经典不等式证明的基本方法

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不等式和绝对值不等式

一、不等式

1、不等式的基本性质:

①、对称性: 传递性:_________ ②、 ,a+c >b+c

③、a >b , , 那么ac >bc ; a >b , ,那么ac <bc ④、a >b >0, 那么,ac >bd ⑤、a>b>0,那么a n >b n .(条件 )

⑥、 a >b >0 那么 (条件 )

2、基本不等式

定理1 如果a, b ∈R, 那么 a 2+b 2≥2ab. 当且仅当a=b 时等号成立。

定理2(基本不等式) 如果a ,b>0,那么

当且仅当a=b 时,等号成立。即两个正数的算术平均不小于它们的几何平均。

结论:已知x, y 都是正数。(1)如果积xy 是定值p ,那么当x=y 时,和x+y 有最小值

(2)如果和x+y 是定值s ,那么当x=y 时,积xy 有最大值

小结:理解并熟练掌握基本不等式及其应用,特别要注意利用基本不等式求最值时, 一

定要满足“一正二定三相等”的条件。

3、三个正数的算术-几何平均不等式

二、绝对值不等式

1、绝对值三角不等式

实数a 的绝对值|a|的几何意义是表示数轴上坐标为a 的点A 到原点的距离:

a b b a

<⇔>c

a c

b b a >⇒>>,R

c b a ∈>,0>c 0>

d c 2,≥∈n N n 2,≥∈n N n 2

a b

+≥2

1

4

s 3 ,,3a b c a b c R a b c +++∈≥==定理如果,那么当且仅当时,等号成立。

即:三个正数的算术平均不小于它们的几何平均。2122,,,,n n

n a a a a a n

a a ++≥=== 11把基本不等式推广到一般情形:对于n 个正数a 它们的算术平均不小于它们的几何平均,即: 当且仅当a 时,等号成立。

任意两个实数a,b 在数轴上的对应点分别为A 、B ,那么|a-b|的几何意义是A 、B 两点间

的距离。

定理1 如果a, b 是实数,则

|a+b|≤|a|+|b| , 当且仅当ab ≥0时,等号成立。(绝对值三角不等式)

如果a, b 是实数,那么 |a|-|b|≤|a ±b|≤|a|+|b|

定理2 如果a, b, c 是实数,那么

|a-c|≤|a-b|+|b-c| , 当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立。

2、绝对值不等式的解法

(1)|ax+b|≤c 和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:

①换元法:令t=ax+b, 转化为|t|≤c 和|t|≥c 型不等式,然后再求x ,得原不等式的解

集。

②分段讨论法:

① 用绝对值不等式的几何意义 ② 零点分区间法 ③ 构造函数法

00

||(0)()a x b a x b a x b c c a x b c a x b c

+≥+<⎧⎧+≤>⇔⎨⎨+≤-+≤⎩⎩或00||(0)()a x b a x b a x b c c a x b c a x b c +≥+<⎧⎧+≥>⇔⎨⎨

+≥-+≥⎩⎩或型不等式的解法

和)(c b x a x c b x a x ≤-+-≥-+-2

典型例题

例1 解不等式

例2 解不等式||x+3|-|x-3||>3。

例3 解不等式|x2-3|x|-3|<1。

例4 求使不等式|x-4|+|x-3|

不等式证明的基本方法

知识点一:比较法

比较法是证明不等式的最基本最常用的方法,可分为作差比较法和作商比较法。

1、作差比较法

常用于多项式大小的比较,通过作差变形(分解因式、配方、拆、拼项等)判断符号(判断差与0的大小关系)得结论(确定被减式与减式的大小.

理论依据:

①;②;③。

一般步骤:

第一步:作差;

第二步:变形;常采用配方、因式分解等恒等变形手段;

第三步:判断差的符号;就是确定差是大于零,还是等于零,小于零. 如果差的符号无法确定,

应根据题目的要求分类讨论.

第四步:得出结论。

注意:其中判断差的符号是目的,变形是关键。

2、作商比较法

常用于单项式大小的比较,当两式同为正时,通过作商变形(约分、化简)判断商与1的大小得结论(确定被除式与除式的大小).

理论依据:

若、,则有①;②;③.

基本步骤:

第一步:判定要比较两式子的符号

第二步:作商

第三步:变形;常采用约分、化简等变形手段;

第四步:判定商式大于1或等于1或小于1。如果商与1的大小关系无法确定,应根据题目的要求分类讨论.

第五步:得出结论。

注意:作商比较法一般适合含“幂”、“指数”的式子比较大小。

知识点二:分析法

分析法是从需要证明的命题出发,分析使这个命题成立的充分条件,逐步寻找使命题成立的充分条件,直至所寻求的充分条件显然成立,或由已知证明成立,从而确定所证的命题成立的一种方法.

思维过程:“执果索因”.

证明格式:要证……,只需证……,只需证……,因为……成立,所以原不等式得证。

适用题型:当所证的不等式的结论与所给条件间联系不明确,常常采用分析法证明不等式。

知识点三:综合法

综合法是从命题的已知条件出发,利用公理、已知的定义及定理,逐步推导,从而最后导出要证明的命题。

思维过程:“执因索果”

适用题型:当所证的不等式的条件形式或不等式两端的形式与不等式的性质、定理有直接联系时,常常采用综合法证明不等式.

知识点四:反证法

反证法首先假设要证明的命题是不正确的,然后利用公理,已知的定义、定理,命题的条件逐步分析,得到和命题的条件或公理、定理、定义及明显成立的事实等矛盾的结论,以此说明假设的结论不成立,从而原来的结论正确。

适用题型:适合证明“存在性问题、唯一性问题”,带有“至少有一个”或“至多有一个”等字样的数学问题.

理论依据:命题“p”与命题“非p”一真、一假。

注意:反证法解题的实质是否定结论导出矛盾,从而说明原结论正确。在否定结论时,其反面要找对、找全.

知识点五:放缩法

放缩法是指在证明不等式时,有时需要将所需证明的不等式的值适当的放大(或缩小),以此来简化不等式,达到证明的目的。

理论依据:不等式的传递性:a>b,b>c a>c,找到不等号的两边的中间量,从而使不等式成立。

注意:应用放缩法时,放大(缩小)一定要适当。

规律方法指导

1、不等式证明的常用方法:

比较法,综合法,分析法,反证法,放缩法,换元法等。

2、反证法的证明步骤:

①否定结论:假设命题的结论不成立,即结论的反面成立;

②推出矛盾:由结论反面成立出发,通过一系列正确的推理,导出矛盾;

③否定假设:由正确的推导导出了矛盾,说明假设不成立;

④肯定结论:原命题正确。

3、放缩法的常用技巧:

①在恒等式中舍掉或者加进一些项;

②在分式中放大或缩小分子或分母;

例如:

③应用函数的单调性、有界性等性质进行放缩;

例如:f(x)为增函数,则f(x-1)

④应用基本不等式进行放缩。

例如:若,则有;