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题型:简答题
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简答题

(Ⅰ)证明:a2+b2+3≥ab+(a+b);

(Ⅱ)已知:a,b,c均为实数,且a=x2-2y+,b=y2-2z+,c=z2-2x+

求证:a,b,c中至少有一个大于0.

正确答案

(Ⅰ)证明:要证a2+b2+3≥ab+(a+b)成立,

只要证:2(a2+b2+3)≥2ab+2(a+b);

即证:(a2+b2-2ab)+(a2+3-2a)+(b2-2b+3)≥0;

即证:(a-b)2++≥0,

而上式显然成立,当且仅当a=b=时取“=”,故原结论成立.

(Ⅱ)证明:假设a≤0,b≤0,且c≤0,则a+b+c≤0,

而a+b+c=x2-2y++y2-2z++z2-2x+

=(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+π-3>0,与a+b+c≤0矛盾,

故假设不成立,

所以原结论成立,即a,b,c中至少有一个大于0.

解析

(Ⅰ)证明:要证a2+b2+3≥ab+(a+b)成立,

只要证:2(a2+b2+3)≥2ab+2(a+b);

即证:(a2+b2-2ab)+(a2+3-2a)+(b2-2b+3)≥0;

即证:(a-b)2++≥0,

而上式显然成立,当且仅当a=b=时取“=”,故原结论成立.

(Ⅱ)证明:假设a≤0,b≤0,且c≤0,则a+b+c≤0,

而a+b+c=x2-2y++y2-2z++z2-2x+

=(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+π-3>0,与a+b+c≤0矛盾,

故假设不成立,

所以原结论成立,即a,b,c中至少有一个大于0.

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简答题

将一个正整数n表示为a1+a2+…+ap(p∈N*)的形式,其中ai∈N*,i=1,2,…,p,且a1≤a2≤…≤ap,记所有这样的表示法的种数为f(n)(如4=4,4=1+3,4=2+2,4=1+1+2,4=1+1+1+1,故f(4)=5).

(Ⅰ)写出f(3),f(5)的值,并说明理由;

(Ⅱ)对任意正整数n,比较f(n+1)与的大小,并给出证明;

(Ⅲ)当正整数n≥6时,求证:f(n)≥4n-13.

正确答案

解:(Ⅰ)因为3=3,3=1+2,3=1+1+1,所以f(3)=3.

因为5=5,5=2+3,5=1+4,5=1+1+3,5=1+2+2,5=1+1+1+2,5=1+1+1+1+1,

所以f(5)=7.

(Ⅱ)结论是f(n+1)≤[f(n)+f(n+2)].

证明如下:由结论知,只需证f(n+1)-f(n)≤f(n+2)-f(n+1).

因为n+1≥2,把n+1的一个表示法中a1=1的a1去掉,就可得到一个n的表示法;反之,在n的一个表示法前面添加一个“1+”,就得到一个n+1的表示法,即n+1的表示法中a1=1的表示法种数等于n的表示法种数,

所以f(n+1)-f(n)表示的是n+1的表示法中a1≠1的表示法数,f(n+2)-f(n+1)是n+2的表示法中a1≠1的表示法数.

同样,把一个a1≠1的n+1的表示法中的ap加上1,就可得到一个a1≠1的n+2的表示法,这样就构造了从a1≠1的n+1的表示法到a1≠1的n+2的表示法的一个对应.

所以有f(n+1)-f(n)≤f(n+2)-f(n+1).

(Ⅲ)由第(Ⅱ)问可知:

当正整数m≥6时,f(m)-f(m-1)≥f(m-1)-f(m-2)≥…≥f(6)-f(5).

又f(6)=11,f(5)=7,所以 f(m)-f(m-1)≥4.*

对于*式,分别取m为6,7,…,n,将所得等式相加得f(n)-f(5)≥4(n-5).

即f(n)≥4n-13.

解析

解:(Ⅰ)因为3=3,3=1+2,3=1+1+1,所以f(3)=3.

因为5=5,5=2+3,5=1+4,5=1+1+3,5=1+2+2,5=1+1+1+2,5=1+1+1+1+1,

所以f(5)=7.

(Ⅱ)结论是f(n+1)≤[f(n)+f(n+2)].

证明如下:由结论知,只需证f(n+1)-f(n)≤f(n+2)-f(n+1).

