- 比较法
- 共468题
(Ⅰ)已知a>0,b>0,c>0,求证:a(b2+c2)+b(a2+c2)+c(a2+b2)≥6abc
(Ⅱ)求证:-
<
-2.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵a2+b2≥2ab,c>0
∴c(a2+b2)≥2abc,
同理可得:b(a2+c2)≥2abc;
a(b2+c2)≥2abc.
上面三个不等式相加可得:a(b2+c2)+b(a2+c2)+c(a2+b2)≥6abc.
原命题得证.
(Ⅱ)要证:-
<
-2.
即证:+2<
+
,
只须证:11+2 <11+2
转化为证:<
而上式恒成立.
所以原命题得证.
先阅读下列不等式的证法:
已知a1,a2∈R,a12+a22=1,求证:|a1+a2|≤.
证明:构造函数f(x)=(x-a1)2+(x-a2)2,则f(x)=2x2-2(a1+a2)x+1,因为对一切x∈R,恒有f(x)≥0,所以△=4(a1+a2)2-8≤0,故得|a1+a2|≤.
再解决下列问题:
(1)若a1,a2,a3∈R,a12+a22+a32=1,求证|a1+a2+a3|≤;
(2)试将上述命题推广到n个实数,并证明你的结论.
正确答案
(1)证明:构造函数f(x)=(x-a1)2+(x-a2)2+(x-a3)2(2分)
则f(x)=3x2-2(a1+a2+a3)x+a12+a22+a32=3x2-2(a1+a2+a3)x+1(2分)
因为对一切x∈R,恒有f(x)≥0,所以△=4(a1+a2+a3)2-12≤0,
故得|a1+a2+a3|≤. (2分)
(2)推广:若a1,a2,…,an∈R,a12+a22+…+an2=1,则|a1+a2+…+an|≤. (2分)
证明:构造函数f(x)=(x-a1)2+(x-a2)2+…+(x-an)2,
则f(x)=nx2-2(a1+a2+…+an)x+a12+a22+…+an2=nx2-2(a1+a2+…+an)x+1.
因为对一切x∈R,恒有f(x)≥0,所以△=4(a1+a2+…+an)2-4n≤0,
故得|a1+a2+…+an|≤. (2分)
已知函数f(x)=+
(m>0).若f(x)≥lnx+m-1在[1,+∞)上恒成立,
(1)求m取值范围;
(2)证明:2ln2+3ln3+…+nlnn≤(n∈N*).
正确答案
(1)由题意,令g(x)=lnx--
+m-1≤0在x∈[1,+∞)上恒成立
g′(x)=-
+
=
…4分
当-1<-1≤1时,即m≥1时g′(x)≤0在[1,+∞)恒成立,∴g(x)在其上递减.
∵gmax=g(1)≤0
∴原式成立.
当-1>1,即0<m<1时,∵g(1)=0,gmax=g(
-1)>g(1)=0
∴不能恒成立.
综上:m≥1…9分
(2)证明:取m=1,则lnx≤(x-
),∴xlnx≤
令x=n,∴nlnn≤
∴2ln2+3ln3+…+nlnn≤[22+32+..+n2+1-n]
∵12+22+…+n2=
∴2ln2+3ln3+…+nlnn≤,原不等式成立…12分
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,
即>
.
(1)a,b,c∈R,求证:a2+b2+c2≥ab+bc+ca(综合法证明)
(2)求证:-
<
-
(分析法证明)
正确答案
(1)由于2(a2+b2+c2 )-2(ab+bc+ca)=(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0,
∴2( a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca),
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca.
(2)要证:-
<
-
,只要证
+
<
+
,
只要证 (
2
+
7
)2<(
3
+
6
)2,
即证 9+2<9+2
,即证 2
<2
,
即证 14<18.
而14<18显然成立,
故要证的不等式成立.
已知a、b是正实数,证明+
≤2
.
正确答案
证明:要证 +
≤2
,
只需证 (+
)2≤(2
)2,
即证 a+2+b≤2(a+b),
即证 a-2+b≥0,
只需证 (a-b)2≥0,这是显然成立的.
所以,原命题得证.
设x,y,z∈R+,求证:+
+
≥x+y+z.
正确答案
证明:∵x,y,z∈R+,
∴由基本不等式可得 +
≥ 2x①,
+
≥ 2y ②,
+
≥ 2z③.
把 ①②③相加可得
+
+
+ x + y + z≥2x+2y+2z,∴
+
+
≥ x + y + z成立.
(1)用反证法证明:在一个三角形中,至少有一个内角大于或等于60°.
(2)已知n≥0,试用分析法证明:-
<
-
.
正确答案
证明:(1)假设在一个三角形中,没有一个内角大于或等于60°,即均小于60°,(2分)
则三内角和小于180°,与三角形中三内角和等于180°矛盾,故假设不成立.原命题成立.(6分)
(2)要证上式成立,需证+
<2
(8分)
需证(+
)2<(2
)2
需证n+1>(10分)
需证(n+1)2>n2+2n
需证n2+2n+1>n2+2n,(12分)
只需证1>0
因为1>0显然成立,所以原命题成立.(14分)
已知f(n)=1++
+…+
,n∈n*,求证:
(1)当m<n(m∈N*)时,f(n)-f(m)>;
(2)当n>1时,f(2n)>;
(3)对于任意给定的正数M,总能找到一个正整数N0,使得当n>N0时,有f(n)>M.
正确答案
证明:(1)当m<n时,
f(n)-f(m)=+
+…+
≥
+
+…+
=
.
(2)当n>1时,
f(2n)=1++
+…+
=1+
+(
+
)+…+(
+
+…+
)>1+
+
+…+
=1+
=
;
(3)∵f(n+1)-f(n)=>0,
∴f(n)在N*上单调递增.
由(2)可知,当n>1时,f(2n)>1+>
.对任意给定的正数M,设M0是比M大的最小正整数,
取N0=22 M0,则当n>N0时,f(n)>f(N0)=f(22 M0)>=M0>M.
求证:若三棱锥的顶点到底面的射影是底面三角形的垂心,则底面三角形的任一顶点到所对侧面的射影也必是此三角形的垂心.
正确答案
已知:如图,在三棱锥P-ABC中,PO⊥平面ABC,O为△ABC的垂心.
求证:A在平面PBC内的射影,是△PBC的垂心.
证明:连AO交BC于D,∵PO⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴PO⊥BC
∵O为△ABC的垂心,∴BC⊥AO
∵PO∩AO=O,∴BC⊥平面PAD,从而BC⊥PA,
同理,AB⊥PC.
由于BC⊥平面PAD,所以平面PBC⊥平面PAD,作AH⊥PD于H,则AH⊥平面PBC
所以BH是AB在平面PBC内的射影,
由于AB⊥PC,由三垂线定理得,BH⊥PC.
又BC⊥PD,∴H是△PBC的垂心.
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