- 比较法
- 共468题
(1)用综合法证明:a2+b2+c2≥ab+bc+ca,(a,b,c∈R+);
(2)用分析法证明:若a,b,m∈R+,且b<a,则.
正确答案
(1)证明:∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,
相加可得 2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca),
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca,(当且仅当a=b=c时,取等号).
(2)证明:∵a,b,m∈R+,且b<a,要证,只要证 b(a+m)<a(b+m),
只要证bm<am,即证 b<a.
而b<a为已知条件,故要证的不等式成立.
解析
(1)证明:∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,
相加可得 2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca),
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca,(当且仅当a=b=c时,取等号).
(2)证明:∵a,b,m∈R+,且b<a,要证,只要证 b(a+m)<a(b+m),
只要证bm<am,即证 b<a.
而b<a为已知条件,故要证的不等式成立.
如图所示的两个同心圆盘均被n等分(n∈N*,n≥2),在相重叠的扇形格中依次同时填上1,2,3,…,n,内圆盘可绕圆心旋转,每次可旋转一个扇形格,格中数之积的和为此位置的“旋转和”.
(Ⅰ)求2个不同位置的“旋转和”的和;当内圆盘旋转到某一位置时,定义所有重叠扇形;
(Ⅱ)当n为偶数时,求n个不同位置的“旋转和”的最小值;
(Ⅲ)设n=4m(m∈N*),在如图所示的初始位置将任意而对重叠的扇形格中的两数均改写为0,证明:当m≤4时,通过旋转,总存在一个位置,任意重叠的扇形格中两数不同时为0.
正确答案
(Ⅰ)解:由于内盘中的任一数都会和外盘中的每个作积,故n个不同位置的“旋转和”的和为1×(1+2+…+n)+2×(1+2+…+n)+…+n×(1+2+…+n)=; …(3分)
(Ⅱ)解:设内盘中的1和外盘中的k同扇形格时的“旋转和”为ak
则ak+1=1×(k+1)+2×(k+2)+…+(n-k)×n+(n-k+1)×1+…+n×kak
=1×k+2×(k+1)+…+(n-k)×(n-1)+(n-k+1)×n+…+n×(k-1)ak+1-ak
=1+2+…+(n-k)+(1-n)(n-k+1)+(n-k+2)+…+n
=…(5分)
所以当时,ak+1<ak,当
时,ak+1>ak,所以
时,
最小
最小值=
=
;…(8分)
(Ⅲ)证明:将图中所有非0数改写为1,现假设任意位置,总存在一个重叠的扇形格中两数同时为0,则此位置的“旋转和”必大于或等于2m+1,初始位置外的4m-1个位置的“旋转和”的和为(3m)2-3m,
则有(3m)2-3m≥(2m+1)(4m-1),即,
这与m≤4矛盾,故命题得证.…(12分)
解析
(Ⅰ)解:由于内盘中的任一数都会和外盘中的每个作积,故n个不同位置的“旋转和”的和为1×(1+2+…+n)+2×(1+2+…+n)+…+n×(1+2+…+n)=; …(3分)
(Ⅱ)解:设内盘中的1和外盘中的k同扇形格时的“旋转和”为ak
则ak+1=1×(k+1)+2×(k+2)+…+(n-k)×n+(n-k+1)×1+…+n×kak
=1×k+2×(k+1)+…+(n-k)×(n-1)+(n-k+1)×n+…+n×(k-1)ak+1-ak
=1+2+…+(n-k)+(1-n)(n-k+1)+(n-k+2)+…+n
=…(5分)
所以当时,ak+1<ak,当
时,ak+1>ak,所以
时,
最小
最小值=
=
;…(8分)
(Ⅲ)证明:将图中所有非0数改写为1,现假设任意位置,总存在一个重叠的扇形格中两数同时为0,则此位置的“旋转和”必大于或等于2m+1,初始位置外的4m-1个位置的“旋转和”的和为(3m)2-3m,
则有(3m)2-3m≥(2m+1)(4m-1),即,
这与m≤4矛盾,故命题得证.…(12分)
已知a,b,m∈R+,并且a<b,用分析法证明:>
.
