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题型:简答题
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简答题

a,b,c是互不相等的正数,且abc=1,求证:(1+a+b)(1+b+c)(1+c+a)>27.

正确答案

证明:由1+a+b≥3,①

1+b+c≥3,②

1+c+a≥3,③

①②③,可得(1+a+b)(1+b+c)(1+c+a)≥27

由a,b,c是互不相等的正数,且abc=1,

则等号取不到,即有(1+a+b)(1+b+c)(1+c+a)>27.

解析

证明:由1+a+b≥3,①

1+b+c≥3,②

1+c+a≥3,③

①②③,可得(1+a+b)(1+b+c)(1+c+a)≥27

由a,b,c是互不相等的正数,且abc=1,

则等号取不到,即有(1+a+b)(1+b+c)(1+c+a)>27.

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题型:简答题
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简答题

(1)已知a,b>0,求证:a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc.

(2)求证:

正确答案

证明:(1)∵b2+c2≥2bc,a>0,∴a(b2+c2)≥2abc.

又∵c2+a2≥2ac,b>0,∴b(c2+a2)≥2abc.

∴a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc.

(2)∵都是正数,

要证

只需证

整理得:

即证:21<25

∵21<25显然成立

∴原不等式成立

解析

证明:(1)∵b2+c2≥2bc,a>0,∴a(b2+c2)≥2abc.

又∵c2+a2≥2ac,b>0,∴b(c2+a2)≥2abc.

∴a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc.

(2)∵都是正数,

要证

只需证

整理得:

即证:21<25

∵21<25显然成立

∴原不等式成立

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题型:简答题
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简答题

对于命题P:存在一个常数M,使得不等式对任意正数a,b恒成立.

(1)试猜想常数M的值,并予以证明;

(2)类比命题P,某同学猜想了正确命题Q:存在一个常数M,使得不等式对任意正数a,b,c恒成立,观察命题P与命题Q的规律,请猜想与正数a,b,c,d相关的正确命题(不需要证明).

正确答案

解:(1)令a=b,得,故.  先证明

∵a>0,b>0,要证上式,只要证3a(2b+a)+3b(2a+b)≤2(2a+b)(2b+a),

即证a2+b2≥2ab,即证(a-b)2≥0,这显然成立.∴

再证明

∵a>0,b>0,要证上式,只要证3a(2a+b)+3b(2b+a)≥2(a+2b)(b+2a),

即证a2+b2≥2ab,即证(a-b)2≥0,这显然成立.∴

(2)存在一个常数M,使得不等式

对任意正数a,b,c,d恒成立.

解析

解:(1)令a=b,得,故.  先证明

∵a>0,b>0,要证上式,只要证3a(2b+a)+3b(2a+b)≤2(2a+b)(2b+a),

即证a2+b2≥2ab,即证(a-b)2≥0,这显然成立.∴

再证明

∵a>0,b>0,要证上式,只要证3a(2a+b)+3b(2b+a)≥2(a+2b)(b+2a),

即证a2+b2≥2ab,即证(a-b)2≥0,这显然成立.∴

(2)存在一个常数M,使得不等式

对任意正数a,b,c,d恒成立.

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简答题

求证:(n>2).

正确答案

证明:原不等式即为3n-1>4(n-1)n,

即3n>(2n-1)2

运用数学归纳法证明.

当n=3时,左边为33=27,右边=(2×3-1)2=25,

左边>右边,成立.

假设n=k(k>2),不等式即3k>(2k-1)2

当n=k+1时,左边=3k+1>3(2k-1)2

而3(2k-1)2-(2k+1)2=8k(k-2)+4>0,

即有n=k+1时,3k+1>(2(k+1)-1)2

综上可得,当n>2时,都有3n>(2n-1)2

即有(n>2)成立.

解析

证明:原不等式即为3n-1>4(n-1)n,

即3n>(2n-1)2

运用数学归纳法证明.

当n=3时,左边为33=27,右边=(2×3-1)2=25,

左边>右边,成立.

假设n=k(k>2),不等式即3k>(2k-1)2

当n=k+1时,左边=3k+1>3(2k-1)2

而3(2k-1)2-(2k+1)2=8k(k-2)+4>0,

即有n=k+1时,3k+1>(2(k+1)-1)2

综上可得,当n>2时,都有3n>(2n-1)2

即有(n>2)成立.

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简答题

设a,b,c∈R且a+b+c=1,求证a2+b2+c2

正确答案

证明:∵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:∵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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简答题

求证:(1)n≥0,试用分析法证明,

(2)当a、b、c为正数时,(a+b+c)(++)≥9.

相等的非零实数.用反证法证明三个方程ax2+2bx+c=0,bx2+2cx+a=0,cx2+2ax+b=0至少有一个方程有两个相异实根.

