1.比較法
(1)作差比較法
①理論依據:a>ba-b>0;
a<ba-b<0.
②證明步驟:作差→變形→判斷符號→得出結論.
(2)作商比較法
①理論依據:b>0,>1a>b;
b<0,>1a<b.
②證明步驟:作商→變形→判斷與1的大小關係→得出結論.
2.綜合法
(1)定義:從已知條件出發,利用定義、公理、定理、性質等,經過一系列的推理、論證而得出命題成立,這種證明方法叫做綜合法.綜合法又叫順推證法或由因導果法.
(2)思路:綜合法的思索路線是「由因導果」,也就是從乙個(組)已知的不等式出發,不斷地用必要條件代替前面的不等式,直至推導出要求證明的不等式.
(3)利用綜合法證明不等式時,應注意對已證不等式的使用,常用的不等式有:(1)a2≥0;(2)|a|≥0;(3)a2+b2≥2ab,它的變形形式又有(a+b)2≥4ab,≥()2等;
(4)≥,它的變形形式又有
a+≥2(a>0),+≥2(ab>0),+≤-2(ab<0)等.
3.分析法
(1)定義:從要證的結論出發,逐步尋求使它成立的充分條件,直至所需條件為已知條件或乙個明顯成立的事實(定義、公理或已證明的定理、性質等),從而得出要證的命題成立,這種證明方法叫做分析法.
(2)思路:分析法的思索路線是「執果索因」,即從要證的不等式出發,不斷地用充分條件來代替前面的不等式,直至找到已知不等式為止.
(3)用分析法證「若a則b」這個命題的模式是:為了證明命題b為真,
只需證明命題b1為真,從而有……
只需證明命題b2為真,從而有….
……只需證明命題a為真,而已知a為真,故b必真.
4.反證法
先假設要證的命題不成立,以此為出發點,結合已知條件,應用公理、定義、定理、性質等,進行正確的推理,得到和命題的條件(或已證明的定理、性質、明顯成立的事實等)矛盾的結論,以說明假設錯誤,從而證明原命題成立,我們把它稱為反證法.
反證法主要適用於以下兩種情形:
(1)要證的結論與條件之間的聯絡不明顯,直接由條件推出結論的線索不夠清晰;
(2)如果從正面證明,需要分成多種情形進行分類討論,而從反面進行證明,只研究一種或很少的幾種情形.
5.放縮法
證明不等式時,通過把不等式中的某些部分的值放大或縮小,簡化不等式,從而達到證明的目的,我們把這種方法稱為放縮法.
1.已知0<a1<a2,0<b1<b2,且a1+a2=b1+b2,a1≠b1,則關於三個數:a1b1+a2b2;a1b2+a2b1;a1a2+b1b2的大小關係說法:①a1b1+a2b2最大;②a1b2+a2b1最小;③a1a2+b1b2最小;④a1b2+a2b1與a1a2+b1b2大小不能確定,其中正確的是________.
解析:∵(a1b1+a2b2)-(a1b2+a2b1)
=(a1-a2)(b1-b2)>0,
∴a1b1+a2b2>a1b2+a2b1.
∵(a1b2+a2b1)-(a1a2+b1b2)=(a1-b1)(b2-a2)
=(a1-b1)2>0,
∴a1b2+a2b1>a1a2+b1b2,故①③正確.
答案:①③
2.設p=,q=-,r=-,則p、q、r的大小順序是________.
解析:∵+=2>,
∴>-,即p>r;
又∵+>+,
∴->-,即r>q;
故有p>r>q.
答案:p>r>q
3.若x,y,z是正數,且滿足xyz(x+y+z)=1,則(x+y)(y+z)的最小值是________.
解析:(x+y)(y+z)=xy+xz+y2+yz
=y(x+y+z)+xz≥2=2.
答案:2
4.若不等式>|a-5|+1對一切非零實數x均成立,則實數a的取值範圍是________.
解析:=|x|+≥2=2,故應有2>|a-5|+1,即|a-5|<1,因此4<a<6.
答案:4<a<6
5.已知a>b>c>d,則(a-d)的最小值為________.
解析:原式=[(a-b)+(b-c)+(c-d)]≥3×3=9.
答案:9
求證:(1)當x∈r時,1+2x4≥2x3+x2;
(2)當a,b∈r+時,aabb≥(ab) .
