- 综合法与分析法证明不等式
- 共468题
已知三角形的三边a,b,c,三角形的重心到外接圆的距离为d,外接圆半径为R,求证:a2+b2+c2+9d2=9R2.
正确答案
证明:以△ABC的外心为原点建立坐标系,显然,△ABC的外接圆方程是:x2+y2=R2.
∴可令A、B、C的坐标依次是:(Rcosα,Rsinα)、(Rcosβ,Rsinβ)、(Rcosγ,Rsinγ).
令AB中点为D、△ABC的重心为G(m,n).
由中点坐标公式,得D的坐标为(R(cosα+cosβ),
R(sinα+sinβ)).
∵=2,
∴有m==
R(cosα+cosβ+cosγ),n=
R(sinα+sinβ+sinγ).
于是:
a2=(Rcosβ-Rcosγ)2+(Rsinβ-Rsinγ)2=R2(2-2cosβcosγ-2sinβsinγ)
b2=(Rcosα-Rcosγ)2+(Rsinα-Rsinγ)2=R2(2-2cosαcosγ-2sinαsinγ),
c2=(Rcosα-Rcosβ)2+(Rsinα-Rsinβ)2=R2(2-2cosαcosβ-2sinαsinβ).
9d2=9[(m-0)2+(n-0)2]=9{[R(cosα+cosβ+cosγ)-0]2+[
R(sinα+sinβ+sinγ)-0]2}
=R2[(cosα+cosβ+cosγ)2+(sinα+sinβ+sinγ)2]
=R2(3+2cosαcosβ+2cosβcosγ+2cosαcosγ+2sinαsinβ+2sinβsinγ+2sinαsinγ).
∴a2+b2+c2+9d2=9R2.
解析
证明:以△ABC的外心为原点建立坐标系,显然,△ABC的外接圆方程是:x2+y2=R2.
∴可令A、B、C的坐标依次是:(Rcosα,Rsinα)、(Rcosβ,Rsinβ)、(Rcosγ,Rsinγ).
令AB中点为D、△ABC的重心为G(m,n).
由中点坐标公式,得D的坐标为(R(cosα+cosβ),
R(sinα+sinβ)).
∵=2,
∴有m==
R(cosα+cosβ+cosγ),n=
R(sinα+sinβ+sinγ).
于是:
a2=(Rcosβ-Rcosγ)2+(Rsinβ-Rsinγ)2=R2(2-2cosβcosγ-2sinβsinγ)
b2=(Rcosα-Rcosγ)2+(Rsinα-Rsinγ)2=R2(2-2cosαcosγ-2sinαsinγ),
c2=(Rcosα-Rcosβ)2+(Rsinα-Rsinβ)2=R2(2-2cosαcosβ-2sinαsinβ).
9d2=9[(m-0)2+(n-0)2]=9{[R(cosα+cosβ+cosγ)-0]2+[
R(sinα+sinβ+sinγ)-0]2}
=R2[(cosα+cosβ+cosγ)2+(sinα+sinβ+sinγ)2]
=R2(3+2cosαcosβ+2cosβcosγ+2cosαcosγ+2sinαsinβ+2sinβsinγ+2sinαsinγ).
∴a2+b2+c2+9d2=9R2.
已知a,b,c∈(0,1).
(1)求式子(1-a)a的最大值;
(2)求证:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a不能同时大于
正确答案
解:(1)∵a∈(0,1)
根据基本不等式∴(当且仅当
时“=”成立)
∴a(1-a)的最大值是.
(2)证明:假设(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a同时大于
即
三式同向相乘得①
∵a∈(0,1),∴(1-a)a>0,又由(1)知∴
同理∴
与①式矛盾,即假设不成立,故结论正确.
即得证.
解析
解:(1)∵a∈(0,1)
根据基本不等式∴(当且仅当
时“=”成立)
∴a(1-a)的最大值是.
(2)证明:假设(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a同时大于
即
三式同向相乘得①
∵a∈(0,1),∴(1-a)a>0,又由(1)知∴
同理∴
与①式矛盾,即假设不成立,故结论正确.
即得证.
已知a>0,b>0,且a+b=1,求证:+
≤2.
正确答案
证明:要证 +
≤2,只要证(
+
)2≤4,
即证a+b+1+2•
≤4.
只要证•
≤1.
也就是要证:ab+(a+b)+
≤1,
即证ab≤.
∵a>0,b>0,a+b=1.
∴1=a+b≥2,∴ab≤,即上式成立.
故+
≤2.
解析
证明:要证 +
≤2,只要证(
+
)2≤4,
即证a+b+1+2•
≤4.
只要证•
≤1.
也就是要证:ab+(a+b)+
≤1,
即证ab≤.
∵a>0,b>0,a+b=1.
∴1=a+b≥2,∴ab≤,即上式成立.
故+
≤2.
设a,b为互不相等的正实数,求证:4(a3+b3)>(a+b)3.
正确答案
证明:因为a>0,b>0,所以要证4(a3+b3)>(a+b)3,
只要证4(a+b)(a2-ab+b2)>(a+b)3,
即要证4(a2-ab+b2)>(a+b)2,(5分)
只需证3(a-b)2>0,
而a≠b,故3(a-b)2>0成立.
∴4(a3+b3)>(a+b)3.(10分)
解析
证明:因为a>0,b>0,所以要证4(a3+b3)>(a+b)3,
只要证4(a+b)(a2-ab+b2)>(a+b)3,
即要证4(a2-ab+b2)>(a+b)2,(5分)
只需证3(a-b)2>0,
而a≠b,故3(a-b)2>0成立.
∴4(a3+b3)>(a+b)3.(10分)
已知实数a,b,c,d∈R,求证:•
≥ac+bd.
正确答案
证明:ac+bd≤0,不等式成立;
若ac+bd>0,欲证,
只需证(a2+b2)•(c2+d2)≥a2c2+b2d2+2abcd,
只需证a2c2+a2d2+b2c2+b2d2≥a2c2+b2d2+2abcd,
即a2d2+b2c2≥2abcd,因上式成立,
故原结论正确.
解析
证明:ac+bd≤0,不等式成立;
若ac+bd>0,欲证,
只需证(a2+b2)•(c2+d2)≥a2c2+b2d2+2abcd,
只需证a2c2+a2d2+b2c2+b2d2≥a2c2+b2d2+2abcd,
即a2d2+b2c2≥2abcd,因上式成立,
故原结论正确.
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