因为n+1≥2,把n+1的一个表示法中a1=1的a1去掉,就可得到一个n的表示法;反之,在n的一个表示法前面添加一个“1+”,就得到一个n+1的表示法,即n+1的表示法中a1=1的表示法种数等于n的表示法种数,

所以f(n+1)-f(n)表示的是n+1的表示法中a1≠1的表示法数,f(n+2)-f(n+1)是n+2的表示法中a1≠1的表示法数.

同样,把一个a1≠1的n+1的表示法中的ap加上1,就可得到一个a1≠1的n+2的表示法,这样就构造了从a1≠1的n+1的表示法到a1≠1的n+2的表示法的一个对应.

所以有f(n+1)-f(n)≤f(n+2)-f(n+1).

(Ⅲ)由第(Ⅱ)问可知:

当正整数m≥6时,f(m)-f(m-1)≥f(m-1)-f(m-2)≥…≥f(6)-f(5).

又f(6)=11,f(5)=7,所以 f(m)-f(m-1)≥4.*

对于*式,分别取m为6,7,…,n,将所得等式相加得f(n)-f(5)≥4(n-5).

即f(n)≥4n-13.

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简答题

已知函数f(x)=ex-ax-1(a>0,e为自然数的底数).

(1)求函数f(x)的最小值;

(2)若f(x)≥0对任意的x∈R恒成立,求实数a的值;

(3)在(2)的条件下,证明:1+++…+>ln(n+1)(n∈N*).

正确答案

解:(1)函数f(x)的导数为f′(x)=ex-a,

令f′(x)=0,解得x=lna,

当x>lna时,f′(x)>0;当x<lna时,f′(x)<0,

因此当x=lna时,f(x)min=f(lna)=elna-alna-1=a-alna-1.

(2)因为f(x)≥0对任意的x∈R恒成立,所以f(x)min≥0,

由(1)得f(x)min=a-alna-1,

所以a-alna-1≥0,

令g(a)=a-alna-1,

函数g(a)的导数为g′(a)=-lna,

令g′(a)=0,解得a=1.

当a>1时,g′(a)<0;当0<a<1时,g′(a)>0,

所以当a=1时,g(a)取得最大值,为0.

所以g(a)=a-alna-1≤0.

又a-alna-1≥0,因此a-alna-1=0,

解得a=1;

(3)由(2)得ex≥x+1,即ln(x+1)≤x,

当且仅当x=0时,等号成立,

令x= (k∈N*),则>ln(1+),

>ln=ln(1+k)-lnk,(k=1,2,…,n),

累加,得1+++…+>ln(n+1)-lnn+lnn-ln(n-1)+…+ln2-ln1,

则有1+++…+>ln(n+1)(n∈N*).

解析

解:(1)函数f(x)的导数为f′(x)=ex-a,

令f′(x)=0,解得x=lna,

当x>lna时,f′(x)>0;当x<lna时,f′(x)<0,

因此当x=lna时,f(x)min=f(lna)=elna-alna-1=a-alna-1.

(2)因为f(x)≥0对任意的x∈R恒成立,所以f(x)min≥0,

由(1)得f(x)min=a-alna-1,

所以a-alna-1≥0,

令g(a)=a-alna-1,

函数g(a)的导数为g′(a)=-lna,

令g′(a)=0,解得a=1.

当a>1时,g′(a)<0;当0<a<1时,g′(a)>0,

所以当a=1时,g(a)取得最大值,为0.

所以g(a)=a-alna-1≤0.

又a-alna-1≥0,因此a-alna-1=0,

解得a=1;

(3)由(2)得ex≥x+1,即ln(x+1)≤x,

当且仅当x=0时,等号成立,

令x= (k∈N*),则>ln(1+),

>ln=ln(1+k)-lnk,(k=1,2,…,n),

累加,得1+++…+>ln(n+1)-lnn+lnn-ln(n-1)+…+ln2-ln1,

则有1+++…+>ln(n+1)(n∈N*).

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简答题

设a,b,c∈R,证明:a2+ac+c2+3b(a+b+c)≥0.

正确答案

证明:a2+ac+c2+3b(a+b+c)

=3b2+3b(a+c)+a2+ac+c2

=3(b+2-(a+c)2+a2+ac+c2

=3(b+2+(a2-2ac+c2

=3(b+2+(a-c)2≥0.

即有原不等式成立.

解析

证明:a2+ac+c2+3b(a+b+c)

=3b2+3b(a+c)+a2+ac+c2

=3(b+2-(a+c)2+a2+ac+c2

=3(b+2+(a2-2ac+c2

=3(b+2+(a-c)2≥0.

