怎么证明琴生不等式的加权形式

怎么证明琴生不等式的加权形式

不等式的证明

1、比较法

作差作商后的式子变形,判断正负或与1比较大小

作差比较法-----要证明a>b,只要证明a-b>0.

作商比较法---已知a,b都是正数,要证明a>b,只要证明a/b>1

例1求证:x2+3>3x

证明:∵(x2+3)-3x=x2-3x+()2-()2+3

=+≥>0

∴x2+3>3x

例2已知a,bR+,并且a≠b,求证

a5+b5>a3b2+a2b3

证明:(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

又因为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+,求证:aabb≥abba

证明:=

∵a,bR+,当a>b时,>1,a-b>0,>1

当a≤b时,≤1,a-b≤0,≥1.

∴≥1,即aabb≥abba

综合法

了解算术平均数和几何平均数的概念,能用平均不等式证明其它一些不等式

定理1如果a,bR,那么a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取"="号)

证明:a2+b2-2ab=(a-b)2≥0

当且仅当a=b时取等号.所以

a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取等号).

定理2如果a,b,cR+,那么a3+b3+c3≥3abc(当且仅当a=b=c时取"="号)

证明:∵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

很明显,当且仅当a=b=c时取等号.

例1已知a,b,c是不全等的正数,求证

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

放缩法

这也是分析法的一种特殊情况,它的根据是不等式的传递性—

a≤b,b≤c,则a≤c,只要证明"大于或等于a的"b≤c就行了.

例,证明当k是大于1的整数时,

我们可以用放缩法的一支——"逐步放大法",证明如下:

分析法

从要证明的不等式出发,寻找使这个不等式成立的某一"充分的"条件,为此逐步往前追溯(执果索因),一直追溯到已知条件或一些真命题为止.例如要证a2+b2≥2ab我们通过分析知道,使a2+b2≥2ab成立的某一"充分的"条件是a2-2ab+b2≥0,即(a-b)2≥0就行了.由于是真命题,所以a2+b2≥2ab成立.分析法的证明过程表现为一连串的"要证……,只要证……",最后推至已知条件或真命题

例求证:

证明:

构造图形证明不等式

例:已知a,b,c都是正数,求证:

+>

分析与证明:观察原不等式中含有a2+ab+b2即a2+b2+ab的形式,联想到余弦定理:c2=a2+b2-2abCosC,为了得到a2+b2+ab的形式,只要C=120°

这样:可以看成a,b为邻边,夹角为120°的的三角形的第三边

可以看成b,c为邻边,夹角为120°的的三角形的第三边

可以看成a,c为邻边,夹角为120°的的三角形的第三边

构造图形如下

AB=

BC=

AC=

显然AB+BC>AC,故原不等式成立.

数形结合法

数形结合是指通过数与形之间的对应转化来解决问题.数量关系如果借助于图形性质,可以使许多抽象概念和关系直观而形象,有利于解题途径的探求,这通常为以形助数而有些涉及图形的问题如能转化为数量关系的研究,又可获得简捷而一般化的解法,即所谓的以数解形.数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图形结合起来,使抽象思维和形象思维结合,通过对图形的认识,数形的转化,可以培养思维的灵活性,形象性.通过数形结合,可以使复杂问题简单化,抽象问题具体化.

例.证明,当x>5时,≤x-2

解:令y1=,y2=x-2,从而原不等式的解集就是使函数y1>y2的x的取值范围.在同一坐标系中分别作出两个函数的图象.设它们交点的横坐标是x0,则=x0-2>0.解之,得x0=5或x0=1(舍).根据图形,很显然成立.

反证法

先假定要证不等式的反面成立,然后推出与已知条件(或已知真命题)和矛盾的结论,从而断定反证假定错误,因而要证不等式成立.

穷举法

对要证不等式按已知条件分成各种情况,加以证明(防止重复或遗漏某一可能情况).

注意:在证明不等式时,应灵活运用上述方法,并可通过运用多种方法来提高自己的思维能力.