高中不等式教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-01高三數(shù)學(xué)不等式的證明教案15。
6.3不等式的證明I
一、明確復(fù)習(xí)目標(biāo)
1.理解不等式的性質(zhì)和證明;
2.掌握分析法、綜合法、比較法證明簡(jiǎn)單的不等式。
二.建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
1.比較法證明不等式是最基本的方法也是最常用的方法。比較法的兩種形式:
(1)比差法:步驟是:①作差;②分解因式或配方;③判斷差式符號(hào);
(2)比商法:要證ab且b0,只須證1。
說(shuō)明:①作差比較法證明不等式時(shí),通常是進(jìn)行通分、因式分解或配方,利用各因式的符號(hào)或非負(fù)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行判斷;
②證冪、乘積的不等式時(shí)常用比商法,證對(duì)數(shù)不等式時(shí)常用比差法。運(yùn)用比商法時(shí)必須確定兩式的符號(hào);
2.綜合法:利用某些已經(jīng)證明過(guò)的不等式(如均值不等式,常用不等式,函數(shù)單調(diào)性)作為基礎(chǔ),再運(yùn)用不等式的性質(zhì)推導(dǎo)出所要證的不等式的方法。
3.分析法:從求證的不等式出發(fā),分析使這個(gè)不等式成立的充分條件,把證明這個(gè)不等式的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為這些條件是否具備的問(wèn)題,如果能夠肯定這些條件都已具備,那么就可以判定所證的不等式成立。這種證明方法叫做分析法。要注意書寫的格式,綜合法是分析法的逆過(guò)程
4.對(duì)較復(fù)雜的不等式先用分析法探求證明途徑,再用綜合法,或比較法加以證明。
5.要掌握證明不等式的常用方法,此外還要記住一些常用不等式的形式特點(diǎn),運(yùn)用條件,等號(hào)、不等號(hào)成立的條件等。
三、雙基題目練練手
1.設(shè)0<x<1,則a=x,b=1+x,c=中最大的一個(gè)是()
A.aB.bC.cD.不能確定
2.(2005春上海)若a、b、c是常數(shù),則“a>0且b2-4ac<0”是“對(duì)任意x∈R,有ax2+bx+c>0”的()
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
3.設(shè)(0,+∞),則三個(gè)數(shù),,的值()
A.都大于2B.都小于2
C.至少有一個(gè)不大于2D.至少有一個(gè)不小于2
4.對(duì)于滿足0≤≤4的實(shí)數(shù),使恒成立的的取值范圍是.
5.若a、b∈R,有下列不等式:①a2+3>2a;②a2+b2≥2(a-b-1);③a5+b5>a3b2+a2b3;④a+≥2.其中一定成立的是__________.
6.船在流水中在甲地和乙地間來(lái)回行駛一次的平均速度v1,在靜水中的速度v2,則v1與v2的大小關(guān)系為____________.
◆簡(jiǎn)答:1-3.CAD;4.;5.①②;
6.設(shè)甲、乙距離為s,水流速度為v(v2>v>0),則船在流水中在甲乙間來(lái)回行駛一次的時(shí)間t=+=,平均速度v1==.
∵v1-v2=-v2=-<0,
∴v1<v2.答案:v1<v2
四、經(jīng)典例題做一做
【例1】(1)已知a,b∈R,求證:a2+b2+1ab+a
(2)設(shè)求證
證明:(1)p=a2+b2+1-ab-a
=
=
顯然p0∴得證
(2)證法一:左邊-右邊=
=
==∴原不等式成立。
證法二:左邊0,右邊0。
∴原不等式成立。
◆提煉方法:比較法.作差(或商)、變形、判斷三個(gè)步驟。變形的主要手段是通分、因式分解或配方。在變形過(guò)程中,也可以利用基本不等式放縮,如證法二。
【例2】已知a+b+c=0,求證:ab+bc+ca≤0.
證明法一:(綜合法)∵a+b+c=0,
∴(a+b+c)2=0.
展開得ab+bc+ca=-,
∴ab+bc+ca≤0.
法二:(分析法)要證ab+bc+ca≤0,
∵a+b+c=0,
故只需證ab+bc+ca≤(a+b+c)2,
即證a2+b2+c2+ab+bc+ca≥0,
亦即證[(a+b)2+(b+c)2+(c+a)2]≥0.
而這是顯然的,由于以上相應(yīng)各步均可逆,
∴原不等式成立.
證法三:∵a+b+c=0,∴-c=a+b.
∴ab+bc+ca=ab+(b+a)c=ab-(a+b)2
=-a2-b2-ab=-[(a+)2+]≤0.
∴ab+bc+ca≤0.
【例3】已知的三邊長(zhǎng)為且為正數(shù).求證:
證明一:分析法:要證
只需證
①
∵在ΔABC中,
∴①式成立,從而原不等式成立.
證明二:比較法:
證明二:因?yàn)闉榈娜呴L(zhǎng),所以
【例4】設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的兩根x1、x2滿足1<x1<x2<.
(1)當(dāng)x∈(0,x1)時(shí),證明x<f(x)<x1;
(2)設(shè)函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=x0對(duì)稱,求證x0<.
證明:(1)令F(x)=f(x)-x,
∵x1、x2是方程f(x)-x=0的根,
∴F(x)=a(x-x1)(x-x2).
當(dāng)x∈(0,x1)時(shí),由于x1<x2,
∴(x-x1)(x-x2)>0.
又a>0,得F(x)=a(x-x1)(x-x2)>0,
即x<f(x).
又x1-f(x)=x1-[x+F(x)]=x1-x+a(x1-x)(x-x2)=(x1-x)[1+a(x-x2)],
∵0<x<x1<x2<,x1-x>0,
1+a(x-x2)=1+ax-ax2>1-ax2>0,
∴x1-f(x)>0,即f(x)<x1.
