- 不等式
- 共1649题
已知a,b∈R,且a+b=1.求证:.
正确答案
证明:∵a,b∈R,且a+b=1,∴b=1-a,∴=a2+b2+4(a+b)-
=2a2-2a+=2
≥0,
∴ 成立.
解析
证明:∵a,b∈R,且a+b=1,∴b=1-a,∴=a2+b2+4(a+b)-
=2a2-2a+=2
≥0,
∴ 成立.
已知a,b,c为正实数,a+b+c=1.
求证:(1)a2+b2+c2≥
(2)<6.
正确答案
(1)证法一:a2+b2+c2-=
(3a2+3b2+3c2-1)
=[3a2+3b2+3c2-(a+b+c)2]
=[3a2+3b2+3c2-a2-b2-c2-2ab-2ac-2bc]
=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]≥0∴a2+b2+c2≥
证法二:∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc≤a2+b2+c2+a2+b2+a2+c2+b2+c2
∴3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2=1∴a2+b2+c2≥
证法三:设a=+α,b=
+β,c=
+γ.
∵a+b+c=1,∴α+β+γ=0
∴a2+b2+c2=(+α)2+(
+β)2+(
+γ)2
=+
(α+β+γ)+α2+β2+γ2
=+α2+β2+γ2≥
∴a2+b2+c2≥
(2)证法一:
同理
∴原不等式成立.
证法二:=
∴≤
<6
∴原不等式成立.
解析
(1)证法一:a2+b2+c2-=
(3a2+3b2+3c2-1)
=[3a2+3b2+3c2-(a+b+c)2]
=[3a2+3b2+3c2-a2-b2-c2-2ab-2ac-2bc]
=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]≥0∴a2+b2+c2≥
证法二:∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc≤a2+b2+c2+a2+b2+a2+c2+b2+c2
∴3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2=1∴a2+b2+c2≥
证法三:设a=+α,b=
+β,c=
+γ.
∵a+b+c=1,∴α+β+γ=0
∴a2+b2+c2=(+α)2+(
+β)2+(
+γ)2
=+
(α+β+γ)+α2+β2+γ2
=+α2+β2+γ2≥
∴a2+b2+c2≥
(2)证法一:
同理
∴原不等式成立.
证法二:=
∴≤
<6
∴原不等式成立.
已知a>0,b>0,a+b=1.求证:
(1);
(2).
正确答案
证明:(1)因为1=a+b≥2,所以ab≤
,所以
所以;
(2)因为1=a+b≥2,所以ab≤
,所以
(a+b)+ab+
≤1,
所以≤1,从而有2+2
≤4,
即:(a+)+(b+
)+2
≤4,即:(
)2≤4,所以原不等式成立.
解析
证明:(1)因为1=a+b≥2,所以ab≤
,所以
所以;
(2)因为1=a+b≥2,所以ab≤
,所以
(a+b)+ab+
≤1,
所以≤1,从而有2+2
≤4,
即:(a+)+(b+
)+2
≤4,即:(
)2≤4,所以原不等式成立.
对于正整数n,求证:1+>2(
-1)
正确答案
证明:=
=
)=
.
解析
证明:=
=
)=
.
已知函数f(x)=ax2+bx+1(a,b为实数,a≠0,x∈R).
(Ⅰ)若函数f(x)的图象过点(-2,1),且方程f(x)=0有且只有一个根,求f(x)的表达式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,当x∈[-1,2]时,g(x)=f(x)-kx是单调函数,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)若函数f(x)为偶函数,且F(x)=求证:当mn<0,m+n>0,a>0时,F(m)+F(n)>0.
正确答案
解:(Ⅰ)因为f(-2)=1,即4a-2b+1=1,所以b=2a.…(1分)
因为方程f(x)=0有且只有一个根,即△=b2-4a=0.
所以4a2-4a=0.即a=1,b=2.…(2分)
所以f(x)=(x+1)2.…(3分)
(Ⅱ)因为g(x)=f(x)-kx=x2+2x+1-kx=x2-(k-2)x+1=(x-)2+1-
. …(5分)
所以当 或
时,
即k≥6或k≤0时,g(x)是单调函数. …(7分)
(Ⅲ)因为f(x)为偶函数,所以b=0.
所以f(x)=ax2+1.
所以F(x)= …(8分)
因为mx<0,不妨设m>0,则n<0.
又因为m+n>0,所以m>-n>0.
所以|m|>|-n|.…(9分)
此时F(m)+F(n)=f(m)-f(n)=am2+1-an2-1=a(m2-n2)>0.
