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题型:简答题
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简答题

某同学在一次研究性学习中发现,以下四个不等式都是正确的:

①(12+42)(92+52)≥(1×9+4×5)2

②[(-6)2)+82]×(22+122)≥[(-6)×2+8×12]2

③[(6.5)2+(8.2)2]×[(2.5)2+(12.5)2]≥[(6.5)×(2.5)+(8.2)×(12.5)]2

④(202+102)(1022+72)≥(20×102+10×7)2

请你观察这四个不等式:

(Ⅰ)猜想出一个一般性的结论(用字母表示);

(Ⅱ)证明你的结论.

正确答案

解:(Ⅰ)观察所给的4个等式,猜想出一个一般性的结论(用字母表示):(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,( a,b,c,d∈R )

(Ⅱ)证明:要证 (a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2

只要证 a2•c2+a2d2+b2c2+b2d2≥a2c2+b2d2+2abcd,

只要证 a2d2-2abcd+b2c2≥0,

只要证 (ad-bc)2≥0.

而 (ad-bc)2≥0显然成立,故要证的不等式成立.

解析

解:(Ⅰ)观察所给的4个等式,猜想出一个一般性的结论(用字母表示):(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,( a,b,c,d∈R )

(Ⅱ)证明:要证 (a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2

只要证 a2•c2+a2d2+b2c2+b2d2≥a2c2+b2d2+2abcd,

只要证 a2d2-2abcd+b2c2≥0,

只要证 (ad-bc)2≥0.

而 (ad-bc)2≥0显然成立,故要证的不等式成立.

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简答题

(理)(1)设x、y是不全为零的实数,试比较2x2+y2与x2+xy的大小;

(2)设a,b,c为正数,且a2+b2+c2=1,求证:++-≥3.

正确答案

证明:(1)证法1:∵x、y是不全为零的实数,

∴2x2+y2-(x2+xy)

=x2+y2-xy

=+y2>0,

∴2x2+y2>x2+xy.

证法2:当xy<0时,x2+xy<2x2+y2

当xy>0时,作差:x2+y2-xy≥2xy-xy=xy>0;

又因为x、y是不全为零的实数,

∴当xy=0时,2x2+y2>x2+xy.

综上,2x2+y2>x2+xy.

(2)证明:∵++--3

=++--3

=a2+)+b2+)+c2+)-2(++

=a2+b2+c2≥0(当且仅当a=b=c时,取得等号),

++-≥3.

解析

证明:(1)证法1:∵x、y是不全为零的实数,

∴2x2+y2-(x2+xy)

=x2+y2-xy

=+y2>0,

∴2x2+y2>x2+xy.

证法2:当xy<0时,x2+xy<2x2+y2

当xy>0时,作差:x2+y2-xy≥2xy-xy=xy>0;

又因为x、y是不全为零的实数,

∴当xy=0时,2x2+y2>x2+xy.

综上,2x2+y2>x2+xy.

(2)证明:∵++--3

=++--3

=a2+)+b2+)+c2+)-2(++

=a2+b2+c2≥0(当且仅当a=b=c时,取得等号),

++-≥3.

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简答题

设函数f(x)=|x-1+a|+|x-a|

(1)若a≥2,x∈R,证明:f(x)≥3;

(2)若f(1)<2,求a的取值范围.

正确答案

(1)证明:f(x)=|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|

∵a≥2,∴|2a-1|≥3,

∴f(x)≥3;

(2)解:f(1)=|a|+|1-a|

a≤0时,f(1)=|a|+|1-a|=1-2a

∵f(1)<2,∴1-2a<2,∴a>-

∴-<a≤0;

0<a≤1时,f(1)=1<2恒成立;

a>1时,f(1)=|a|+|1-a|=2a-1

∵f(1)<2,∴2a-1<2,∴a<

∴1<a<

综上,a的取值范围是(-).

解析

(1)证明:f(x)=|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|

∵a≥2,∴|2a-1|≥3,

∴f(x)≥3;

(2)解:f(1)=|a|+|1-a|

a≤0时,f(1)=|a|+|1-a|=1-2a

∵f(1)<2,∴1-2a<2,∴a>-

∴-<a≤0;

0<a≤1时,f(1)=1<2恒成立;

a>1时,f(1)=|a|+|1-a|=2a-1

∵f(1)<2,∴2a-1<2,∴a<

∴1<a<

综上,a的取值范围是(-).

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简答题

设x≥1,y≥1,证明:

正确答案

证明:要证

只需证明

只需证明=(x-1)(y-1),

只需证明1-≤x-1;1-≤y-1,

即证x+≥2,y+≥2,(x≥1,y≥1)这是均值不等式,

所以x≥1,y≥1,得证.

解析

证明:要证

只需证明

只需证明=(x-1)(y-1),

只需证明1-≤x-1;1-≤y-1,

即证x+≥2,y+≥2,(x≥1,y≥1)这是均值不等式,

所以x≥1,y≥1,得证.

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简答题

已知a+b+c=1,求证:

(1)2(ab+bc+ca)+3≤1

(2)a2+b2+c2

正确答案

证明:(1)∵a+b+c=1,

∴a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)=1,

∴2(ab+bc+ca)+3≤1

(2)∵a+b+c=1,

∴1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ac)≤3(a2+b2+c2),

∴a2+b2+c2

解析

证明:(1)∵a+b+c=1,

∴a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)=1,

∴2(ab+bc+ca)+3≤1

(2)∵a+b+c=1,

∴1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ac)≤3(a2+b2+c2),

∴a2+b2+c2

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