不等式常见的三种证明方法
渠县中学 刘业毅
一用基本不等式证明
设c b a ,,都是正数。
求证:.c b a c
ab b ac a bc ++≥++ 证明:.22c b
ac a bc b ac a bc =•≥+ .22b c
ab a bc c ab a bc =•≥+ .22a c
ab b ac c ab b ac =•≥+ ).(2)(2c b a c
ab b ac a bc ++≥++ .c b a c
ab b ac a bc ++≥++ 点评:可用综合法分析乘积形式运用不等式可以转化为所求。
思维训练:设c b a ,,都是正数。
求证:
.222c b a c b a a c b ++≥++ 二 放缩法证明不等式
已知,对于任意的n 为正整数,求证: 1+221+321+ +n 21<4
7 分析:通过变形将数列{n 21
}放缩为可求数列。
解: n 21=n n •1<)1(1-n n =11-n —n
1(n ≥2) ∴1+221+321+ +n 21<1+2
21+231⨯+341⨯+ +)1(1-n n =1+
41+(21—31+31—41+ +11-n —n
1) =45+21—n
1 =47—n 1 点评:放缩为可求和数列或公式是高考重要思想方法。
思维训练:设c b a ,,都是正数,a+b>c,求证:a a +1+b b +1>c
c +1
三 构造函数法证明 证明不等式3ln 3121112ln <+++++<n
n n (n 为正整数) 分析:显然要构造一个含n 的不等式,然后用叠加法证明。
我们构造一个函数,1)(',ln 1)(2x
x x f x x x x f -=+-=可得这个函数在x=1时取得最小值0.及对x>0有不等式x x 11ln -
≥,如果令x=k k 1+,则有111ln +>+k k k ,如果令x=1+k k ,则k
k k ->+11ln ,即k
k k k 1ln )1ln(11<-+<+,然后叠加不等式即可。
解:设函数x x x x f ln 1)(+-=,则易证0)(≥x f ,即不等式x
x 11ln -≥对于x>0恒成立, 令x=k k 1+,则有111ln +>+k k k ,令x=1+k k ,则k k k ->+11ln ,即k
k k 11ln <+成立。
从而有k
k k k 1ln )1ln(11<-+<+。
在不等式k
k k 11ln <+中,分别令,3,,2,1n n n k ++=得到一系列不等式相加为 )13ln()2ln()2ln()1ln(312111++++-+++->+++++n n n n n
n n 即n n n 312111+++++ >113ln ++n n 2ln 1
22ln =++≥n n 在不等式1
11ln +>+k k k 中,分别令k=n,n+1, 3n-1,并把所得的不等式相加,得 n n n 312111+++++ <3ln 3ln 3ln )1ln()1ln(ln ==++-++-n
n n n n n 即不等式3ln 3121112ln <+++++<n n n (n 为正整数)成立。
点评:对于有n 项与常值的不等式证明,我们可以构造新函数,用求导求函数单调性及最值,来完成不等式的转化与证明。
一般步骤为:构造函数——研究单调性——赋值化归不等式——整理得到结论。