第六章  不等式
 §6.2 不等式的证明

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
    掌握比较法、分析法、综合法证明简单的不等式;掌握不等式证明的几种常见的方法:反证法、放缩法、换元法、判别式法.

    二、重点难点
    重点:理解并掌握不等式证明的几种常见方法

    难点:不等式证明常见方法的综合与灵活应用

    三、特别提示
    (1)用作商比较法时,要注意除式的符号,否则易出错,因为`A/B>1`,若`B>0`,有`A>B`,但若`B<0`,则有`A<B`.
  (2)用分析法证明不等式时,不要把“逆求”错误地作为“逆推”,分析法的过程仅需要寻求充分条件即可,而不是充要条件,也就是说,分析法的思维是逆向思维,因此,在证题时,应正确使用“要证”、“只需证”这样的连接“关键词”.
  (3)综合法往往是分析法的逆过程,表述简单,条理清楚,所以实际证题时,可将分析法、综合法结合起来使用,即用分析法分析,用综合法书写.
  (4)在应用换元法时,要注意新变量的取值范围,即代换的等价性.如`a+b=1,a、b in RR`,就不能换为`a=cos^2 theta`,`b=sin^2theta `,必须在`a>=0,b>=0`的条件下才可这样换元.而均值代换就没有这样的限制,若`a+b=1`,`a、b in RR`,则可设`a=1/2+t`,`b=1/2-t(t in RR)`.
  (5)在应用放缩法时,放缩一定要有目标,要恰到好处,过大或过小都不能达到目的.而目标常常要从证明的结论去考查和转化.

    知识梳理
    1、比较法
    比较法是证明不等式的最基本、最重要的方法之一,它可分为作差法、作商法.
    (1)作差法
    ①理论依据:`a>b hArr a-b>0`
    `a<b hArr a-b<0`
    `a=b hArr a-b=0`
    ②证明步骤:作差`rarr`变形`rarr`判断符号
    (2)作商法
    ①要证`A>B(B>0)`,只要证`A/B>1`
    要证`A<B(B>0)`,只要证`A/B<1`
    ②证明步骤:作商`rarr`变形`rarr`判断符号
    常用变形方法:一是配方法,二是分解因式.
    2、分析法
    从求证的不等式出发,逐步寻求使不等式成立的充分条件,直至所需条件被确认成立,就断定求证的不等式成立,这种证明方法叫分析法.分析法的思想是_________,即从求证的不等式出发,探求使结论成立的充分条件,直至已成立的不等式.
    采用分析法证明不等式时,常用______的符号,有时,若为充要条件时,有常用_____的符号.证明过程常表示为“要证……只要证……”
    3、综合法
    所谓综合法,就是从______和已经证明过的基本不等式和不等式的______推导出所要证明的不等式成立,可简称为_________在使用综合法证明不等式时,要注意基本不等式的应用.
    常用的基本不等式有:
    (1)`|a|>=0,a^2>=0,(a+-b)^2>=0(a、b in RR)`;
    (2)`a^2+b^2>=2ab(a、b in RR`,当且仅当`a=b`时取等号);
    (3)`(a+b)/2>=sqrt(ab)(a>0,b>0`,当且仅当`a=b`时取等号);
    (4)`a/b+b/a>=2(ab>0)`;
    (5)`||a|-|b||<=|a+b|<=|a|+|b|(a、b in RR)`
    左边等号成立的条件是当且仅当`ab<=0`且`|a|>=|b|`,右边等号成立的条件是当且仅当`ab>=0`.
    4、其他证明方法
    (1)判别式法:与一元二次函数有关的或能通过等价变形转化成一元二次方程的,根据其有解或无解建立不等关系
    (2)放缩法:将不等式一侧适当地放大或缩小,以达到证明的目的.
    (3)换元法:通过换元以达到减元的目的,从而促使问题转化.常见的换元法有三角换元、均值换元和设差换元
    (4)反证法:要证不等式`A>B`,先假设`A<=B`,根据题设及其他性质推出矛盾,从而肯定`A>B`成立.反 证法常用于否定性命题(结论中出现“不存在”“不可能”等)或“唯一性”问题或结论中出现“至多”等限制条件的问题
    (5)构造法:将要证不等式与构造的图形、函数、数列或复数等对应起来,借助于图象性质、函数单调性、数列知识或复数知识来证明不等式.

