第一篇:例談運(yùn)用構(gòu)造法證明不等式
例談運(yùn)用構(gòu)造法證明不等式
湖北省天門中學(xué)薛德斌
在我們的學(xué)習(xí)過程中,常遇到一些不等式的證明,看似簡單,但卻無從下手,很難找到
切入點(diǎn),幾種常用證法一一嘗試,均難以湊效。這時(shí)我們不妨變換一下思維角度,從不等式的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)出發(fā),在已學(xué)過的知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行廣泛的聯(lián)想,構(gòu)造一個(gè)與不等式相關(guān)的數(shù)
學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)化,從而使不等式得到證明。下面通過舉例加以說明。
一、構(gòu)造向量證明不等式
例1:證明7x?2(9?x2)?9,并指出等號(hào)成立的條件。簡析與證明:不等式左邊可看成7與 x 和2與9?x2兩兩乘積的和,從而聯(lián)想
到數(shù)量積的坐標(biāo)表示,將左邊看成向量a=(,2)與b=(x,又a·b ≤|a|·|b|,所以7x?9?x2)的數(shù)量積,2(9?x2)?(7)2?(2)2x2?(9?x2)?9當(dāng)且僅當(dāng)b=λa(λ>0)時(shí)等號(hào)成立,故由
時(shí),等號(hào)成立。x7?9?x22x=,λ=1,即 x =7???0得:(1-y)?(x?y?3)?(2x?y?6)?例2:求證:2221 6
簡析與證明:不等式左邊的特點(diǎn),使我們?nèi)菀茁?lián)想到空間向量模的坐標(biāo)表示,將左邊看
成a =(1-y , x+y-3 , 2x+y-6)模的平方,又 |a|·|b|≥a·b ,為使 a·b為常數(shù),根據(jù)待定系數(shù)
法又可構(gòu)造b=(1 , 2,-1)
222于是|a|·|b|=(1?y)?(x?y?3)?(2x?y?6)6
(1-y)·1+(x?y?3)·2?(2x?y?6()·?1)-1 a·b=
222所以(1?y)?(x?y?3)?(2x?y?6)6?1(1-y)?(x?y?3)?(2x?y?6)?即
二、構(gòu)造復(fù)數(shù)證明不等式
22例
3、x?y?2221 6x2?(1?y)2?(1?x)2?y2?(1?x)2?(1?y)2?2
2簡析與證明:從不等式左邊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)容易聯(lián)想到復(fù)數(shù)的模,將左邊看成復(fù)數(shù)Z1=
x+y i , Z2 = x +(1- y)i,Z3 = 1- x +y i,Z4 = 1- x +(1- y)i 模的和,又注意到
Z1+Z2+Z3+Z4=2+2 i,于是由 z1+z2+z3+z4≥z1?z2?z3?z4可得
x2?y2?x2?(1?y)2?(1?x)2?y2?(1?x)2?(1?y)2?22?22?22
此題也可構(gòu)造向量來證明。
三、構(gòu)造幾何圖形證明不等式
例4:已知:a>0、b>0、c>0 ,求證:a2?ab?b2?b2?bc?c2?
