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不等式的证明及著名不等式知识梳理及典型练习题

不等式的证明及著名不等式知识梳理及典型练习题
不等式的证明及著名不等式知识梳理及典型练习题

不等式的证明及着名不等式

一、知识梳理

1.三个正数的算术—几何平均不等式

(1)定理 如果a ,b ,c 均为正数,那么a +b +c 3____3abc ,当且仅当________时,

等号成立.

即三个正数的算术平均________它们的几何平均.

(2)基本不等式的推广

对于n 个正数a 1,a 2,…,a n ,它们的算术平均________它们的几何平均,即a 1+a 2+…+a n n ____n a 1a 2…a n ,当且仅当______________时,等号成立. 2.柯西不等式

一、二维形式的柯西不等式

二维形式的柯西不等式的变式:

.,,,,, )( 1等号成立时当且仅当则都是实数若二维形式的柯西不等式定理bc ad d c b a =22222)

())((bd ac d c b a +≥++bd ac d c b a +≥+?+2222)1(bd

ac d c b a +≥+?+2222)2

( .,,,,,

)( 2等号成立时使或存在实数是零向量当且仅当是两个向量设柯西不等式的向量形式定理βαββαk k =≤.,:1221等号成立时当且仅当式得二维形式的柯西不等平面向量坐标代入b a b a ,=2

221122212221)()()(b a b a b b a a +≥++式:

得三维形式的柯西不等将空间向量的坐标代入,2

332211232221232221)()()(b a b a b a b b b a a a ++≥++++.)3,2,1(,,,,等号成立时使得或存在一个数即共线时当且仅当

,i kb a k i i ===221221222221212211)()(R,y ,x ,y , )( 3y y x x y x y x x -+-≥+++∈那么设二维形式的三角不等式定理

二、一般形式的柯西不等式

三、排序不等式

3.贝努利不等式

若x ∈R ,且x >-1,x ≠0,n >1,n ∈N ,则(1+x )n >1+ .

4.证明不等式的方法

(1)比较法

①作差:知道a >b ?a -b >0,a b ,只要证明______即

可,这种方法称为求差比较法.

②作商:由a >b >0?a b >1且a >0,b >0,因此当a >0,b >0时要证明a >b ,只要证明

______即可,这种方法称为求商比较法.

(2)综合法与分析法;

(3)反证法、放缩法;

(4)数学归纳法.

对于一个与自然数相关的命题集合,如果:

①证明起始命题0n n =成立;

②假设k n =时命题成立,证明1+=k n 也成立;

那么可以断定该命题对一切自然数成立.

二、练习

1. (2013·陕西)已知a ,b ,m ,n 均为正数,且a +b =1,mn =2,则

(am +bn )(bm +an )的最小值为________.

答案 2

解析 由柯西不等式(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时“=”成立,

得(am +bn )(bm +an )≥(am ·an +bm bn )2=mn (a +b )2=2.

2

21221221222222212121)()()( z z y y x x z y x z y x -+-+-≥+++++三维形式的三角不等式.,),,2,1(,),,2,1(0,,,,,,,,,,)

(321321等号成立时使得或存在一个数当且仅当则是实数设一般形式的柯西不等式定理n i kb a k n i b b b b b a a a a i

i i n n ΛΛΛΛ====222112222122221)())((b n n n b a b a b a b b b a a a ΛΛΛ++≥+++++.

,,,,,,,,,c ,,)

( 212122112211112121212121反序和等于顺序和时或当且仅当顺序和,乱序和即反序和那么的任一排列是为两组实数设理排序不等式或称排序原定理n n n

n n n n n n n

n n n b b b a a a b a b a b a c a c a c a b a b a b a b b b c c b b b a a a ======≤≤+++≤+++≤+++≤≤≤≤≤≤-ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ

2. [2014·陕西卷] 设a ,b ,m ,n ∈R ,且a 2+b 2=5,ma +nb =5,则m 2+n 2的最小值为________.

[解析]由柯西不等式可知(a 2+b 2)(m 2+n 2)≥(ma +nb )2,即5(m 2+n 2)≥25,当且仅当an =bm 时,等号成立,所以m 2+n 2 ≥ 5.

3. 若a ,b ,c ∈(0,+∞),且a +b +c =1,则a +b +c 的最大值为________. 答案 3

解析 (a +b +c )2=(1×a +1×b +1×c )2≤(12+12+12)(a +b +c )=3.

当且仅当a =b =c =13时,等号成立.

4.(2012·福建)已知函数f (x )=m -|x -2|,m ∈R ,且f (x +2)≥0的解集为[-1,1].

(1)求m 的值;

(2)若a ,b ,c ∈R +

,且1a +12b +13c =m ,求证:a +2b +3c ≥9. 审题破题 (1)从解不等式f (x +2)≥0出发,将解集和[-1,1]对照求m ;(2)利用柯西不等式证明.

(1)解 因为f (x +2)=m -|x |,

f (x +2)≥0等价于|x |≤m .

由|x |≤m 有解,得m ≥0,且其解集为{x |-m ≤x ≤m }.

又f (x +2)≥0的解集为[-1,1],故m =1.

(2)证明 由(1)知1a +12b +13c =1,

又a ,b ,c ∈R +,由柯西不等式得

a +2

b +3

c =(a +2b +3c )? ????1a +12b +13c ≥?

????a ·1a +2b ·12b +3c ·13c 2=9.

