高考要求
1.通過(guò)復(fù)習(xí)不等式的性質(zhì)及常用的證明方法(比較法、分析法、綜合法、數(shù)學(xué)歸納法等),使學(xué)生較靈活的運(yùn)用常規(guī)方法(即通性通法)證明不等式的有關(guān)問(wèn)題;
2.掌握用“分析法”證明不等式;理解反證法、換元法、判別式法、放縮法證明不等式的步驟及應(yīng)用范圍
3.搞清分析法證題的理論依據(jù),掌握分析法的證題格式和要求 搞清各種證明方法的理論依據(jù)和具體證明方法和步驟
4 通過(guò)證明不等式的過(guò)程,培養(yǎng)自覺(jué)運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、函數(shù)等基本數(shù)學(xué)思想方法證明不等式的能力;能較靈活的應(yīng)用不等式的基本知識(shí)、基本方法,解決有關(guān)不等式的問(wèn)題
知識(shí)點(diǎn)歸納
不等式的證明方法
(1)比較法:作差比較:
作差比較的步驟:
①作差:對(duì)要比較大小的兩個(gè)數(shù)(或式)作差
②變形:對(duì)差進(jìn)行因式分解或配方成幾個(gè)數(shù)(或式)的完全平方和
③判斷差的符號(hào):結(jié)合變形的結(jié)果及題設(shè)條件判斷差的符號(hào)
注意:若兩個(gè)正數(shù)作差比較有困難,可以通過(guò)它們的平方差來(lái)比較大小
(2)綜合法:由因?qū)Ч?
(3)分析法:執(zhí)果索因 基本步驟:要證……只需證……,只需證……
①“分析法”證題的理論依據(jù):尋找結(jié)論成立的充分條件或者是充要條件
②“分析法”證題是一個(gè)非常好的方法,但是書寫不是太方便,所以我們可以利用分析法尋找證題的途徑,然后用“綜合法”進(jìn)行表達(dá)
(4)反證法:正難則反
(5)放縮法:將不等式一側(cè)適當(dāng)?shù)姆糯蠡蚩s小以達(dá)證題目的
放縮法的方法有:
①添加或舍去一些項(xiàng),如: ; ;
②將分子或分母放大(或縮。
③利用基本不等式,
如: ;
④利用常用結(jié)論:
Ⅰ、 ;
Ⅱ、 ; (程度大)
Ⅲ、 ; (程度小)
(6)換元法:換元的目的就是減少不等式中變量,以使問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),常用的換元有三角換元和代數(shù)換元 如:
已知 ,可設(shè) ;
已知 ,可設(shè) ( );
已知 ,可設(shè) ;
已知 ,可設(shè) ;
(7)構(gòu)造法:通過(guò)構(gòu)造函數(shù)、方程、數(shù)列、向量或不等式來(lái)證明不等式;
證明不等式的方法靈活多樣,但比較法、綜合法、分析法和數(shù)學(xué)歸納法仍是證明不等式的最基本方法.要依據(jù)題設(shè)、題斷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法,要熟悉各種證法中的推理思維,并掌握相應(yīng)的步驟,技巧和語(yǔ)言特點(diǎn).
