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二 綜合法與分析法
1.了解綜合法與分析法證明不等式的思考過程與特點.(重點)
2.會用綜合法、分析法證明簡單的不等式.(難點)
[基礎初探]
教材整理1 綜合法
閱讀教材P23~P23“例2”,完成下列問題.
一般地,從已知條件出發(fā),利用定義、公理、定理、性質(zhì)等,經(jīng)過一系列的推理、論證而得出命題成立,這種證明方法叫做綜合法,又叫順推證法或由因?qū)Чǎ?
設a,b∈R+,A=+,B=,則A,B的大小關系是( )
A.A≥B B.A≤B
C.A>B D.A<B
【解析】 A2=(+)2=a+2+b,B2=a+b,
2、所以A2>B2.
又A>0,B>0,
所以A>B.
【答案】 C
教材整理2 分析法
閱讀教材P24~P25“習題”以上部分,完成下列問題.
證明命題時,我們還常常從要證的結(jié)論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至所需條件為已知條件或一個明顯成立的事實(定義、公理或已證明的定理、性質(zhì)等),從而得出要證的命題成立,這種證明方法叫做分析法,這是一種執(zhí)果索因的思考和證明方法.
設a=,b=-,c=-,那么a,b,c的大小關系是( )
A.a(chǎn)>b>c B.a(chǎn)>c>b
C.b>a>c D.b>c>a
【解析】 由已知,可得出a=,b=,c=,
∵+>+>2,
∴b<c
3、<a.
【答案】 B
[質(zhì)疑手記]
預習完成后,請將你的疑問記錄,并與“小伙伴們”探討交流:
疑問1:
解惑:
疑問2:
解惑:
4、
疑問3:
解惑:
[小組合作型]
用綜合法證明不等式
已知a,b,c是正數(shù),求證:
≥abc.
【精彩點撥】 由a,b,c是正數(shù),聯(lián)想去分母,轉(zhuǎn)化證明b2c2+c2a2+a2b2≥abc(a+b+c),利用x2+y2≥2xy可證.或?qū)⒃坏仁阶冃螢椋輆+b+c后,再進行證明.
【自主解答】 法一 ∵a,b,c是正數(shù),
∴b2
5、c2+c2a2≥2abc2,b2c2+a2b2≥2ab2c,c2a2+a2b2≥2a2bc,
∴2(b2c2+c2a2+a2b2)≥2(abc2+ab2c+a2bc),
即b2c2+c2a2+a2b2≥abc(a+b+c).
又a+b+c>0,
∴≥abc.
法二 ∵a,b,c是正數(shù),
∴+≥2=2c.
同理+≥2a,+≥2b,
∴2≥2(a+b+c).
又a>0, b>0,c>0,
∴b2c2+a2c2+a2b2≥abc(a+b+c).
故≥abc.
1.綜合法證明不等式,揭示出條件和結(jié)論之間的因果聯(lián)系,為此要著力分析已知與求證之間、不等式的左右兩端之間的差異與聯(lián)
6、系,合理進行轉(zhuǎn)換,恰當選擇已知不等式(切入點),這是證明的關鍵.
2.綜合法證明不等式的主要依據(jù):(1)不等式的基本性質(zhì);(2)基本不等式及其變形;(3)三個正數(shù)的算術(shù)幾何平均不等式等.
[再練一題]
1.已知a>0,b>0,c>0,且abc=2.
求證:(1+a)(1+b)(1+c)>8.
【證明】 ∵a>0,b>0,c>0,
∴1+a≥2,當且僅當a=1時,取等號,
1+b≥2,當且僅當b=1時,取等號,
1+c≥2,當且僅當c=1時,取等號.
∵abc=2,
∴a,b,c不能同時取1,∴“=”不同時成立.
∴(1+a)(1+b)(1+c)>8=8.
即(1+a
7、)(1+b)(1+c)>8.
綜合法與分析法的綜合應用
設實數(shù)x,y滿足y+x2=0,且0<a<1,求證:loga(ax+by)<+loga2.
【精彩點撥】 要證的不等式為對數(shù)不等式,結(jié)合對數(shù)的性質(zhì),先用分析法探路,轉(zhuǎn)化為要證明一個簡單的結(jié)論,然后再利用綜合法證明.
【自主解答】 由于0<a<1,則t=logax(x>0)為減函數(shù).
欲證loga(ax+ay)<+loga2,只需證ax+ay>2a.
∵y+x2=0,0<a<1,
∴x+y=x-x2=-+≤.
當且僅當x=時,(x+y)max=,
∴ax+y≥a,≥a.①
又ax+ay≥2(當且僅當x=y(tǒng)取等號),
8、②
∴ax+ay≥2a.③
由于①,②等號不能同時成立,
∴③式等號不成立,即ax+ay>2a成立.
故原不等式loga(ax+ay)<+loga2成立.
1.通過等式或不等式運算,將待證的不等式化為明顯的、熟知的不等式,從而使原不等式易于證明.體現(xiàn)了分析法與綜合法之間互為前提、互相滲透、相互轉(zhuǎn)化的辯證關系.