正确答案

证明:(1)要证成立,即证

即证  ,即证,即证 (n+1)2>n2+2n,即n2+2n+1>n2+2n,

即证1>0,而1>0 显然成立,所以原命题成立.

(2)证明:假设三个方程中都没有两个相异实根,则△1=4b2-4ac≤0,△2=4c2-4ab≤0,

3=4a2-4bc≤0.  相加有  a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2≤0,

(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≤0.①由题意a、b、c互不相等,∴①式不能成立.

∴假设不成立,即三个方程中至少有一个方程有两个相异实根.

解析

证明:(1)要证成立,即证

即证  ,即证,即证 (n+1)2>n2+2n,即n2+2n+1>n2+2n,

即证1>0,而1>0 显然成立,所以原命题成立.

(2)证明:假设三个方程中都没有两个相异实根,则△1=4b2-4ac≤0,△2=4c2-4ab≤0,

3=4a2-4bc≤0.  相加有  a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2≤0,

(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≤0.①由题意a、b、c互不相等,∴①式不能成立.

∴假设不成立,即三个方程中至少有一个方程有两个相异实根.

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简答题

(选修4-5:不等式选讲)

,证明

正确答案

证明:因为18=6×3=[(1+2x)+(3+x)+(2-3x)](1+1+1),

由柯西不等式可得:

…(7分)

所以.…(10分)

解析

证明:因为18=6×3=[(1+2x)+(3+x)+(2-3x)](1+1+1),

由柯西不等式可得:

…(7分)

所以.…(10分)

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简答题

求证:(1)a2+b2+3≥ab+(a+b)

(2)+>2+

正确答案

证明:(1)∵a2+b2≥2ab,a2+3≥2a,b2+3≥2b,

将此三式相加得2(a2+b2+3)≥2ab+2(a+b),

∴a2+b2+3≥ab+(a+b).

(2)要证原不等式成立,只需证(+2>(2+2

即证2

上式显然成立,∴原不等式成立.

解析

证明:(1)∵a2+b2≥2ab,a2+3≥2a,b2+3≥2b,

将此三式相加得2(a2+b2+3)≥2ab+2(a+b),

∴a2+b2+3≥ab+(a+b).

(2)要证原不等式成立,只需证(+2>(2+2

即证2

上式显然成立,∴原不等式成立.

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简答题

已知a,b,c∈R+,且a+b+c=1.求证:>2

正确答案

证明:由a+b+c=1,且a,b,c>0,可得

0<a,b,c<1,

且1<,可得

即有

即为>1+(-1)a,

同理可得>1+(-1)b,

>1+(-1)c,

三式相加可得,>3+(-1)(a+b+c)

=3+-1=2+

则有>2+

解析

证明:由a+b+c=1,且a,b,c>0,可得

0<a,b,c<1,

且1<,可得

即有

即为>1+(-1)a,

同理可得>1+(-1)b,

>1+(-1)c,

三式相加可得,>3+(-1)(a+b+c)

=3+-1=2+

则有>2+

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简答题

已知矩阵A=,a∈R,若点P(2,-3)在矩阵A的变换下得到点P′(3,3).

(1)则求实数a的值;

(2)求矩阵A的特征值及其对应的特征向量.

正确答案

解:(1)由题意,=

∴6-3a=3,

∴a=1;

(2)f(λ)==(λ-3)(λ+1)=0,

∴特征值λ1=3,λ2=-1

当λ1=3时,解得0•x+y=0

所以矩阵M的属于特征值-1的一个特征向量为

当λ2=-1时,解得-4x-y=0,

所以矩阵M的属于特征值3的一个特征向量为

解析

解:(1)由题意,=

∴6-3a=3,

∴a=1;

(2)f(λ)==(λ-3)(λ+1)=0,

∴特征值λ1=3,λ2=-1

当λ1=3时,解得0•x+y=0

所以矩阵M的属于特征值-1的一个特征向量为

当λ2=-1时,解得-4x-y=0,

所以矩阵M的属于特征值3的一个特征向量为

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简答题

设a>0,b>0,c>0,a2+b2=c2,求证:n≥3(n∈N+)时,an+bn<cn

正确答案

证明:∵a、b、c∈R+,a2+b2=c2

∴(2+(2=1,

∈(0,1),∈(0,1),

∵y=(x与y=(x均为减函数,

∴当n≥3(n∈N+)时(n<(2,(n<(2

∴当n≥3(n∈N+)时(n+(n<(2+(2=1,

即n≥3(n∈N+)时,an+bn<cn

解析

证明:∵a、b、c∈R+,a2+b2=c2

∴(2+(2=1,

∈(0,1),∈(0,1),

∵y=(x与y=(x均为减函数,

∴当n≥3(n∈N+)时(n<(2,(n<(2

∴当n≥3(n∈N+)时(n+(n<(2+(2=1,

即n≥3(n∈N+)时,an+bn<cn

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简答题

(1)已知n≥0,试用分析法证明:

(2)已知a,b,c是全不相等的正实数,求证

正确答案

证明:(1)要证上式成立,即证+>2

即证n+1>

即(n+1)2>n2+2n即n2+2n+1>n2+2n,即证1>0,显然成立;

所以原命题成立

(2)证明:(分析法)

要证 ++>3,

只需证明 +-1++-1++-1>3

即证+++++>6,

而事实上,由a,b,c是全不相等的正实数,

+>2,+>2,+>2

+++++>6,

++>3,得证.