綜上,可知x<f(x)<x1.
(2)法1:f(x)=a(x-x1)(x-x2)+x=ax2-a(x1+x2-)x+ax1x2
對(duì)稱軸為x=x0=-=,()
法2:由題意知x0=-.
∵x1、x2是方程f(x)-x=0的根,
即x1、x2是方程ax2+(b-1)x+c=0的根,
∴x1+x2=-.
∴x0=-==.
又∵ax2<1,∴x0<=.
題目點(diǎn)評(píng):函數(shù)或數(shù)列中的不等式,是高考中的一大類題目,應(yīng)予以特別的關(guān)注,體會(huì)方法,積累經(jīng)驗(yàn).
【研討.欣賞】已知a>1,m>0,求證:loga(a+m)>loga+m(a+2m).
證法1:
取對(duì)數(shù)得:lg(a+m)-lgalg(a+2m)-lg(a+m)>0①
又lgalog(a+m)即②
①×②得:
即loga(a+m)>loga+m(a+2m)
(常見形式logn(n+1)log(n+1)(n+2))
法2:loga(a+m)-log(a+m)(a+2m)
=-
=
∵a>1,m>0,
∴l(xiāng)ga>0,lg(a+2m)>0,且lga≠lg(a+2m).
∴l(xiāng)galg(a+2m)<[()]2
=[]2<[]2=lg2(a+m).
∴>0.
∴l(xiāng)oga(a+m)>log(a+λ)(a+2m).
提煉方法:1.綜合法,為什么想到用“”——感覺式子的結(jié)構(gòu)特征;
2.比較法.把對(duì)數(shù)的積用均值不等式化為對(duì)數(shù)的和是一步關(guān)鍵的決擇.
五.提煉總結(jié)以為師
1.比較法是一種最重要的、常用的基本方法,其應(yīng)用非常廣泛,一定要熟練掌握.
步驟是:作差→變形(分解因式或配方)→判斷符號(hào).
對(duì)于積或冪的式子可以作商比較,作商比較必須弄清兩式的符號(hào).
2.對(duì)較復(fù)雜的不等式需要用分析法,分析使不等式成立的充分條件,再證這個(gè)條件(不等式)成立.
3.綜合法是最簡(jiǎn)捷明快的方法,常需用分析法打前站,用分析法找路,綜合法寫出.有時(shí)也需要幾種方法綜合運(yùn)用.
4.要熟練掌握均值不等式、四種平均值之間的關(guān)系,記住一些常用的不等式,記住它們的形式特點(diǎn)、證明方法和內(nèi)在聯(lián)系。
同步練習(xí)6.3不等式的證明I
【選擇題】
1.設(shè)x>0,y>0,且xy-(x+y)=1,則()
A.x+y≤2+2B.x+y≥2+2
C.x+y≤(+1)2D.x+y≥(+1)2
2.若0ab且a+b=1,則四個(gè)數(shù),b,2ab,a2+b2中最大的是()
A.B、bC、2abD、a2+b2
3.已知x0,f(x)=,則
A、f(x)≤2B、f(x)≥10C、f(x)≥6D、f(x)≤3
4.已知,(a2),則A
A、pqB、pqC、p≥qD、p≤q
【填空題】
5.要使不等式≤對(duì)所有正數(shù)x,y都成立,則k的最小值是_____
6.給出下列不等式,其中正確不等式的序號(hào)是_______
;
,
◆練習(xí)簡(jiǎn)答:1-4.BBCA;5.;6.(2)(3)
【解答題】
7.(1)已知a、b、x、y∈R+且>,x>y.求證:>
(2)若a>0,b>0,a3+b3=2.求證a+b≤2,ab≤1.
證明(1)法一.(作差比較法)
∵-=,
又>且a、b∈R+,
∴b>a>0.又x>y>0,∴bx>ay.
∴>0,即>.
證法二:(分析法)
∵x、y、a、b∈R+,∴要證>,
只需證明x(y+b)>y(x+a),即證xb>ya.
而由>>0,∴b>a>0.又x>y>0,
知xb>ya顯然成立.故原不等式成立.
(2)(作差比較法)
因?yàn)閍>0,b>0,a3+b3=2,所以
(a+b)3-23=a3+b3+3a2b+3ab2-8=3a2b+3ab2-6
=3[ab(a+b)-2]=3[ab(a+b)-(a3+b3)]=-3(a+b)(a-b)2≤0,
即(a+b)3≤23.
又a+b0,∴a+b≤2.又∵∴ab≤1.
8.己知都是正數(shù),且成等比數(shù)列,
求證:
證明:
成等比數(shù)列,
都是正數(shù),
9.設(shè)x0,y0且x≠y,求證
證明:由x0,y0且x≠y,要證明
只需即
只需
由條件,顯然成立.∴原不等式成立
10.求證:在非Rt△ABC中,若a>b,ha、hb分別表示a、b邊上的高,則必有a+ha>b+hb.
證明:設(shè)S表示△ABC的面積,則
S=aha=bhb=absinC.
∴ha=bsinC,hb=asinC.
∴(a+ha)-(b+hb)=a+bsinC-b-asinC
=(a-b)(1-sinC).
∵C≠,∴1-sinC>0.
∴(a-b)(1-sinC)>0.
∴a+ha>b+hb.
