第六章不等式證明的基本方法版含解析

2022-03-06 13:15:48 字數 2154 閱讀 3423

不等式證明的基本方法

1.已知a、b、x、y均為正實數,且》,x>y.

求證: >.

證明:∵-=,

又》,且a、b均為正實數,

∴b>a>0.

又x>y>0,

∴bx>ay.

∴>0,即》.

2.已知a,b,c均為正數,證明:a2+b2+c2+(++)2≥6,並確定a,b,c為何值時,等號成立.

證明:法一:因為a,b,c均為正數,由平均值不等式得

a2+b2+c2≥3(abc),①

++≥3(abc),②

所以 (++)2≥9(abc).

故a2+b2+c2+(++)2≥3(abc)+

9(abc).

又3(abc)+9(abc)≥2=6,③

所以原不等式成立.

當且僅當a=b=c時,①式和②式等號成立.當且僅當3(abc)=9(abc)時,③式等號成立.

即當且僅當a=b=c=3時,原式等號成立.

法二:因為a,b,c均為正數,由基本不等式得

a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac.

所以a2+b2+c2≥ab+bc+ac,①

同理++≥++,②

故a2+b2+c2+(++)2≥ab+bc+ac+

3+3+3≥6.③

所以原不等式成立.

當且僅當a=b=c時,①式和②式等號成立,當且僅當a=b=c,(ab)2=(bc)2=(ac)2=3時,③式等號成立.

即當且僅當a=b=c=3時,原式等號成立.

3.已知x,y均為正數,且x>y,求證:2x+≥2y+3.

解:因為x>0,y>0,x-y>0,

2x+-2y=2(x-y)+=(x-y)+(x-y)+≥3=3,

所以2x+≥2y+3.

4.已知正實數a,b,c滿足++=1,求證:a++≥9.

證明:因為a,b,c均為正實數,

所以++≥3.同理可證:

a++≥3.

所以(a++)(++)≥

3·3=9.

因為++=1,所以a++≥9,

當且僅當a=3,b=6,c=9時,等號成立.

5.已知x、y、z∈r, 且2x+3y+3z=1,求x2+y2+z2的最小值.

解:由柯西不等式得,

(2x+3y+3z)2≤(22+32+32)(x2+y2+z2).

∵2x+3y+3z=1,∴x2+y2+z2≥,

當且僅當==,即x=,y=z=時,等號成立,

∴x2+y2+z2的最小值為.

6.設f(x)=2x2-2x+2 010,若實數a滿足|x-a|<1 ,求證:|f(x)-f(a)|<4(|a|+1).

證明:∵f(x)=2x2-2x+2 010,

∴|f(x)-f(a)|=2|x2-x-a2+a|

=2|x-a|·|x+a-1|<2|x+a-1|,

又∵2|x+a-1|=2|(x-a)+2a-1|

≤2(|x-a|+|2a-1|)

<2(1+|2a|+1)=4(|a|+1).

7.求證:++…+>(n≥2,n∈n*).

證明:法一:利用數學歸納法:

(1)當n=2時,左邊=+++>,不等式成立.

(2)假設當n=k(k≥2,k∈n*)時不等式成立.

即++…+>.

則當n=k+1時,

3×-)=.

所以當n=k+1時不等式也成立,

由(1),(2)知原不等式對一切n≥2,n∈n*均成立.

法二:利用放縮法:

∵n≥2即++…+>(n≥2,n∈n*).

8.已知a,b,c為實數,且a+b+c+2-2m=0,a2+b2+c2+m-1=0.

(1)求證:a2+b2+c2≥;

(2)求實數m的取值範圍.

解:(1)由柯西不等式得[a2+(b)2+(c)2]≥(a+b+c)2,

即(a2+b2+c2)×14≥(a+b+c)2.

∴a2+b2+c2≥.

當且僅當|a|=|b|=|c|取得等號.

(2)由已知得a+b+c=2m-2,

a2+b2+c2=1-m,

∴14(1-m)≥(2m-2)2.

即2m2+3m-5≤0.∴-≤m≤1.

又∵a2+b2+c2=1-m≥0,

∴m≤1,

∴-≤m≤1.

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