且僅當(dāng)a2?ac?c2當(dāng)111??時(shí)取等號(hào)。bac
簡析與證明:從三個(gè)根式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)容易聯(lián)想到余弦定理,于是可構(gòu)造如下圖形:
作OA=a,OB=b,OC=c,∠AOB=∠BOC=60° 如圖(1)
則∠AOC=120°,AB=a2?ab?b2,BC=b
2?bc?c2,AC=a2?ac?c2由幾何知識(shí)可知:AB+BC≥AC
∴a2?ab?b2+b2?bc?c2≥a2?ac?c2
當(dāng)且僅當(dāng)A、B、C三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)有
111absin60??bcsin60??acsin120?,即22
2ab+bc=ac
故當(dāng)且僅當(dāng)111??時(shí)取等號(hào)。bac圖(1)
四、構(gòu)造橢圓證明不等式
例5:求證:?42 ?4?9x2?2x?3
3簡析與證明:4?9x2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使我們聯(lián)
想到橢圓方程及數(shù)形結(jié)合思想。
于是令 y?4?9x2(y?0),則其圖象是橢
x2y
2??1圓4的上半部分,設(shè)y-2x=m,于是只需
49證?42?m?, 因 m為直線y=2x+m在y軸上33圖(2)的截距,由圖(2)可知:當(dāng)直線 y = 2 x+m 過點(diǎn)(直線y =2x+m與橢圓上半部分相切時(shí),m有最大值。
由 ?24,0)時(shí),m有最小值為m=?;當(dāng)33?y?2x?m
22?9x?y?4 得:13x2 + 4mx + m2 – 4 = 0
令△= 4(52-9m2)=0 得:m?22或m?-(33
即m的最大值為424222,故??m?,即??4?9x?2x? 33333
五、構(gòu)造方程證明不等式
例6:設(shè) a1、a2、…an 為任意正數(shù),證明對(duì)任意正整數(shù)n
不等式(a1 + a2 + … + an)2≤ n(a12+a22+ …+ an2)均成立
簡析與證明:原不等式即為 4(a1 + a2 + … + an)2-4n(a12 + a22 + … + an2)≤ 0
由此聯(lián)想到根的判別式而構(gòu)造一元二次方程:
(a12+ a22+ … + an2)x 2 + 2(a1 + a2 + … + an)x + n=0(*)
因方程左邊=(a1 x + 1)2 +(a2 x + 1)2 + … +(an x + 1)2 ≥ 0
當(dāng)a1、a2、…an不全相等時(shí),a1 x+
1、a2 x+
1、…an x+1至少有一個(gè)不為0,方程(*)左邊恒為正數(shù),方程(*)顯然無解。
當(dāng)a1=a2=…=an 時(shí),方程(*)有唯一解 x=?1 a
1故△=4(a1 + a2 + … + an)2 - 4n(a12 + a22 + … + an2)≤ 0
即(a1 + a2 + … +an)2 ≤ n(a12 + a22 + … + an2)對(duì)任意正整數(shù)n均成立
六、構(gòu)造數(shù)列證明不等式
2例7:求證:Cn1+Cn2+…+Cnn >n·
n n-121?2n
簡析與證明:不等式左邊即為 2-1=從而聯(lián)想到等比數(shù)列的求和公式,于是左1?
2邊=1+2+2+…+ 2 2n-1112=[(1+2n-1)+(2+2n-2)+ …(2n-1+1)≥·n·22n?1=n·22n-12
例8:設(shè)任意實(shí)數(shù)a、b均滿足| a | < 1,| b | < 1 求證:112?? 221?ab1?a1?b
簡析與證明:不等式中各分式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與題設(shè)聯(lián)想到無窮等比數(shù)列(| q | < 1)各項(xiàng)和公式S=a1112424?,則:=(1 + a + a + …)+(1 + b + b + …)221?a1?b1?q1?ab=2+(a2 + b2)+(a4 + b4)+ … ≥2+2ab+2 a2 b2 + 2a4b4 + … =
七、構(gòu)造函數(shù)證明不等式
例9:已知| a | < 1,| b | < 1,| c | < 1,求證:ab+bc+ca>-
1簡析與證明:原不等式即為:(b+c)a+bc+1>0 ……①
將a看作自變量,于是問題轉(zhuǎn)化為只須證:當(dāng)-1<a<1時(shí),(b+c)a+bc+1恒為正數(shù)。因而可構(gòu)造函數(shù) f(a)=(b + c)a + bc +1(-1<a<1)
若b + c = 0原不等式顯然成立。
若b + c ≠0,則f(a)是a的一次函數(shù),f(a)在(-1,1)上為單調(diào)函數(shù)
而 f(-1)=- b -c+ bc +1=(1-b)(1-c)>0
f(1)=b+c+bc+1=(1+b)(1+c)>0
∴f(a)>0 即ab+bc+ca>-1
此題還可由題設(shè)構(gòu)造不等式(1+a)(1+b)(1+c)>0
(1-a)(1-b)(1-c)>0
兩式相加得:2+2(ab+bc+ca)>0即ab+bc+ca>-1
八、構(gòu)造對(duì)偶式證明不等式
例10:對(duì)任意自然數(shù)n,求證:(1+1)(1+
簡析與證明:設(shè)an =(1+1)(1+
構(gòu)造對(duì)偶式:bn = 11)…(1+)> 43n?23n?1 112583n?43n?1)…(1+)= ··…·?43n?21473n?53n?23693n?33n47103n?23n?1··…,cn = ·… 2583n?43n?13693n?33n?1?1111?1??1?,1? 3n?23n?13n?23n
即an > bn,an > cn
3∴an> an bn cn
∴an> 11)> n?1 3n?1,即:(1+1)(1+)…(1+43n?2