解析

证明:(1)要证上式成立,即证+>2

即证n+1>

即(n+1)2>n2+2n即n2+2n+1>n2+2n,即证1>0,显然成立;

所以原命题成立

(2)证明:(分析法)

要证 ++>3,

只需证明 +-1++-1++-1>3

即证+++++>6,

而事实上,由a,b,c是全不相等的正实数,

+>2,+>2,+>2

+++++>6,

++>3,得证.

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简答题

(2015春•潍坊期中)已知:函数f(x)=-

(Ⅰ)求f(1)+f(2)+…+f(2015)的值;

(Ⅱ)用分析法证明:f(x)<f(x-2)(x≥3).

正确答案

(Ⅰ)解:f(1)+f(2)+…+f(2015)=++…+=

(Ⅱ)证明:要证明--

只要证明++

只要证明

只要证明x2-3x<x2-3x+2,

只要证明0<2,显然成立,

--

即f(x)<f(x-2)(x≥3).

解析

(Ⅰ)解:f(1)+f(2)+…+f(2015)=++…+=

(Ⅱ)证明:要证明--

只要证明++

只要证明

只要证明x2-3x<x2-3x+2,

只要证明0<2,显然成立,

--

即f(x)<f(x-2)(x≥3).

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简答题

试用两种不同的方法证明如下不等式:若x,y,z∈R,则

正确答案

解:分析法:要证明

只需证明:(x+y+z)2≤3(x2+y2+z2),

只需证明:2xy+2xz+2yz≤2(x2+y2+z2),

只需证明:(x-y)2+(y-z)2+(x-z)2≥0,

显然成立,

综合法:∵(x-y)2+(y-z)2+(x-z)2≥0,

∴2xy+2xz+2yz≤2(x2+y2+z2),

∴(x+y+z)2≤3(x2+y2+z2),

解析

解:分析法:要证明

只需证明:(x+y+z)2≤3(x2+y2+z2),

只需证明:2xy+2xz+2yz≤2(x2+y2+z2),

只需证明:(x-y)2+(y-z)2+(x-z)2≥0,

显然成立,

综合法:∵(x-y)2+(y-z)2+(x-z)2≥0,

∴2xy+2xz+2yz≤2(x2+y2+z2),

∴(x+y+z)2≤3(x2+y2+z2),

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简答题

已知函数,其中x>0,a∈R,令函数h(x)=f(x)-g(x).

(Ⅰ)若函数h(x)在(0,+∞)上单调递增,求a的取值范围;

(Ⅱ)当a取(I)中的最大值时,判断方程h(x)+h(2-x)=0在(0,1)上是否有解,并说明理由;

(Ⅲ)令函数F(x)=+2lnx,证明不等式

正确答案

解:(I)h(x)=f(x)-g(x)=(x>0),=

∵函数h(x)在(0,+∞)上单调递增,

∴x2-ax+1≥0在(0,+∞)上恒成立,即在(0,+∞)上恒成立,

解得a≤2.

(II)当a=2时,h(x)=,∴h(x)+h(2-x)=

令t=x(2-x)∈(0,1),构造函数φ(t)=2-

恒成立,

∴函数φ(t)在(0,1)上单调递增,且φ(1)=0,

∴φ(t)=2-在(0,1)上无解.

(III)令,当k为偶数时,ak>1,由(I)可知:,即

当k为奇数时,0<ak<1,由(I)可知:

=-1+

…,

累加求和得不等式==..

解析

解:(I)h(x)=f(x)-g(x)=(x>0),=

∵函数h(x)在(0,+∞)上单调递增,

∴x2-ax+1≥0在(0,+∞)上恒成立,即在(0,+∞)上恒成立,

解得a≤2.

(II)当a=2时,h(x)=,∴h(x)+h(2-x)=

令t=x(2-x)∈(0,1),构造函数φ(t)=2-

恒成立,

∴函数φ(t)在(0,1)上单调递增,且φ(1)=0,

∴φ(t)=2-在(0,1)上无解.

(III)令,当k为偶数时,ak>1,由(I)可知:,即

当k为奇数时,0<ak<1,由(I)可知:

=-1+

…,

累加求和得不等式==..

下一知识点 : 柯西不等式与排序不等式
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