5.(2013新课标Ⅱ(理))选修4—5;不等式选讲

设,,a b c 均为正数,且1a b c ++=,证明:

(Ⅰ)13

ab bc ca ++≤; (Ⅱ)2221a b c b c a ++≥. 【答案】

1 6.(2013福建(理))不等式选讲: 设不等式*2()x a a N -<∈的解集为A ,且32A ∈,12

A ?. (1)求a 的值;

(2)求函数()2f x x a x =++-的最小值.

【答案】解:(Ⅰ)因为32A ∈,且12A ?,所以322a -<,且122

a -≥ 解得1322

a <≤,又因为*a N ∈,所以1a = (Ⅱ)因为|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-≥+--=

当且仅当(1)(2)0x x +-≤,即12x -≤≤时取得等号,所以()f x 的最小值为3 2

7.(2013江苏卷)[选修4-5:不定式选讲]

已知b a ≥>0,求证:b a ab b a 223322-≥-

8.【2014·江苏卷] [选修4-5:不等式选讲]

已知x >0,y >0,证明:(1+x +y 2)(1+x 2+y )≥9xy .

证明:因为x >0,y >0,

所以1+x +y 2≥33xy 2>0,

1+x 2+y ≥33x 2y >0,

故(1+x +y 2)(1+x 2+y )≥33xy 2·33x 2y =9xy .

9.[2014·辽宁卷] 选修4-5:不等式选讲

设函数f (x )=2|x -1|+x -1,g (x )=16x 2-8x +1.记f (x )≤1的解集为M ,g (x )≤4的解集为N .

(1)求M ;

(2)当x ∈M ∩N 时,证明:x 2f (x )+x [f (x )]2≤14.

解:(1)f (x )=???3x -3,x ∈[1,+∞),1-x ,x ∈(-∞,1).

当x ≥1时,由f (x )=3x -3≤1得x ≤43,

故1≤x ≤43;

当x <1时,由f (x )=1-x ≤1得x ≥0,

故0≤x <1.

所以f (x )≤1的解集M =??????

????x 0≤x ≤43. (2)由g (x )=16x 2-8x +1≤4得16? ??

??x -142≤4, 解得-14≤x ≤34,

因此N =??????

????x -14≤x ≤34, 故M ∩N =??????

????x 0≤x ≤34.

当x ∈M ∩N 时,f (x )=1-x ,于是

x 2f (x )+x ·[f (x )]2=xf (x )[x +f (x )]=xf (x )=

x (1-x )=14-? ??

??x -122≤14.

10.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 选修4-5:不等式选讲

设函数f (x )=????

??x +1a +|x -a |(a >0). (1)证明:f (x )≥2;

(2)若f (3)<5,求a 的取值范围.

解:(1)证明:由a >0 ,有f (x )=??????x +1a +|x -a |≥????

??x +1a -(x -a )=1a +a ≥2, 所以f (x )≥2.

(2)f (3)=????

??3+1a +|3-a |. 当a >3时,f (3)=a +1a ,由f (3)<5得3

当0

综上,a 的取值范围是? ??

??1+52,5+212.

11.[2014·全国新课标卷Ⅰ] 选修4-5:不等式选讲

若a >0,b >0,且1a +1b =ab .

(1)求a 3+b 3的最小值;

(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6请说明理由.

解:(1)由ab =1a +1b ≥2ab

,得ab ≥2,当且仅当a =b =2时等号成立. 故a 3+b 3≥2 a 3b 3≥42,

当且仅当a =b =2时等号成立.

所以a 3+b 3的最小值为4

2. (2)由(1)知,2a +3b ≥2

6ab ≥4 3. 由于4

3>6,从而不存在a ,b ,使2a +3b =6.

基本不等式知识点和基本题型

基本不等式专题辅导 一、知识点总结 1、基本不等式原始形式 (1)若R b a ∈,,则ab b a 22 2 ≥+(2)若R b a ∈,,则2 2 2b a ab +≤ 2、基本不等式一般形式(均值不等式)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ 3、基本不等式的两个重要变形 (1)若* ,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则2 2? ? ? ??+≤b a ab 特别说明:以上不等式中,当且仅当b a =时取“=” 5、常用结论 (1)若0x >,则1 2x x +≥(当且仅当1x =时取“=”) (2)若0x <,则1 2x x +≤-(当且仅当1x =-时取“=”) (3)若0>ab ,则2≥+a b b a (当且仅当 b a =时取“=”) (4)若R b a ∈,,则2 )2(2 22b a b a ab +≤ +≤ (5)若*,R b a ∈,则2 2111 22b a b a ab b a +≤+≤≤+ 特别说明:以上不等式中,当且仅当 b a =时取“=” (1)若,,,a b c d R ∈,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+ (2)若123123,,,,,a a a b b b R ∈,则有:22222221231123112233()()()a a a b b b a b a b a b ++++≥++ (3)设1212,,,,,,n n a a a b b ??????与b 是两组实数,则有22212(n a a a ++???+)22212)n b b b ++???+(21122()n n a b a b a b ≥++???+ 二、题型分析 题型一:利用基本不等式证明不等式 1、设b a ,均为正数,证明不等式:ab ≥b a 112 + 2、已知c b a ,,为两两不相等的实数,求证:ca bc ab c b a ++>++2 2 2 3、已知1a b c ++=,求证:2221 3 a b c ++≥ 4、已知,,a b c R +∈,且1a b c ++=,求证:abc c b a 8)1)(1)(1(≥--- 5、已知,,a b c R +∈,且1a b c ++=,求证:1111118a b c ?????? ---≥ ??????????? 6、选修4—5:不等式选讲

基本不等式知识点归纳.