小結(jié):從以上幾例還可以看出:(1)構(gòu)造法不僅是證明不等式的重要思想方法,也是解不等式,求函數(shù)值域或最值的重要思想方法。(2)運(yùn)用構(gòu)造法解題,必須對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的非常熟練,必須有豐富的聯(lián)想和敢于創(chuàng)新的精神。(3)不時(shí)機(jī)地運(yùn)用構(gòu)造法,定能激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探索精神與創(chuàng)新能力。
(本文于2004年在《高中數(shù)學(xué)教與學(xué)》第10期上發(fā)表)
第二篇:例談運(yùn)用構(gòu)造法證明不等式 - 新課程數(shù)學(xué) - 新課程數(shù)學(xué)新課程
例談運(yùn)用構(gòu)造法證明不等式
在我們的學(xué)習(xí)過程中,常遇到一些不等式的證明,看似簡單,但卻無從下手,很難找到切入點(diǎn),幾種常用證法一一嘗試,均難以湊效。這時(shí)我們不妨變換一下思維角度,從不等式的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)出發(fā),在已學(xué)過的知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行廣泛的聯(lián)想,構(gòu)造一個(gè)與不等式相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)化,從而使不等式得到證明。下面通過舉例加以說明。
一、構(gòu)造向量證明不等式 例1:證明7x?2(9?x2)?9,并指出等號(hào)成立的條件。
簡析與證明:不等式左邊可看成7與 x 和2與9?x2兩兩乘積的和,從而聯(lián)想到數(shù)量積的坐標(biāo)表示,將左邊看成向量a=(7,2)與b=(x, 又a·b ≤|a|·|b|,所以
9?x2)的數(shù)量積,7x?2(9?x2)?(7)2?(2)2·x2?(9?x2)?9
當(dāng)且僅當(dāng)b=λa(λ>0)時(shí)等號(hào)成立,故由立。
x7?9?x22???0得:x=7,λ=1,即 x =7時(shí),等號(hào)成(1-y)?(x?y?3)?(2x?y?6)?例2:求證:2221 6簡析與證明:不等式左邊的特點(diǎn),使我們?nèi)菀茁?lián)想到空間向量模的坐標(biāo)表示,將左邊看成a =(1-y , x+y-3 , 2x+y-6)模的平方,又 |a|·|b|≥a·b ,為使 a·b為常數(shù),根據(jù)待定系數(shù)法又可構(gòu)造
b=(1 , 2,-1)
222于是|a|·|b|=(1?y)?(x?y?3)?(2x?y?6)·6
(1-y)·1+(x?y?3)·2?(2x?y?6()·?1)-1 a·b=222所以(1?y)?(x?y?3)?(2x?y?6)·6?1
(1-y)?(x?y?3)?(2x?y?6)?即
二、構(gòu)造復(fù)數(shù)證明不等式
22例
3、求證:x?y?2221 6x2?(1?y)2?(1?x)2?y2?(1?x)2?(1?y)2?22
簡析與證明:從不等式左邊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)容易聯(lián)想到復(fù)數(shù)的模,將左邊看成復(fù)數(shù)Z1= x+y i , Z2 = x +(1- y)i,Z3 = 1- x + y i,Z4 = 1- x +(1- y)i 模的和,又注意到Z1+Z2+Z3+Z4=2+2 i,于是由
z1+z2+
z3+
z4≥
z1?z2?z3?z4可得x2?y2?x2?(1?y)2?(1?x)2?y2?(1?x)2?(1?y)2?22?22?2
2此題也可構(gòu)造向量來證明。
三、構(gòu)造幾何圖形證明不等式
例4:已知:a>0、b>0、c>0 ,求證:
a2?ab?b2?b2?bc?c2?a2?ac?c2當(dāng)且僅當(dāng)111??時(shí)取等號(hào)。bac
簡析與證明:從三個(gè)根式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)容易聯(lián)想到余弦定理,于是可構(gòu)造如下圖形: 作OA=a,OB=b,OC=c,∠AOB=∠BOC=60° 如圖(1)
則∠AOC=120°,AB=a2?ab?b2,BC=b2?bc?c2,AC=a2?ac?c
2由幾何知識(shí)可知:AB+BC≥AC
∴a2?ab?b2+b2?bc?c2≥a2?ac?c2 當(dāng)且僅當(dāng)A、B、C三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)有
111absin60??bcsin60??acsin120?,即ab+bc=ac 222故當(dāng)且僅當(dāng)111??時(shí)取等號(hào)。bac
四、構(gòu)造橢圓證明不等式 例5:求證:?4213 ?4?9x2?2x?33簡析與證明:4?9x2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使我們聯(lián)想到橢圓方程及數(shù)形結(jié)合思想。
于是令 y?4?9x2(y?0),則其圖象是橢圓
圖(1)
x2y2??14的上半部分,設(shè)y-2x=m,于是只需證49?4213, 因 m為直線y=2x+m在y軸上的截?m?332,0)3距,由圖(2)可知:當(dāng)直線 y = 2 x+m 過點(diǎn)(時(shí),m有最小值為m=?4;當(dāng)直線y =2x+m與橢圓上3半部分相切時(shí),m有最大值。
?y?2x?m2 2 由 ?2 得:13x+ 4mx + m– 4 = 0 2?9x?y?4令△= 4(52-9m2)=0 得:m?圖(2)
213213或m?-(舍)33即m的最大值為
421342132132,故??m?,即??4?9x?2x?
