不等式的證明ppt

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不等式的證明

1.比較法

作差作商后的式子變形，判斷正負或與1比較大小

作差比較法-----要證明a>b,只要證明a-b>0。

作商比較法---已知a,b都是正數，要證明a>b,只要證明a/b>1

例1 求證：x2+3>3x

證明：∵(x2+3)-3x=x2-3x+( )2-( )2+3

= + ≥ >0

∴ x2+3>3x

例2 已知a,bR+，并且a≠b，求證

a5+b5>a3b2+a2b3

證明：(a5+b5)-(a3b2+a2b3)=(a5-a3b2)-(a2b3-b5)

=a3(a2-b2)-b3(a2-b2)=(a2-b2)(a3-b3)

=(a+b)(a-b)2(a2+ab+b2)

∵ a,bR+

∴ a+b>0, a2+ab+b2>0

又因為a≠b,所以(a-b)2>0

∴ (a+b)(a-b)2(a2+ab+b2)>0

即 (a5+b5)-(a3b2+a2b3)>0

∴ a5+b5>a3b2+a2b3

例3 已知a,bR+，求證：aabb≥abba

證明： = ∵a,bR+,當a>b時， >1,a-b>0， >1;

當a≤b時, ≤1,a-b≤0, ≥1.

∴ ≥1, 即aabb≥abba

綜合法

了解算術平均數和幾何平均數的概念，能用平均不等式證明其它一些不等式

定理1 如果a,bR，那么a2+b2≥2ab（當且僅當a=b時勸=”號）

證明：a2+b2-2ab=(a-b)2≥0

當且僅當a=b時取等號。所以

a2+b2≥2ab(當且僅當a=b時取等號)。

定理2 如果a,b,cR+，那么a3+b3+c3≥3abc（當且僅當a=b=c時勸=”號）

證明：∵a3+b3+c3-3abc

=(a+b)3+c3-3a2b-3ab2-3abc

=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ac)

=(a+b+c)[(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2]≥0

∴ a3+b3+c3≥3abc,

很明顯，當且僅當a=b=c時取等號。

例1 已知a,b,c是不全等的正數，求證

a(a2+b2)+b(a2+c2)+c(a2+b2)>6abc.

放縮法

這也是分析法的一種特殊情況，它的根據是不等式的傳遞性—

a≤b，b≤c，則a≤c，只要證明“大于或等于a的”b≤c就行了。

例,證明當k是大于1的整數時， ，

我們可以用放縮法的一支——“逐步放大-法”，證明如下：

分析法

從要證明的不等式出發(fā)，尋找使這個不等式成立的某一“充分的”條件，為此逐步往前追溯(執(zhí)果索因)，一直追溯到已知條件或一些真命題為止。例如要證a2+b2≥2ab我們通過分析知道，使a2+b2≥2ab成立的某一“充分的”條件是a2-2ab+b2≥0，即(a-b)2≥0就行了。由于是真命題，所以a2+b2≥2ab成立。分析法的證明過程表現為一連串的“要證……，只要證……”，最后推至已知條件或真命題

例 求證： 證明:

構造圖形證明不等式

例：已知a、b、c都是正數，求證：

+ > 分析與證明：觀察原不等式中含有a2+ab+b2即a2+b2+ab的形式，聯想到余弦定理：c2=a2+b2-2abCosC,為了得到a2+b2+ab的形式,只要C=120°，

這樣： 可以看成a、b為鄰邊，夾角為120°的的三角形的第三邊

可以看成b、c為鄰邊，夾角為120°的的三角形的第三邊

120°

120°

120°

a

b

c

C

A

B

可以看成a、c為鄰邊，夾角為120°的的三角形的第三邊

構造圖形如下，

AB= ,

BC= ,

AC= 顯然AB+BC>AC，故原不等式成立。

數形結合法

數形結合是指通過數與形之間的對應轉化來解決問題。數量關系如果借助于圖形性質，可以使許多抽象概念和關系直觀而形象，有利于解題途徑的探求，這通常為以形助數;而有些涉及圖形的問題如能轉化為數量關系的研究，又可獲得簡捷而一般化的解法，即所謂的以數解形。數形結合的思想，其實質是將抽象的數學語言與直觀的圖形結合起來，使抽象思維和形象思維結合，通過對圖形的認識、數形的轉化，可以培養(yǎng)思維的靈活性、形象性。通過數形結合，可以使復雜問題簡單化，抽象問題具體化。

例．證明,當x>5時, ≤x-2

解:令y1= , y2=x-2, 從而原不等式的解集就是使函數y1>y2的x的取值范圍。在同一坐標系中分別作出兩個函數的圖象。設它們交點的橫坐標是x0, 則 =x0-2>0。解之，得x0=5或x0=1(舍)。根據圖形,很顯然成立.

反證法

先假定要證不等式的反面成立，然后推出與已知條件(或已知真命題)和矛盾的結論，從而斷定反證假定錯誤，因而要證不等式成立。

窮舉法

對要證不等式按已知條件分成各種情況，加以證明(防止重復或遺漏某一可能情況)。

注意：在證明不等式時，應靈活運用上述方法，并可通過運用多種方法來提高自己的思維能力。

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