- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
设a,b,c均为正数,且a+b+c=1.证明:ab+bc+ca≤.
正确答案
证明:∵a,b,c均为正数,
∴a2+b2≥2ab,
a2+c2≥2ac,
b2+c2≥2bc,
以上三式累加得:2(a2+b2+c2)≥2(ab+ac+bc),
∴a2+b2+c2≥ab+ac+bc;①
又a+b+c=1,
∴(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+ac+bc)=1≥3(ab+bc+ca),
∴ab+bc+ca≤(当且仅当a=b=c=
时取“=”).
解析
证明:∵a,b,c均为正数,
∴a2+b2≥2ab,
a2+c2≥2ac,
b2+c2≥2bc,
以上三式累加得:2(a2+b2+c2)≥2(ab+ac+bc),
∴a2+b2+c2≥ab+ac+bc;①
又a+b+c=1,
∴(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+ac+bc)=1≥3(ab+bc+ca),
∴ab+bc+ca≤(当且仅当a=b=c=
时取“=”).
(A题)已知x,y,z∈R+,且x+y+z=1.
(1)求证:;
(2)若λ(x2+y2+z2)≤x3+y3+z3恒成立,求实数λ的最大值.
正确答案
证明(1)∵x,y,z∈R+,且x+y+z=1,
∴1=x+y+z≥3>0,
∴0<≤
,
∴+
+
≥
=
≥
=27,
故+
+
≥27当且仅当x=y=z=
时等号成立…(6分)
(2)∵x,y,z∈R+,x+y+z=1且λ(x2+y2+z2)≤x3+y3+z3恒成立,
∴λ≤恒成立,
∵x3+y3+z3=(x3+y3+z3)(x+y+z)≥(x2+y2+z2)2,
又∵(x2+y2+z2)(12+12+12)≥(x+y+z)2=1,
∴x2+y2+z2≥,
∴x3+y3+z3≥(x2+y2+z2)⇒
≥
,当且仅当x=y=z=
时等号成立.
∴λ≤,故实数λ的最大值为
…(14分)
解析
证明(1)∵x,y,z∈R+,且x+y+z=1,
∴1=x+y+z≥3>0,
∴0<≤
,
∴+
+
≥
=
≥
=27,
故+
+
≥27当且仅当x=y=z=
时等号成立…(6分)
(2)∵x,y,z∈R+,x+y+z=1且λ(x2+y2+z2)≤x3+y3+z3恒成立,
∴λ≤恒成立,
∵x3+y3+z3=(x3+y3+z3)(x+y+z)≥(x2+y2+z2)2,
又∵(x2+y2+z2)(12+12+12)≥(x+y+z)2=1,
∴x2+y2+z2≥,
∴x3+y3+z3≥(x2+y2+z2)⇒
≥
,当且仅当x=y=z=
时等号成立.
∴λ≤,故实数λ的最大值为
…(14分)
若x2+y2=1,证明:-≤ax+by≤
.
正确答案
证明:由(ax+by)2-(a2+b2)(x2+y2)
=(a2x2+b2y2+2abxy)-(a2x2+b2y2+a2y2+b2x2)
=2abxy-a2y2-b2x2
=-(ay-bx)2≤0,
可得(ax+by)2≤(a2+b2)(x2+y2),
由x2+y2=1,可得(ax+by)2≤(a2+b2),
即有-≤ax+by≤
.
解析
证明:由(ax+by)2-(a2+b2)(x2+y2)
=(a2x2+b2y2+2abxy)-(a2x2+b2y2+a2y2+b2x2)
=2abxy-a2y2-b2x2
=-(ay-bx)2≤0,
可得(ax+by)2≤(a2+b2)(x2+y2),
由x2+y2=1,可得(ax+by)2≤(a2+b2),
即有-≤ax+by≤
.
已知a+b+c=1,求证:a2+b2+c2≥.
正确答案
证明:2ab≤a2+b2,2bc≤b2+c2,2ca≤c2+a2;
∴2ab+2bc+2ca≤2(a2+b2+c2);
又1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca;
∴1≤3(a2+b2+c2);
∴,当a=b=c时取“=”.
解析
证明:2ab≤a2+b2,2bc≤b2+c2,2ca≤c2+a2;
∴2ab+2bc+2ca≤2(a2+b2+c2);
又1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca;
∴1≤3(a2+b2+c2);
∴,当a=b=c时取“=”.
设a、b、c∈R+,满足a+b+c=abc,证明:+
+
≤
.
正确答案
证明:由于a、b、c∈R+,满足a+b+c=abc,
可设a=tanA,b=tanB,c=tanC,且A+B+C=π,(0<A,B,C<),
由于tanC=-tan(A+B)=-,
则有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC.
