- 综合法与分析法证明不等式
- 共468题
(选做题)选修4-5:不等式选讲
已知|x1-2|<1,|x2-2|<1.
(Ⅰ)求证:|x1-x2|<2;
(Ⅱ)若f(x)=x2-x+1,求证:|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.
正确答案
证明:(I)∵|x1-x2|=|(x1-2)-(x2-2)|≤|x1-2|+|x2-2|<1+1=2,
∴|x1-x2|<2 成立.
(II)|f(x1)-f(x2)|=|x12-x22-x1+x2|=|x1-x2||x1+x2-1|,∵|x1-2|<1,∴-1<x1-2<1,即1<x1<3,
同理1<x2<3,∴2<x1+x2<6.∵2<x1+x2<6,∴1<x1+x2-1<5,
∵0≤|x1-x2|<2,|x1-x2|≤|x1-x2||x1+x2-1|≤5|x1-x2|,
∴|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.
解析
证明:(I)∵|x1-x2|=|(x1-2)-(x2-2)|≤|x1-2|+|x2-2|<1+1=2,
∴|x1-x2|<2 成立.
(II)|f(x1)-f(x2)|=|x12-x22-x1+x2|=|x1-x2||x1+x2-1|,∵|x1-2|<1,∴-1<x1-2<1,即1<x1<3,
同理1<x2<3,∴2<x1+x2<6.∵2<x1+x2<6,∴1<x1+x2-1<5,
∵0≤|x1-x2|<2,|x1-x2|≤|x1-x2||x1+x2-1|≤5|x1-x2|,
∴|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|≤5|x1-x2|.
已知a>0,b>0,c>0,d>0,求证(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd.
正确答案
证明:由于a>0,b>0,c>0,d>0,
则(ab+cd)(ac+bd)=a2bc+b2ad+c2ad+d2bc
=(a2+d2)bc+(b2+c2)ad
≥2adbc+2bcad=4abcd,
当且仅当a=d,b=c取得等号.
则有(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd成立.
解析
证明:由于a>0,b>0,c>0,d>0,
则(ab+cd)(ac+bd)=a2bc+b2ad+c2ad+d2bc
=(a2+d2)bc+(b2+c2)ad
≥2adbc+2bcad=4abcd,
当且仅当a=d,b=c取得等号.
则有(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd成立.
如图,一颗棋子从三棱柱的一个顶点沿棱移到相邻的另一个顶点的概率均为
,刚开始时,棋子在上底面点A处,若移了n次后,棋子落在上底面顶点的概率记为pn.
(1)求p1,p2的值;
(2)求证:>
.
正确答案
解:(1)棋子在上底面点A处,若移了n次后,棋子落在上底面顶点,棋子从A出发.由3条路径,所以p1=.
棋子移动两次,还在上底面时,有两种可能,p2==
.
(2)因为移了n次后,棋子落在上底面顶点的概率为pn.
故落在下底面顶点的概率为1-pn.
于是,移了n+1次后,棋子落在上底面顶点的概率记为pn+1=
,从而pn+1-=
,
所以数列{}是等比数列,首项为
公比为
,所以
,
用数学归纳法证明:>
.
①当n=1时左式=,右式=
,因为
,所以不等式成立.
当n=2时,左式=,右式=
,所以不等式成立;
②假设n=k(k≥2)不等式成立,即.
则n=k+1时,左式==
,
要证,
只要证,
即证:,
只要证,
只要证3k+1≥2k2+6k+2,
因为k≥2,所以=6k2+3=2k2+6k+2+2k(2k-3)+1>2k2+6k+2
所以,
即n=k+1时不等式也成立,由①②可知>
对任意n∈N*都成立.
解析
解:(1)棋子在上底面点A处,若移了n次后,棋子落在上底面顶点,棋子从A出发.由3条路径,所以p1=.
棋子移动两次,还在上底面时,有两种可能,p2==
.
(2)因为移了n次后,棋子落在上底面顶点的概率为pn.
故落在下底面顶点的概率为1-pn.
于是,移了n+1次后,棋子落在上底面顶点的概率记为pn+1=
,从而pn+1-=
,
所以数列{}是等比数列,首项为
公比为
,所以
,
用数学归纳法证明:>
.
①当n=1时左式=,右式=
,因为
,所以不等式成立.
当n=2时,左式=,右式=
,所以不等式成立;
②假设n=k(k≥2)不等式成立,即.
则n=k+1时,左式==
,
要证,
只要证,
即证:,
只要证,
只要证3k+1≥2k2+6k+2,
因为k≥2,所以=6k2+3=2k2+6k+2+2k(2k-3)+1>2k2+6k+2
所以,
即n=k+1时不等式也成立,由①②可知>
对任意n∈N*都成立.
已知x>y>0,求证:-
.
正确答案
证明:由x>y>0,可得x-y>0,
要证-
<
,
即证<
+
,
即有x<y+x-y+2,
即为2>0,显然成立.
则有-
<
成立.
解析
证明:由x>y>0,可得x-y>0,
要证-
<
,
即证<
+
,
即有x<y+x-y+2,
即为2>0,显然成立.
则有-
<
成立.
用适合的方法证明下列命题:
(1)(a≥2)
(2)若a,b为两个不相等的正数,且a+b=1,则>4.
正确答案
证明:(1)-
=
==
,
同理可得,-
=
,
由>
,
>
,
即+
>
+
,
即有<
,
即为-
<
-
;
(2)由a+b=1,(a,b>0且a≠b),
=(a+b)(
+
)=2+
+
>2+2
=4,
则>4.
解析
证明:(1)-
=
==
,
同理可得,-
=
,
由>
,
>
,
即+
>
+
,
即有<
,
即为-
<
-
;
(2)由a+b=1,(a,b>0且a≠b),
=(a+b)(
+
)=2+
+
>2+2
=4,
则>4.
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