【探索題】已知x,y,z∈(0,1)且x+y+z=2,記u=xy+yz+zx,求證:
證明:3u=xy+yz+zx+2xy+2yz+2zx
==4,故。又
三式相加得
,兩邊加上得
∴u1,原不等式得證。
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不等式證明
題目第六章不等式不等式的證明
高考要求
1.通過(guò)復(fù)習(xí)不等式的性質(zhì)及常用的證明方法(比較法、分析法、綜合法、數(shù)學(xué)歸納法等),使學(xué)生較靈活的運(yùn)用常規(guī)方法(即通性通法)證明不等式的有關(guān)問(wèn)題;
2.掌握用“分析法”證明不等式;理解反證法、換元法、判別式法、放縮法證明不等式的步驟及應(yīng)用范圍
3.搞清分析法證題的理論依據(jù),掌握分析法的證題格式和要求搞清各種證明方法的理論依據(jù)和具體證明方法和步驟
4通過(guò)證明不等式的過(guò)程,培養(yǎng)自覺運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、函數(shù)等基本數(shù)學(xué)思想方法證明不等式的能力;能較靈活的應(yīng)用不等式的基本知識(shí)、基本方法,解決有關(guān)不等式的問(wèn)題
知識(shí)點(diǎn)歸納
不等式的證明方法
(1)比較法:作差比較:
作差比較的步驟:
①作差:對(duì)要比較大小的兩個(gè)數(shù)(或式)作差
②變形:對(duì)差進(jìn)行因式分解或配方成幾個(gè)數(shù)(或式)的完全平方和
③判斷差的符號(hào):結(jié)合變形的結(jié)果及題設(shè)條件判斷差的符號(hào)
注意:若兩個(gè)正數(shù)作差比較有困難,可以通過(guò)它們的平方差來(lái)比較大小
(2)綜合法:由因?qū)Ч?br>
(3)分析法:執(zhí)果索因基本步驟:要證……只需證……,只需證……
①“分析法”證題的理論依據(jù):尋找結(jié)論成立的充分條件或者是充要條件
②“分析法”證題是一個(gè)非常好的方法,但是書寫不是太方便,所以我們可以利用分析法尋找證題的途徑,然后用“綜合法”進(jìn)行表達(dá)
(4)反證法:正難則反
(5)放縮法:將不等式一側(cè)適當(dāng)?shù)姆糯蠡蚩s小以達(dá)證題目的
放縮法的方法有:
①添加或舍去一些項(xiàng),如:;;
②將分子或分母放大(或縮?。?br>
③利用基本不等式,
如:;
④利用常用結(jié)論:
Ⅰ、;
Ⅱ、;(程度大)
Ⅲ、;(程度小)
(6)換元法:換元的目的就是減少不等式中變量,以使問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),常用的換元有三角換元和代數(shù)換元如:
已知,可設(shè);
已知,可設(shè)();
已知,可設(shè);
已知,可設(shè);
(7)構(gòu)造法:通過(guò)構(gòu)造函數(shù)、方程、數(shù)列、向量或不等式來(lái)證明不等式;
證明不等式的方法靈活多樣,但比較法、綜合法、分析法和數(shù)學(xué)歸納法仍是證明不等式的最基本方法.要依據(jù)題設(shè)、題斷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法,要熟悉各種證法中的推理思維,并掌握相應(yīng)的步驟,技巧和語(yǔ)言特點(diǎn).
數(shù)學(xué)歸納法法證明不等式將在數(shù)學(xué)歸納法中專門研究
題型講解
例1若水杯中的b克糖水里含有a克糖,假如再添上m克糖,糖水會(huì)變得更甜,試將這一事實(shí)用數(shù)學(xué)關(guān)系式反映出來(lái),并證明之
分析:本例反映的事實(shí)質(zhì)上是化學(xué)問(wèn)題,由濃度概念(糖水加糖甜更甜)可知
解:由題意得
證法一:(比較法)
,,
證法二:(放縮法)
,
證法三:(數(shù)形結(jié)合法)如圖,在RtABC及RtADF中,
AB=a,AC=b,BD=m,作CE∥BD
,
例2已知a,b∈R,且a+b=1
求證:
證法一:(比較法)
即(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào))
證法二:(分析法)
因?yàn)轱@然成立,所以原不等式成立
點(diǎn)評(píng):分析法是基本的數(shù)學(xué)方法,使用時(shí),要保證“后一步”是“前一步”的充分條件
證法三:(綜合法)由上分析法逆推獲證(略)
證法四:(反證法)假設(shè),
則
由a+b=1,得,于是有
所以,
這與矛盾
所以
證法五:(放縮法)∵
∴左邊=
=右邊
點(diǎn)評(píng):根據(jù)欲證不等式左邊是平方和及a+b=1這個(gè)特點(diǎn),選用基本不等式
證法六:(均值換元法)∵,
所以可設(shè),,
∴左邊=
=右邊
當(dāng)且僅當(dāng)t=0時(shí),等號(hào)成立
點(diǎn)評(píng):形如a+b=1結(jié)構(gòu)式的條件,一般可以采用均值換元
證法七:(利用一元二次方程根的判別式法)
設(shè)y=(a+2)2+(b+2)2,
由a+b=1,有,
所以,
因?yàn)?,所以,?br>
故
例3設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足y+x2=0,0a1求證:
證明:(分析法)要證,
,只要證:,
又,
只需證:
∴只需證,
即證,此式顯然成立
∴原不等式成立
例4設(shè)m等于,和1中最大的一個(gè),當(dāng)時(shí),求證:
