+
a-b
b-c
+
b-c
a-b
+
b-c
c-d
+
c-d
b-c
+
a-b
c-d
+
c-d
a-b

∵a>b>c>d
∴a-b>0,b-c>0,c-d>0;
b-c
a-b
+
a-b
b-c
≥2
b-c
a-b
a-b
b-c
=2
同理
b-c
c-d
+
c-d
b-c
≥2,
a-b
c-d
+
c-d
a-b
≥2
∴3+
a-b
b-c
+
b-c
a-b
+
b-c
c-d
+
c-d
b-c
+
a-b
c-d
+
c-d
a-b
≥9
∴(a-d)(
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
)
≥9
∵a>d
∴a-d>0
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
9
a-d

②由已知及①中结论,可得
1
a-b
+
1
b-c
+
1
c-d
+
1
d-e
m
a-e
恒成立,
则m的最大值为12
点评:本题考查的知识点是类比推理和归纳推理,是推理类问题的综合应用,难度中档.
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