- 综合法与分析法证明不等式
- 共468题
已知函数f(x)=,x∈R.
(Ⅰ)证明:若x≠2,则有|f(x)-f(2)|<|x-2|;
(Ⅱ)若数列{an}满足f(an)=2an+1-an,并且a1=1,证明1≤an≤3.
正确答案
证明:(Ⅰ)欲证:|f(x)-f(2)|<|x-2|,
只需证明|+
-
|<|x-2|,
只需证明||<|x-2|,
只需证明||<1,
只需证明|x-2|<2[(x-1)2+1],
只需证明|x-2|<[(x-1)2+1]+[(x-1)2+1],
只需证明|x-1|+1<[(x-1)2]+|x-1|+|x-1|2+
,
只需证明0<(x-1)2+|x-1|2+
,
而0<(x-1)2+|x-1|2+
是恒成立的,
所以|f(x)-f(2)|<|x-2|.--------------------------------8
(Ⅱ)由上式|f(x)-f(2)|<|x-2|有|2an+1-an-2|<|an-2|,
所以|2an+1-4-an+2|<|an-2|.
有|2an+1-4|-|an-2|<|an-2|.
而|an+1-2|<|an-2|.
即|an-2|<|an-1-2|<…<|a1-2|≤1.
∴1≤an≤3.-----------------------------14
解析
证明:(Ⅰ)欲证:|f(x)-f(2)|<|x-2|,
只需证明|+
-
|<|x-2|,
只需证明||<|x-2|,
只需证明||<1,
只需证明|x-2|<2[(x-1)2+1],
只需证明|x-2|<[(x-1)2+1]+[(x-1)2+1],
只需证明|x-1|+1<[(x-1)2]+|x-1|+|x-1|2+
,
只需证明0<(x-1)2+|x-1|2+
,
而0<(x-1)2+|x-1|2+
是恒成立的,
所以|f(x)-f(2)|<|x-2|.--------------------------------8
(Ⅱ)由上式|f(x)-f(2)|<|x-2|有|2an+1-an-2|<|an-2|,
所以|2an+1-4-an+2|<|an-2|.
有|2an+1-4|-|an-2|<|an-2|.
而|an+1-2|<|an-2|.
即|an-2|<|an-1-2|<…<|a1-2|≤1.
∴1≤an≤3.-----------------------------14
设a>b>0,证明:<ln
<
.
正确答案
证明:∵a>b>0,∴,
令=x>1,
则证明:<ln
<
.即证明:1-
<lnx<x-1.
先证明右边:令f(x)=lnx-x+1,x∈(1,+∞).
f′(x)=-1=
<0,
∴函数f(x)在x∈(1,+∞)单调递减,
∴f(x)<f(1)=0,
∴lnx<x-1成立.
再证明左边:令g(x)=lnx+-1,x∈(1,+∞).
g′(x)=-
=
>0,
∴函数g(x)在x∈(1,+∞)单调递增,
∴f(x)>f(1)=0,
∴lnx>1-成立.
综上可得:1-<lnx<x-1.
即<ln
<
.
解析
证明:∵a>b>0,∴,
令=x>1,
则证明:<ln
<
.即证明:1-
<lnx<x-1.
先证明右边:令f(x)=lnx-x+1,x∈(1,+∞).
f′(x)=-1=
<0,
∴函数f(x)在x∈(1,+∞)单调递减,
∴f(x)<f(1)=0,
∴lnx<x-1成立.
再证明左边:令g(x)=lnx+-1,x∈(1,+∞).
g′(x)=-
=
>0,
∴函数g(x)在x∈(1,+∞)单调递增,
∴f(x)>f(1)=0,
∴lnx>1-成立.
综上可得:1-<lnx<x-1.
即<ln
<
.
证明以下结论:
(1)若x>y>0,则(x2-y2)(x+y)>(x2+y2)(x-y);
(2)若a>0,b>0,a≠b,则aabb>.
正确答案
证明:(1)∵(x2-y2)(x+y)-(x2+y2)(x-y)=(x-y)[(x+y)2-(x2+y2)]=(x-y)×2xy;
又x>y>0,
∴x-y>0,xy>0,
∴(x-y)×2xy>0,
∴(x2-y2)(x+y)>(x2+y2)(x-y);
(2)要证aabb>,
需证•
=
•
=
>1;
∵a>0,b>0,a≠b,
∴当a>b>0时,>1,
>0,由指数函数y=ax(a>1)的性质可知,
>1;
当b>a>0时,0<<1,
<0,由指数函数y=ax(0<a<1)的性质可知,
>1;
综上所述,当a>0,b>0,a≠b时,>1成立;
故原结论成立,即a>0,b>0,a≠b,则aabb>.
解析
证明:(1)∵(x2-y2)(x+y)-(x2+y2)(x-y)=(x-y)[(x+y)2-(x2+y2)]=(x-y)×2xy;
又x>y>0,
∴x-y>0,xy>0,
∴(x-y)×2xy>0,
∴(x2-y2)(x+y)>(x2+y2)(x-y);
(2)要证aabb>,
需证•
=
•
=
>1;
∵a>0,b>0,a≠b,
∴当a>b>0时,>1,
>0,由指数函数y=ax(a>1)的性质可知,
>1;
当b>a>0时,0<<1,
<0,由指数函数y=ax(0<a<1)的性质可知,
>1;
综上所述,当a>0,b>0,a≠b时,>1成立;
故原结论成立,即a>0,b>0,a≠b,则aabb>.
已知x1,x2,x3为正实数,若x1+x2+x3=1,求证:.
正确答案
证明:∵x1,x2,x3为正实数,
∴,
,
,
∴三式相加,可得+x3≥2(x1+x2+x3),
∵若x1+x2+x3=1,∴.
解析
证明:∵x1,x2,x3为正实数,
∴,
,
,
∴三式相加,可得+x3≥2(x1+x2+x3),
∵若x1+x2+x3=1,∴.
已知实数a、b满足0<a<1,0<b<1,求证:+
+
+
≥2
.
正确答案
证明:建立如图所示的坐标系,正方形的边长为1,则O(0,0),A(1,0),B(1,1),C(0,1),正方形内取点D(a,b),a、b满足0<a<1,0<b<1,
+
+
+
表示OD+AD+CD+BD,利用OD+BD≥OB,AD+CD≥AC,
可得OD+AD+CD+BD≥OB+AC=2,
∴+
+
+
≥2
.
解析
证明:建立如图所示的坐标系,正方形的边长为1,则O(0,0),A(1,0),B(1,1),C(0,1),正方形内取点D(a,b),a、b满足0<a<1,0<b<1,
+
+
+
表示OD+AD+CD+BD,利用OD+BD≥OB,AD+CD≥AC,
可得OD+AD+CD+BD≥OB+AC=2,
∴+
+
+
≥2
.
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