【證明】 (1)法一:(1+2x4)-(2x3+x2)
=2x3(x-1)-(x+1)(x-1)
=(x-1)(2x3-x-1)
=(x-1)(2x3-2x+x-1)
=(x-1)[2x(x2-1)+(x-1)]
=(x-1)2(2x2+2x+1)
=(x-1)2[2(x+)2+]≥0,
∴1+2x4≥2x3+x2.
法二:(1+2x4)-(2x3+x2)
=x4-2x3+x2+x4-2x2+1
=(x-1)2·x2+(x2-1)2≥0
∴1+2x4≥2x3+x2.
(2)=ab=(),
當a=b時,()=1.
當a>b>0時,
>1,>0,()>1.
當b>a>0時,
0<<1,<0,()>1.
∴aabb≥(ab) .
【點評】 用比較法證明不等式的一般步驟是:作差(商)-變形-判斷-結論,而變形的方法一般有配方法、通分和因式分解.
1.(2023年江蘇卷)設a,b是非負實數,求證a3+b3≥(a2+b2).
證明:a3+b3-(a2+b2)
=(a3-a2)+(b3-b2)
=a2 (-)-b2 (-)
=(-)·(-).
當a≥b時,≥且≥,
當a<b時,<且<,
∴a3+b3-(a2+b2)≥0,
∴a3+b3≥(a2+b2).
已知a>0,
求證:-≥a+-2.
【證明】 要證原不等式成立,只需證
+2≥a++,
即證a2++4+4
≥(a+)2+2 (a+)+2,
只需證·≥(a+),
即證2(a2+)≥a2++2,
只需證a2+≥2.
由基本不等式知a2+≥2,上式顯然成立.
∴原不等式成立.
【點評】 分析法又叫逆推證法或執果索因法.是從要證明的不等式出發,逐步尋求使它成立的充分條件,直至最後把要證明的不等式歸結為判定乙個明顯成立的不等式為止.
2.已知a>b>0,求證:<-<.
證明:欲證<-<,
只需證<<.
∵a>b>0,
∴只需證<<,
即<1<.
欲證<1,只需證+<2,
即<.該式顯然成立.
欲證1<,只需證2<+,
即<.該式顯然成立.
∴<1<成立,且以上各步都可逆.
∴<-<成立.
-- 已知a>0,b>0,2c>a+b,
求證:c-<a<c+.
【證明】 因為a+b<2c,所以a-2c<-b.
又因為a>0,所以a2-2ac<-ab,
所以(a-c)2<c2-ab,
所以|a-c|<,
所以-<a-c<,
所以c-<a<c+.
【點評】 綜合法往往是分析法的逆過程,表述簡單,條理清楚.所以在實際證題時,要常把分析法和綜合法結合起來使用.
3.已知a、b∈(0+∞),且a+b=1,求證:
(1)++≥8;
(2)a2+b2≥;
證明:由
得≤ab≤≥4.
(1)∵++=(a+b)(+)+
≥2·2+4=4+4=8,
∴++≥8.
(2)∵a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab
≥1-2×=,
∴a2+b2≥.
已知a>2,求證:loga(a-1)<log(a+1)a.
【證明】 ∵a>2,∴a-1>1.
∴loga(a-1)>0,log(a+1)a>0.
∵=loga(a-1)·loga(a+1)<2,
∵2=2<()2=1,
∴loga(a-1)<log(a+1)a.
【點評】 (1)本題所用的證明方法叫放縮法.在不等式的證明中,「放」和「縮」是常用的推證技巧.「放」和「縮」的方向與「放」和「縮」的量的大小是由題目分析得出的.常見的放縮變換有變換分式的分子和分母,如:<,>,<,>(k∈n*,k>1).利用函式的單調性,真分數性質「若0<a<b,m>0,則<」,新增或減少項,利用有界性等.
(2)在放縮法證明不等式時,「放」和「縮」均有乙個度.
4.設m是|a|,|b|和1中最大的乙個,當|x|>m時,求證:|+|<2.
證明:由已知m≥|a|,m≥|b|,m≥1.
又|x|>m,∴|x|>|a|,|x|>|b|,|x|>1,
=+<+
=1+<1+=2.
∴|+|<2成立.
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