- 综合法与分析法证明不等式
- 共468题
(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.
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