基本不等式知识点归纳 1.基本不等式2 b a a b +≤ (1)基本不等式成立的条件:.0,0>>b a (2)等号成立的条件:当且仅当b a =时取等号. [探究] 1.如何理解基本不等式中“当且仅当”的含义? 提示:①当b a =时,ab b a ≥+2取等号,即.2 ab b a b a =+?= ②仅当b a =时, ab b a ≥+2取等号,即.2 b a ab b a =?=+ 2.几个重要的不等式 ).0(2);,(222>≥+∈≥+ab b a a b R b a ab b a ),(2 )2();,()2(2 222R b a b a b a R b a b a ab ∈+≤+∈+≤ 3.算术平均数与几何平均数 设,0,0>>b a 则b a ,的算术平均数为2 b a +,几何平均数为a b ,基本不等式可叙述为:两个正实数的算术平均数不小于它的几何平均数. 4.利用基本不等式求最值问题 已知,0,0>>y x 则 (1)如果积xy 是定值,p 那么当且仅当y x =时,y x +有最小值是.2p (简记:积定和最小). (2)如果和y x +是定值,p ,那么当且仅当y x =时,xy 有最大值是.4 2 p (简记:和定积最大). [探究] 2.当利用基本不等式求最大(小)值时,等号取不到时,如何处理? 提示:当等号取不到时,可利用函数的单调性等知识来求解.例如,x x y 1 +=在2≥x 时的最小值,利用单调性,易知2=x 时.2 5min = y [自测·牛刀小试] 1.已知,0,0>>n m 且,81=mn 则n m +的最小值为( ) A .18 B .36 C .81 D .243 解析:选A 因为m >0,n >0,所以m +n ≥2mn =281=18.

基本不等式练习题

3.4基本不等式 重难点:了解基本不等式的证明过程;会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 考纲要求:①了解基本不等式的证明过程。 ②会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 经典例题:若a,b,c都是小于1的正数,求证:,,不可能同时大于. 当堂练习: 1.若,下列不等式恒成立的是() A。B。 C。 D. 2. 若且,则下列四个数中最大的是() A. B.C.2ab D。a 3。设x>0,则的最大值为 ( )A.3 B. C。 D.-1 4.设的最小值是( ) A. 10 B. C. D。 5. 若x, y是正数,且,则xy有( ) A.最大值16B.最小值C.最小值16 D.最大值 6. 若a, b,c∈R,且ab+bc+ca=1, 则下列不等式成立的是 ( ) A. B. C.D。 7。若x〉0, y>0,且x+y4,则下列不等式中恒成立的是 ( )

A. B。 C。 D。 8。a,b是正数,则三个数的大小顺序是() A.B。 C.D. 9.某产品的产量第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,设这两年平均增长率为x,则有( ) A.B. C.D。 10.下列函数中,最小值为4的是 ( ) A。B. C. D. 11. 函数的最大值为。 12. 建造一个容积为18m3, 深为2m的长方形无盖水池,如果池底和池壁每m2 的造价为200元和150元,那么池的最低造价为元. 13。若直角三角形斜边长是1,则其内切圆半径的最大值是。 14。若x, y为非零实数,代数式的值恒为正,对吗?答。 15.已知:, 求mx+ny的最大值. 16。已知.若、, 试比较与的大小,并加以证明. 17。已知正数a, b满足a+b=1(1)求ab的取值范围;(2)求的最小值. 18. 设.证明不等式对所有

不等式典型例题之基本不等式的证明

5.3、不等式典型例题之基本不等式的证明——(6例题) 雪慕冰 一、知识导学 1.比较法:比较法是证明不等式的最基本、最重要的方法之一,它是两个实数大小顺序和运算性质的直接应用,比较法可分为差值比较法(简称为求差法)和商值比较法(简称为求商法). (1)差值比较法的理论依据是不等式的基本性质:“a-b≥0a≥b;a-b≤0a≤b”.其一般步骤为:①作差:考察不等式左右两边构成的差式,将其看作一个整体;②变形:把不等式两边的差进行变形,或变形为一个常数,或变形为若干个因式的积,或变形为一个或几个平方的和等等,其中变形是求差法的关键,配方和因式分解是经常使用的变形手段;③判断:根据已知条件与上述变形结果,判断不等式两边差的正负号,最后肯定所求证不等式成立的结论.应用范围:当被证的不等式两端是多项式、分式或对数式时一般使用差值比较法. (2)商值比较法的理论依据是:“若a,b∈R + ,a/b≥1a≥b;a/b≤1a≤b”.其一般步骤为:①作商:将左右两端作商;②变形:化简商式到最简形式;③判断商与1的大小关系,就是判定商大于1或小于1.应用范围:当被证的不等式两端含有幂、指数式时,一般使用商值比较法. 2.综合法:利用已知事实(已知条件、重要不等式或已证明的不等式)作为基础,借助不等式的性质和有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后推出所要证明的不等式,其特点和思路是“由因导果”,从“已知”看“需知”,逐步推出“结论”.即从已知A逐步推演不等式成立的必要条件从而得出结论B. 3.分析法:是指从需证的不等式出发,分析这个不等式成立的充分条件,进而转化为判定那个条件是否具备,其特点和思路是“执果索因”,即从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”.用分析法证明书写的模式是:为了证明命题B成立,只需证明命题B1为真,从而有…,这只需证明B2为真,从而又有…,……这只需证明A为真,而已知A为真,故B必为真.这种证题模式告诉我们,分析法证题是步步寻求上一步成立的充分条件. 4.反证法:有些不等式的证明,从正面证不好说清楚,可以从正难则反的角度考虑,即要证明不等式A>B,先假设A≤B,由题设及其它性质,推出矛盾,从而肯定A>B.凡涉及到的证明不等式为否定命题、惟一性命题或含有“至多”、“至少”、“不存在”、“不可能”等词语时,可以考虑用反证法. 5.换元法:换元法是对一些结构比较复杂,变量较多,变量之间的关系不甚明了的不等式可引入一个或多个变量进行代换,以便简化原有的结构或实现某种转化与变通,给证明带来新????

