南京師範大學數科院肖雲霞
摘要:對於不等式的證明題,可以從多種角度去看待,運用均值不等式、柯西不等式、排序不等式等巧妙進行證明,證明的方法多種多樣,下面就兩個證明題的多種證明方法進行**。
關鍵詞:排序不等式;柯西;均值;證明;多種方法
知識背景:
⑴ 排序不等式:
設有兩組數;; 滿足,,其中是的任一排列,則有
即同序和≥亂序和≥逆序和;當且僅當或時,等號成立,即同序和=亂序和=逆序和。
⑵ 柯西不等式:
設有兩組數;; 有不等式當且僅當時,等號成立。
(3)均值不等式:
設﹥0; (調和平均);(幾何平均);(算術平均);(平方平均); 有
當且僅當時,等號成立。
1. 已知a,b,c>0,求證:.
解決此題有多種方法:
方法一:(析:可以運用排序不等式求解)
解:不妨設a≥b≥c>0,則a+b≥a+c≥b+c ①,分別取倒數有 ②,
③④③+④得到:≥=1+1+1=3,則, 得證。
方法二 (析:運用柯西不等式證明)
解: ≥①,
又 =2
=;則≥3將②、③代入①得到
得證。方法三: ( 分析: 拼湊法)
解+3===(a+b+c)= ①;利用均值不等式 ; 則有 ; 代入
①得: +3≥[×3×]×[3則有得證.
2. 已知a,b,c>0,求證:
方法一: (分析,運用排序不等式證明)
解: 不妨設a≥b≥c>0,則 ①, a+b≥a+c≥b+c ,分別取倒數有 ②,則有
③④③+④得到 ⑤
又由柯西不等式:即有,得到
⑥,同理有將⑥、⑦、⑧代入⑤得到 :≥==a+b+c
則有: 得證。
方法二: (分析運用柯西不等式)
解 ≥
則有≥, 化簡得:≥= 得證
方法三: (平均不等式求解)
解①+②+③得到 ≥a+b+c
化簡得 ≥(a+b+c)—= 得證。
方法四: ( 拼湊法 )
解 ==
= ①
由1題知: 代入 ① 得
≥ 化簡得
得證。方法五: 巧用排序不等式
不妨設a≥b≥c>0, 則a+b≥a+c≥b+c ①,分別取倒數有 ②; 又有 ③;
④⑤④+⑤ 得到=
= ;化簡得到得證。
巧用反證法證明不等式
反證法是根據 正難則反 的原理,即如果正面證明有困難時,或者直接證明需要分多種情況而反面只有一種情況時,可以考慮用反證法。反證法不僅在幾何中有著廣泛的應用,而且在代數中也經常出現。用反證法證明不等式就是最好的應用。要證明不等式a b,先假設a b,然後根據題設及不等式的性質,推出矛盾,從而否定假設。...
巧用反證法證明不等式
正難則反,巧用反證法證明不等式 反證法是根據 正難則反 的原理,即如果正面證明有困難時,或者直接證明需要分多種情況而反面只有一種情況時,可以考慮用反證法。反證法不僅在幾何中有著廣泛的應用,而且在代數中也經常出現。用反證法證明不等式就是最好的應用。要證明不等式a b,先假設a b,然後根據題設及不等式...
巧用函式的單調性證明不等式
在證明不等式中,通過聯想建構函式,將常量作為變數的瞬時狀態置於建構函式的單調區間內,利用其單調性證明一些不等式十分便捷,以下舉例說明。例1 已知。求證 分析 直接求證非常困難,觀察條件及所證結論不難發現a b c是對稱的,變形所證不等式為。建構函式,只需證恆成立。例2 已知a b。分析 應用比較法 ...