高中数学——用放缩法证明不等式的方法与技巧

2018年04月27日 浏览:

所谓放缩法就是利用不等式的传递性,对照证题目标进行合情合理的放大和缩小的过程,在使用放缩法证题时要注意放和缩的“度”,否则就不能同向传递了,此法既可以单独用来证明不等式,也可以是其他方法证题时的一个重要步骤。

下面举例谈谈运用放缩法证题的常见题型。

一、“添舍”放缩

通过对不等式的一边进行添项或减项以达到解题目的,这是常规思路。

例1、设a,b为不相等的两正数,且a3-b3=a2-b2,求证

证明:由题设得a2+ab+b2=a+b,于是(a+b)2>a2+ab+b2=a+b,又a+b>0,得a+b>1,又ab<(a+b)2,而(a+b)2=a+b+ab<a+b+(a+b)2,即(a+b)2<a+b,所以a+b<,故有1<a+b<

例2、已知a、b、c不全为零,求证:

证明:因为,同理

所以

二、分式放缩

件优是91831b97公4c01习元是技广升31ec上秀8528东司途科学-4c5c0d0a慧4cfe软网限点有

一个分式若分子变大则分式值变大,若分母变大则分式值变小,一个真分式,分子、分母同时加上同一个正数则分式值变大,利用这些性质,可达到证题目的。

例3、已知a、b、c为三角形的三边,求证:

证明:由于a、b、c为正数,所以,所以,又a,b,c为三角形的边,故b+c>a,则为真分数,则,同理,故.

综合得

三、裂项放缩

若欲证不等式含有与自然数n有关的n项和,可采用数列中裂项求和等方法来解题。

例4、已知n∈N*,求

证明:因为,则,证毕。

例5、已知n∈N*且,求证:对所有正整数n都成立。

证明:因为,所以,又

所以,综合知结论成立。

优是91831b97慧4cfe网东有895b上件方学b0b1技科元是途限点9b0a量广bd3e公4c01习司-4c5c0d0a软费高843c升31ec上秀8528

四、公式放缩

利用已知的公式或恒不等式,把欲证不等式变形后再放缩,可获简解。

例6、已知函数,证明:对于都有

证明:由题意知

,又因为,所以只须证,又因为所以

例7、已知,求证:当

证明:

证毕。

五、换元放缩

途0b51f135技元是软费高843c司有895b上bbf249ce-4c5c0d0a慧4cfe4621网件方学b0b1优是91831b97科高东be0d点公4c01习秀点升31ec上秀8528限点9b0a量广bd3e

对于不等式的某个部分进行换元,可显露问题的本质,然后随机进行放缩,可达解题目的。

例8、已知,求证

证明:因为,所以可设,所以,即

例9、已知a,b,c为△ABC的三条边,且有,当时,求证:

证明:由于,可设a=csina,b=ccosa(a为锐角),因为,则当时,

所以

六、单调函数放缩

根据题目特征,通过构造特殊的单调函数,利用其单调性质进行放缩求解。

例10、已知a,b∈R,求证

证明:构造函数,首先判断其单调性,设,因为,所以,所以上是增函数,取,显然满足

所以

。证毕。