- 比较法
- 共468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.
(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>
,
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>
,
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.
(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).
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),
∴.
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.
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=
=
..
已知a∈R,b∈R,求证:a2+b2≥2(3a+b-5)(要求指明等号成立的条件).
正确答案
证明:a2+b2-2(3a+b-5)
=(a2-6a+9)+(b2-2b+1)
=(a-3)2+(b-1)2,
由(a-3)2≥0,(b-1)2≥0,
可得a2+b2-2(3a+b-5)≥0,
即为a2+b2≥2(3a+b-5),
当且仅当a=3,b=1,取得等号.
解析
证明:a2+b2-2(3a+b-5)
=(a2-6a+9)+(b2-2b+1)
=(a-3)2+(b-1)2,
由(a-3)2≥0,(b-1)2≥0,
可得a2+b2-2(3a+b-5)≥0,
即为a2+b2≥2(3a+b-5),
当且仅当a=3,b=1,取得等号.
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.
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