则+
+
=
+
=cosA+
cosB+
cosC,
则原不等式即为cosA+
cosB+
cosC
.
即有:24cosA+16cosB+12cosC≤29.
由于29-24cosA-16cosB-12cosC=4+9+16-24cosA-16cosB+12cos(A+B)
=(4sin2B+4cos2B)+(9sin2A+9cos2A)+16+2×2×3cosAcosB-2×2×3sinAsinB
-2×3×4cosA-2×2×4cosB
=(3cosA+2cosB-4)2+(3sinA-2sinB)2≥0,
则24cosA+16cosB+12cosC≤29.
故+
+
≤
成立.
解析
证明:由于a、b、c∈R+,满足a+b+c=abc,
可设a=tanA,b=tanB,c=tanC,且A+B+C=π,(0<A,B,C<),
由于tanC=-tan(A+B)=-,
则有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC.
则+
+
=
+
=cosA+
cosB+
cosC,
则原不等式即为cosA+
cosB+
cosC
.
即有:24cosA+16cosB+12cosC≤29.
由于29-24cosA-16cosB-12cosC=4+9+16-24cosA-16cosB+12cos(A+B)
=(4sin2B+4cos2B)+(9sin2A+9cos2A)+16+2×2×3cosAcosB-2×2×3sinAsinB
-2×3×4cosA-2×2×4cosB
=(3cosA+2cosB-4)2+(3sinA-2sinB)2≥0,
则24cosA+16cosB+12cosC≤29.
故+
+
≤
成立.
已知a,b∈R,a2+b2≤4,求证:|3a2-8ab-3b2|≤20.
正确答案
证明:∵a,b∈R,a2+b2≤4,∴可设a=rsinα,b=rcosα,其中0≤r≤2.
∴|3a2-8ab-3b2|=r2|3cos2α-8sinαcosα-3sin2α|=r2|3cos2α-4sin2α|
=5r2|cos(2α+φ)|≤5r2≤5×22=20.
故原不等式成立.
解析
证明:∵a,b∈R,a2+b2≤4,∴可设a=rsinα,b=rcosα,其中0≤r≤2.
∴|3a2-8ab-3b2|=r2|3cos2α-8sinαcosα-3sin2α|=r2|3cos2α-4sin2α|
=5r2|cos(2α+φ)|≤5r2≤5×22=20.
故原不等式成立.
已知:a,b∈R+,且a≠b,求证:a3+b3>a2b+ab2.
正确答案
解析
证明:法一:(分析法)a3+b3>a2b+ab2 成立,
只需证(a+b)(a2-ab+b2)>ab(a+b)成立.
又因为a>0,故只需证a2-ab+b2>ab成立,
而依题设a≠b,则(a-b)2>0显然成立,由此命题得证.
法二:(综合法)∵a≠b,∴a-b≠0,
∴a2-2ab+b2>0,∴a2-ab+b2>ab(*).
而a,b均为正数,∴a+b>0,
∴(a+b)(a2-ab+b2)>ab(a+b),
∴a3+b3>a2b+ab2 成立.
不等式的整数解是______.
正确答案
1,2,3
解析
解:∵,
∴-1<1-<1,
∴-2<-<0,
∴0<x<4,
∴整数解是1,2,3
故答案为:1,2,3
(不等式选讲选做题)若关于x的不等式|x+1|-|x-2|<a2-4a有实数解,则实数a的取值范围是______.
正确答案
a>3 或a<1
解析
解:∵|x+1|-|x-2|≤|(x+1)-(x-2)|=3,
∴-3≤|x+1|-|x-2|≤3,
由不等式a2-4a>|x+1|-|x-2|有实数解,
知a2-4a>-3,解得a>3或a<1.
故答案为:a>3 或a<1.
已知a>b>c,求证:>
.
正确答案
证明:∵a>b>c,
∴0<a-b<a-c,
∴(a-b)2<(a-c)2,
∴>
.
解析
证明:∵a>b>c,
∴0<a-b<a-c,
∴(a-b)2<(a-c)2,
∴>
.
已知a>0且a≠1,证明:am+n+1>am+an(m,n∈N+).
正确答案
证明:∵a>0且a≠1,m,n∈N+,
∴a>1,am-1>0,an-1>0,0<a<1,am-1<0,an-1<0,
∴am+n+1-am-an=(am-1)(an-1)>0,
∴am+n+1>am+an(m,n∈N+).
解析
证明:∵a>0且a≠1,m,n∈N+,
∴a>1,am-1>0,an-1>0,0<a<1,am-1<0,an-1<0,
∴am+n+1-am-an=(am-1)(an-1)>0,
∴am+n+1>am+an(m,n∈N+).