分析:本題的關(guān)鍵是將題設(shè)條件中的文字語(yǔ)言“m等于,和1中最大的一個(gè)”翻譯為符號(hào)語(yǔ)言“,,”,從而知
證明:(綜合法),
例5已知
的單調(diào)區(qū)間;
(2)求證:
(3)若求證:
解:(1)對(duì)已知函數(shù)進(jìn)行降次分項(xiàng)變形,得,
(2)∵
∴
而
⑶
∴
點(diǎn)評(píng):函數(shù)與不等式證明的綜合題在高考中常考常新,是既考知識(shí)又考能力的好題型,在高考備考中有較高的訓(xùn)練價(jià)值
小結(jié):
1.掌握好不等式的證明,不等式的證明內(nèi)容甚廣,證明不但用到不等式的性質(zhì),不等式證明的技能、技巧,還要注意到橫向結(jié)合內(nèi)容的方方面面如與數(shù)列的結(jié)合,與“二次曲線”的結(jié)合,與“三角函數(shù)”的結(jié)合,與“一元二次方程,一元二次不等式、二次函數(shù)”這“三個(gè)二次”間的互相聯(lián)系、互相滲透和互相制約,這些也是近年命題的重點(diǎn)
2在不等式證明中還要注意數(shù)學(xué)方法,如比較法(包括比差和比商)、分析法、綜合法、反證法、數(shù)學(xué)歸納法等,還要注意一些數(shù)學(xué)技巧,如數(shù)形結(jié)合、放縮、分類討論等
3比較法是證明不等式最常用最基本的方法當(dāng)欲證的不等式兩端是多項(xiàng)式或分式時(shí),常用差值比較法當(dāng)欲證的不等式兩端是乘積的形式或冪指不等式時(shí)常用商值比較法,即欲證
4基本思想、基本方法:
⑴用分析法和綜合法證明不等式常要用等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想的換元的基本方法
⑵用分析法探索證明的途徑,然后用綜合法的形式寫出證明過(guò)程,這是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的一種重要的數(shù)學(xué)思想方法
⑶“分析法”證明不等式就是“執(zhí)果索因”,從所證的不等式出發(fā),不斷利用充分條件或者充要條件替換前面的不等式,直至找到顯然成立的不等式,書寫方法習(xí)慣上用“”來(lái)表達(dá)分析法是數(shù)學(xué)解題的兩個(gè)重要策略原則的具體運(yùn)用,兩個(gè)重要策略原則是:
正難則反原則:若從正面考慮問(wèn)題比較難入手時(shí),則可考慮從相反方向去探索解決問(wèn)題的方法,即我們常說(shuō)的逆向思維,由結(jié)論向條件追溯
簡(jiǎn)單化原則:尋求解題思路與途徑,常把較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,在證明較復(fù)雜的不等式時(shí),可以考慮將這個(gè)不等式不斷地進(jìn)行變換轉(zhuǎn)化,得到一個(gè)較易證明的不等式
⑷凡是“至少”、“唯一”或含有否定詞的命題適宜用反證法
⑸換元法(主要指三角代換法)多用于條件不等式的證明,此法若運(yùn)用恰當(dāng),可溝通三角與代數(shù)的聯(lián)系,將復(fù)雜的代數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的三角問(wèn)題
⑹含有兩上字母的不等式,若可化成一邊為零,而另一邊是關(guān)于某字母的二次式時(shí),這時(shí)可考慮判別式法,并注意根的取值范圍和題目的限制條件
⑺有些不等式若恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用放縮法可以很快得證,放縮時(shí)要看準(zhǔn)目標(biāo),做到有的放矢,注意放縮適度
學(xué)生練習(xí)
1設(shè),求證:
證明:
=
=
=
,則
故原不等式成立
點(diǎn)評(píng):(1)三元因式分解因式,可以排列成一個(gè)元的降冪形式:
(2)用比較法證不等式,關(guān)鍵在于作差(或商)后結(jié)式了進(jìn)行變形,常見的變形是通分、因式分解或配方
2己知都是正數(shù),且成等比數(shù)列,
求證:
證明:
成等比數(shù)列,
都是正數(shù),
點(diǎn)評(píng):兩邊相減能消去一部分、兩邊相除能約去一部分是運(yùn)用比較法的外部特征,除了通分、因式分解或配方法,局部運(yùn)用基本不等式,也是用比較法證不等式時(shí)的一種常用手段
3己知函數(shù),當(dāng)滿足時(shí),證明:對(duì)于任意實(shí)數(shù)都成立的充要條件是
證明:
(1)若,則
(2)當(dāng)時(shí),
故原命題成立
4.比較的大?。ㄆ渲?x1)
解:-=0(比差)
5
6
證明:
7.若,求證ab與不能都大于
證明:假設(shè)ab,(1-a)(1-b)都大于
8.已知:a3+b3=2,求證:a+b
證明:假設(shè)a+b2則b2-a
a3+b3a3+(2-a)3=8-12a+6a2=6(a-1)2+2
與已知相矛盾,所以,a+b
9
10
11
13設(shè)都正數(shù),求證:
證明:
,
14設(shè)且,求證:
證法1若,,
這與矛盾,
同理可證
證法2由知
15有甲、乙兩個(gè)糧食經(jīng)銷商每次在同一糧食生產(chǎn)基地以相同價(jià)格購(gòu)進(jìn)糧食,他們共購(gòu)糧三次,各次的糧食價(jià)格不同,甲每次購(gòu)糧10000千克,乙每次購(gòu)糧10000元三次后統(tǒng)計(jì),誰(shuí)購(gòu)的糧食平均價(jià)低?為什么?
