第23講三角不等式

2022-10-07 21:27:03 字數 2378 閱讀 5192

競賽熱點

含有未知數的三角函式的不等式叫做三角不等式。

在高中數學競賽內容中,涉及三角不等式的問題有三類:一是三角不等式的證明,二是解三角不等式,三是應用三角不等式求最值。

處理三角不等式的問題一方面要有紮實的三角變形能力,另一方面還需要有三角函式的圖象和性質的認識。同時,對不等式的有關性質和證明方法要能靈活運用。

解題示範

例1:已知,,求證:

思路分析:本題從三角變形入手不易,不可考慮利用放縮,轉化為代數不等式。

證明:因為所以又

所以即點評:此題應用三角函式中重要的不等式:若,則此結論的應用,將三角不等式轉化為代數不等式,疊乘即證得。

例2:當時,求證:

思路分析;利用和差化積公式和變為乘積的形式,再放縮證明。

證明:因為

所以引申:此證明中利用進行放縮,從證明過程中可以看出,等號當且僅當時成立。

因為在內上凸,所以我們很容易推廣此不等式為

特殊地,在中,有成立。

例3:已知,證明:

思路分析:原不等式等價為,再考慮利用幾何意義構造證明。

證明:因為原不等式等價為,即

如圖,,

,··,

①、②、③分別表示圖中陰影矩形的面積,而表示單位圓在第一象限的面積。

所以成立。

即點評:此題巧妙地利用三角線幾何意義,構造矩形的面積證明,有較強的技巧性。

例4:已知,求證:

思路分析:所證不等式中涉及三個變數,結合結構特徵,考慮一元二次方程構造證明。

證明:當時,原不等式顯然成立。

當時,構造一元二次方程

因為,所以所作方程必有一根,從而

即點評:三角不等式的證明常通過代數方法去解決。

例5:在中,求的整數部分。

思路分析:利用三角形內角和的特點考慮。

證明:在中,,

所以···

由冪平均不等式,則

又當時,

所以,,

故即s的整數部分為4。

點評:證明過程中利用了冪平均不等式和時, 1,既考慮了三角特點,又結合了代數不等式知識。

例6:求實數的取值範圍,使不等式,在恆成立。

思路分析:對題中與關係換元解決。

解:設,由可得

原不等式可化為,

即因為,所以

即記,易知在上單調遞減。所以故

點評:換元之後,將三角不等化為代數不等式解決,既轉化了形式,又簡化了不等式。

例7:已知,若對於一切實數,都有,求證:

思路分析:分析題中結構,考慮引入輔助角方法證明。

證明:若,則結論顯然成立。

若,令,

於是, ①

②由①+②得,

即所以對一切都成立。

取,即有

又 ③

由①+③得

即取時,,即

點評:此題在恆成立的不等式中,通過賦值得②、③是關鍵的技巧。

例8:已知··…·,若對任意一組滿足上述條件的,都有,求的最小值。

思路分析:先退到特殊形式考慮,再進一步處理一般形式。

解:當時,;

當時,由得

可證,且時等號成立,帶入所以;

當時,得證

事實上,不妨,則,

只需證因為··,所以即

又,,所以(1)若,則

所以(2)若,即即

所以所以

另外,當時,

故點評:當時,將問題轉化為①,從而使問題得到解決。

能力測試

能力測試

1.設,下列關係中正確的是( )

a. b.

c. d.

2.成立的乙個充分非必要條件是( )

ab.cd.3.已知為銳角,滿足,則與的關係滿足( )

a. b.

c. d.不能確定

4.設,且,則的取值範圍是( )

ab.c. d.

5.已知,則函式的最大值與最小值的和等於( )

a.1bcd.

6.設函式,若成立的充分條件為,則實數的取值範圍為( )

a. bcd.

7.設是給定的整數,,則的最大值是

8.已知·,則的最大值為

9.如果,那麼的最大值為

10.若對任意的,不等式都成立,則實數對

11.已知銳角abc中,,則與的大小關係為

12.已知矩形的兩邊長分別為和,且對於任何,使·,則此矩形的面積的取值範圍為

13.設,使不等式成立,求的取值範圍。

14.已知,問:能否以的值為邊長構成三角形?

15.求證:

衝擊金牌

16.已知,求證:

17.設,求證:只要,則

18.已知,求證:,並確定等號成立的所有的值。

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