扬典例之帆 驾思维之船——一道不等式题的多种证明方法及拓展

【题目】已知a、b、m∈R^＋,a〈b．求证：a/b〈a＋m/b＋m 一、研究证法这是高二数学上册一道典型的不等式证明题,这个题目的证法很多,每一种证法都体现着一种数学思想．那么,如何转化呢？按照教材上要求的比较法、综合法、分析法这三种基本方法来证明这个不等式,就有下面三种基本方法：     

对一道不等式证明题的探究

题目 已知正实数a,b满足a＋b=1,求证（a＋2）^2＋（b＋2）^2≥25/2. 该题是一道典型的不等式证明题,用最基本的比差法,综合法、分析法、反证法易证．现证明如下：     

一个简单不等式的应用

全日制普通高级中学教科书数学第二册第12页例2已证明： 若a,b,m都是正数，并且a〈b，则a/b〈a＋m/b＋m。     

等比性质的灵活应用

如果a/b=c/d=…=m/n(b d … n≠0)，那么(a c … m)/(b d … n）=a/b=…=m/n.这就是我们熟知的等比性质，它在数学解题中有着广泛的应用．证明该性质所采用的等值设参法，也是一种重要的解题思想．在应用等比性质解题时，要注意性质成立的条件和性质的灵活运用．     

一道典型不等式的证法探求

题目已知a、b是正数，且a＋b=1，求证（n＋1）^2＋（b＋1）^2≥9/2．该题是一类典型的条件不等式证明题，可用常规的比较法，综合法，分析法等证明．[第一段]     

运用构造法巧证一道IMO竞赛题

题目设a,b,c∈（0,＋∞）,且abc=1,求证：1/a3（b＋c）＋1/b3（c＋a）＋1/c3≥3/2.（a＋b）这是1995年第36届IMO竞赛试题的第2题．该题的证明方法较多,为简化证明,先作等价     

“数字法”巧求函数y=a/cosn/mx＋b/sinn/mx的最小值

定理 设a,b∈R＋,m,n∈N,x∈（0,π/2）,则当且仅当x=arctan^2m＋n√（b/a）^m时,y=a/cosn/mx＋b/sinn/mx有最小值（a2m/2m＋n＋b2m/2m＋x）2m＋n/2m.     

等比性质的灵活应用

如果a/b=c/d=…=m/n(b d … n≠0),，那么(a c … m)/(b d … n)=1/b=…=m/n．这就是我们熟知的等比性质，它是比例的一条重要性质，在数学解题中有着广泛的应用．证明该性质所采用的等值设参法，也是一种重要的解题方法．在应用等比性质解题时，要注意性质成立的条件和性质的灵活运用．     

循环乘法及其应用

1循环来法记E={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},J=｛非负整数｝,N=｛自然数｝．定理IVb6N,若a;b＋。;一10m;＋;＋a;＋;,m;EJ,a;EE,i—l,2,3,则当3j,SENN＞S,使得a。一as,m。一m。证明首先ViEN有lbo;＋a;＜10b＋r,其中r—10m;＋a;．事实上,i一旦时显然真．假设i一切。EN）真,即foe。＋a。rt10b＋r,则10m。＋1＋a。＋;一加十m。10b＋r＿,wtqb＋＝＝－－－＜10b＋r．、1—10下面用反证法证明定理1．反设若不然,即不论多么大的j＞S都有lboj＋aj学lbo,＋a,,则有无穷多个不相等的非负整数10m。＋a;wt…     

一些特殊不等式的巧用

在不等式证明中,如果多留意,多反思,就可以发现一些课本上没有作为公式,但却十分有用的不等式,如a/b〈（a＋m）/（b＋m）,（b〉a〉0,m〉0）（a＋b）/2≤√（a^2＋b^2）/2,a^2＋b^2＋c^2≥ab＋bc＋ca等等,在证明某些不等式时,利用这些不等式可以简化思路、缩短解题过程。     

一道IMO预选题的简证

题目设a、b、c〉0，且ab＋bc＋ca=1．证明：不等式^3√1/a＋6b＋^3√1/b＋6c＋^3√1/c＋6a≤1/abc.[第一段]     

几个“形异质同”的相同元素排列与组合问题

定理：将a，a，a，…，a，b，b，…，b（其中有m个a，n个b）进行排列，共有Am＋n m＋n/Amm·Ann=Cmm＋n种不同的方法．     

由一道课本题巧解几道高考题

人教A版数学选修“不等式选讲”第21页例2： 如果用a kg白糖制造出bkg糖溶液,则糖的质量分数为a/b．若在上述溶液中再添加m kg白糖,此时糖的质量分数增加到a＋m/b＋m．将这个事实抽象为数学问题,并给出证明．     

一个算术—几何—调和平均值不等式的加细

题目已知a、b、c为正实数,且abc=1．证明： 1/a＋1/b＋1/c＋3/a＋b＋c≥4.     

等比性质在几何证明中的应用

课本中介绍了等比性质．如果a/b=c/d=…=m/n（b＋d＋…＋n≠0）,那么a＋c＋…＋m/b＋d＋…＋n=a/b.     

用均值不等式证高次不等式

1．设a,b,c∈R^＋,求证： （a＋2b/a＋2c）^n＋（b＋2c/b＋2a）^n＋（c＋2a/c＋2b）^n≥3． 证明a＋2b/a＋2c＋b＋2c/b＋2a＋c＋2a/c＋2b≥3 ←→（a＋2b）（b＋2a）（c＋2b）＋（b＋2c）（c＋2b）（a＋2c）     

Gerretsen不等式的加强

贵刊文［1］将一道课本练习题改造，加强为：设a、b、c为非负实数.则文［2］将（1）式进一步加强为：设a、b、c为非负数，m＝min(a，b，c），则现在可以利用（2）式将三角形中著名的Gerretsen不等式加强为：这里，a、b、c、s、R、r分别表示三角形的三边长，半周长，外接圆半径和内切圆半径，m＝min{1/2（b＋c－a），1/2（c＋a－b），1/2（a＋b－c）｝．证对（2）式作置换a→1/2（b＋c－a)，b→1/2（c＋a－b),c→1/2（a＋b－c）．这里，后者中的a、b、c构成某一三角形三边长．这样，由（2）式经化简整理（具体过程从略）可得依据三角形中恒…     

对一道伊朗奥赛题证法的指正

2007年伊朗数学奥林匹克有这样一道不等式证明题：设a、b、c是三个互不相等的正数．证明：｜a＋b/a-b ＋ b＋c/b-c ＋ c＋a/c-a｜〉1.     

一道波罗的海竞赛题的另解

题目 已知正数a、b、c、d满足a＋b＋c＋d=4． 证明：a/a^3＋8＋b/b^3＋8＋c/c^3＋8＋d/d^3＋8≤4/9.（2011,波罗的海数学竞赛）     

关于两道数学竞赛题的探究

题1 设a、b、c是正实数．证明： （2a＋b＋c）^2/2a^2＋（b＋c）^2＋（2b＋c＋a）^2/2b^2＋（c＋a）^2＋（2c＋a＋b）^2/2c^2＋（a＋b）^2≤8.