即有原不等式成立.

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简答题

△ABC的三边a,b,c的倒数成等差数列,求证

正确答案

证明:方法一:已知

=

即cosB=>0

法2:反证法:假设

则有b>a>0,b>c>0.

可得与已知矛盾,

假设不成立,原命题正确.

解析

证明:方法一:已知

=

即cosB=>0

法2:反证法:假设

则有b>a>0,b>c>0.

可得与已知矛盾,

假设不成立,原命题正确.

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简答题

已知|x+1|+|x-l|<4的解集为M,若a,b∈M,证明:2|a+b|<|4+ab|.

正确答案

解:f(x)=|x+1|+|x-1|=

当x<-1时,由-2x<4,得-2<x<-1;

当-1≤x≤1时,f(x)=2<4;

当x>1时,由2x<4,得1<x<2.

所以M=(-2,2).…(5分)

∴当a,b∈M,即-2<a,b<2,

∵4(a+b)2-(4+ab)2=4(a2+2ab+b2)-(16+8ab+a2b2)=(a2-4)(4-b2)<0,

∴4(a+b)2<(4+ab)2

∴2|a+b|<|4+ab|.…(10分)

解析

解:f(x)=|x+1|+|x-1|=

当x<-1时,由-2x<4,得-2<x<-1;

当-1≤x≤1时,f(x)=2<4;

当x>1时,由2x<4,得1<x<2.

所以M=(-2,2).…(5分)

∴当a,b∈M,即-2<a,b<2,

∵4(a+b)2-(4+ab)2=4(a2+2ab+b2)-(16+8ab+a2b2)=(a2-4)(4-b2)<0,

∴4(a+b)2<(4+ab)2

∴2|a+b|<|4+ab|.…(10分)

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简答题

若a>0,b>0,且a+b=1.求证:

(Ⅰ);     

(Ⅱ)

正确答案

证明:(Ⅰ)∵a>0,b>0,且a+b=1,

∴a+b=1≥

;     

(Ⅱ)∵a>0,b>0,且a+b=1,

∴(a+1)(b+1)=ab+a+b+1=ab+2

∵0<

∴2<(a+1)(b+1)≤

解析

证明:(Ⅰ)∵a>0,b>0,且a+b=1,

∴a+b=1≥

;     

(Ⅱ)∵a>0,b>0,且a+b=1,

∴(a+1)(b+1)=ab+a+b+1=ab+2

∵0<

∴2<(a+1)(b+1)≤

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简答题

(1)设a>0,b>0,求证:a3+b3≥a2b+ab2

(2)已知正数x、y满足2x+y=1,求的最小值及对应的x、y值;

(3)已知实数x、y、z满足x2+4y2+9z2=36,求x+y+z的最大值及对应的x、y、z值.

正确答案

(1)证明:由于a>0,b>0,

则a3+b3-(a2b+ab2)=(a+b)(a2-ab+b2)-ab(a+b)

=(a+b)(a2-2ab+b2)=(a+b)(a-b)2≥0,

故a3+b3≥a2b+ab2

(2)解:因为正数x、y满足2x+y=1,

+=(+)(2x+y)=3++≥3+2=3+2

当且仅当=时取等号.  

由2x+y=1且当=,x,y>0 得x=1-,y=-1,

所以当x=1-,y=-1时,+有最小值为3+2

(3)解:由柯西不等式得到:

因为x2+4y2+9z2=36,所以(x+y+z)2≤36×(1+)=49,即-7≤x+y+z≤7.

则x+y+z的最大值是7,此时有x=4y=9z,则当时,x+y+z取最大值7.

解析

(1)证明:由于a>0,b>0,

则a3+b3-(a2b+ab2)=(a+b)(a2-ab+b2)-ab(a+b)

=(a+b)(a2-2ab+b2)=(a+b)(a-b)2≥0,

故a3+b3≥a2b+ab2

(2)解:因为正数x、y满足2x+y=1,

+=(+)(2x+y)=3++≥3+2=3+2

当且仅当=时取等号.  

由2x+y=1且当=,x,y>0 得x=1-,y=-1,

所以当x=1-,y=-1时,+有最小值为3+2

(3)解:由柯西不等式得到:

因为x2+4y2+9z2=36,所以(x+y+z)2≤36×(1+)=49,即-7≤x+y+z≤7.