解:設(shè)第一、二、三次的糧食價(jià)格分別為元/千克、元/千克、元/千克,,則甲三次購(gòu)糧的平均價(jià)格為,乙三次購(gòu)糧的平均價(jià)格為,因?yàn)?br>
所以乙購(gòu)的糧食價(jià)格低
說(shuō)明“各次的糧食價(jià)格不同”,必須用字母表示,這樣就能把糧食平均價(jià)格用式子表示出來(lái)我們應(yīng)該從式的特征聯(lián)想到用基本不等式進(jìn)行變換
課前后備注
高三 數(shù)學(xué) 不等式 會(huì)考復(fù)習(xí)
不等式會(huì)考復(fù)習(xí)
知識(shí)提要
一、不等式性質(zhì)
3、同向不等式可相加,不可相減:且,則;
4、正項(xiàng)同向不等式可相乘,不可相除:,且,則;
5、乘法法則:,則;
6、開方法則:,則;
7、倒數(shù)不等式:,或時(shí),有;
時(shí),;
8、函數(shù)
重要不等式
1、如果,那么(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”號(hào))
2、如果是正數(shù),那么(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”號(hào))
3、若,則
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”號(hào))
4、若,則(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”號(hào))
5、
二、不等式證明
比較法(作差法、作商法)、分析法、綜合法(綜合法—由因?qū)Ч?,分析法—持果索因;一般利用分析法分析思路,再用綜合法寫出證明過(guò)程)、反證法、換元法(三角換元)、放縮法、函數(shù)法(利用函數(shù)單調(diào)性)等
三、不等式解法
1、含絕對(duì)值不等式的解法:
(1)、
(2)、
(3)、
2、含多個(gè)絕對(duì)值的不等式:零點(diǎn)區(qū)間討論法
3、高次不等式:數(shù)軸標(biāo)根法
4、分式不等式:整式不等式
;
;
四、絕對(duì)值不等式和含參不等式
1、含絕對(duì)值不等式的性質(zhì)定理及推論定理:1、|a|-|b||a+b||a|+|b|
2、|a|-|b||a-b||a|+|b|
推論:|a1+a2+a3||a1|+|a2|+|a3|
2、含參不等式
針對(duì)參數(shù)進(jìn)行正確地分類;分類討論思想的運(yùn)用
典例解讀
1.設(shè)a<0,-1<b<0,則a,ab,ab2三者的大小關(guān)系為_________
2.已知三個(gè)不等式:①ab>0,②-ca<-db,③bc>ad.以其中兩個(gè)作條件,余下一個(gè)作結(jié)論,則可組成___個(gè)正確的命題
3.已知正數(shù)x,y滿足x+2y=1,求的最小值
4.若恒成立.則常數(shù)a的取值范圍是___________
5.“a>0且b>0”是“”成立的()
(A)充分而非必要條件(B)必要而非充分條件
(C)充要條件(D)既非充分又非必要條件
6.甲、乙兩車從A地沿同一路線到達(dá)B地,甲車一半時(shí)間的速度為a,另一半時(shí)間的速度為b;乙車用速度a行走了一半路程,用速度b行走了另一半路程,若a≠b,則兩車到達(dá)B地的情況是()
(A)甲車先到達(dá)B地(B)乙車先到達(dá)B地
(C)同時(shí)到達(dá)(D)不能判定
7.方程的解集是()
(A)(-1,0)∪(3,+∞)(B)(-∞,-1)∪(0,3)
(C)(-1,0)∪[3,+∞](D)(-∞,-1)∪[0,3]
8.不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1/2,2),對(duì)于a、b、c有以下結(jié)論:①a>0;②b>0;③c>0;④a+b+c>0;⑤a-b+c>0.其中正確結(jié)論的序號(hào)是__________
9.如果函數(shù)y=log(1/3)(x2-2ax+a+2)的單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,a),那么實(shí)數(shù)a的取值范圍是__________
10.解不等式:
12.設(shè)f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范圍
13.在某兩個(gè)正數(shù)x,y之間,若插入一個(gè)正數(shù)a,使x,a,y成等比數(shù)列;若另插入兩個(gè)正數(shù)b,c,使x,b,c,y成等差數(shù)列,求證:(a+1)2≤(b+1)(c+1)
14.已知f(x)是偶函數(shù),在(-∞,0)上是增函數(shù),且f(2a2-3a+2)0的解集,求實(shí)數(shù)m,n
15.關(guān)于x的不等式(a+b)x+(2a-3b)<0>
16.若f(x)是定義在(0,+∞)上的增函數(shù),且對(duì)一切x>0,y>0,滿足
(1)求f(1)的值;
(2)若f(2)=1,解不等式
高三數(shù)學(xué)不等式的性質(zhì)教案14
第六章不等式總覽
知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
6.1不等式的性質(zhì)
一、明確復(fù)習(xí)目標(biāo)
掌握不等式的性質(zhì)及其證明,能正確使用這些性質(zhì)解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題
二.建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
1.比較原理:
兩實(shí)數(shù)之間有且只有以下三個(gè)大小關(guān)系之一:ab;ab;a=b;
;;.
以此可以比較兩個(gè)數(shù)(式)的大小,——作差比較法.
或作商比較:a0時(shí),;a0時(shí),.
2.不等式的性質(zhì):
(1)對(duì)稱性:,
證明:(比較法)
(2)傳遞性:,
(3)可加性:.
移項(xiàng)法則:
推論:同向不等式可加.
(4)可乘性:,
推論1:同向(正)可乘:
證明:(綜合法)
推論2:可乘方(正):
(5)可開方(正):
證明:(反證法)
不等式的性質(zhì)有五個(gè)定理,三個(gè)推論,一個(gè)比較原理,是解、證不等式的基礎(chǔ),對(duì)于這些性質(zhì),關(guān)鍵是正確理解和熟練運(yùn)用,要弄清每一個(gè)條件和結(jié)論,學(xué)會(huì)對(duì)不等式進(jìn)行條件的放寬和加強(qiáng)
三、雙基題目練練手
1.(2006春上海)若,則下列不等式成立的是()
A..B..C..D..
2.(2004北京)已知a、b、c滿足,且,那么下列選項(xiàng)中不一定成立的是()
A.B.C.D.
3.對(duì)于實(shí)數(shù),下命題正確的是()
A.若ab,則.B.若,則.
