第2講不等式的證明

2021-05-18 12:06:00 字數 2689 閱讀 3538

基礎鞏固題組

一、填空題

1.(2013·江蘇卷改編)已知a≥b>0,m=2a3-b3,n=2ab2-a2b,則m、n的大

小關係為________.

解析 2a3-b3-(2ab2-a2b)=2a(a2-b2)+b(a2-b2)

=(a2-b2)(2a+b)=(a-b)(a+b)(2a+b).

因為a≥b>0,所以a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,

從而(a-b)(a+b)(2a+b)≥0,故2a3-b3≥2ab2-a2b.

答案 m≥n

2.已知x+y=1,那麼2x2+3y2的最小值是________.

解析由柯西不等式(2x2+3y2)·

≥2=(x+y)2=1,

∴2x2+3y2≥,當且僅當2x=3y,即x=,y=時,等號成立.

答案 3.若直線3x+4y=2,則x2+y2的最小值為________,最小值點為________.

解析由柯西不等式(x2+y2)(32+42)≥(3x+4y)2,

得25(x2+y2)≥4,所以x2+y2≥.

當且僅當=時等號成立,為求最小值點,

需解方程組∴

因此,當x=,y=時,x2+y2取得最小值,最小值為,最小值點為.

答案4.若a,b均為正實數,且a≠b,m=+,n=+,則m、n的大小

關係為________.

解析 ∵a≠b,∴+>2,+>2,

∴+++>2+2,

∴+>+.即m>n.

答案 m >n

5.設a、b、c是正實數,且a+b+c=9,則++的最小值為________.

解析 ∵(a+b+c)

=[()2+()2+()2]

≥2=18.

∴++≥2.∴++的最小值為2.

答案 2

6.已知a,b,c為正實數,且a+2b+3c=9,則++的最大值為________.

解析 ++= ++

≤=,故最大值為.

答案 7.(2013·陝西卷)已知a,b,m,n均為正數,且a+b=1,mn=2,則(am+bn)(bm+an)的最小值為________.

解析由柯西不等式(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,當且僅當ad=bc時「=」成立,得(am+bn)(bm+an)≥(·+)2=mn(a+b)2=2.

答案 2

8.已知x2+2y2+3z2=,則3x+2y+z的最小值為________.

解析 ∵(x2+2y2+3z2)

≥(3x+y·+z·)2=(3x+2y+z)2,

當且僅當x=3y=9z時,等號成立.

∴(3x+2y+z)2≤12,即-2≤3x+2y+z≤2.

當x=-,y=-,z=-時,

3x+2y+z=-2,∴最小值為-2.

答案 -2

9.已知a,b,c∈r+,且a+b+c=1,則++的最大值為________.

解析法一利用基本不等式

(++)2=(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)+2·+2·+2·≤(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)+[(3a+1)+(3b+1)]+[(3b+1)+(3c+1)]+[(3a+1)+(3c+1)]

=3[(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)]=18,

∴++≤3,

∴(++)max=3.

法二利用柯西不等式

∵(12+12+12)[()2+()2+()2]≥(1·+1·+1·)2

∴(++)2≤3[3(a+b+c)+3].

又∵a+b+c=1,∴(++)2≤18,

∴++≤3.

當且僅當==時,等號成立.

∴(++)max=3.

答案 3

二、解答題

10.設a,b,c為正數,且a+b+c=1,求證:++≥9.

證明法一 ∵a,b,c均為正數,∴1=a+b+c≥

3.又++≥3=,

∴·1≥3·3=9.

即++≥9.

法二構造兩組數:, , ;,,.

因此根據柯西不等式有

[()2+()2+()2]

≥2.即(a+b+c)≥32=9.

(當且僅當==,即a=b=c時取等號)

又a+b+c=1,所以++≥9.

11.設不等式|2x-1|<1的解集為m.

(1)求集合m;

(2)若a,b∈m,試比較ab+1與a+b的大小.

解 (1)由|2x-1|<1得-1<2x-1<1,

解得0<x<1.

所以m=.

(2)由(1)和a,b∈m可知0<a<1,0<b<1,

所以(ab+1)-(a+b)=(a-1)(b-1)>0.

故ab+1>a+b.

12.(2012·福建卷)已知函式f(x)=m-|x-2|,m∈r,且f(x+2)≥0的解集

為[-1,1].

(1)求m的值;

(2)若a,b,c大於0,且++=m,求證:a+2b+3c≥9.

(1)解 ∵f(x+2)=m-|x|,

∴f(x+2)≥0等價於|x|≤m.

由|x|≤m有解,得m≥0且其解集為.

又f(x+2)≥0的解集為[-1,1],故m=1.

(2)證明由(1)知++=1,且a,b,c大於0,

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

=3+++

≥3+2+2+2=9.

當且僅當a=2b=3c=時,等號成立.因此a+2b+3c≥9.

第2講不等式

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不等式的證明 2

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