则x+y+z的最大值是7,此时有x=4y=9z,则当时,x+y+z取最大值7.

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简答题

已知a>0,->1,求证:

正确答案

证明:证法一:由已知->1及a>0,可知b>0,

要证

可证>1,

即证1+a-b-ab>1,这只需证a-b-ab>0,即>1,即->1,

而这正是已知条件,以上各步均可逆推,所以原不等式得证.

证法二:->1及a>0,可知1>b>0,

->1,

∴a-b-ab>0,1+a-b-ab>1,(1+a)(1-b)>1.

由a>0,1-b>0,得>1,

解析

证明:证法一:由已知->1及a>0,可知b>0,

要证

可证>1,

即证1+a-b-ab>1,这只需证a-b-ab>0,即>1,即->1,

而这正是已知条件,以上各步均可逆推,所以原不等式得证.

证法二:->1及a>0,可知1>b>0,

->1,

∴a-b-ab>0,1+a-b-ab>1,(1+a)(1-b)>1.

由a>0,1-b>0,得>1,

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简答题

已知a>b>c,且a+b+c=0,求证:

正确答案

证明:因为a>b>c,且a+b+c=0,所以a>0,c<0,

要证明原不等式成立,只需证明a,即证b2-ac<3a2

即证b2+a(a+b)<3a2,即证(a-b)(2a+b)>0,

即证(a-b)(a-c)>0.

∵a>b>c,∴(a-b)•(a-c)>0成立.

∴原不等式成立.

解析

证明:因为a>b>c,且a+b+c=0,所以a>0,c<0,

要证明原不等式成立,只需证明a,即证b2-ac<3a2

即证b2+a(a+b)<3a2,即证(a-b)(2a+b)>0,

即证(a-b)(a-c)>0.

∵a>b>c,∴(a-b)•(a-c)>0成立.

∴原不等式成立.

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简答题

已知△ABC的三个内角A、B、C成等差数列,a、b、c分别为△ABC所对的边.求证:+=(注:可以用分析法证明)

正确答案

证明:要证明:+=

只要证明:=3,

只要证明:

只要证明:c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),

即b2=a2+c2-ac,

∵A、B、C成等差数列,

∴B=60°,

∴由余弦定理,得b2=a2+c2-ac.

∴结论成立.

解析

证明:要证明:+=

只要证明:=3,

只要证明:

只要证明:c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),

即b2=a2+c2-ac,

∵A、B、C成等差数列,

∴B=60°,

∴由余弦定理,得b2=a2+c2-ac.

∴结论成立.

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简答题

已知a>0,x>a,y>a.求证:+≤2

正确答案

证明:要证明:+≤2

只要证明:xy+ax+ay+a2+xy-ax-ay+a2+2≤4xy,

只要证明:≤xy-a2

只要证明:x2y2-a2x2-a2y2+a4≤x2y2-2a2xy+a4

只要证明:a2x2+a2y2≥2a2xy,

只要证明:x2+y2≥2xy,

只要证明:(x-y)2≥0,

显然成立,

所以+≤2

解析

证明:要证明:+≤2

只要证明:xy+ax+ay+a2+xy-ax-ay+a2+2≤4xy,

只要证明:≤xy-a2

只要证明:x2y2-a2x2-a2y2+a4≤x2y2-2a2xy+a4

只要证明:a2x2+a2y2≥2a2xy,

只要证明:x2+y2≥2xy,

只要证明:(x-y)2≥0,

显然成立,

所以+≤2

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简答题

已知实数a、b、c满足ab+bc+ca=1,求证:a2+b2+c2≥1.

正确答案

证明:∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,

∴2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca).

又∵ab+bc+ca=1,

∴a2+b2+c2≥1.

解析

证明:∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,

∴2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca).

又∵ab+bc+ca=1,

∴a2+b2+c2≥1.

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题型:简答题
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简答题

已知x>0,y>0,求证:

正确答案

证明:由x,y>0,可得

+≥2=2

+≥2=2

两式相加,可得:

++

即有

当且仅当x=y等号成立.

解析

证明:由x,y>0,可得

+≥2=2

+≥2=2

两式相加,可得:

++

即有

当且仅当x=y等号成立.

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简答题

用适当方法证明:已知:a>0,b>0,求证:

正确答案

证明:(用综合法)∵a>0,b>0,

=

解析

证明:(用综合法)∵a>0,b>0,

=

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