C.若,則.D.若ab0,dc0,則
4.(2004春北京)已知三個(gè)不等式:ab>0,bc-ad>0,->0(其中a、b、c、d均為實(shí)數(shù)),用其中兩個(gè)不等式作為條件,余下的一個(gè)不等式作為結(jié)論組成一個(gè)命題,可組成的正確命題的個(gè)數(shù)是
A.0B.1C.2D.3
5.(2004遼寧)對(duì)于,給出下列四個(gè)不等式
①②
③④
其中成立的是_________
6.a>b>0,m>0,n>0,則,,,的由大到小的順序是____________.
練習(xí)簡(jiǎn)答:1-4.CCCD;5.②與④;6.特殊值法,答案:>>>
四、經(jīng)典例題做一做
【例1】已知a2,b≤2a,c=b-2a,
求c的取值范圍.?
解:∵b≤2a
∴c=b-2a≤0,
∴b-4-2a=.
∴c的取值范圍是:c≤0.?
【例2】設(shè)f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范圍
解:由已知1≤a-b≤2,①,2≤a+b≤4②
若將f(-2)=4a-2b用a-b與a+b,表示,則問(wèn)題得解
設(shè)4a-2b=m(a-b)+n(a+b),(m,n為待定系數(shù))
即4a-2b=(m+n)a-(m-n)b,
于是得得:m=3,n=1
由①×3+②×1得5≤4a-2b≤10
即5≤f(-2)≤10,
另法:由得
∴f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1)……
◆特別提醒:常見錯(cuò)解:由①②解出a和b的范圍,再湊出4a-2b的范圍.錯(cuò)誤的原因是a和b不同時(shí)接近端點(diǎn)值,可借且于線性規(guī)劃知識(shí)解釋.
【例3】(1)設(shè)A=xn+x-n,B=xn-1+x1-n,當(dāng)x∈R+,n∈N時(shí),比較A與B的大小.
(2)設(shè)0<x<1,a>0且a≠,試比較|log3a(1-x)3|與|log3a(1+x)3|的大小.
解:(1)A-B=(xn+x-n)-(xn-1+x1-n)
=x-n(x2n+1-x2n-1-x)
=x-n[x(x2n-1-1)-(x2n-1-1)]
=x-n(x-1)(x2n-1-1).
由x∈R+,x-n>0,得
當(dāng)x≥1時(shí),x-1≥0,x2n-1-1≥0;
當(dāng)x<1時(shí),x-1<0,x2n-1<0,即
x-1與x2n-1-1同號(hào).∴A-B≥0.∴A≥B.
(2)∵0<x<1,所以
①當(dāng)3a>1,即a>時(shí),
|log3a(1-x)3|-|log3a(1+x)3|
=|3log3a(1-x)|-|3log3a(1+x)|
=3[-log3a(1-x)-log3a(1+x)]
=-3log3a(1-x2).
∵0<1-x2<1,∴-3log3a(1-x2)>0.
②當(dāng)0<3a<1,即0<a<時(shí),
|log3a(1-x)3|-|log3a(1+x)3|
=3[log3a(1-x)+log3a(1+x)]
=3log3a(1-x2)>0.
綜上所述,|log3a(1-x)3|>|log3a(1+x)3|.
◆提煉方法:(1)作差分解因式、配方或利用單調(diào)性,分類判斷差式的符號(hào).
【例4】已知函數(shù),,試比較與的大小.
解作差—
=
當(dāng)時(shí),得
=。
(2)當(dāng)時(shí),,所以
①當(dāng)時(shí),
得
=。
②當(dāng)時(shí),得
③當(dāng)時(shí),得
綜上所述:當(dāng)或時(shí)
=。
當(dāng)且時(shí)
。
當(dāng)且時(shí)
。
【研討.欣賞】已知abc,a+b+c=0方程ax2+bx+c=0的兩個(gè)實(shí)根為x1,x2
(1)證明:-;
(2)若x12+x1x2+x22=1,求x12-x1x2+x22
解:(1)abc,a+b+c=0,
∴
且a0,
∴1,
(2)(方法1)a+b+c=0
∴ax2+bx+c=0有一根為1,
不妨設(shè)x1=1,則由x12+x1x2+x22=1可得x2(x2+1)=0,
而x2=x1x2=0(3ca+b+c=0),∴x2=-1
∴x12-x1x2+x22=3
(方法2)x1+x2=-,x1x2=
由x12+x1x2+x22=(x1+x2)2-x1x2==1,
∴
∴x12-x1x2+x22=x12+x1x2+x22-2x1x2=1-2x1x2=1+
五.提煉總結(jié)以為師
1.熟練掌握準(zhǔn)確運(yùn)用不等式的性質(zhì)。
2.比較兩數(shù)大小,一般用作差法。步驟:作差---變形(分解因式或配方)---判斷符號(hào)
3.對(duì)于含參問(wèn)題的大小比較要注意分類討論.
同步練習(xí)6.1不等式的性質(zhì)
【選擇題】
1.(2006浙江)“”是“”的()
A.充分而不必要條件B.必要而不充分條件
C.充分必要條件D.既不允分也不必要條件
2.(2006江西)若,則不等式等價(jià)于()
A.B.
C.D.
3.(2004湖北)若,則下列不等式①;②③;
④中,正確的不等式有()
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
4.“不等式a3+b3+c3≥3abc”成立的充要條件是()
A.a+b+c≥0B.a+b+c≥0,3abc≥0
C.a0,b0,c0D.a≥0,b≥0,c≥0
【填空題】
5.已知a>2,b>2,則a+b與ab的大小關(guān)系是__________.
6.已知-1<2a<0,A=1+a2,B=1-a2,C=,D=則A、B、C、D按從小到大的順序排列起來(lái)是____________.
