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3.4.1均值不等式的证明详解


(4)连接AC,BC,CA,则
ab OC 2
CD ab
当a≠b时,OC>CD,即 当a=b时,OC=CD,即
ab ab 2
A
ab ab 2 C
a+b 2 ab
aO
D
b
B
b a 例1.已知ab>0,求证: ≥ 2 ,并 a b 推导出式中等号成立的条件。
b a 证明:因为ab>0,所以 0, 0 ,根据均 a b 值不等式得 b a b a b a ≥2 2 即 a b ≥ 2 a b a b
5、若x, y, m, n满足m n a, x y b,
2 2 2 2
a b, 则mx ny的最大值 ab A. 2 a b C. 2
2 2

B
B. ab 2ab D. ab
6、已知x, y, z , 均为正数,求证: 1 1 1 若x y z 1, 则 9 x y z
课堂小结:
1.直接用均值不等式可证明简单的不等式。 2.多次运用均值不等式相加或相乘去证明不等 式时必须要保证等号同时成立。
3.灵活运用均值不等式去证明一些复杂的不等式。
a b 3 a a b b c c
已知x, y, z, 均为正数,求证: x y z x yz y z x
2 2 2
已知x, y, z , 均为正数,求证: 1 1 1 1 1 1 2 y 2z 2x x y z y x z
定理: 如果a,b∈R, 那么a2+b2≥2ab
(当且仅当a=b 时取“=”) 证明: a 2 b 2 2ab (a b) 2
当a b时, ( a b) 0 2 当a b时, ( a b) 0
2
a b 2ab
2 2
1.定理适用范围: 2.取“=”的条件:
因为ab>0,即a,b同号,所以式中等号成立的条 件是a=b.
b a 当且仅当 时,即a2=b2时式中等号成立, a b
例2. 1)已知:a,b,c均为正数,求证:
bc a c a b a bc 3 a b c
2)已知:正数a,b,c满足a+b+c=1,求证:
(1 a)(1 b)(1 c) 8abc
注意:1.适用的范围:a, b 为非负数. 2.语言表述:两个非负数的算术平
均数不小于它们的几何平均数。
ab 3.我们把不等式 ab (a≥0,b≥0) 2
称为基本不等式
几何直观解释: 令正数a,b为两条线段的长,用几何作
ab 图的方法,作出长度为 和 2
ab
的两条线段,然后比较这两条线段的长。 具体作图如下: (1)作线段AB=a+b,使AD=a,DB=b, (2)以AB为直径作半圆O; (3)过D点作CD⊥AB于D,交半圆于点C
1 1 3)a>0,b>0且a+b=1,求证: 4 a b
例2. 1)已知:a,b,c均为正数,求证: 证明:
bc a c a b a bc 3 a b c bc a c a b a bc b c c a
a
b c b a c a c b b a c a c b ( )( )( )3 2, 2, 2 a b a c b c a b a c b c b a c a c b ( )( )( )3 2 2 23 3 a b a c b c 当且仅当a=b=c时,取等号. 所以,原不等式成立
a, b R
ab
均值定理: 如果a,
b∈R+,那么
(当且仅当a=b 时,式中等号成立)
2 2 证明: ( a ) ( b ) 2 a b ∵
ab ab 2
∴a b 2 ab
ab ab 即: 2
ab ab 当且仅当a=b时 2
ab 为a,b 的算术平均数, 称 2 称 ab 为a,b 的几何平均数。
2、已知a 2, 求证 : loga (a 1) log a (a 1) 1
3、若a, b, c 0, 且a b c 1, 1 1 则 的最小值为 4 。 ab c
4、已知a b 1, x y 2,
2 2 2 2
求ax by的取值范围是 [ 2, 2] 。
例3、已知a 0, b 0, 且a b 1, 求证 1 1 1 25 (1)ab (2)(a )(b ) 4 a b 4
1 1 (3) a b 2 2 2


1、已知a、b、c、d都是正数,求证:
ab cd ac bd 4abcd
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