所以F(m)+F(n)>0. …(10分)
解析
解:(Ⅰ)因为f(-2)=1,即4a-2b+1=1,所以b=2a.…(1分)
因为方程f(x)=0有且只有一个根,即△=b2-4a=0.
所以4a2-4a=0.即a=1,b=2.…(2分)
所以f(x)=(x+1)2.…(3分)
(Ⅱ)因为g(x)=f(x)-kx=x2+2x+1-kx=x2-(k-2)x+1=(x-)2+1-
. …(5分)
所以当 或
时,
即k≥6或k≤0时,g(x)是单调函数. …(7分)
(Ⅲ)因为f(x)为偶函数,所以b=0.
所以f(x)=ax2+1.
所以F(x)= …(8分)
因为mx<0,不妨设m>0,则n<0.
又因为m+n>0,所以m>-n>0.
所以|m|>|-n|.…(9分)
此时F(m)+F(n)=f(m)-f(n)=am2+1-an2-1=a(m2-n2)>0.
所以F(m)+F(n)>0. …(10分)
已知|x+1|<,|y-2|<
,|z+3|<
,求证:|x+2y+z|<ε.
正确答案
证明:|x+2y+z|=|x+1+2(y-2)+z+3|
≤|x+1|+|2(y-2)|+|z+3|=|x+1|+2|y-2|+|z+3|<+
+
=ε.
∴|x+2y+z|<ε.
解析
证明:|x+2y+z|=|x+1+2(y-2)+z+3|
≤|x+1|+|2(y-2)|+|z+3|=|x+1|+2|y-2|+|z+3|<+
+
=ε.
∴|x+2y+z|<ε.
设f(x)=loga(1-)(a>0且a≠1),将y=f(x)的图象向左平移1个单位得到y=g(x)的图象,F(x)=
.
(1)设关于x的方程loga=g(x)在区间[2,6]上有实数解,求t的取值范围;
(2)当a=e(e为自然对数的底数)时,证明:g(2)+g(3)+…+g(n)>;
(3)当0<a≤时,试比较|
F(k)-n|与4的大小,并说明理由.
正确答案
解:(1)∵g(x)=loga(1-)=loga
,
∴loga=loga
,
关于x的方程loga=g(x)在区间[2,6]上有实数解
⇔t=(x-1)2(7-x)区间[2,6]上有实数解,
令h(x)=(x-1)2(7-x),h′(x)=2(x-1)(7-x)-(x-1)2=(x-1)(15-3x),
令h′(x)=0,则x=1(舍去)或x=5.在x=5处导数左正右负,
故x=5时取极大值,也为最大值32,
当x=2时,取最小值且为5.故t的取值范围是[5,32];
(2)g(2)+g(3)+…+g(n)=ln()=-ln
,
令u(z)=-lnz-=-2lnz+z-
,u′(z)=-
+1+
=(1-
)2≥0,
∴u(z)在(0,+∞)递增,
∵>1,∴u(
)>u(1)=0,
即有ln>
,
故g(2)+g(3)+…+g(n)>.
(3)设a=,则p≥1,1<F(1)=
=1+
≤3.
当a=1,|F(1)-1|=≤2<4,
当n≥2时,设k≥2,k∈N*,
F(k)==1+
=1+
∴1<F(k)≤1+=1+
=1+
,
从而u-1≤F(k)≤n-1+
-
=n+1-
<n+1.
∴a<F(k)<F(1)+n+1≤n+4.
综上总有,当0<a≤时,|
F(k)-n|≤4.
解析
解:(1)∵g(x)=loga(1-)=loga
,
∴loga=loga
,
关于x的方程loga=g(x)在区间[2,6]上有实数解
⇔t=(x-1)2(7-x)区间[2,6]上有实数解,
令h(x)=(x-1)2(7-x),h′(x)=2(x-1)(7-x)-(x-1)2=(x-1)(15-3x),
令h′(x)=0,则x=1(舍去)或x=5.在x=5处导数左正右负,
故x=5时取极大值,也为最大值32,
当x=2时,取最小值且为5.故t的取值范围是[5,32];
(2)g(2)+g(3)+…+g(n)=ln()=-ln
,
令u(z)=-lnz-=-2lnz+z-
,u′(z)=-
+1+
=(1-
)2≥0,
∴u(z)在(0,+∞)递增,
∵>1,∴u(
)>u(1)=0,
即有ln>
,
故g(2)+g(3)+…+g(n)>.