3333
3五、構(gòu)造方程證明不等式
例6:設(shè) a1、a2、…an 為任意正數(shù),證明對(duì)任意正整數(shù)n 不等式(a1 + a2 + … + an)2 ≤ n(a12 + a22 + …
+ an
2)均成立
簡析與證明:原不等式即為 4(a1 + a2 + … + an)2-4n(a12 + a22 + … + an2)≤ 0
由此聯(lián)想到根的判別式而構(gòu)造一元二次方程:
(a12 + a22 + … + an2)x 2 + 2(a1 + a2 + … + an)x + n=0
(*)因方程左邊=(a1 x + 1)2 +(a2 x + 1)2 + … +(an x + 1)2 ≥ 0 當(dāng)a1、a2、…an不全相等時(shí),a1 x+
1、a2 x+
1、…an x+1至少有一個(gè)不為0,方程(*)左邊恒為正數(shù),方程(*)顯然無解。
當(dāng)a1=a2=…=an 時(shí),方程(*)有唯一解 x=?1 a1故△=4(a1 + a2 + … + an)2 - 4n(a12 + a22 + … + an
2)≤ 0 即(a1 + a2 + … +an)2 ≤ n(a12 + a22 + … + an2)對(duì)任意正整數(shù)n均成立
六、構(gòu)造數(shù)列證明不等式 例7:求證:Cn1+Cn2+…+Cnn >
n·2n
n-12
1?2n簡析與證明:不等式左邊即為 2-1=從而聯(lián)想到等比數(shù)列的求和公式,于是左邊=1+2+22+…+
1?22 n-1112=[(1+2n-1)+(2+2n-2)+ …(2n-1+1)≥·n·22n?1=n·22例8:設(shè)任意實(shí)數(shù)a、b均滿足| a | < 1,| b | < 1 求證:
n-12
112??
1?a21?b21?ab簡析與證明:不等式中各分式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與題設(shè)聯(lián)想到無窮等比數(shù)列(| q | < 1)各項(xiàng)和公式S=
a1,1?q則:112424?=(1 + a + a + …)+(1 + b + b + …)221?a1?b2 1?ab=2+(a2 + b2)+(a4 + b4)+ … ≥2+2ab+2 a2 b2 + 2a4b4 + … =
七、構(gòu)造函數(shù)證明不等式
例9:已知| a | < 1,| b | < 1,| c | < 1,求證:ab+bc+ca>-1 簡析與證明:原不等式即為:(b+c)a+bc+1>0 ……①
將a看作自變量,于是問題轉(zhuǎn)化為只須證:當(dāng)-1<a<1時(shí),(b+c)a+bc+1恒為正數(shù)。因而可構(gòu)造函數(shù) f(a)=(b + c)a + bc +1
(-1<a<1)若b + c = 0原不等式顯然成立。
若b + c ≠0,則f(a)是a的一次函數(shù),f(a)在(-1,1)上為單調(diào)函數(shù) 而 f(-1)=- b -c + bc +1=(1-b)(1-c)>0 f(1)=b+c+bc+1=(1+b)(1+c)>0 ∴f(a)>0 即ab+bc+ca>-1 此題還可由題設(shè)構(gòu)造不等式(1+a)(1+b)(1+c)>0
(1-a)(1-b)(1-c)>0 兩式相加得:2+2(ab+bc+ca)>0即ab+bc+ca>-1
八、構(gòu)造對(duì)偶式證明不等式
例10:對(duì)任意自然數(shù)n,求證:(1+1)(1+簡析與證明:設(shè)an =(1+1)(1+構(gòu)造對(duì)偶式:bn =
11)…(1+)> 43n?233n?1
112583n?43n?1)…(1+)= ··…·?43n?21473n?53n?23693n?33n47103n?23n?1··…·,cn = ··…· 2583n?43n?13693n?33n?1?1111?1??1?,1?