數(shù)學(xué)歸納法法證明不等式將在數(shù)學(xué)歸納法中專門研究
題型講解
例1 若水杯中的b克糖水里含有a克糖,假如再添上m克糖,糖水會(huì)變得更甜,試將這一事實(shí)用數(shù)學(xué)關(guān)系式反映出來(lái),并證明之
分析:本例反映的事實(shí)質(zhì)上是化學(xué)問(wèn)題,由濃度概念(糖水加糖甜更甜)可知
解:由題意得
證法一:(比較法)
, ,
證法二:(放縮法)
,
證法三:(數(shù)形結(jié)合法)如圖,在Rt ABC及Rt ADF中,
AB=a,AC=b,BD=m,作CE∥BD
,
例2 已知a,b∈R,且a+b=1
求證:
證法一:(比較法)
即 (當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),取等號(hào))
證法二:(分析法)
因?yàn)轱@然成立,所以原不等式成立
點(diǎn)評(píng):分析法是基本的數(shù)學(xué)方法,使用時(shí),要保證“后一步”是“前一步”的充分條件
證法三:(綜合法)由上分析法逆推獲證(略)
證法四:(反證法)假設(shè) ,
則
由a+b=1,得 ,于是有
所以 ,
這與 矛盾
所以
證法五:(放縮法)∵
∴左邊=
=右邊
點(diǎn)評(píng):根據(jù)欲證不等式左邊是平方和及a+b=1這個(gè)特點(diǎn),選用基本不等式
證法六:(均值換元法)∵ ,
所以可設(shè) , ,
∴左邊=
=右邊
當(dāng)且僅當(dāng)t=0時(shí),等號(hào)成立
點(diǎn)評(píng):形如a+b=1結(jié)構(gòu)式的條件,一般可以采用均值換元
證法七:(利用一元二次方程根的判別式法)
設(shè)y=(a+2)2+(b+2)2,
由a+b=1,有 ,
所以 ,
因?yàn)?,所以 ,即
故
例3設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足y+x2=0,0證明:(分析法)要證 ,
,只要證: ,
又 ,
只需證:
∴只需證 ,
即證 ,此式顯然成立
∴原不等式成立
例4 設(shè)m等于 , 和1中最大的一個(gè),當(dāng) 時(shí),求證:
分析:本題的關(guān)鍵是將題設(shè)條件中的文字語(yǔ)言“m等于 , 和1中最大的一個(gè)”翻譯為符號(hào)語(yǔ)言“ , , ”,從而知
證明:(綜合法) ,
例5 已知
的單調(diào)區(qū)間;
(2)求證:
(3)若 求證:
解: (1) 對(duì) 已 知 函 數(shù) 進(jìn) 行 降 次 分 項(xiàng) 變 形 , 得 ,
(2)∵
∴
而
⑶
∴
點(diǎn)評(píng):函 數(shù) 與 不 等 式 證 明 的 綜 合 題 在 高 考 中 常 考 常 新 , 是 既 考 知 識(shí) 又 考 能 力 的 好 題 型 , 在 高 考 備 考 中 有 較 高 的 訓(xùn) 練 價(jià) 值
小結(jié):
1.掌握好不等式的證明,不等式的證明內(nèi)容甚廣,證明不但用到不等式的性質(zhì),不等式證明的技能、技巧,還要注意到橫向結(jié)合內(nèi)容的方方面面 如與數(shù)列的結(jié)合,與“二次曲線”的結(jié)合,與“三角函數(shù)”的結(jié)合,與“一元二次方程,一元二次不等式、二次函數(shù)”這“三個(gè)二次”間的互相聯(lián)系、互相滲透和互相制約,這些也是近年命題的重點(diǎn)
2 在不等式證明中還要注意數(shù)學(xué)方法,如比較法(包括比差和比商)、分析法、綜合法、反證法、數(shù)學(xué)歸納法等,還要注意一些數(shù)學(xué)技巧,如數(shù)形結(jié)合、放縮、分類討論等
3 比較法是證明不等式最常用最基本的方法 當(dāng)欲證的不等式兩端是多項(xiàng)式或分式時(shí),常用差值比較法 當(dāng)欲證的不等式兩端是乘積的形式或冪指不等式時(shí)常用商值比較法,即欲證
4 基本思想、基本方法:
⑴用分析法和綜合法證明不等式常要用等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想的換元的基本方法
⑵用分析法探索證明的途徑,然后用綜合法的形式寫出證明過(guò)程,這是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的一種重要的數(shù)學(xué)思想方法
