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1、 精品資料
第6講 不等式的證明
1.求證:++…+<2(n∈R*).
證明 ∵<=-,
∴++…+<1+(1-)+(-)+…+(-)
=1+(1-)=2-<2.
2.已知x2+2y2+3z2=,求3x+2y+z的最小值.
解 ∵(x2+2y2+3z2)
≥2=(3x+2y+z)2,
當(dāng)且僅當(dāng)x=3y=9z時,等號成立.∴(3x+2y+z)2≤12,
即-2≤3x+2y+z≤2.
當(dāng)x=-,y=-,z=-時,
3x+2y+z=-2,∴最小值為-2.
3.設(shè)正實(shí)數(shù)a、b滿足a2+ab-1+b-2=3,求證:a+b-
2、1≤2.
證明 由a2+ab-1+b-2=3,得ab-1=(a+b-1)2-3,
又正實(shí)數(shù)a、b滿足a+b-1≥2,
即ab-1≤,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”.
∴(a+b-1)2-3≤,∴a+b-1≤2.
4.已知an=+++…+(n∈N*),求證:n,
∴an=++…+>1+2+3+…+n=.
∵<,
∴an<+++…+
=+(2+3+…+n)+=.
綜上得:
3、
將上述三個不等式兩邊分別相加,并除以2,
得++≥++.
6.已知a、b都是正實(shí)數(shù),且ab=2.求證:(1+2a)(1+b)≥9.
證明 法一 因?yàn)閍、b都是正實(shí)數(shù),且ab=2,
所以2a+b≥2=4.
所以(1+2a)(1+b)=1+2a+b+2ab≥9.
法二 因?yàn)閍、b都是正實(shí)數(shù),
所以由柯西不等式可知
(1+2a)(1+b)=[12+()2][12+()2]≥(1+)2.
又ab=2,所以(1+)2=9.所以(1+2a)(1+b)≥9.
法三 因?yàn)閍b=2,
所以(1+2a)(1+b)=(1+2a)=5+2.
因?yàn)閍為正實(shí)數(shù),所以a+≥2 =2.
所以(1+
4、2a)(1+b)≥9.
法四 因?yàn)閍、b都是正實(shí)數(shù),所以(1+2a)(1+b)=(1+a+a)≥33=9.
又ab=2,所以(1+2a)(1+b)≥9.
7.設(shè)實(shí)數(shù)x、y、z滿足x+2y-3z=7,求x2+y2+z2的最小值.
證明 由柯西不等式,得(x2+y2+z2)[12+22+(-3)2]≥(x+2y-3z)2.
∵x+2y-3z=7,∴x2+y2+z2≥.
當(dāng)且僅當(dāng)x==時取等號,
即x=,y=1,z=-時取等號.
∴x2+y2+z2的最小值為.
8.已知m、n是正數(shù),證明:+≥m2+n2.
證明 ∵+-m2-n2=+
==,
∵m、n均為正實(shí)數(shù),
∴≥0,∴
5、+≥m2+n2.
當(dāng)且僅當(dāng)m=n時,等號成立.
9.已知a、b、c滿足abc=1,求證:(a+2)(b+2)(c+2)≥27.
證明 (a+2)(b+2)(c+2)=(a+1+1)(b+1+1)(c+1+1)≥333=27=27.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=1時等號成立.
10.已知x、y、z均為正數(shù),求證:
≤ .
證明 由柯西不等式,得
(12+12+12)≥2.
即 ≥++.
∴≤ .
當(dāng)且僅當(dāng)==時等號成立.
11.已知a,b為實(shí)數(shù),且a>0,b>0.
(1)求證:≥9;
(2)求(5-2a)2+4b2+(a-b)2的最小值.
(1)證明 因?yàn)閍>0,b>0,
6、
所以a+b+≥3=3>0, ①
同理可證:a2++≥3>0. ②
由①②及不等式的性質(zhì)得
=33=9.
(2)解 [(5-2a)2+4b2+(a-b)2][12+12+22]
≥[(5-2a)1+2b1+(a-b)2]2.
所以(5-2a)2+4b2+(a-b)2≥.
當(dāng)且僅當(dāng)==時取等號,即a=,b=.
所以當(dāng)a=,b=時,(5-2a)2+4b2+(a-b)2取最小值.
12.已知a,b為正實(shí)數(shù).
(1)求證:+≥a+b;
(2)利用(1)的結(jié)論求函數(shù)y=+(00,b>0,
∴(a+b)=a2+b2++
≥a2+b2+2ab=(a+b)2.
∴+≥a+b,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時等號成立.
法二 ∵+-(a+b)=
==
=.
又∵a>0,b>0,∴≥0,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時等號成立.∴+≥a+b.
(2)解 ∵00,
由(1)的結(jié)論,函數(shù)y=+≥(1-x)+x=1.
當(dāng)且僅當(dāng)1-x=x,即x=時等號成立.
∴函數(shù)y=+(0