2.函數(shù)與不等式綜合交匯,應注意函數(shù)性質(zhì)在解題中的運用.
[再練一題]
2.已知a,b,c都是正數(shù),求證:2≤3-.
【證明】 法一 要證2≤3-,只需證a+b-2≤a+b+c-3,
即-2≤c-3,
移項,得c+2≥3.
由a,b,c都為正數(shù),得c+2
9、=c++≥3,∴原不等式成立.
法二 ∵a,b,c都是正數(shù),
∴c++≥3=3,
即c+2≥3,
故-2≤c-3,
∴a+b-2≤a+b+c-3,
∴2≤3.
[探究共研型]
分析法證明不等式
探究1 如何理解分析法尋找的是充分條件?
【提示】 用分析法證明,其敘述格式是:要證明A,只需證明B.即說明只要有B成立,就一定有A成立.因此分析法是“執(zhí)果索因”,步步尋求上一步成立的充分條件.分析法體現(xiàn)了數(shù)學中“正難則反”的原則,也是思維中的逆向思維,逆求(不是逆推)結(jié)論成立的充分條件.
探究2 綜合法與分析法有何異同點?
【提示】 綜合法與分析法的異同點
方法
證明的
10、起始步驟
證法過程前后邏輯關系
證題方向
綜合法
已知條件或已學過的定義、定理、性質(zhì)等
格式:A?B1?B2?…?Bn?B
由已知條件開始推導其成立的必要條件(結(jié)論)
由因?qū)Ч?
分析法
要證明的結(jié)論
格式:B?B1?B2?…?Bn?A
由結(jié)論開始探索其成立的充分條件(已知)
執(zhí)果索因
已知a>b>0,求證:<-<.
【精彩點撥】 本題要證明的不等式顯得較為復雜,不易觀察出怎樣由a>b>0得到要證明的不等式,因而可以用分析法先變形要證明的不等式,從中找到證題的線索.
【自主解答】 要證原不等式成立,
只需證<a+b-2<,
即證<(-)2<.
只需證<-<,
11、
即<1<,
即<1<.
只需證<1<.
∵a>b>0,∴<1<成立.
∴原不等式成立.
1.解答本題的關鍵是在不等式兩邊非負的條件下,利用不等式的開方性質(zhì)尋找結(jié)論成立的充分條件,采用分析法是常用方法.證明過程一要注意格式規(guī)范,二要注意邏輯關系嚴密、準確.
2.當所證不等式與重要不等式、基本不等式?jīng)]有什么直接聯(lián)系,或條件與結(jié)論之間的關系不明顯時,可用分析法來尋找證明途徑.常常利用移項、去分母、平方、開方等方法進行分析探路.
[再練一題]
3.已知a>0,求證: -≥a+-2.
【證明】 因為a>0,要證原不等式成立,只需證
+2≥a++,
即證a2++4+4
12、
≥+2+2,
只需證≥a+,
即證2≥a2++2,
只需證a2+≥2.
由基本不等式知a2+≥2顯然成立,
所以原不等式成立.
[構(gòu)建體系]
綜合法與分析法—
1.已知a<0,-1<b<0,則( )
A.a(chǎn)>ab>ab2 B.a(chǎn)b2>ab>a
C.a(chǎn)b>a>ab2 D.ab>ab2>a
【解析】 ∵-1<b<0,
∴1>b2>0>b.
又a<0,∴ab>ab2>a.
【答案】 D
2.下列三個不等式:①a<0<b;②b<a<0;③b<0<a.其中能使<成立的充分條件有( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
【解析】?、賏<0<b?<;
13、②b<a<0?<;③b<0<a?>.故選A.
【答案】 A
3.已知a,b∈(0,+∞),Ρ=,Q=,則P,Q的大小關系是________.
【解析】 ∵a+b≥,
∴≥.
【答案】 P≤Q
4.若<<0,則下列不等式:
①a+b<ab;②|a|>|b|;③a<b;④+>2.
其中正確的有________.(填序號)
【解析】 ∵<<0,∴b<a<0,
∴
故①正確,②③錯誤.
∵a,b同號且a≠b,∴,均為正,
∴+>2=2.故④正確.
【答案】?、佗?
5.已知a>0,b>0,2c>a+b,求證:c-<a.
【證明】 要證c-<a,
只需證明c<a+,
14、即證b-a<2,
當b-a<0時,顯然成立;
當b-a≥0時,只需證明b2+a2-2ab<4c2-4ab,
即證(a+b)2<4c2,
由2c>a+b知上式成立.
所以原不等式成立.
我還有這些不足:
(1)
(2)
我的課下提升方案:
(1)
15、
(2)
學業(yè)分層測評(七)
(建議用時:45分鐘)
[學業(yè)達標]
一、選擇題
1.若a,b,c∈R,a>b,則下列不等式成立的是( )
A.< B.a(chǎn)2>b2
C.> D.a|c|>b|c|
【解析】 ∵a>b,c2+1>0,
∴>,故選C.