⑶ “分析法”證明不等式就是“執(zhí)果索因”,從所證的不等式出發(fā),不斷利用充分條件或者充要條件替換前面的不等式,直至找到顯然成立的不等式,書寫方法習(xí)慣上用“ ”來(lái)表達(dá) 分析法是數(shù)學(xué)解題的兩個(gè)重要策略原則的具體運(yùn)用,兩個(gè)重要策略原則是:
正難則反原則:若從正面考慮問(wèn)題比較難入手時(shí),則可考慮從相反方向去探索解決問(wèn)題的方法,即我們常說(shuō)的逆向思維,由結(jié)論向條件追溯
簡(jiǎn)單化原則:尋求解題思路與途徑,常把較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,在證明較復(fù)雜的不等式時(shí),可以考慮將這個(gè)不等式不斷地進(jìn)行變換轉(zhuǎn)化,得到一個(gè)較易證明的不等式
⑷凡是“至少”、“唯一”或含有否定詞的命題適宜用反證法
⑸換元法(主要指三角代換法)多用于條件不等式的證明,此法若運(yùn)用恰當(dāng),可溝通三角與代數(shù)的聯(lián)系,將復(fù)雜的代數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的三角問(wèn)題
⑹含有兩上字母的不等式,若可化成一邊為零,而另一邊是關(guān)于某字母的二次式時(shí),這時(shí)可考慮判別式法,并注意根的取值范圍和題目的限制條件
⑺有些不等式若恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用放縮法可以很快得證,放縮時(shí)要看準(zhǔn)目標(biāo),做到有的放矢,注意放縮適度
學(xué)生練習(xí)
1 設(shè) ,求證:
證明:
=
=
=
,則
故原不等式成立
點(diǎn)評(píng):(1)三元因式分解因式,可以排列成一個(gè)元的降冪形式:
(2)用比較法證不等式,關(guān)鍵在于作差(或商)后結(jié)式了進(jìn)行變形,常見(jiàn)的變形是通分、因式分解或配方
2 己知 都是正數(shù),且 成等比數(shù)列,
求證:
證明:
成等比數(shù)列,
都是正數(shù),
點(diǎn)評(píng):兩邊相減能消去一部分、兩邊相除能約去一部分是運(yùn)用比較法的外部特征,除了通分、因式分解或配方法,局部運(yùn)用基本不等式,也是用比較法證不等式時(shí)的一種常用手段
3 己知函數(shù) ,當(dāng) 滿足 時(shí),證明: 對(duì)于任意實(shí)數(shù) 都成立的充要條件是
證明:
(1)若 ,則
(2)當(dāng) 時(shí),
故原命題成立
4.比較 的大小 (其中0< x <1 )
解: - = >0 (比差)
5
6
證明:
7.若 ,求證ab與 不能都大于
證明:假設(shè)ab, (1-a) (1-b)都大于
8.已知:a3+b3=2,求證:a+b
證明:假設(shè)a+b>2 則b>2-a
a3+b3>a3+(2-a)3=8-12a+6a2=6(a-1)2+2
與已知相矛盾,所以, a+b
9
10
11
13 設(shè) 都正數(shù),求證:
證明:
,
14 設(shè) 且 ,求證:
證法1 若 , ,
這與 矛盾,
同理可證
證法2 由 知
15 有甲、乙兩個(gè)糧食經(jīng)銷商每次在同一糧食生產(chǎn)基地以相同價(jià)格購(gòu)進(jìn)糧食,他們共購(gòu)糧三次,各次的糧食價(jià)格不同,甲每次購(gòu)糧10000千克,乙每次購(gòu)糧10000元 三次后統(tǒng)計(jì),誰(shuí)購(gòu)的糧食平均價(jià)低?為什么?
解:設(shè)第一、二、三次的糧食價(jià)格分別為 元/千克、 元/千克、 元/千克, ,則甲三次購(gòu)糧的平均價(jià)格為 ,乙三次購(gòu)糧的平均價(jià)格為 ,因?yàn)?br />
所以乙購(gòu)的糧食價(jià)格低
說(shuō)明“各次的糧食價(jià)格不同”,必須用字母表示,這樣就能把糧食平均價(jià)格用式子表示出來(lái) 我們應(yīng)該從式的特征聯(lián)想到用基本不等式進(jìn)行變換
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/57517.html
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