基本不等式知识点归纳.doc

基本不等式知识点总结 向量不等式: ||||||||||||a b a b a b -±+r r r r r r ≤≤ 【注意】: a b r r 、 同向或有0r ?||||||a b a b +=+u r u r u r u r ≥||||||||a b a b -=-u r u r u r u r ; a b r r 、反向或有0r ?||||||a b a b -=+u r u r u r u r ≥||||||||a b a b -=+u r u r u r u r ; a b r r 、不共线?||||||||||||a b a b a b -<±<+u r u r u r u r u r u r .(这些和实数集中类似) 代数不等式: ,a b 同号或有0||||||||||||a b a b a b a b ?+=+-=-≥; ,a b 异号或有0||||||||||||a b a b a b a b ?-=+-=+≥. 绝对值不等式: 123123a a a a a a ++++≤ (0)a b a b a b ab -≤-≤+≥时,取等 双向不等式:a b a b a b -±+≤≤ (左边当0(0)ab ≤≥时取得等号,右边当0(0)ab ≥≤时取得等号.) 放缩不等式: ①00a b a m >>>>,,则b m b b m a m a a m -+<<-+. 【说明】: b b m a a m +<+(0,0a b m >>>,糖水的浓度问题). 【拓展】:,则,,000>>>>n m b a b a n b n a m a m b a b <++<<++<1. ②,,a b c R + ∈, b d a c <,则b b d d a a c c +<<+; ③n N +∈ < < ④,1n N n +∈>,211111 11n n n n n - <<-+-. ⑤ln 1x x -≤(0)x >,1x e x +≥()x R ∈. 函数()(0)b f x ax a b x =+ >、图象及性质 (1)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、图象如图: (2)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、性质: ①值域:),2[]2,(+∞--∞ab ab Y ; ②单调递增区间:(,-∞ ,)+∞; 单调递减区间:(0, ,[0).

高中数学必修5基本不等式知识点总结

高中数学必修5基本不等式知识点总结 一.算术平均数与几何平均数 1.算术平均数 设a 、b 是两个正数,则 2 a b +称为正数a 、b 的算术平均数 2.几何平均数 a 、 b 的几何平均数 二基本不等式 1.基本不等式: 若0a >,0b >,则a b +≥,即 2 a b +≥2.基本不等式适用的条件 一正:两个数都是正数 二定:若x y s +=(和为定值),则当x y =时,积xy 取得最大值2 4 s 若xy p =(积为定值),则当x y =时,和x y +取得最小值 三相等:必须有等号成立的条件 注:当题目中没有明显的定值时,要会凑定值 3.常用的基本不等式 (1)()22 2,a b ab a b R +≥∈ (2)()22 ,2 a b ab a b R +≤∈ (3)()20,02a b ab a b +??≤>> ??? (4)()222,22a b a b a b R ++??≥∈ ??? . 三.跟踪训练 1.下列各函数中,最小值为2的是 ( ) A .1y x x =+ B .1sin sin y x x =+,(0,)2x π∈ C .2 y = D .1y x =+ 2.当02x π <<时,函数21cos 28sin ()sin 2x x f x x ++=的最小值是( )。

A. 1 B. 2 C. 4 D. 3.x >0,当x 取什么值,x +1x 的值最小?最小值是多少? 4.用20cm长的铁丝折成一个面积最大的矩形,应该怎样折? 5.一段长为30m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形花园,墙长18m,这个矩形的长,宽各为多少时,花园的面积最大?最大面积是多少? 6.设0,0x y >>且21x y +=,求11x y +的最小值是多少? 7.设矩形ABCD(AB>AD)的周长是24,把?ABC沿AC向?ADC折叠,AB折过去后交CD与点P,设AB=x ,求?ADP的面积最大值及相应x 的值

基本不等式知识点归纳

向量不等式: 【注意】:同向或有; 反向或有; 不共线.(这些和实数集中类似) 代数不等式: 同号或有; 异号或有. 绝对值不等式: 双向不等式: (左边当时取得等号,右边当时取得等号.) 放缩不等式: ①,则. 【说明】:(,糖水的浓度问题). 【拓展】:. ②,,则; ③,; ④,. ⑤,. 函数()(0)b f x ax a b x =+ >、图象及性质 (1)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、图象如图: (2)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、性质: ①值域:),2[]2,(+∞--∞ab ab Y ; ②单调递增区间:(,-∞ ,)+∞; 单调递减区间:(0, ,[0). 基本不等式知识点总结 重要不等式

1、和积不等式:(当且仅当时取到“”). 【变形】:①(当a = b 时,) 【注意】: , 2、均值不等式: 两个正数的调和平均数、几何平均数、算术平均数、均方根之间的关系,即“平方平均算术平均几何平均调和平均” *.若0x >,则1 2x x + ≥ (当且仅当1x =时取“=” ); 若0x <,则1 2x x +≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0x ≠,则11122-2x x x x x x +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) *.若0>ab ,则2≥+a b b a (当且仅当 b a =时取“=”) 若0ab ≠,则 22-2a b a b a b b a b a b a +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=” ) 3、含立方的几个重要不等式(a 、b 、c 为正数): (,); *不等式的变形在证明过程中或求最值时,有广泛应用,如:当0>ab 时, ab b a 222≥+同时除以ab 得 2≥+b a a b 或b a a b -≥-11。 *,,b a 均为正数,b a b a -≥22 八种变式: ①222b a ab +≤ ; ②2 )2(b a ab +≤; ③2)2( 222b a b a +≤+ ④)(22 2 b a b a +≤+;⑤若b>0,则b a b a -≥22;⑥a>0,b>0,则b a b a +≥+4 11;⑦若a>0,b>0,则ab b a 4)11( 2≥+; ⑧ 若0≠ab ,则2 22)11(2111b a b a +≥+。 上述八个不等式中等号成立的条件都是“ b a =”。 最值定理 (积定和最小)

