'、教学目的
1、掌握绝对值的三角不等式;
2、掌握不等式证明的基本方法
、知识分析
定理1 若a,b为实数,贝当且仅当ab>0时,等号成
几何说明:(1)当ab>0时,它们落在原点的同一边,此时a 与一b的距离等于它们到原点距离之和。
(2)如果ab<0,则a,b分别落在原点两边,a与—b的距离严格小于a与b到原点距离之和(下图为ab<0, a>0, b<0的情况,ab<0的其他情况可作类似解释)。
|a —b|表示a—b与原点的距离,也表示a到b之间的距离。
定理2 设a,b,c为实数,贝等号成立,即b落在a,c之间
推论1
推论2
[不等式证明的基本方法]
1、比较法是证明不等式的一种最基本的方法,也是一种常用的方法,基本不等式就是用比较法证得的。
比较法有差值、比值两种形式,但比值法必须考虑正负。
比较法证不等式有作差(商)、变形、判断三个步骤,变形的主要方向是因式分解、配方,判断过程必须详细叙述。
如果作差后的式子可以整理为关于某一个变量的二次式,则可考虑用到
判别式法证
2、所谓综合法,就是从题设条件和已经证明过的基本不等式出发,不断用必要条件替换前面的不等式,直至推出要证明的结论,可简称为“由因导果”,在使用综合法证明不等式时,要注意基本不等式的应用。
所谓分析法,就是从所要证明的不等式出发,不断地用充分条件替换前面的不等式,或者是显然成立的不等式,可简称“执果索因”,在使用分析法证明不等式时,习惯上用“”表述。
综合法和分析法是两种思路截然相反的证明方法,其中分析法既可以寻找解题思路,如果表述清楚,也是一个完整的证明过程.注意综合法与分析法的联合运用。
3、反证法:从否定结论出发,经过逻辑推理,导出矛盾,证实结论的否定是
错误的,从而肯定原结论是正确的证明方法。
4、放缩法:欲证A> B,可通过适当放大或缩小,借助一个或多个中间量,使得,,再利用传递性,达到证明的目的.这种方法叫做放缩法。
典型例题】
例1已知函数,设a、b€ R,且a^b,求证:
思路:本题证法较多,下面用分析法和放缩法给出两个证明:
证明:
证法一:
①
当ab< —1时,式①显然成立;
当ab>—1时,式①②
b,A式②成立。
故原不等式成立。
证法二:当a=—b 时,原不等式显然成立;
当a M— b 时,
•••原不等式成立。
点评:此题还可以用三角代换法,复数代换法、数形结合等证明,留给读者去思考。
例2、设m等于|a|、|b|和1中最大的一个,当|x|>m时,求证:。
思路:本题的关键是对题设条件的理解和运用,|a| 、|b| 和1 这三个数中哪一个最大如果两两比较大小,将十分复杂,但我们可以得到一个重要的信息:m>
|a|、m> |b|、m> 1。
证明:
故原不等式成立。
点评:将题设条件中的文字语言“ m等于|a|、|b|、1中最大的一个”转化为符号的语言“ m> |a|、m> |b|、1”是证明本题的关键。
例3、函数的定义域为]0, 1 ]且。
当€[0, 1],时都有,求证:。
证明:不妨设,以下分两种情形讨论。
若
则
,若
则
综上所述点评:对于绝对值符号内的式子,采用加减某个式子后,重新
组
合,运用绝对值不等式的性质变形,是证明绝对值不等式的典型方法。
例4、已知a>0, b>0,求证:。
思路:如果用差值比较法,下一步将是变形,显然需要通分,是
统一通分,还是局部通分从题目结构特点看,应采取局部通分的方法。
证明:
①
②
•••原不等式成立。
点评:在上面得到①式后,其分子的符号可由题设条件作出判断,但它没有②明显,所以,变形越彻底,越有利于最后的判断,本题还可以用比值比较法证明,留给读者去完成。
例5、设x>0,y>0,且x工y,求证:
思路:注意到x、y 的对称性,可能会想到重要不等式,但后续
思路不好展开,故我们可采用分析法,从消去分数指数幂入手。
证明:T x>0,y>0,且x 工y,
点评:在不便运用比较法或综合法时,应考虑用分析法。
应注意
分析法表述方法,其中寻求充分条件的语句常用符号“”表述。
本题应用了分析
法,既找到了解题思路,又使问题完满地得到了解决,可谓一举两得。
例6、已知a、b、c€ 口,求证:。
思路:因不等式的左边的两个因式都可以进行因式分解。
结合a、
b、c €戌的条件,运用重要不等式,采用综合法进行证明
解析:
即
点评:用重要不等式证明不等式,一要注意重要不等式适用的条件,二要为运用重要不等式创造条件。
另外,同向不等式相加或相乘,在综合法中常用到。
例7、证明:对于任意实数x、y,有
思路:采取分析法和比较法二者并用的方法来处理。
证明:用分析法
不等式②显然成立,下面证明不等式①
同号
,即
点评:上述证明中,前半部分用的是分析法,后半部分用的是比较法,两种方法结合使用,使问题较容易解决,这一点应加以注意。
例8(1)用反证法证明以下不等式:已知,求证p+q w 2
(2)试证:(n》2)。
思路:运用放缩法进行证明。
证明:(1)设p+q>2,则p>2-q,
这与=2 矛盾,
( 2),
又。
将上述各式两边分别相加得
点评: 用放缩法证明不等式过程中,往往采用添项或减项的“添舍”放缩, 拆项对比的分项放缩, 函数的单调性放缩, 重要不等式放缩等。
放缩时要注意适 度,否则不能同向传递。
模拟试题】
1 、设 a 、b 是满足 ab<0 的实数,那么(
)
A 、
D 、
2、 设 ab>0,下面四个不等式① |a+b|>|a| •,② |a+b|v|b| :③|a+b|<|a —
b| ;
④|a+b|>|a| — |b|中,正确的是(
)
A 、①和②
B 、①和
③
C 、①和④
D 、②和④
3、 下面四个式子①;②;③;④中,成立的有(
)
B 、
C 、
A、个1 个
B、2 个
D、4个
C、3
4 、若a、b、
c
€ R,且,则下列不等式成立的是()
A、B、
C、D、
5、设a、b、c € R,且a、b、c不全相等,则不等式成立的一个充要条件是
)
A 、a、b、c 全为正数
b、c 全为非负实数
B 、a、
C、D、
6、已知a<0,- 1<b<0则()
A、B、
C、D、
7、设实数x、y满足,若对满足条件的x、y, x+y+c》0恒成立,c的取值范围是()
A、B、
C、D、
8、对于任意的实数x,不等式恒成立,则实数a的取值范围是 ____________________ 。
9、若a>c>b>0,则的值的符号为_______________ 。
10、设a、b、c€ 氏,若,则______________ 。
11、已知x,y € R,且,贝U z的取值范围是______________ 。
12、设,
求证:。
13、已知a、b是不等正数,且,
求证:
14 、已知,求证:中至少有一个不小于
15 、设a、b 为正数,求证:不等式
成立的充要条件是:对于任意实数x>1,有②
【试题答案】
1 、B
2 、C
3 、C
4 、
B 5、
C 6 、
D 7 、A
8、(一X, 3)
9、负
10、9
11 、
12、证明:
13 、证明:a、b 是不等正数,且
而一定成立,故成立。
14 、证明:用反证法。
假设都小于,则,
而
,相互矛盾,中至少有一个不小于。
15、证明:设,那么不等式②对恒成立的充要条件是函数的最小值大于 b
当且仅当,时,上式等号成立。
故的最小值是。
因此,不等式②对x>1恒成立的充要条件是>b。