【答案】 C
2.設<<<1,則( )
A.a(chǎn)a<ab<ba B.a(chǎn)a<ba<ab
C.a(chǎn)b<aa<ba D.ab<ba<aa
【解析】
16、 ∵<<<1,
∴0<a<b<1,∴=aa-b>1,∴ab<aa,
=.∵0<<1,a>0,
∴<1,∴aa<ba,∴ab<aa<ba.故選C.
【答案】 C
3.已知條件p:ab>0,q:+≥2,則p與q的關系是( )
A.p是q的充分而不必要條件
B.p是q的必要而不充分條件
C.p是q的充要條件
D.以上答案都不對
【解析】 當ab>0時,>0,>0,
∴+≥2 =2.
當+≥2時,
∴≥0,≥0,
(a-b)2≥0,∴ab>0,
綜上,ab>0是+≥2的充要條件.
【答案】 C
4.已知a,b∈R+,那么下列不等式中不正確的是( )
A.+≥2
17、 B.+≥a+b
C.+≤ D.+≥
【解析】 A滿足基本不等式;B可等價變形為(a-b)2(a+b)≥0,正確;C選項中不等式的兩端同除以ab,不等式方向不變,所以C選項不正確;D選項是A選項中不等式的兩端同除以ab得到的,D正確.
【答案】 C
5.已知a,b,c為三角形的三邊且S=a2+b2+c2,P=ab+bc+ca,則( )
A.S≥2P B.P<S<2P
C.S>P D.P≤S<2P
【解析】 ∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca,
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca,
即S≥P.
又三角形中|a-b|<c,∴a2+b2-
18、2ab<c2,
同理b2-2bc+c2<a2,c2-2ac+a2<b2,
∴a2+b2+c2<2(ab+bc+ca),即S<2P.
【答案】 D
二、填空題
6.有以下四個不等式:
①(x+1)(x+3)>(x+2)2;②ab-b2<a2;③>0;④a2+b2≥2|ab|.
其中恒成立的為________(寫出序號即可).
【解析】 對于①,x2+4x+3>x2+4x+4,3>4不成立;對于②,當a=b=0時, 0<0不成立;③④顯然成立.
【答案】?、邰?
7.在Rt△ABC中,∠C=90,c為斜邊,則的取值范圍是________.
【解析】 ∵a2+b2=c2,∴(a+
19、b)2=a2+b2+2ab≤2(a2+b2)=2c2,∴≤,當且僅當a=b時,取等號.又∵a+b>c,∴>1.
【答案】 (1,]
8.已知a>0,b>0,若P是a,b的等差中項,Q是a,b的正的等比中項,是,的等差中項,則P,Q,R按從大到小的排列順序為________.
【解析】 ∵P=,Q=,=+,
∴R=≤Q=≤P=,
當且僅當a=b時取等號.
【答案】 P≥Q≥R
三、解答題
9.設a>0,b>0,c>0.證明:
(1)+≥;
(2)++≥++.
【證明】 (1)∵a>0,b>0,
∴(a+b)
≥22=4,
∴+≥.
(2)由(1)知+≥,
同時+≥
20、,+≥,三式相加得:
2≥++,
∴++≥++.
10.已知a≥1,求證:-<-.
【證明】 要證原不等式成立,
只要證明+<2.
因為a≥1,+>0,2>0,
所以只要證明2a+2<4a,
即證 <a.
所以只要證明a2-1<a2,
即證-1<0即可.
而-1<0顯然成立,
所以-<-.
[能力提升]
1.若xy+yz+zx=1,則x2+y2+z2與1的關系是( )
A.x2+y2+z2≥1 B.x2+y2+z2≤1
C.x2+y2+z2=1 D.不確定
【解析】 x2+y2+z2=(x2+y2+y2+z2+z2+x2)≥(2xy+2yz+2zx)=
21、1,當且僅當x=y(tǒng)=z=時,取等號.
【答案】 A
2.設a,b,c都是正實數(shù),且a+b+c=1,若M=,則M的取值范圍是________.
【解析】 ∵a+b+c=1,
∴M=
=
=
≥222=8,
即M的取值范圍是[8,+∞).
【答案】 [8,+∞)
3.已知|a|<1,|b|<1,求證:<1.
【證明】 要證<1,只需證|a+b|<|1+ab|,
只需證a2+2ab+b2<1+2ab+a2b2,
即證(1-a2)-b2(1-a2)>0,
也就是(1-a2)(1-b2)>0,
∵|a|<1,|b|<1,∴最后一個不等式顯然成立.
因此原不等式成立.
4.若不等式++>0在條件a>b>c時恒成立,求實數(shù)λ的取值范圍.
【解】 不等式可化為+>.
∵a>b>c,
∴a-b>0,
b-c>0,a-c>0,
∴λ<+恒成立.
∵+=+
=2++≥2+2=4,
∴λ≤4.
故實數(shù)λ的取值范圍是(-∞,4].
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