高中数学不等式知识点总结

弹性学制数学讲义 不等式(4课时) ★知识梳理 1、不等式的基本性质 ①(对称性)a b b a >?> ②(传递性),a b b c a c >>?> ③(可加性)a b a c b c >?+>+ (同向可加性)d b c a d c b a +>+?>>, (异向可减性)d b c a d c b a ->-?<>, ④(可积性)bc ac c b a >?>>0, bc ac c b a 0, ⑤(同向正数可乘性)0,0a b c d ac bd >>>>?> (异向正数可除性)0,0a b a b c d c d >>< ⑥(平方法则) 0(,1)n n a b a b n N n >>?>∈>且 ⑦(开方法则)0(,1)n n a b a b n N n >>?>∈>且 ⑧(倒数法则) b a b a b a b a 110;110>?<<> 2、几个重要不等式 ①()222a b ab a b R +≥∈,,(当且仅当a b =时取""=号). 变形公式:22 .2a b ab +≤ ②(基本不等式) 2a b ab +≥ ()a b R +∈,,(当且仅当a b =时取到等号). 变形公式: 2a b a b +≥ 2 .2a b ab +??≤ ??? 用基本不等式求最值时(积定和最小,和定积最大),要注意满足三个条件“一正、二定、

三相等”. ③(三个正数的算术—几何平均不等式) 33a b c abc ++≥()a b c R +∈、、(当且仅当a b c ==时取到等号). ④()222a b c ab bc ca a b R ++≥++∈, (当且仅当a b c ==时取到等号). ⑤ 3333(0,0,0)a b c abc a b c ++≥>>> (当且仅当a b c ==时取到等号). ⑥0,2b a ab a b >+≥若则(当仅当a=b 时取等号) 0,2b a ab a b <+≤-若则(当仅当a=b 时取等号) ⑦b a n b n a m a m b a b <++<<++<1,(其中000)a b m n >>>>,, 规律:小于1同加则变大,大于1同加则变小. ⑧220;a x a x a x a x a >>?>?<->当时,或 22. x a x a a x a

不等式的证明及著名不等式知识梳理及典型练习题

不等式的证明及着名不等式 一、知识梳理 1.三个正数的算术—几何平均不等式 (1)定理 如果a ,b ,c 均为正数,那么a +b +c 3____3abc ,当且仅当________时, 等号成立. 即三个正数的算术平均________它们的几何平均. (2)基本不等式的推广 对于n 个正数a 1,a 2,…,a n ,它们的算术平均________它们的几何平均,即a 1+a 2+…+a n n ____n a 1a 2…a n ,当且仅当______________时,等号成立. 2.柯西不等式 一、二维形式的柯西不等式 二维形式的柯西不等式的变式: .,,,,, )( 1等号成立时当且仅当则都是实数若二维形式的柯西不等式定理bc ad d c b a =22222) ())((bd ac d c b a +≥++bd ac d c b a +≥+?+2222)1(bd ac d c b a +≥+?+2222)2 ( .,,,,, )( 2等号成立时使或存在实数是零向量当且仅当是两个向量设柯西不等式的向量形式定理βαββαk k =≤.,:1221等号成立时当且仅当式得二维形式的柯西不等平面向量坐标代入b a b a ,=2 221122212221)()()(b a b a b b a a +≥++式: 得三维形式的柯西不等将空间向量的坐标代入,2 332211232221232221)()()(b a b a b a b b b a a a ++≥++++.)3,2,1(,,,,等号成立时使得或存在一个数即共线时当且仅当 ,i kb a k i i ===221221222221212211)()(R,y ,x ,y , )( 3y y x x y x y x x -+-≥+++∈那么设二维形式的三角不等式定理

不等式证明的常用基本方法

证明不等式的基本方法 导学目标:1.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法.2.会用比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法证明比较简单的不等式. [自主梳理] 1.三个正数的算术—几何平均不等式:如果a ,b ,c>0,那么_________________________,当且仅当a =b =c 时等号成立. 2.基本不等式(基本不等式的推广):对于n 个正数a 1,a 2,…,a n ,它们的算术平均不小于它们的几何平均,即a 1+a 2+…+a n n ≥n a 1·a 2·…·a n ,当且仅当__________________时等号成立. 3.证明不等式的常用五种方法 (1)比较法:比较法是证明不等式最基本的方法,具体有作差比较和作商比较两种,其基本思想是______与0比较大小或______与1比较大小. (2)综合法:从已知条件出发,利用定义、______、______、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立,这种证明方法叫综合法.也叫顺推证法或由因导果法. (3)分析法:从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的________条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义 、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立为止,这种证明方法叫分析法.也叫逆推证法或执果索因法. (4)反证法 ①反证法的定义 先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立,我们把它称为反证法. ②反证法的特点 先假设原命题不成立,再在正确的推理下得出矛盾,这个矛盾可以是与已知条件矛盾,或与假设矛盾,或与定义、公理、定理、事实等矛盾. (5)放缩法 ①定义:证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值________或________,简化不等式,从而达到证明的目的,我们把这种方法称为放缩法. ②思路:分析观察证明式的特点,适当放大或缩小是证题关键. 题型一 用比差法与比商法证明不等式 1.设t =a +2b ,s =a +b 2+1,则s 与t 的大小关系是( A ) ≥t >t ≤t 0;②a 2+b 2≥2(a -b-1);③a 2+3ab>2b 2;④,其中所 有恒成立的不等式序号是 ② . ②【解析】①a=0时不成立;②∵a 2+b 2-2(a-b-1)=(a-1)2+(b+1)2≥0,成立;③a=b=0时不成立;④a=2,b=1时不成立,故恒成立的只有②.