簡(jiǎn)答.提示:1-4.ADBA;4.a3+b3+c3-3abc=(a+b)3+c3-3a2b-3ab2-3abc
=(a+b+c)[(a+b)2-(a+b)c+c2]-3abc(a+b+c)
=(a+b+c)[(a+b)2+(a+c)2+(b+c)2]≥0,=a+b+c≥0
5.解:∵ab-(a+b)=(a-1)(b-1)-1>0.∴ab>a+b.
6.取特殊值a=-,計(jì)算可得A=,B=,C=,D=.
∴D<B<A<C.
【解答題】
7.設(shè)實(shí)數(shù)a,b,c滿足①b+c=6-4a+3a2,②c-b=4-4a+a2,試確定a,b,c的大小關(guān)系.
解:∵c-b=(a-2)2≥0,∴c≥b,又2b=2+2a2,∴b=1+a2,∴b-a=a2-a+1=(a-)2+0,∴ba,從而c≥ba.?
8.已知函數(shù)f(x)=x3+x證明:
(1)f(x)是增函數(shù);
(2)若a,b,c∈R,且,a+b0,b+c0,c+a0,則f(a)+f(b)+f(c)0.
證明:(1)設(shè)x1x2
f(x1)-f(x2)=x13+x1-x23-x2
=(x1-x2)(x12+x1x2+x22+1)①
當(dāng)x1,x2同號(hào)時(shí),①=(x1-x2)[(x1-x2)2+3x1x2+1)]0
當(dāng)x1,x2異號(hào)時(shí),①=(x1-x2)[(x1+x2)2-x1x2+1)]0
綜上有f(x1)f(x2),故f(x)是增函數(shù).
(2)∵f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函數(shù).又a+b0即a-b
∴f(a)f(-b)=-f(b),即f(a)+f(b)0.
同理,f(b)+f(c)0,f(a)+f(c)0.
三式相加得2[f(a)+f(b)+f(c)]0,所以f(a)+f(b)+f(c)0成立.
9.在等差數(shù)列{an}和等比數(shù)列{bn}中,a1=b10,a3=b30,a1≠a3.試比較下面兩組數(shù)的大小.
(1)a2與b2.
(2)(2)a5與b5.
解:設(shè)an=a1+(n-1)d,bn=a1qn-1,依題意a1+2d=a1q2,∴d=a1q2-a1,
∴(1)a2-b2=a1+d-a1q=a1-a1q+a1q2-a1=aq2-a1q+1=a(q-1)2,
∵a1≠a3,∴a1≠a1+2d,即d≠0,q≠1,
∴a2-b2=a1(q-1)20,∴a2b2.
(2)a5-b5=a1+4d-a1q4=a1-a1q4+2a1q2-2a1=-a1q4+2a1q2-a1=-a1(q2-1)20,∴a5b5.?
10.1+logx3與2logx2(x>0且x≠1)的大小.
解:(1+logx3)-2logx2=logx.
當(dāng)或
即0<x<1或x>時(shí),
有l(wèi)ogx>0,1+logx3>2logx2.
當(dāng)①或②時(shí),logx<0.
解①得無(wú)解,解②得1<x<,
即當(dāng)1<x<時(shí),有l(wèi)ogx<0,
1+logx3<2logx2.
當(dāng)x=1,即x=時(shí),有l(wèi)ogx=0.
∴1+logx3=2logx2.
綜上所述,當(dāng)0<x<1或x>時(shí),1+logx3>2logx2;
當(dāng)1<x<時(shí),1+logx3<2logx2;
當(dāng)x=時(shí),1+logx3=2logx2.
【探索題】x、y是正實(shí)數(shù),記
A(x,y)=,B(x,y)=
(1)證明:A(x,y)≤B(x,y)
(2)是否存在常數(shù)C,使得A(x,y)≤C≤B(x,y)恒成立?證明你的結(jié)論.
證明:(1)B(x,y)-A(x,y)=
∴A(x,y)≤B(x,y).
(2)鑒于二式中關(guān)于x,y的輪換對(duì)稱性,令x=y,得A(x,y)=B(x,y)=
下證A(x,y)≤≤B(x,y)
同理.
所以,存在正常數(shù)C=,使A(x,y)≤C≤B(x,y)成立.
(2)法2:(放縮法)
高二數(shù)學(xué)教案:《不等式的證明》教學(xué)設(shè)計(jì)(三)
高二數(shù)學(xué)教案:《不等式的證明》教學(xué)設(shè)計(jì)(三)
第四課時(shí)
教學(xué)目標(biāo)
1.掌握分析法證明不等式;
2.理解分析法實(shí)質(zhì)——執(zhí)果索因;
3.提高證明不等式證法靈活性.
教學(xué)重點(diǎn) 分析法
教學(xué)難點(diǎn) 分析法實(shí)質(zhì)的理解
教學(xué)方法 啟發(fā)引導(dǎo)式
教學(xué)活動(dòng)
(一)導(dǎo)入新課
(教師活動(dòng))教師提出問(wèn)題,待學(xué)生回答和思考后點(diǎn)評(píng).
(學(xué)生活動(dòng))回答和思考教師提出的問(wèn)題.
[問(wèn)題1]我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了哪幾種不等式的證明方法?什么是比較法?什么是綜合法?
[點(diǎn)評(píng)]在證明不等式時(shí),若用比較法或綜合法難以下手時(shí),可采用另一種證明方法:分析法.(板書課題)
設(shè)計(jì)意圖:復(fù)習(xí)已學(xué)證明不等式的方法.指出用比較法和綜合法證明不等式的不足之處,
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新的證明不等式知識(shí)的積極性,導(dǎo)入本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容:用分析法證明不等式.
(二)新課講授
【嘗試探索、建立新知】
(教師活動(dòng))教師講解綜合法證明不等式的邏輯關(guān)系,然后提出問(wèn)題供學(xué)生研究,并點(diǎn)評(píng).幫助學(xué)生建立分析法證明不等式的知識(shí)體系.投影分析法證明不等式的概念.
