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一道对称不等式的十种证法

引言:对于一道数学题目我们可以从不同的角度应用多方面的知识来分析、考虑、讨论它的求解或证明方法。“一题多想”可以帮助我们很容易地解决问题。这样我们就可以跳出常规的思维方式和解题方式,寻找到更简捷更巧妙的方法将问题解决。 copyright paper51.com

有一道不等式题目为:已知∈R.(R为全体实数)  求证: 。下面我们用多种方法来证明它。

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证法一(分析缩放法):

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      证:若 A∈R,则 A。

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      有

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      要证明原不等式,只需证

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      只需证

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      即证  copyright paper51.com

      即证 http://www.paper51.com

      即证 ,此不等式显然成立。

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      上述过程可逆,故原不等式成立。

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      小结:分析缩放法利用了不等式性质,当A∈R时,则 A。

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      故本题可用进行放缩,再用分析法及其过程可逆使不等式获证。此法巧妙地利用了不等式的性质,简单、明了。

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证法二(分类讨论分析法):

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证:(1)、当 时,原不等式显然成立。

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(2)、当 时,只需证  ,

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只需证

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即证

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即证 . 此不等式显然成立。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

上述过程可逆,故不等式成立。

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综上(1)(2)得原不等式成立。 copyright paper51.com

小结:分类讨论分析法是将无理不等式转化为有理不等式来加以证明。但在转化过程中,即不等式两边同时平方时,需要考虑不等式两边的符号,分类讨论。此法是很常规常用的证明不等式的方法。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

证法三(综合缩放法):

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     证:因为 内容来自www.paper51.com

                

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               ,又因

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      所以 内容来自www.paper51.com

      所以原不等式成立。

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小结:综合缩放法,从不等式的右端出发,利用二元均值不等式进行缩放,来加以证明原不等式。均值不等式在不等式的求解和证明中经常用到,但利用均值不等式时必须注意均值不等式的三个条件,即正、等、定。此法简捷,易懂。

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证法四(作差比较法): 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

      证:当 时,不等式显然成立。 copyright paper51.com

      当 时,将原不等式两边平方后作差, http://www.paper51.com

      由 copyright paper51.com

所以

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      即 http://www.paper51.com

      综上所述,原不等式成立。 http://www.paper51.com

小结:作差比较法是我们在证明不等式时应最先想到的方法。它通俗易懂。其过程是用不等式的一端作为被减数,另一端作为减数作差,若所得的差值大于零,则被减数大于减数,即不等式作为被减数的一端大于作为减数的一端。否则反之。若差值为零,则说明不等式两端相等。 copyright paper51.com

证法五(母函数法):

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     证:(1)、当 时,原不等式显然成立。

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(2)、当时,不等式两边平方得 内容来自www.paper51.com

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令:

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      恒成立。

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     1、当时,有,此时不等式显然成立。 内容来自www.paper51.com

     2、当时,因为恒成立。所以的判别式

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由(1)(2)得原不等式成立。 http://www.paper51.com

小结:母函数法中,我们从不等式的式子结构出发,变形为 内容来自www.paper51.com

,此不等式的式子结构与一元二次方程判别式的结构相似。于是我们联想到了构造二次函数。利用对于恒成立的充要条件来说明。此法将不等式和函数结合在一起,充分说明了不等式与函数之间的联系十分紧密。

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证法六(三角代换法):

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      证:设    

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      则可令          paper51.com

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故原不等式成立。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

小结:三角代换法是利用三角代换,将代数不等式化为三角不等式来加以证明,其中代换过程,即“所令”是关键。此法巧妙地转换,使证明过程很简捷易懂。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

证法七(三角代换作商比较法):

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     证:(1)、当时,即,此时不等式都有,原不等式显然成立。 paper51.com

(2)、当时,只需证 http://www.paper51.com

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只需证 ---------1

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 和

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令:          

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将所令代入1式得 copyright paper51.com

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,此不等式显然成立。 内容来自www.paper51.com

上述过程可逆, paper51.com

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