abba例3、已知a,b?R,求证ab?ab.
?本题可以尝试使用差值比较和商值比较两种方法进行。
证明:1) 差值比较法:注意到要证的不等式关于a,b对称,不妨设a?b?0.
?a?b?0?ab?ab?ab(aabbabba?b?ba?b)?0,从而原不等式得证。
2)商值比较法:设a?b?0,
aabbaa??1,a?b?0, ?ba?()a?b?1.故原不等式得证。
babb例4、甲、乙两人同时同地沿同一路线走到同一地点。甲有一半时间以速度m行走,另一半时间以速度n行走;乙有一半路程以速度m行走,另一半路程以速度n行走。如果m?n,问甲、乙两人谁先到达指定地点。
分析:设从出发地点至指定地点的路程是S,甲、乙两人走完这段路程所用的时间分别为
t1,t2。要回答题目中的问题,只要比较t1,t2的大小就可以了。
解:设从出发地点至指定地点的路程是S,甲、乙两人走完这段路程所用的时间分别为
t1,t2,根据题意有
t1tSS2SS(m?n)m?1n?S,,t2?, ??t2,可得t1?222m2nm?n2mnS(m?n)22SS(m?n)S[4mn?(m?n)2]???从而t1?t2?, ?2(m?n)mn2(m?n)mnm?n2mn其中S,m,n都是正数,且m?n。于是t1?t2?0,即t1?t2。 从而知甲比乙首先到达指定地点。
讨论:如果m?n,甲、乙两人谁先到达指定地点? 三、课堂练习:
1.比较下面各题中两个代数式值的大小:
(1)x与x?x?1;(2)x?x?1与(x?1).
2222 21
2.已知a?1. 求证:(1)a?2a?1; (2)
a?b?c322a?1.
1?a23.若a?b?c?0,求证abc?(abc)四、课时小结:
abc.
比较法是证明不等式的一种最基本、最重要的方法。用比较法证明不等式的步骤是:作差(或作商)、变形、判断符号。“变形”是解题的关键,是最重一步。因式分解、配方、凑成若干个平方和等是“变形”的常用方法。五、课后作业:
课本23页第1、2、3、4题。 六、教学后记:
22
课 题:第02课时 不等式的证明方法之二:综合法与分析法 教学目标:
1、 结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法。 2、 了解分析法和综合法的思考过程。
教学重点:会用综合法证明问题;了解综合法的思考过程。
教学难点:根据问题的特点,结合综合法的思考过程、特点,选择适当的证明方法。 教学过程: 一、引入:
综合法和分析法是数学中常用的两种直接证明方法,也是不等式证明中的基本方法。由 于两者在证明思路上存在着明显的互逆性,这里将其放在一起加以认识、学习,以便于对比研究两种思路方法的特点。
所谓综合法,即从已知条件出发,根据不等式的性质或已知的不等式,逐步推导出要证 的不等式。而分析法,则是由结果开始,倒过来寻找原因,直至原因成为明显的或者在已知中。前一种是“由因及果”,后一种是“执果索因”。打一个比方:张三在山里迷了路,救援人员从驻地出发,逐步寻找,直至找到他,这是“综合法”;而张三自己找路,直至回到驻地,这是“分析法”。 二、典型例题:
例1、已知a,b,c?0,且不全相等。求证:
a(b?c)?b(c?a)?c(a?b)?6abc 分析:用综合法。
例2、设a?0,b?0,求证a?b?ab?ab. 证法一 分析法
要证a?b?ab?ab成立.
只需证(a?b)(a?ab?b)?ab(a?b)成立,又因a?b?0, 只需证a?ab?b?ab成立,又需证a?2ab?b?0成立, 即需证(a?b)?0成立.而(a?b)?0显然成立. 由此命题得证。
证法二 综合法
2222222222332233222222 23
(a?b)?0?a?2ab?b?0?a?ab?b?ab
22222 注意到a?0,b?0,即a?b?0,
3322由上式即得(a?b)(a?ab?b)?ab(a?b),从而a?b?ab?ab成立。
22议一议:根据上面的例证,你能指出综合法和分析法的主要特点吗? 例3、已知a,b,m都是正数,并且a?b.求证:
a?ma?. (1) b?mb证法一 要证(1),只需证b(a?m)?a(b?m) (2)
要证(2),只需证bm?am (3) 要证(3),只需证b?a (4) 已知(4)成立,所以(1)成立。
上面的证明用的是分析法。下面的证法二采用综合法。 证法二 因为 b?a,m是正数,所以bm?am
两边同时加上ab得b(a?m)?a(b?m)两边同时除以正数b(b?m)得(1)。
例4、证明:通过水管放水,当流速相同时,如果水管横截面的周长相等,那么横截面是圆的水管比横截面是正方形的水管流量大。
分析:当水的流速相同时,水管的流量取决于水管横截面面积的大小。设截面的周长
LL?L?为L,则周长为L的圆的半径为,截面积为??;周长为的正方形为,截面L?2?4?2??2?L??L??L?积为??。所以本题只需证明??????。
?4??2???4??L?证明:设截面的周长为L,则截面是圆的水管的截面面积为???,截面是正方形
?2???L??L??L?的水管的截面面积为??。只需证明:??????。
?4??2???4?2222222?L2L2?为了证明上式成立,只需证明。 2164?两边同乘以正数
411?。因此,只需证明4??。 ,得:
?4L2 24
?L??L?上式显然成立,所以?????? 。
?2???4?这就证明了:通过水管放水,当流速相同时,如果水管横截面的周长相等,那么横截面是圆的水管比横截面是正方形的水管流量大。
例5、证明:a?b?c?ab?bc?ca。
证法一: 因为 a?b?2ab (2) b?c?2bc (3) c?a?2ca (4)
所以三式相加得2(a?b?c)?2(ab?bc?ca) (5) 两边同时除以2即得(1)。
证法二:
22222222222222a2?b2?c2?(ab?bc?ca)?所以(1)成立。
111(a?b)2?(b?c)2?(c?a)2?0, 222例6、证明:(a?b)(c?d)?(ac?bd). (1) 证明 (1)?(a?b)(c?d)?(ac?bd)?0 (2)
2222222222?a2c2?b2c2?a2d2?b2d2?(a2c2?2abcd?b2d2)?0 (3) ? b2c2?a2d2?2abcd?0 (4) ? (bc?ad)2?0 (5)
(5)显然成立。因此(1)成立。
例7、已知a,b,c都是正数,求证a?b?c?3abc.并指出等号在什么时候成立? 分析:本题可以考虑利用因式分解公式
a?b?c?3abc?(a?b?c)(a?b?c?ab?bc?ca)着手。 证明: a?b?c?3abc
=(a?b?c)(a?b?c?ab?bc?ca)
222333222333333 25
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