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1、.中学不等式证明方法探究摘要不等式,渗透在中学数学各个分支中,有着十分广泛的应用。因此不等式应用问题体现了一定的综合性、灵活多样性,对数学各部分知识融会贯通,起到了很好的促进作用。在解决问题时,要依据题设与结论的结构特点、内在联系、选择适当的解决方案,最终归结为不等式的求解或证明。而不等式的证明,方法灵活多样,还和很多内容结合,它既是中学数学教学中的难点,也是数学竞赛培训的难点,近年也演变为竞赛命题的热点,因其证明不仅蕴涵了丰富的逻辑推理、非常讲究的恒等和不等变形技巧,而且证明过程千姿百态,极易出错,因此,有必要对不
2、等式的证明方法和技巧进行总结归纳并与大家一起分享交流。本文通过对不等式的进一步研究,同时在前人的基础上对不等式的证明方法进行再探讨,得出了几点新方法,再有就是对于一些题目,很多人都是用一些常用的方法来解决,而笔者则是通过另外的一种方法来解,并且解题过程相对简单,在正文的例题当中,我用方法二给出了我的证明过程,以飨读者。关键词:不等式;证明方法;证明技巧;换元法;微分法..证明不等式的方法灵活多样,内容丰富、技巧性较强要依据题设、题断的结构特点、内在联系,选择适当的证明方法,要熟悉各种证法中的推理思维,并掌握相应的步骤
3、,技巧和语言特点.在证明不等式前,要依据题设和待证不等式的结构特点、内在联系,选择适当的证明方法.通过等式或不等式的运算,将待证的不等式化为明显的、熟知的不等式,从而使原不等式得到证明;反之亦可从明显的、熟知的不等式入手,经过一系列的运算而导出待证的不等式,前者是“执果索因”,后者是“由因导果”,为沟通联系的途径,证明时往往联合使用分析综合法,两面夹击,相辅相成,达到欲证的目的.通过不等式的基本知识、基本方法在代数、三角函数、数列、复数、立体几何、解析几何等各部分知识中的应用,深化数学知识间的融汇贯通,从而提高分析问
4、题解决问题的能力.在应用不等式的基本知识、方法、思想解决问题的过程中,提高学生数学素质及创新意识.1、比较法比较法是证明不等式的一种最基本的方法,也是最常用的的方法,基本不等式就是用比较法证明的。其难点在第二步的“变形”上,变形的目的是有利于第三步判断,求差比较法变形的方向主要是分解因式、配方。1)作差比较法的理论依据有:abab0,abab0,abab0.2)作商比较法的理论依据有:ab0,ab1.b3)作差(商)比较法的步骤:作差(商)变形判断符号(与1的大小)432例1:求证:12x2xx432证明:法一:(1
5、2x)(2xx)32x(x1)(x1)(x1)3(x1)(2xx1)3(x1)(2x2xx1)22(x1)(2x2x1)2121(x1)[2(x)]02243212x2xx432法二:12x(2xx)..43242x2xxx2x12222(xx)(x1)043212x2xx32说明:法一的变形主要是因式分解,其难点在于分解2xx1的因式,判断2x2x1的符号除用配方法外,还可用判别式法(此法我们后面再述)。证法二的变形主要是配方法,难点在于拆项,此法笔者又将其归纳为裂项法。通过本例,可以了解求差比较法的全貌,以及关键
6、的第二步变形。例2:已知a1,0,求证:loga(a)log(a)(a2)log(a)(a2)证明:log(a)(a2)?log(a)aloga(a)log(a)(a2)log(a)a2log(a)a(a2)2[][]2222log(a)(a2a)2log(a)(a)2[][]122又loga(a)0,log(a)(a2)loga(a).1说明:观察不等式的特点,a充当了真数和底,联想到logaN,进而用了logNa作商比较法,作商比较法的变形主要是利用某些运算性质和性质,如函数的单调性等,我们再看:例3:若abc0
7、,求证:abab(1)abba2a2b2cbcacab(2)abcabcababaab证明:(1)abc0,()abbaba又ab0,1,ab0babaababba()1,即1,又ab0babababbaabab(2)由(1)的结果,有abbabccbcaacabab0,bcbc0,caca0两边分别相乘得..abbccabacbacab?bc?caab?bc?ca2a2b2cbcacababcabc2、综合法利用某些证明过的不等式作为基础,再运用不等式的性质,推导出所求证的不等式,这种证明方法叫做综合法,综合法的思
8、考路线是“由因导果”。例4:(1)已知a,b,c为不全相等的正数,求证:bcacababc3abc(2)已知a,b,c为不相等正数,且abc1,111求证:abcabcbacbac证明:(1)证法一:左式()()()3abbccaa,b,c为不全相等的正数baba2?2ababcbca同理:2,2bcac且上面三个等号不能同时成立,bacbac