高中数学基本不等式证明

不等式证明基本方法 例1 :求证:221a b a b ab ++≥+- 分析:比较法证明不等式是不等式证明的最基本的方法,常用作差法和作商法,此题用作差法较为简便。 证明:221()a b a b ab ++-+- 2221[()(1)(1)]02 a b a b =-+-+-≥ 评注:1.比较法之一(作差法)步骤:作差——变形——判断与0的关系——结论 2.作差后的变形常用方法有因式分解、配方、通分、有理化等,应注意结合式子的形式,适当选 用。 例2:设c b a >>,求证:b a a c c b ab ca bc 2 22222++<++ 分析:从不等式两边形式看,作差后可进行因式分解。 证明:)(222222b a a c c b ab ca bc ++-++ =)()()(a b ab c a ca b c bc -+-+- =)()]()[()(a b ab c b b a ca b c bc -+-+-+- =))()((a c c b b a --- c b a >>Θ,则,0,0,0<->->-a c c b b a ∴0))()((<---a c c b b a 故原不等式成立 评注:三元因式分解因式,可以排列成一个元的降幂形式: =++-++)(222222b a a c c b ab ca bc )())(()(2a b ab b a b a c a b c -++-+-,这样容易发现规律。 例3 :已知,,a b R +∈求证:11()()2()n n n n a b a b a b ++++≤+ 证明:11()()2()n n n n a b a b a b ++++-+ 11n n n n a b ab a b ++=+-- ()()n n a b a b a b =-+- ()()n n a b b a =--

基本不等式知识点归纳教学内容

基本不等式知识点归 纳

基本不等式知识点总结 向量不等式: ||||||||||||a b a b a b -±+r r r r r r ≤≤ 【注意】: a b r r 、同向或有0r ?||||||a b a b +=+u r u r u r u r ≥||||||||a b a b -=-u r u r u r u r ; a b r r 、反向或有0r ?||||||a b a b -=+u r u r u r u r ≥||||||||a b a b -=+u r u r u r u r ; a b r r 、不共线?||||||||||||a b a b a b -<±<+u r u r u r u r u r u r .(这些和实数集中类似) 代数不等式: ,a b 同号或有0||||||||||||a b a b a b a b ?+=+-=-≥; ,a b 异号或有0||||||||||||a b a b a b a b ?-=+-=+≥. 绝对值不等式: 123123a a a a a a ++++≤ (0)a b a b a b ab -≤-≤+≥时,取等 双向不等式:a b a b a b -±+≤≤ (左边当0(0)ab ≤≥时取得等号,右边当0(0)ab ≥≤时取得 等号.) 放缩不等式: ①00a b a m >>>>,,则b m b b m a m a a m -+<<-+. 【说明】: b b m a a m +<+(0,0a b m >>>,糖水的浓度问题). 【拓展】:,则,,000>>>>n m b a b a n b n a m a m b a b <++<<++<1. ②,,a b c R +∈, b d a c <,则b b d d a a c c +<<+; ③n N +∈ < < ④,1n N n +∈>,211111 11n n n n n - <<-+-. ⑤ln 1x x -≤(0)x >,1x e x +≥()x R ∈. 函数()(0)b f x ax a b x =+>、图象及性质 (1)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、图象如图: (2)函数()0)(>+ =b a x b ax x f 、性质: ①值域:),2[]2,(+∞--∞ab ab Y ;

不等式的证明测试题与答案

不等式的证明 班级 _____ _____ 一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1.若a >0, b >0,则)11)((b a b a ++ 的最小值是 ( ) A .2 B .22 C .24 D .4 2.分析法证明不等式中所说的“执果索因”是指寻求使不等式成立的 ( ) A .必要条件 B .充分条件 C .充要条件 D .必要或充分条件 3.设a 、b 为正数,且a + b ≤4,则下列各式中正确的一个是 ( ) A . 111<+b a B . 111≥+b a C . 21 1<+b a D . 21 1≥+b a 4.已知a 、 b 均大于1,且log a C ·log b C=4,则下列各式中,一定正确的是 ( ) A .a c ≥b B .a b ≥c C .bc ≥a D .a b ≤c 5.设a =2,b=37-,26-= c ,则a 、b 、c 间的大小关系是 ( ) A .a >b>c B .b>a >c C .b>c>a D .a >c>b 6.已知a 、b 、m 为正实数,则不等式 b a m b m a >++ ( ) A .当a < b 时成立 B .当a > b 时成立 C .是否成立与m 无关 D .一定成立 7.设x 为实数,P=e x +e -x ,Q=(sin x +cos x )2,则P 、Q 之间的大小关系是 ( ) A .P ≥Q B .P ≤Q C .P>Q D . P b 且a + b <0,则下列不等式成立的是 ( ) A . 1>b a B . 1≥b a C . 1