3n?23n?13n?23n即an > bn,an > cn
3∴an> an bn cn
∴an > 311)> 33n?1 3n?1,即:(1+1)(1+)…(1+
43n?2小結(jié):從以上幾例還可以看出:(1)構(gòu)造法不僅是證明不等式的重要思想方法,也是解不等式,求函數(shù)值域或最值的重要思想方法。(2)運(yùn)用構(gòu)造法解題,必須對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的非常熟練,必須有豐富的聯(lián)想和敢于創(chuàng)新的精神。(3)不時(shí)機(jī)地運(yùn)用構(gòu)造法,定能激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探索精神與創(chuàng)新能力。
(本文于2004年在《高中數(shù)學(xué)教與學(xué)》第10期上發(fā)表)
第三篇:構(gòu)造法證明不等式例說
構(gòu)造法證明不等式例說
【中圖分類號(hào)】g633.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】a 【文章編號(hào)】
2095-3089(2012)11-0081-01
對(duì)于如何解題,g.波利亞曾這樣精辟地說過:“解題的成功要靠正確的選擇?!痹诮忸}中,常規(guī)的思考方法是由條件到結(jié)論的定向思考,但有些問題按照這樣的思維方式來尋求解題途徑比較困難,甚至無從下手。在這種情況下,要求我們改變思維方向,換一個(gè)角度思考,以找到一條繞過障礙的新途徑。構(gòu)造法思想及其方法就是這種手段。下面舉例說明構(gòu)造法在證明不等式方面的具體應(yīng)用。
一、構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)性質(zhì)證明不等式
第四篇:巧用構(gòu)造法證明不等式
巧用構(gòu)造法證明不等式
構(gòu)造法是指在解決數(shù)學(xué)問題的過程中,為了完成由條件向結(jié)論的轉(zhuǎn)化,通過構(gòu)造輔助元素,架起一座溝通條件和結(jié)論的橋梁,從而使問題得到解決。不等式證明是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)問題,若能巧用構(gòu)造方法,可以使一些問題化難為易.本文擬用構(gòu)造法巧證一些不等式問題,僅供參考.一、構(gòu)造函數(shù)證明不等式
若能根據(jù)題中條件的特征,巧妙地構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖象和性質(zhì)來證明不等式.例1(2011年安徽高考理科題)(Ⅰ)設(shè)x?1,y?1,證明 111x?y????xy,xyxy
(Ⅱ)1?a?b?c,證明
logab?logbc?logca?logba?logcb?logac.解:∵x?1,y?1,所以要證明原不等式成立,則只需證
xy(x?y)?1?y?x?(xy)
2成立.令f(x)?y?x?(xy)2?[xy(x?y)?1]?(y2?y)x2?(1?y2)x?y?1 當(dāng)y?1時(shí),則f(x)?0,即xy(x?y)?1?y?x?(xy)2,所以
111x?y????xy xyxy
111?(,1).函數(shù)當(dāng)y?1時(shí),二次函數(shù)f(x)的圖象開口向上,對(duì)稱軸x??22y2
f(x)在[1,??)上單調(diào)遞增,所以
f(x)?f(1)?y2?y?1?y2?y?1?0
所以
111x?y????xy xyxy
綜上,所證明的原不等式成立.(Ⅱ)證明略.二、構(gòu)造方程證明不等式
由解不等式的經(jīng)驗(yàn)知,不等式的解的區(qū)間的端點(diǎn)就是相應(yīng)方程的解,所以可以利用方程與不等式的內(nèi)在聯(lián)系,構(gòu)造方程來證明不等式.例2 設(shè)實(shí)數(shù)a,b,c滿足
?a2?bc?8a?7?0?2 2?b?c?bc?6a?6?0
求證:1?a?9.?bc?a2?8a?7證明:由已知得?,故可構(gòu)造關(guān)于x的方程:
?b?c??(a?1)
x2?(a?1)x?a2?8a?7?0
所以??[?(a?1)]2?4(a2?8a?7)?0,即a2?10a?9?0,所以1?a?9.三、構(gòu)造三角形證明不等式
若能根據(jù)不等式的特征,構(gòu)造出與不等式相同的幾何背景的三角形,通過三角形的性質(zhì)和幾何特征來證明不等式.例3設(shè)a,b,c為正實(shí)數(shù),求證:
a2?ab?b2?b2?bc?c2?c2?ca?a2?(a?b?c)證明:由于a2?ab?b2?