(學(xué)生活動(dòng))與教師一道分析綜合法的邏輯關(guān)系,在教師啟發(fā)、引導(dǎo)下嘗試探索,構(gòu)建新知.
[講解]綜合法證明不等式的邏輯關(guān)系:以已知條件中的不等式或基本不等式作為結(jié)論,逐步尋找它成立的必要條件,直到必要條件就是要證明的不等式.
[問(wèn)題1]我們能不能用同樣的思考問(wèn)題的方式,把要證明的不等式作為結(jié)論,逐步去尋找它成立的充分條件呢?
[問(wèn)題2]當(dāng)我們尋找的充分條件已經(jīng)是成立的不等式時(shí),說(shuō)明了什么呢?
[問(wèn)題3]說(shuō)明要證明的不等式成立的理由是什么呢?
[點(diǎn)評(píng)]從要證明的結(jié)論入手,逆求使它成立的充分條件,直到充分條件顯然成立為止,從而得出要證明的結(jié)論成立.就是分析法的邏輯關(guān)系.
[投影]分析法證明不等式的概念.(見課本)
設(shè)計(jì)意圖:對(duì)比綜合法的邏輯關(guān)系,教師層層設(shè)置問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生積極思考、研究.建立新的知識(shí);分析法證明不等式.培養(yǎng)學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識(shí).
【例題示范、學(xué)會(huì)應(yīng)用】
(教師活動(dòng))教師板書或投影例題,引導(dǎo)學(xué)生研究問(wèn)題,構(gòu)思證題方法,學(xué)會(huì)用分析法證明不等式,并點(diǎn)評(píng)用分析法證明不等式必須注意的問(wèn)題.
(學(xué)生活動(dòng))學(xué)生在教師引導(dǎo)下,研究問(wèn)題,與教師一道完成問(wèn)題的論證.
(證法二正確,證法一錯(cuò)誤.錯(cuò)誤的原因是:雖然是從結(jié)論出發(fā),但不是逐步逆戰(zhàn)結(jié)論成立的充分條件,事實(shí)上找到明顯成立的不等式是結(jié)論的必要條件,所以不符合分析法的邏輯原理,犯了邏輯上的錯(cuò)誤.)
設(shè)計(jì)意圖:掌握用分析法證明不等式,反饋課堂效果,調(diào)節(jié)課堂教學(xué).
【分析歸納、小結(jié)解法】
(教師活動(dòng))分析歸納例題和練習(xí)的解題過(guò)程,小給用分析法證明不等式的解題方法.
(學(xué)生活動(dòng))與教師一道分析歸納,小結(jié)解題方法,并記錄筆記.
1.分析法是證明不等式的一種常用基本方法.當(dāng)證題不知從何入手時(shí),有時(shí)可以運(yùn)用分析法而獲得解決,特別是對(duì)于條件簡(jiǎn)單而結(jié)論復(fù)雜的題目往往更是行之有效的.
2.用分析法證明不等式時(shí),要正確運(yùn)用不等式的性質(zhì)逆找充分條件,注意分析法的證題格式.
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生分析歸納問(wèn)題的能力,掌握分析法證明不等式的方法.
(三)小結(jié)
(教師活動(dòng))教師小結(jié)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí).
(學(xué)生活動(dòng))與教師一道小結(jié),并記錄筆記.
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了用分析法證明不等式.應(yīng)用分析法證明不等式時(shí),掌握一些常用技巧:
通分、約分、多項(xiàng)式乘法、因式分解、去分母,兩邊乘方、開方等.在使用這些技巧變形時(shí),要注意遵循不等式的性質(zhì).另外還要適當(dāng)掌握指數(shù)、對(duì)數(shù)的性質(zhì)、三角公式在逆推中的靈活運(yùn)用.理解分析法和綜合法是對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)方面.有時(shí)可以用分析法思索,而用綜合法書寫證明,或者分析法、綜合法相結(jié)合,共同完成證明過(guò)程.
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括歸納的能力,鞏固所學(xué)知識(shí).
(四)布置作業(yè)
(五)課后點(diǎn)評(píng)
教學(xué)過(guò)程是不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維過(guò)程.本節(jié)課在形成分析法證明不等式認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,教師提出問(wèn)題或引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,然后開拓學(xué)生思路,啟迪學(xué)生智慧,求得問(wèn)題解決.一個(gè)問(wèn)題解決后,及時(shí)地提出新問(wèn)題,提高學(xué)生的思維層次,逐步由特殊到一般,由具體到抽象,由表面到本質(zhì),把學(xué)生的思維步步引向深入,直到完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù).總之,本節(jié)課的教學(xué)安排是讓學(xué)生的思維由問(wèn)題開始,到問(wèn)題深化,始終處于積極主動(dòng)狀態(tài).
本節(jié)課練中有講,講中有練,講練結(jié)合.在講與練的互相作用下,使學(xué)生的思維逐步深化.教師提出的問(wèn)題和例題,先由學(xué)生自己研究,然后教師分析與概括.在教師講解中,又不斷讓學(xué)生練習(xí),力求在練習(xí)中加深理解,盡量改變課堂上教師包括辦代替的做法.
在安排本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容時(shí),按認(rèn)識(shí)規(guī)律,由淺入深,由易及難,逐漸展開教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生形成有序的知識(shí)結(jié)構(gòu).
作業(yè)答案:
說(shuō)明 許多數(shù)學(xué)結(jié)論是由實(shí)際問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題后,通過(guò)數(shù)學(xué)的運(yùn)算演變得到的。反過(guò)來(lái),把抽象的數(shù)學(xué)結(jié)論還原為實(shí)際解釋也是一種數(shù)學(xué)運(yùn)用,值得大家關(guān)注。