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考情考向分析
通過一些簡單問題了解證明不等式的基本方法:比較法、綜合法、分析法.
主要考查用比較法、綜合法、分析法證明不等式,題型為解答題,中檔難度.
1.比較法
(1)作差比較法
知道a>b?a-b>0,a0即可,這種方法稱為作差比較法.
(2)作商比較法
由a>b>0?>1且a>0,b>0,因此當(dāng)a>0,b>0時(shí),要證明a>b,只要證明>1即可,這種方法稱為作商比較法.
2.綜合法
從已知條件出發(fā),利用不等式的有關(guān)性質(zhì)或定理,經(jīng)過推理論證,最終推導(dǎo)出所要證明的不等式成立,這種證明方法叫做綜合法,即“由因?qū)Ч钡姆椒?
3.分析法
從待證不等式出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直到將待證不等式歸結(jié)為一個已成立的不等式(已知條件、定理等),從而得出要證的不等式成立,這種證明方法叫做分析法,即“執(zhí)果索因”的方法.
4.反證法
先假設(shè)要證的命題不成立,以此為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合已知條件,應(yīng)用公理、定義、定理、性質(zhì)等,進(jìn)行正確的推理,得到和命題的條件(或已證明的定理、性質(zhì)、明顯成立的事實(shí)等)矛盾的結(jié)論,以說明假設(shè)不正確,從而證明原命題成立.
5.放縮法
證明不等式時(shí),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(dá)到證明的目的.
概念方法微思考
1.綜合法與分析法有何內(nèi)在聯(lián)系?
提示 綜合法往往是分析法的相反過程,其表述簡單、條理清楚,當(dāng)問題比較復(fù)雜時(shí),通常把分析法和綜合法結(jié)合起來使用,以分析法尋找證明的思路,而用綜合法敘述、表達(dá)整個證明過程.
2.分析法的過程中為什么要使用“要證”,“只需證”這樣的連接“關(guān)鍵詞”?
提示 因?yàn)椤耙C”“只需證”這些詞說明了分析法需要尋求的是充分條件,符合分析法的思維是逆向思維的特點(diǎn),因此在證題時(shí),這些詞是必不可少的.
題組一 思考辨析
1.判斷下列結(jié)論是否正確(請?jiān)诶ㄌ栔写颉啊獭被颉啊痢?
(1)當(dāng)a≥0,b≥0時(shí),≥.( √ )
(2)用反證法證明命題“a,b,c全為0”的假設(shè)為“a,b,c全不為0”.( × )
(3)若實(shí)數(shù)x,y適合不等式xy>1,x+y>-2,則x>0,y>0.( √ )
(4)若m=a+2b,n=a+b2+1,則n≥m.( √ )
題組二 教材改編
2.已知a,b∈R+,a+b=2,則+的最小值為( )
A.1 B.2
C.4 D.8
答案 B
解析 因?yàn)閍,b∈R+,且a+b=2,
所以(a+b)=2++≥2+2=4,
所以+≥=2,即+的最小值為2(當(dāng)且僅當(dāng)a=b=1時(shí),“=”成立).故選B.
3.若a,b,m∈R+,且a>b,則下列不等式一定成立的是( )
A.≥ B.>
C.≤ D.
b.
所以-=>0,即>,故選B.
題組三 易錯自糾
4.已知a+b+c>0,ab+bc+ac>0,abc>0,用反證法求證a>0,b>0,c>0時(shí)的反設(shè)為( )
A.a1,x=a+,y=b+,則x與y的大小關(guān)系是( )
A.x>y B.xb>1,得ab>1,a-b>0,
所以>0,即x-y>0,所以x>y.故選A.
6.若a=-,b=-,c=-,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.a>b>c B.a>c>b C.b>c>a D.c>a>b
答案 A
解析 “分子”有理化得a=,b=,
c=,∴a>b>c.
題型一 用綜合法與分析法證明不等式
例1 (1)已知x,y均為正數(shù),且x>y,求證:2x+≥2y+3;
(2)設(shè)a,b,c>0且ab+bc+ca=1,求證:a+b+c≥.
證明 (1)因?yàn)閤>0,y>0,x-y>0,
2x+-2y=2(x-y)+
=(x-y)+(x-y)+
≥3=3(當(dāng)且僅當(dāng)x-y=1時(shí),等號成立),
所以2x+≥2y+3.
(2)因?yàn)閍,b,c>0,
所以要證a+b+c≥,
只需證明(a+b+c)2≥3.
即證a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,
而ab+bc+ca=1,
故需證明a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3(ab+bc+ca),
即證a2+b2+c2≥ab+bc+ca.
而ab+bc+ca≤++
=a2+b2+c2(當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí)等號成立)成立,
所以原不等式成立.
思維升華 用綜合法證明不等式是“由因?qū)Ч?,用分析法證明不等式是“執(zhí)果索因”,它們是兩種思路截然相反的證明方法.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(shí)際應(yīng)用時(shí),往往用分析法找思路,用綜合法寫步驟,由此可見,分析法與綜合法相互轉(zhuǎn)化,互相滲透,互為前提,充分利用這一辯證關(guān)系,可以增加解題思路,開闊視野.
跟蹤訓(xùn)練1 (2017·全國Ⅱ)已知a>0,b>0,a3+b3=2,證明:(1)(a+b)(a5+b5)≥4;
(2)a+b≤2.
證明 (1)(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+a5b+b6
=(a3+b3)2-2a3b3+ab(a4+b4)
=4+ab(a4+b4-2a2b2)
=4+ab(a2-b2)2≥4.
(2)因?yàn)?a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
=2+3ab(a+b)
≤2+(a+b)
=2+(當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),取等號),
所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2.
題型二 放縮法證明不等式
例2 (1)設(shè)a>0,
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