不等式和绝对值不等式一、不等式1、不等式的基本性质:①、对称性: 传递性:_________ ②、 ,a+c >b+c③、a >b , , 那么ac >bc ; a >b , ,那么ac <bc ④、a >b >0, 那么,ac >bd ⑤、a>b>0,那么a n >b n .(条件 )⑥、 a >b >0 那么 (条件 )2、基本不等式定理1 如果a, b ∈R, 那么 a 2+b 2≥2ab. 当且仅当a=b 时等号成立。
定理2(基本不等式) 如果a ,b>0,那么当且仅当a=b 时,等号成立。
即两个正数的算术平均不小于它们的几何平均。
结论:已知x, y 都是正数。
(1)如果积xy 是定值p ,那么当x=y 时,和x+y 有最小值;(2)如果和x+y 是定值s ,那么当x=y 时,积xy 有最大值小结:理解并熟练掌握基本不等式及其应用,特别要注意利用基本不等式求最值时, 一定要满足“一正二定三相等”的条件。
3、三个正数的算术-几何平均不等式二、绝对值不等式1、绝对值三角不等式实数a 的绝对值|a|的几何意义是表示数轴上坐标为a 的点A 到原点的距离:a b b a<⇔>ca cb b a >⇒>>,Rc b a ∈>,0>c 0<c 0>>d c 2,≥∈n N n 2,≥∈n N n 2a b+≥214s 3 ,,3a b c a b c R a b c +++∈≥==定理如果,那么当且仅当时,等号成立。
即:三个正数的算术平均不小于它们的几何平均。
2122,,,,n nn a a a a a na a ++≥=== 11把基本不等式推广到一般情形:对于n 个正数a 它们的算术平均不小于它们的几何平均,即: 当且仅当a 时,等号成立。
任意两个实数a,b 在数轴上的对应点分别为A 、B ,那么|a-b|的几何意义是A 、B 两点间的距离。
定理1 如果a, b 是实数,则|a+b|≤|a|+|b| , 当且仅当ab ≥0时,等号成立。
(绝对值三角不等式)如果a, b 是实数,那么 |a|-|b|≤|a ±b|≤|a|+|b|定理2 如果a, b, c 是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c| , 当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立。
2、绝对值不等式的解法(1)|ax+b|≤c 和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:①换元法:令t=ax+b, 转化为|t|≤c 和|t|≥c 型不等式,然后再求x ,得原不等式的解集。
②分段讨论法:① 用绝对值不等式的几何意义 ② 零点分区间法 ③ 构造函数法00||(0)()a x b a x b a x b c c a x b c a x b c+≥+<⎧⎧+≤>⇔⎨⎨+≤-+≤⎩⎩或00||(0)()a x b a x b a x b c c a x b c a x b c +≥+<⎧⎧+≥>⇔⎨⎨+≥-+≥⎩⎩或型不等式的解法和)(c b x a x c b x a x ≤-+-≥-+-2典型例题例1 解不等式例2 解不等式||x+3|-|x-3||>3。
例3 解不等式|x2-3|x|-3|<1。
例4 求使不等式|x-4|+|x-3|<a有解的a的取值范围。
例5不等式证明的基本方法知识点一:比较法比较法是证明不等式的最基本最常用的方法,可分为作差比较法和作商比较法。
1、作差比较法常用于多项式大小的比较,通过作差变形(分解因式、配方、拆、拼项等)判断符号(判断差与0的大小关系)得结论(确定被减式与减式的大小.理论依据:①;②;③。
一般步骤:第一步:作差;第二步:变形;常采用配方、因式分解等恒等变形手段;第三步:判断差的符号;就是确定差是大于零,还是等于零,小于零. 如果差的符号无法确定,应根据题目的要求分类讨论.第四步:得出结论。
注意:其中判断差的符号是目的,变形是关键。
2、作商比较法常用于单项式大小的比较,当两式同为正时,通过作商变形(约分、化简)判断商与1的大小得结论(确定被除式与除式的大小).理论依据:若、,则有①;②;③.基本步骤:第一步:判定要比较两式子的符号第二步:作商第三步:变形;常采用约分、化简等变形手段;第四步:判定商式大于1或等于1或小于1。
如果商与1的大小关系无法确定,应根据题目的要求分类讨论.第五步:得出结论。
注意:作商比较法一般适合含“幂”、“指数”的式子比较大小。
知识点二:分析法分析法是从需要证明的命题出发,分析使这个命题成立的充分条件,逐步寻找使命题成立的充分条件,直至所寻求的充分条件显然成立,或由已知证明成立,从而确定所证的命题成立的一种方法.思维过程:“执果索因”.证明格式:要证……,只需证……,只需证……,因为……成立,所以原不等式得证。
适用题型:当所证的不等式的结论与所给条件间联系不明确,常常采用分析法证明不等式。
知识点三:综合法综合法是从命题的已知条件出发,利用公理、已知的定义及定理,逐步推导,从而最后导出要证明的命题。
思维过程:“执因索果”适用题型:当所证的不等式的条件形式或不等式两端的形式与不等式的性质、定理有直接联系时,常常采用综合法证明不等式.知识点四:反证法反证法首先假设要证明的命题是不正确的,然后利用公理,已知的定义、定理,命题的条件逐步分析,得到和命题的条件或公理、定理、定义及明显成立的事实等矛盾的结论,以此说明假设的结论不成立,从而原来的结论正确。