正确答案
证明:∵a,b,m∈R+,∴b,b+m∈R+
要证
只需证b(a+m)>a(b+m)…(5分)
只需证ba+bm>ab+am
只需证bm>am
又m∈R+∴只需证b>a…(11分)
由题设可知b>a显然成立,所以得证 …(13分)
解析
证明:∵a,b,m∈R+,∴b,b+m∈R+
要证
只需证b(a+m)>a(b+m)…(5分)
只需证ba+bm>ab+am
只需证bm>am
又m∈R+∴只需证b>a…(11分)
由题设可知b>a显然成立,所以得证 …(13分)
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.
(理科)已知二次函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的定义域为[-1,1],且|f(x)|的最大值为M.
(Ⅰ)试证明|1+b|≤M;
(Ⅱ)试证明;
(Ⅲ)当时,试求出f(x)的解析式.
正确答案
(Ⅰ)证明:∵M≥|f(-1)|=|1-a+b|,M≥|f(1)|=|1+a+b|
∴2M≥|1-a+b|+|1+a+b|≥|(1-a+b)+(1+a+b)|=2|1+b|
∴M≥|1+b|
(Ⅱ)证明:依题意,M≥|f(-1)|,M≥|f(0)|,M≥|f(1)|
又|f(-1)|=|1-a+b|,|f(1)|=|1+a+b|,|f(0)|=|b|
∴4M≥|f(-1)|+|f(0)|+|f(1)|=|1-a+b|+2|b|+|1+a+b|≥|(1-a+b)-2b+(1+a+b)|=2
∴
(Ⅲ)解:依时,
,
①同理
②
③
②+③得:④由①、④得:
.
当时,分别代入②、③得:
,因此
.
解析
(Ⅰ)证明:∵M≥|f(-1)|=|1-a+b|,M≥|f(1)|=|1+a+b|
∴2M≥|1-a+b|+|1+a+b|≥|(1-a+b)+(1+a+b)|=2|1+b|
∴M≥|1+b|
(Ⅱ)证明:依题意,M≥|f(-1)|,M≥|f(0)|,M≥|f(1)|
又|f(-1)|=|1-a+b|,|f(1)|=|1+a+b|,|f(0)|=|b|
∴4M≥|f(-1)|+|f(0)|+|f(1)|=|1-a+b|+2|b|+|1+a+b|≥|(1-a+b)-2b+(1+a+b)|=2
∴
(Ⅲ)解:依时,
,
①同理
②
③
②+③得:④由①、④得:
.
当时,分别代入②、③得:
,因此
.
已知x,y,z均为正数,且x+y+z=1,求证:+
+
≥1.
正确答案
证明:由于y2z2+x2z2≥2xyz2,
x2z2+x2y2≥2x2yz,
y2z2+x2y2≥2xy2z,
相加可得,y2z2+x2z2+x2y2≥xyz2+x2yz+xy2z,
由于x,y,z均为正数,且x+y+z=1,
则有xyz2+x2yz+xy2z=xyz(x+y+z)=xyz,
即有y2z2+x2z2+x2y2≥xyz,
则有+
+
≥1.
解析
证明:由于y2z2+x2z2≥2xyz2,
x2z2+x2y2≥2x2yz,
y2z2+x2y2≥2xy2z,
相加可得,y2z2+x2z2+x2y2≥xyz2+x2yz+xy2z,
由于x,y,z均为正数,且x+y+z=1,
则有xyz2+x2yz+xy2z=xyz(x+y+z)=xyz,
即有y2z2+x2z2+x2y2≥xyz,
则有+
+
≥1.
已知f(x)=,p,q>0,且p+q=1,求证:pf(x1)+qf(x2)≤f(px1+qx2).
正确答案
证明:若证pf(x1)+qf(x2)≤f(px1+qx2),
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,上式显然成立,
所以原不等式成立.
解析
证明:若证pf(x1)+qf(x2)≤f(px1+qx2),
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,
只需证,上式显然成立,
所以原不等式成立.
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.
扫码查看完整答案与解析