当x>0时,证明:不等式ex>1+x+x2成立.
正确答案
证明:令,
则f‘(x)=ex-1-x,
再令g(x)=f'(x),则g'(x)=ex-1,
∵x>0,∴ex-1>0,即g'(x)>0,
∴g(x)在[0,+∞)上为增函数,
由于x>0,则g(x)>g(0)=e0-1=0,即f'(x)>0,
∴f(x)在[0,+∞)上为增函数,
由x>0知,,
即ex-(1+x+x2)>0,
∴ex>1+x+x2,得证.
解析
证明:令,
则f‘(x)=ex-1-x,
再令g(x)=f'(x),则g'(x)=ex-1,
∵x>0,∴ex-1>0,即g'(x)>0,
∴g(x)在[0,+∞)上为增函数,
由于x>0,则g(x)>g(0)=e0-1=0,即f'(x)>0,
∴f(x)在[0,+∞)上为增函数,
由x>0知,,
即ex-(1+x+x2)>0,
∴ex>1+x+x2,得证.
已知a,b,c,d满足a+b=cd=1,求证:(ac+bd)(ad+bc)≥1.
正确答案
证明:(ac+bd)(ad+bc)=(a2+b2)cd+ab(c2+d2)≥(a2+b2)cd+2abcd=(a+b)2cd,
因为a,b,c,d满足a+b=cd=1,
所以(a+b)2cd=1,
所以:(ac+bd)(ad+bc)≥1.
解析
证明:(ac+bd)(ad+bc)=(a2+b2)cd+ab(c2+d2)≥(a2+b2)cd+2abcd=(a+b)2cd,
因为a,b,c,d满足a+b=cd=1,
所以(a+b)2cd=1,
所以:(ac+bd)(ad+bc)≥1.
设任意实数x,y满足|x|<1,|y|<1,求证:+
≥
.
正确答案
证明:设=(
,
),
=(
,
),夹角为θ(0≤θ≤π),
∴•
=
=(
+
)cosθ≤
+
,
∵(1-x2)(1-y2)=1+x2y2-(x2+y2)≤1-xy,
∴+
≥
.
解析
证明:设=(
,
),
=(
,
),夹角为θ(0≤θ≤π),
∴•
=
=(
+
)cosθ≤
+
,
∵(1-x2)(1-y2)=1+x2y2-(x2+y2)≤1-xy,
∴+
≥
.
已知数列{an},an≥0,a1=0,an+12+an+1-1=an2(n∈N•).记Sn=a1+a2+…+an..
求证:当n∈N•时,
(Ⅰ)an<an+1;
(Ⅱ)Sn>n-2.
(Ⅲ)Tn<3.
正确答案
(Ⅰ)证明:用数学归纳法证明.
①当n=1时,因为a2是方程x2+x-1=0的正根,所以a1<a2.
②假设当n=k(k∈N*)时,ak<ak+1,
因为ak+12-ak2=(ak+22+ak+2-1)-(ak+12+ak+1-1)=(ak+2-ak+1)(ak+2+ak+1+1),
所以ak+1<ak+2.
即当n=k+1时,an<an+1也成立.
根据①和②,可知an<an+1对任何n∈N*都成立.
(Ⅱ)证明:由ak+12+ak+1-1=ak2,k=1,2,…,n-1(n≥2),
得an2+(a2+a3+…+an)-(n-1)=a12.
因为a1=0,所以Sn=n-1-an2.
由an<an+1及an+1=1+an2-2an+12<1得an<1,
所以Sn>n-2.
(Ⅲ)证明:由,得:
,
所以,
故当n≥3时,,
又因为T1<T2<T3,
所以Tn<3.
解析
(Ⅰ)证明:用数学归纳法证明.
①当n=1时,因为a2是方程x2+x-1=0的正根,所以a1<a2.
②假设当n=k(k∈N*)时,ak<ak+1,
因为ak+12-ak2=(ak+22+ak+2-1)-(ak+12+ak+1-1)=(ak+2-ak+1)(ak+2+ak+1+1),
所以ak+1<ak+2.
即当n=k+1时,an<an+1也成立.
根据①和②,可知an<an+1对任何n∈N*都成立.
(Ⅱ)证明:由ak+12+ak+1-1=ak2,k=1,2,…,n-1(n≥2),
得an2+(a2+a3+…+an)-(n-1)=a12.
因为a1=0,所以Sn=n-1-an2.
由an<an+1及an+1=1+an2-2an+12<1得an<1,
所以Sn>n-2.
(Ⅲ)证明:由,得:
,
所以,
故当n≥3时,,
又因为T1<T2<T3,
所以Tn<3.
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