题目内容

已知a,b,c为正实数,a+b+c=1.
求证:(1)a2+b2+c2
1
3

(2)
3a+2
+
3b+2
+
3c+2
<6.
分析:(1)证法一,作差与0比较;证法二,利用(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc,再用基本不等式可证;证法三,利用基本不等式;证法四,巧设变量,设a=
1
3
+α,b=
1
3
+β,c=
1
3
+γ,根据a+b+c=1,可得α+β+γ=0,所以a2+b2+c2=(
1
3
+α)2+(
1
3
+β)2+(
1
3
+γ)2=
1
3
222,故可证;(2)利用基本不等式即可证明.
解答:(1)证法一:a2+b2+c2-
1
3
=
1
3
(3a2+3b2+3c2-1)
=
1
3
[3a2+3b2+3c2-(a+b+c)2]
=
1
3
[3a2+3b2+3c2-a2-b2-c2-2ab-2ac-2bc]
=
1
3
[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]≥0∴a2+b2+c2
1
3

证法二:∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc≤a2+b2+c2+a2+b2+a2+c2+b2+c2
∴3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2=1∴a2+b2+c2
1
3

证法三:∵
a2+b2+c2
3
a+b+c
3

∴a2+b2+c2
a+b+c
3

∴a2+b2+c2
1
3

证法四:设a=
1
3
+α,b=
1
3
+β,c=
1
3
+γ.
∵a+b+c=1,∴α+β+γ=0
∴a2+b2+c2=(
1
3
+α)2+(
1
3
+β)2+(
1
3
+γ)2
=
1
3
+
2
3
(α+β+γ)+α222
=
1
3
222
1
3

∴a2+b2+c2
1
3

(2)证法一:
3a+2
=
(3a+2)×1
3a+2+1
2
 

同理
3b+2
3b+3
2
 
3c+2
3c+3
2
 

3a+2
+
3b+2
+
3c+2
3(a+b+c)+9
2
=6

∴原不等式成立.
证法二:
3a+2
+
3b+2
+
3c+2
3
(3a+2)+(3b+2)+(3c+2)
3
=
3(a+b+c)+6
3
=
3

3a+2
+
3b+2
+
3c+2
3
3
<6
∴原不等式成立.
点评:本题以等式为载体,考查不等式的证明,证题时用了多种方法,注意细细体会.
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