必修五不等式知识点总结

不等式总结 一、不等式的主要性质: (1)对称性:a b b a (2)传递性:c a c b b a >?>>, (3)加法法则:c b c a b a +>+?>; d b c a d c b a +>+?>>, (4)乘法法则:bc ac c b a >?>>0,; bc ac c b a 0, bd ac d c b a >?>>>>0,0 (5)倒数法则:b a a b b a 110,> (6)乘方法则:)1*(0>∈>?>>n N n b a b a n n 且 (7)开方法则:)1*(0>∈>?>>n N n b a b a n n 且 二、一元二次不等式02>++c bx ax 和)0(02≠<++a c bx ax 及其解法 有两相异实根 有两相等实根注意:一般常用因式分解法、求根公式法求解一元二次不等式 顺口溜:在二次项系数为正的前提下:大于型取两边,小于型取中间

三、均值不等式 1.均值不等式:如果a,b 是正数,那么 ).""(2 号时取当且仅当==≥+b a ab b a 2、使用均值不等式的条件:一正、二定、三相等 3、平均不等式:平方平均≥算术平均≥几何平均≥调和平均(a 、b 为正数),即 2 112a b a b ++(当a = b 时取等) 四、含有绝对值的不等式 1.绝对值的几何意义:||x 是指数轴上点x 到原点的距离;12||x x -是指数轴上12,x x 两点间的距离 2、则不等式:如果,0>a a x a x a x -<><=>>或|| a x a x a x -≤≥<=>≥或|| a x a a x <<-<=><|| a x a a x ≤≤-<=>≤|| 3.当0c >时, ||ax b c ax b c +>?+>或ax b c +<-, ||ax b c c ax b c +?∈,||ax b c x φ+?-<<,|| (0)x a a x a >>?>或x a <-. (2)定义法:零点分段法;(3)平方法:不等式两边都是非负时,两边同时平方. 五、其他常见不等式形式总结:

数学必修五第三章不等式知识点总结

数学必修五 第三章 不等式 一、知识点总结: 1、 比较实数大小的依据:①作差:0a b a b ->?>;0a b a b -=?=;0a b a b ->>?>时,1a a b b =?=,1a a b b ?<时,,1a a b b =?=,1a a b b 2、 不等式的性质 3、一元二次不等式的解法步骤:①将不等式变形,使一端为0且二次项的系数大于0;②计算相应的判别式;③当0?≥时,求出相应的一元二次方程的根;④根据对应二次函数的图象,写出不等式的解集。(大于0取两边,小于0取中间).含参数的不等式如20(0)ax bx c a ++>≠解题时需根据参数的取值范围依次进行分类讨论:①二次项系数的正负;②方程20(0)ax bx c a ++=≠中?与0的关系;③方程20(0)ax bx c a ++=≠两根的大小。 4、一元二次方程根的分布:一般借助二次函数的图象加以分析,准确找到限制根的分布的等价条件,常常用以下几个关键点去限制:(1)判别式;(2)对称轴;(3)根所在区间端点函数值的符号。设12,x x 是实系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两个实根,则12,x x 的分布情况列表如下:(画出函数图象并在理解的基础上记忆)

5、一元高次不等式()0f x >常用数轴穿根法(或称根轴法、区间法)求解,其步骤如下:①将()f x 最高次项的系数化为正数;②将()f x 分解为若干一次因式或二次不可分解因式的积;③将每一个根标在数轴上,从右上方向下依次通过每一点画曲线(注意重根情况,偶重根穿而不过,奇重根既穿 又过);④根据曲线显现出的符号变化规律,写出不等式的解集。 6、简单的线性规划问题的几个概念:①线性约束条件:由关于,x y 的二元一次不等式组成的不等式组是对,x y 的线性约束条件;②目标函数:要求最值的关于,x y 的解析式,如:22z x y =+,

4 基本不等式的证明(1)

4、基本不等式的证明(1) 目标: (,0)2 a b a b +≥的证明过程,并能应用基本不等式证明其他不等式。 过程: 一、问题情境 把一个物体放在天平的一个盘子上,在另一个盘子上放砝码使天平平衡,称得物体的质量为 a 。如果天平制造得不精确,天平的两臂长略有不同(其他因素不计) ,那么a 并非物体的实际质量。不过,我们可作第二次测量:把物体调换到天平的另一个盘上,此时称得物体的质量为b 。那么如何合理的表示物体的质量呢? 把两次称得的物体的质量“平均”一下,以2 a b A +=表示物体的质量。这样的做法合理吗? 设天平的两臂长分别为12,l l ,物体实际质量为M ,据力学原理有1221,l M l a l M l b == ,有2,M ab M == ,0a b >时,2 a b +叫,a b ,a b 的几何平均数 2 a b + 二、建构 一般,判断两数的大小可采用“比较法”: 02a b +-=≥ 2 a b +≤(当且仅当a b =时取等号) 说明:当0a =或0b =时,以上不等式仍成立。 从而有 2 a b +≤(0,0)a b ≥≥(称之“基本不等式” )当且仅当a b =时取等号。 2 a b +≤的几何解释: 如图,,2 a b OC CD OC CD +≥== 三、运用 例1 设,a b 为正数,证明:1(1)2(2)2b a a a b a +≥+≥ 注意:基本不等式的变形应用 2,2a b a b ab +??≤+≤ ???

