利用一元二次不等式的推廣證明不等式

2021-05-26 22:07:14 字數 793 閱讀 7875

作者:王毅

**:《理科考試研究·高中》2023年第02期

若一元二次不等式ax2+bx+c≥0恆成立,且a>0,則b2-4ac≤0.由它易得

推廣1:若(x-k1)2+(x-k2)2+…+(x-kn)2≥0,

則(k1+k2+…+kn)2≤n(k21+k22+…+k2n),當且僅當k1=k2=…=kn時,取等號.

證明:略.

推廣2:若(a1x-k1)2+(a2x-k2)2+…+(anx-kn)2≥0,

則(a1k1+a2k2+…+ankn)2≤(a21+a22+…+a2n)(k21+k22+…+k2n),當且僅當a1k1=a2k2=…=ankn時,取等號.

證明:略.

這兩個推理很有應用價值,用它來解決一類競賽題,出人意料的簡單.

例1 (第三屆加拿大數學競賽題)設x,y為正數,且x+y=1.證明(1+1x)(1+1y)≥9.

證明因為x+y=1,所以x2+y2=1-2xy.構造一元二次不等式

(t-x)2+(t-y)2≥0.

由推廣1得:(x+y)2≤2(x2+y2)=2(1-2xy)xy≤14.

所以(1+1x)(1+1y)=xy+x+y+1xy=1+2xy≥1+8=9,故(1+1x)(1+1y)≥9.

例2 (2023年加拿大數學競賽題)已知16個正數的和是100,它們的平方和為1000,證明這16個數中沒有乙個大於25.

證明:設這16個數分別是a1,a2,a3,…,a16,依題意得a1+a2+a3+…+a16=100,

a21+a22+a23+…+a216=100.

構造一元二次不等式

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