2.证明不等式的常用方法

除了课本上介绍的证明不等式的三种基本方法外,还有如下常用方法:

(1)放缩法

若证明“A≥B”,我们先证明“A≥C”,然后再证明“C≥B”,则“A≥B”。

(2)反证法

反证法是通过否定结论导致矛盾,从而肯定原结论的一种方法。

(3)数学归纳法

证明与自然数n有关的不等式时,常用数学归纳法。此法高考中已多次考查。

(4)变量代换法

变量代换是数学中的一种常用的解题方法,对于一些结构比较复杂,变化较多而关系不太清楚的不等式,可适当地引进一些新的变量进行代换,以简化其结构。其代换技巧有局部代换、整体代换、三角代换、增量代换等。

(5)函数方法

通过利用函数的性质,如单调性、凹凸性、有界性、实根存在的条件等证明不等式的方法称为函数方法。

(6)构造方法

不等式证明中的构造方法,主要是指通过引进合适的恒等式、数列、函数、图形及变量等辅助手段,促使命题转化,从而使不等式得证。此法技巧要求较高,高考试题中很少见。

[例题解析]

例1  证明下列不等式:

(1)若x,y,z∈R,a,b,c∈{x|x是正实数},则

x2+y2+z2≥2(xy+yz+zx);

(2)若x,y,z∈{x|x是正实数},且x+y+z=xyz,则++≥2(++)2

解  (1)先考虑用作差证法

x2+y2+z2-2(xy+yz+zx)= (x2+y2-2xy)+(y2+z2-2yz)+

(z2+x2-2zx)=(xy)2+(y-z)2+(z-x)2≥0

∴  x2+y2+z2≥2(xy+yz+zx)

(2)采用等价转化法

所证不等式等价于

x2y2z2(++)≥2(xy+yz+zx)2

xyz·[yz(y+z)+zx(z+x)+xy(x+y)]≥2(xy+yz+zx)2

(x+y+z)(y2z+yz2+z2x+zx2+x2y+xy2)≥2(x2y2+y2z2+z2x2)+4(x2yz+xy2z+xyz2)

y3z+yz3+z3x+zx3+x3y+xy3≥2x2yz+2xy2z+2xyz2

yz(y-z) 2 +zx(z-x) 2+xy(x-y) 2+x2 (y-z) 2+y2 (z-x)2+z2 (x-y) 2≥0

∵上式显然成立  ∴原不等式得证。

注  (1)配方技巧的实现关键在于合理的分项,正是这种分项我们对(1)还可证明如下:

x2+y2+z2

=(x2+y2)+(y2+z2)+(z2+x2)

≥2+2+2

≥2(xy+yz+zx)

(2)的证法要害是:化分式为整式,活用条件,即用x+y+z代换xyz,以及配方技术。事实上,这个代数不等式的实质是如下三角不等式:

在锐角△ABC中,求证:

cotA(tanB+tanC)+cotB·(tanC+tanA)+cotC·(tanA+tanB)≥2(cotA+cotB+cotC)2

例2  证明若x,y,z∈R,且x+y+z=1,x2+y2+z2=,则x,y,z,∈[0,]。

证法一由x+y+z=1,x2+y2+z2=,得:x2+y2+(1-x-y)2=

整理成关于y的一元二次方程得:

2y2-2(1-x)y+2x2-2x-=0

∵y∈R,故Δ≥0

4(1-x)2-4×2(2x2-2x-)≥0

解之得:0≤x≤∴x∈[0,]

同理可得:y,z∈[0,]

证法二  设x=+x′,y=+y′,z=+z′,则x′+y′+z′=0

于是

,x′∈[-],x∈[0, ],同理,y,z∈[0, ]

证法三  反证法

设x、y、z三数中若有负数,不妨设x<0,则x2>0,=x2+y2+z2≥x2+=+x2=x2-x+>,矛盾。

设x,y,z三数中若有最大者大于,不妨设x>,则:

=x2+y2+z2≥x2+

=x2+=x2-x+

=x·(x-)+>,矛盾。

故x,y,z∈[0, ]。

注:本题证法甚多,最易接受的方法是证法一的判别式法,因为该法思路明晰,易于操作,技巧性不强。

 0  321854  321862  321868  321872  321878  321880  321884  321890  321892  321898  321904  321908  321910  321914  321920  321922  321928  321932  321934  321938  321940  321944  321946  321948  321949  321950  321952  321953  321954  321956  321958  321962  321964  321968  321970  321974  321980  321982  321988  321992  321994  321998  322004  322010  322012  322018  322022  322024  322030  322034  322040  322048  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网