下圖所示.Aa2?b2?2abcos1200,構(gòu)造三角形ABC,如 ? D B
使AC?b,BC?a,?ACB?1200,則AB?a2?ab?b2.作?ACB的角平分線交AB于D.令?ADC??,則ADbBDaa?,.??sin600sin?sin600sin(1800??)sin?
33ba(a?b)
所以AB?,BD?.由此可得AB?AD?DB?.sin?sin?sin?
∵0?????1,所以AB?,所以0?si?n3(a?b),即
2a2?ab?b2?
同理:b2?bc?c2?(a?b)①.23(c?b)② 2
(c?a)③ 2c2?ca?a2?
由①②③得a2?ab?b2?b2?bc?c2?c2?ca?a2?(a?b?c).四、構(gòu)造幾何體證明不等式
若要證明的不等式與幾何體中一些線段的長度有某種內(nèi)在的關(guān)系,可通過構(gòu)造幾何體來證明不等式.例4 已知a,b,c均為正數(shù),且a2?b2?c2?1.證明:
?a2??b2??c2?3?(a?b?c)
證明:由a2?b2?c2?1,可發(fā)現(xiàn)此式與長方體的對(duì)角線長的公式有一定聯(lián)
系.故可構(gòu)造長方體,使其長寬高分別為a,b,c,且AC1?1.A
c 1A1 D
1而AB1?b2?c2??a2.在?AB1C1中,有AB1?B1C1?AC1,即
?a2?a?1①
同理有
?b2?b?1②
?c2?c?1③
由①②③得?a2??b2??c2?3?(a?b?c).用構(gòu)造法證明不等式是一種非常重要的解題方法.運(yùn)用此方法的關(guān)鍵在于“構(gòu)造”,可以根據(jù)所要證明的不等式的結(jié)構(gòu)特征,合理運(yùn)用類比、聯(lián)想等方法,構(gòu)造出“輔助元素”,使所要證明的不等式化難為易,從而解決問題。
第五篇:構(gòu)造法證明不等式
構(gòu)造法證明不等式
由于證明不等式?jīng)]有固定的模式,證法靈活多樣,技巧性強(qiáng),使得不等式證明成為中學(xué)數(shù)學(xué)的難點(diǎn)之一.下面通過數(shù)例介紹構(gòu)造法在證明不等式中的應(yīng)用.一、構(gòu)造一次函數(shù)法證明不等式
有些不等式可以和一次函數(shù)建立直接聯(lián)系,通過構(gòu)造一次函數(shù)式,利用一次函數(shù)的有關(guān)特性,完成不等式的證明.例1設(shè)0≤a、b、c≤2,求證:4a+b+c+abc≥2ab+2bc+2ca.證明:視a為自變量,構(gòu)造一次函數(shù)
=4a+b+c+abc-2ab-2bc-2ca=(bc-2b-2c+4)a+(b+c-2bc),由0≤a≤2,知表示一條線段.又=b+c-2bc=(b-c)≥0,=b+c-4b-4c+8=(b-2)+(c-2)≥0,可見上述線段在橫軸及其上方,∴≥0,即4a+b+c+abc≥2ab+2bc+2ca.二、構(gòu)造二次函數(shù)法證明不等式
對(duì)一些不等式證明的題目,若能巧妙構(gòu)造一元二次函數(shù),利用二次函數(shù)的有關(guān)特性,可以簡潔地完成不等式證明.例2實(shí)數(shù)a、b、c滿足(a+c)(a+b+c)<0,求證:(b-c)>4a(a+b+c).證明:由已知得a=0時(shí),b≠c,否則與(a+c)(a+b+c)<0矛盾,故a=0時(shí),(b-c)>4a(a+b+c)成立.當(dāng)a≠0時(shí),構(gòu)造二次函數(shù)=ax+(b-c)x+(a+b+c),則有
=a+b+c,=2(a+c),而·=2(a+c)(a+b+c)<0,∴存在m,當(dāng)-1