(3)设a=,则p≥1,1<F(1)=
=1+
≤3.
当a=1,|F(1)-1|=≤2<4,
当n≥2时,设k≥2,k∈N*,
F(k)==1+
=1+
∴1<F(k)≤1+=1+
=1+
,
从而u-1≤F(k)≤n-1+
-
=n+1-
<n+1.
∴a<F(k)<F(1)+n+1≤n+4.
综上总有,当0<a≤时,|
F(k)-n|≤4.
关于x的不等式|x-1|-|x-2|≤a2+a-3的解集是空集,则a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:设f(x)=|x-1|-|x-2|
当x<1时,f(x)=-(x-1)+(x-2)=-1,
当x>2,f(x)=(x-1)-(x-2)=1,
当1≤x≤2,f(x)=(x-1)+(x-2)=2x-3,故此时有-1≤f(x)=2x-3≤1.
综上所述f(x)=|x-1|-|x-2|的最小值为-1,
要使得关于x的不等式|x-1|-|x-2|≤a2+a+1的解集是空集,
只要使得a2+a+1的最小值小于f(x)=|x-1|-|x-2|的最小值即可.
即a2+a-3≤-1,a2+a-2≤0解得-2≤a≤1,
故答案选择C.
已知p:|1-|≤2,q:x2-2x+1-m2≤0(m>0),若¬p是¬q的充分而不必要条件,求实数m的取值范围.
正确答案
解:由x2-2x+1-m2≤0(m>0)得 1-m≤x≤1+m
故¬q:A={x|x<1-m或x>1+m,m>0}
由 ,得-2≤x≤10
故¬p:B={x|x<-2或x>10}
∵¬p是¬q的充分而不必要条件
∴解得 0<m≤3
∴实数m的取值范围 0<m≤3
解析
解:由x2-2x+1-m2≤0(m>0)得 1-m≤x≤1+m
故¬q:A={x|x<1-m或x>1+m,m>0}
由 ,得-2≤x≤10
故¬p:B={x|x<-2或x>10}
∵¬p是¬q的充分而不必要条件
∴解得 0<m≤3
∴实数m的取值范围 0<m≤3
已知a,b,c∈R*,证明:
(1)(a+b+c)(a2+b2+c2)≤3(a3+b3+c3);
(2)+
+
≥
.
正确答案
证明:(Ⅰ)右边-左边,得3(a3+b3+c3)-(a+b+c)(a2+b2+c2)
=2(a3+b3+c3)-a(b2+c2)-b(a2+c2)-c(a2+b2).
∵a,b∈R*,∴a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)2(a+b)≥0.
∴a3+b3≥a2b+ab2,
同理,b3+c3≥b2c+bc2,a3+c3≥a2c+ac2,
以上三式相加得=2(a3+b3+c3)≥a2b+ab2+b2c+bc2+a2c+ac,
∴2(a3+b3+c3)-a(b2+c2)-b(a2+c2)-c(a2+b2)≥0,
∴(a+b+c)(a2+b2+c2)≤3(a3+b3+c3).
(Ⅱ)∵a,b,c∈R*,∴a+b>0,b+c>0,c+a>0,
由柯西不等式得)[(a+b)+(b+c)+(c+a)]
≥2=9,
即2(a+b+c)(+
+
)≥9,
∴2(+
+
)≥3,故
+
+
≥
,
当且仅当a=b=c时,不等式取等号.
解析
证明:(Ⅰ)右边-左边,得3(a3+b3+c3)-(a+b+c)(a2+b2+c2)
=2(a3+b3+c3)-a(b2+c2)-b(a2+c2)-c(a2+b2).
∵a,b∈R*,∴a3+b3-a2b-ab2=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)2(a+b)≥0.
∴a3+b3≥a2b+ab2,
同理,b3+c3≥b2c+bc2,a3+c3≥a2c+ac2,
以上三式相加得=2(a3+b3+c3)≥a2b+ab2+b2c+bc2+a2c+ac,
∴2(a3+b3+c3)-a(b2+c2)-b(a2+c2)-c(a2+b2)≥0,
∴(a+b+c)(a2+b2+c2)≤3(a3+b3+c3).
(Ⅱ)∵a,b,c∈R*,∴a+b>0,b+c>0,c+a>0,
由柯西不等式得)[(a+b)+(b+c)+(c+a)]
≥2=9,
即2(a+b+c)(+
+
)≥9,
∴2(+
+
)≥3,故
+
+
≥
,
当且仅当a=b=c时,不等式取等号.
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