适用题型:适合证明“存在性问题、唯一性问题”,带有“至少有一个”或“至多有一个”等字样的数学问题.理论依据:命题“p”与命题“非p”一真、一假。
注意:反证法解题的实质是否定结论导出矛盾,从而说明原结论正确。
在否定结论时,其反面要找对、找全.知识点五:放缩法放缩法是指在证明不等式时,有时需要将所需证明的不等式的值适当的放大(或缩小),以此来简化不等式,达到证明的目的。
理论依据:不等式的传递性:a>b,b>c a>c,找到不等号的两边的中间量,从而使不等式成立。
注意:应用放缩法时,放大(缩小)一定要适当。
规律方法指导1、不等式证明的常用方法:比较法,综合法,分析法,反证法,放缩法,换元法等。
2、反证法的证明步骤:①否定结论:假设命题的结论不成立,即结论的反面成立;②推出矛盾:由结论反面成立出发,通过一系列正确的推理,导出矛盾;③否定假设:由正确的推导导出了矛盾,说明假设不成立;④肯定结论:原命题正确。
3、放缩法的常用技巧:①在恒等式中舍掉或者加进一些项;②在分式中放大或缩小分子或分母;例如:③应用函数的单调性、有界性等性质进行放缩;例如:f(x)为增函数,则f(x-1)<f(x)<f(x+1)④应用基本不等式进行放缩。
例如:若,则有;若,则有。
这两个结论是实现“累差法”、“累商法”、“降幂”等转化的重要手段经典例题透析类型一:比较法证明不等式1、用作差比较法证明下列不等式:(1);(2)(a,b均为正数,且a≠b)思路点拨:(1)中不等号两边是关于a,b,c的多项式,作差后因式分解的前途不大光明,但注意到如a2, b2, ab这样的结构,考虑配方来说明符号;(2)中作差后重新分组进行因式分解。
证明:(1)当且仅当a=b=c时等号成立,(当且仅当a=b=c取等号).(2)∵a>0, b>0, a≠b,∴a+b>0, (a-b)2>0,∴,∴.总结升华:作差,变形(分解因式、配方等),判断差的符号,这是作差比较法证明不等式的常用方法。
举一反三:【变式1】证明下列不等式:(1)a2+b2+2≥2(a+b)(2)a2+b2+c2+3≥2(a+b+c)(3)a2+b2≥ab+a+b-1【变式2】已知a,b∈,x,y∈,且a+b=1,求证:ax2+by2≥(ax+by)22、用作商比较法证明下列不等式:(1)(a,b均为正实数,且a≠b)(2)(a,b,c∈,且a,b,c互不相等)证明:(1)∵a3+b3>0, a2b+ab2>0.∴,∵a, b为不等正数,∴,∴∴(2)证明:不妨设a>b>c,则∴所以,总结升华:当不等号两边均是正数乘积或指数式时,常用这种方法,目的是约分化简. 作商比较法的基本步骤:判定式子的符号并作商变形判定商式大于1或等于1或小于1 结论。
举一反三:【变式1】已知a>2,b>2,求证:a+b<ab【变式2】已知a,b均为正实数,求证:a a b b≥a b b a类型二:综合法证明不等式3、a, b, c是不全相等的正数,求证:a(b2+c2)+b(c2+a2)+c(a2+b2)>6abc证明:法一:由b2+c2≥2bc, a>0,得a(b2+c2)≥2abc,同理b(c2+a2)≥2abc,c(a2+b2)≥2abc∵a,b,c不全相等,∴上述三个等号不同时成立,三式相加有:a(b2+c2)+b(c2+a2)+c(a2+b2)>6abc.法二:∵a,b,c是不全相等的正数,∴a(b2+c2), b(c2+a2), c(a2+b2)均为正数,由三个数的平均不等式得:a(b2+c2)+b(c2+a2)+ c(a2+b2)∴不等式成立.总结升华:综合法是由因导果,从已知出发,根据已有的定义、定理,逐步推出欲证的不等式成立。
举一反三:【变式1】a , b, m∈R+,且a<b,求证:.4、若a>b>0,求证:.思路点拨:不等号左边是一个各项皆正的“和的形式”,但左侧是两项而右侧都出现了特征数“3”.因此启发我们将左侧拆成3项的和利用平均值定理.证明:,∵a>b>0, ∴a-b>0, b>0, ,∴,∴(当且仅当,即a=2,b=1的等号成立)举一反三:【变式】x, y,z∈R+, 求证:类型三:分析法证明不等式5、已知a,b>0,且2c>a+b,求证:证明:要证,只需证:即证:,a2-2ac+c2<c2-ab,即证a2+ab<2ac,∵a>0,只需证a+b<2c∵已知上式成立,∴原不等式成立。
总结升华:1.分析法是从求证的不等式出发,分析使之成立的条件,把证不等式转化为判断这些条件是否具备的问题,若能肯定这些条件都成立,就可断定原不等式成立。
2.分析法在不等式证明中占有重要地位,是解决数学问题的一种重要思想方法。
3.基本思路:执果索因4. 格式:要证……,只需证……,只需证……,因为……成立,所以原不等式得证。
举一反三:【变式1】求证:a3+b3>a2b+ab2(a,b均为正数,且a≠b)【变式2】a , b, m∈R+,且a<b,求证:.【变式3】求证:【变式4】设x>0,y>0,x≠y,求证:类型四:反证法证明不等式6、已知a,b,c∈(0,1),求证:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a,至少有一个不大于。