    应用举例
    一、应用特点
    1、用比较法证明不等式
    2、用分析法证明不等式
    3、用放缩法证不等式

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、(1)已知`a<b<c`,求证:`a^2b+b^2c+c^2a<a^2c+b^2a+c^2b`
    (2)求证:`a^(2a)b^(2b)c^(2c)>a^(b+c)b^(c+a)c^(a+b)(a>b>c>0)`

    提示 示范  
    2、证明:水管放水,当流速相同时,如果水管截面的周长相等,那么截面是圆的水管比截面是正方形的水管流量大.
    提示 示范  

    3、证明不等式`1+1/sqrt(2)+1/sqrt(3)+…+1/sqrt(n)<2sqrt(n)(n in NN^*)`
    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高.)

    1、设`a>b>0`,求证:`(a^2-b^2)/(a^2+b^2)>(a-b)/(a+b)`
    提示 示范  

    2、若`a、b、c`是不全相等的正数,求证:`lg((a+b)/2)+lg((b+c)/2)+lg((c+a)/2)>lg(a)+lg(b)+lg(c)`
    提示 示范  

    拓展探究
    是否存在常数C,使得不等式`x/(2x+y)+y/(x+2y)<=C<=x/(x+2y)+y/(2x+y)`对任意正数`x、y`恒成立?试证明你的结论.
    提示 示范  

 

    基础训练

    参考答案


 
    提高训练

    参考答案

    学习感悟
    1、不等式的证明,方法灵活多样,综合性强,证明时不仅用到不等式的性质、不等式的证明的技能、技巧,有时还要用到其他数学知识.
    2、利用基本不等式证明不等式时,一要考虑字母或字母组合是否为正,二是考虑相应的积(或和)是否为定值,三要考虑等号成立的条件.
    3、分析法的思维是逆向思维,它能增大思维的发散量,有利于发展求异思维,但综合法表述简单、条理清楚,所以在实际证题中,常用分析法分析,用综合法书写.
    4、注意:用分析法证明不等式往往把“逆求”错误用作“逆推”,分析法过程仅需寻求充分条件即可,而不是充要条件.用分析法证明不等式一定要注意正确使用连接“关键词”,如“要证”,“只要证”等.
    5、用反证法往往是当原命题证明不易,改证其逆否命题.解题的实质就是否定结论导出矛盾,从而说明原结论正确,反证法中否定结论要对结论的反面一一否定,不能遗漏,且应在推论论证中作为已知条件使用.反证法适宜证明存在性问题、唯一性问题、带有“至少一个”或“至多有一个”等字样的问题.
    6、换元法是不等式证明中的重要方法,常见的有三角换元、均值换元两种,在应用换元法证题时,要注意换元的等价性,三角换元有一定的规律、问题中若含有`“x^2+y^2=R^2,x^2+y^2<=R^2,sqrt(R^2-x^2)”`等,可以考虑作“三角”代换.
    7、放缩法是不等式证明中最重要的变形方法之一,放缩必须有目标,而且要恰到好处,目标要从证明的结论考察,常用的放缩方法有添项、减项、利用分式的性质、利用不等式的性质、利用已知不等式、利用函数的性质进行放缩,如`(a+1/2)^2+3/4>(a+1/2)^2`;`1/(K(K+1))<1/K^2<1/(K(K-1))`;`2/(sqrt(K)+sqrt(K+1))<1/sqrt(K)<2/(sqrt(K)-sqrt(K+1))`等.除了上述不等式证明的方法外,不等式还有判别式法、单调性法、构造法、数形结合法、数学归纳法等.

返回

本课件完全公益,使用过程中有任何问题,或想参与新课件制作,请加开心教练QQ:29443574