例2 证明: 22(1)2a b ab +≥ 此不等式以后可直接使用 1(2)1(1)1 x x x + ≥>-+ 4(3)4(0)a a a +≤-< 2 2≥ 2 2> 例3 已知,0,1a b a b >+=,求证:123a b +≥+ 四、小结 五、作业 反馈32 书P91 习题1,2,3

不等式练习题(带答案)

不等式基本性质练习 一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1.若a >0, b >0,则)11)( (b a b a ++ 的最小值是 ( ) A .2 B .22 C .24 D .4 2.分析法证明不等式中所说的“执果索因”是指寻求使不等式成立的 ( ) A .必要条件 B .充分条件 C .充要条件 D .必要或充分条件 3.设a 、b 为正数,且a + b ≤4,则下列各式中正确的一个是 ( ) A . 111<+ b a B .111≥+b a C . 211<+ b a D . 211≥+b a 4.已知a 、b 均大于1,且log a C ·log b C=4,则下列各式中,一定正确的是 ( ) A .a c ≥b B .a b ≥c C .bc ≥a D .a b ≤c 5.设a =2,b=37- ,26- = c ,则a 、b 、c 间的大小关系是 ( ) A .a >b>c B .b>a >c C .b>c>a D .a >c>b 6.已知a 、b 、m 为正实数,则不等式 b a m b m a >++ ( ) A .当a < b 时成立 B .当a > b 时成立 C .是否成立与m 无关 D .一定成立 7.设x 为实数,P=e x +e -x ,Q=(sin x +cos x )2,则P 、Q 之间的大小关系是 ( ) A .P ≥Q B .P ≤Q C .P>Q D . P b 且a + b <0,则下列不等式成立的是 ( ) A . 1>b a B . 1≥b a C . 1

高等数学不等式的证明试题及答案

微积分中不等式的证明方法讨论 不等式的证明题经常出现在考研题中,虽然题目各种各样,但方法无非以下几种: 1.利用函数的单调性证明不等式 若在),(b a 上总有0)(>'x f ,则)(x f 在),(b a 单调增加;若在),(b a 上总有0)(<'x f ,则)(x f 在),(b a 单调减少。 注:考研题的难点是,构造恰当的辅助函数,有时需要两次利用函数的单调性证明不等式,有时需要对),(b a 进行分割,分别在小区间上讨论。 例1:证明:当0a b π<<<时, sin 2cos sin 2cos b b b b a a a a ππ++>++. 【分析】 利用“参数变易法”构造辅助函数,再利用函数的单调性证明. 【详解】 令()sin 2cos sin 2cos ,0f x x x x x a a a a a x b πππ=++---<≤≤<, 则 ()sin cos 2sin cos sin f x x x x x x x x ππ'=+-+=-+,且()0f π'=. 又 ()cos sin cos sin 0f x x x x x x x ''=--=-<,(0,s i n 0x x x π<<>时), 故当0a x b π<≤≤<时,()f x '单调减少,即()()0f x f π''>=,则()f x 单调增加,于是()()0f b f a >=,即 sin 2cos sin 2cos b b b b a a a a ππ++>++. 【评注】 证明数值不等式一般需构造辅助函数,辅助函数一般通过移项,使不等式一端为“0”,另一端即为所作辅助函数()f x ,然后求导验证()f x 的增减性,并求出区间端点的函数值(或极限值)。 例2:设2e b a e <<<, 证明)(4ln ln 2 22a b e a b ->-. 【分析】即证a e a b e b 2 222 4ln 4ln ->- 证明: 设x e x x 224ln )(-=?,则 24ln 2)(e x x x -='?, 2ln 12)(x x x -=''?, 所以当x>e 时,,0)(<''x ? 故)(x ?'单调减少,从而当2 e x e <<时,

基本不等式知识点归纳

基本不等式知识点总结 向量不等式: 【注意】:ab 同向或有0 〔a b| |a| |b| > \\i\ ibii 〔a b ; ab 反向或有 0 \a b\ \a\ \b\> \\a\ \b\\ \a b\; lb 不共线 \\a\ \b\\ \a b\ \a\ \^\.(这些和实数集中类似) 代数不等式: a,b 同号或有 0 \a b\ \a\ \b\> |\a\ \b\ \a b\ ; a,b 异号或有 0 \a b\ \a\ \b\> |\a\ \b\ \a b\. 绝对值不等式: 同a 2 a^ w |aj |a 2| |a 3| 双向不等式:|a | b l w |a b w |a | |b (左边当ab w 0(> 0)时取得等号,右边当ab > 0(w 0)时取得等号.) 放缩不等式: ① a b 0, 1111 2 n n 1 n b 函数 f (x) ax 一(a 、b x 【说 明】: b 0,m 糖水的浓度问题) 【拓展】: 0, m 0, n 0,则 ② a,b,c b a d c ana b n b n 1 2Un ,n ⑤ In x w 1 x (x 0), e x > x 1 (x R). 1 y \ / (一 2 肩 \a H /I ■ 2 码 a ,n 1 , 0)图象及性质

⑴函数f (x) ax a、b 0图象如图: ⑵函数f (x) ax - a. b 0性质: x ①值域: ,2 ,ab] [2.ab,); ②单调递增区间:(:],[ ,[ );单调递减区间:(0,,0). 重要不等式 基本不等式知识点总结 1、和积不等式:a,b a2b2> 2ab (当且仅当a b时取到“ ”). 【变形】:①ab w『2&宀a2b2 2 (当a = b时,(芋) 2 , 2 a b 、ab) 2 【注意】: Jab w -------- (a,b R ) , ab w ( 2 a b 2 2) (a,b R) 2、均值不等式: 两个正数a、b的调和平均数、几何平均数、算术平均数、均方根之间的关系, 即“平方平均*.若x 0,则x 》算术平均》几何平均》调和平均" 1 2(当且仅当x1时取 “=”; 0,则x 当且仅当x1时取“=”0,则 若ab o,则a 2 (当且仅当a -2 (当且仅当a b时取“=” b时取 “二”) b -2 (当且仅当a b时取“=” a

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