5.设a+b+c=1,a2+b2+c2=1且a>b>c.
求证:-<c<0.
证明:∵a2+b2+c2=1,
∴(a+b)2-2ab+c2=1.
∴2ab=(a+b)2+c2-1=(1-c)2+c2-1=2c2-2c.
∴ab=c2-c.
又∵a+b=1-c,
∴a、b是方程x2+(c-1)x+c2-c=0的两个根,且a>b>c.
令f(x)=x2+(c-1)x+c2-c,则
4.已知a+b+c=0,求证:ab+bc+ca≤0.
证法一:(综合法)∵a+b+c=0,
∴(a+b+c)2=0.
展开得ab+bc+ca=-,
∴ab+bc+ca≤0.
证法二:(分析法)要证ab+bc+ca≤0,
∵a+b+c=0,
故只需证ab+bc+ca≤(a+b+c)2,
即证a2+b2+c2+ab+bc+ca≥0,
亦即证[(a+b)2+(b+c)2+(c+a)2]≥0.
而这是显然的,由于以上相应各步均可逆,
∴原不等式成立.
证法三:∵a+b+c=0,∴-c=a+b.
∴ab+bc+ca=ab+(b+a)c=ab-(a+b)2
=-a2-b2-ab=-[(a+)2+]≤0.
∴ab+bc+ca≤0.
培养能力
3.已知a>b>c且a+b+c=0,求证:<a.
证明:要证<a,只需证b2-ac<3a2,
即证b2+a(a+b)<3a2,即证(a-b)(2a+b)>0,
即证(a-b)(a-c)>0.
∵a>b>c,∴(a-b)·(a-c)>0成立.
∴原不等式成立.
2.对实数a和x而言,不等式x3+13a2x>5ax2+9a3成立的充要条件是____________.
解析:(x3+13a2x)-(5ax2+9a3)
=x3-5ax2+13a2x-9a3
=(x-a)(x2-4ax+9a2)
=(x-a)[(x-2a)2+5a2]>0.
∵当x≠2a≠0时,有(x-2a)2+5a2>0.
由题意故只需x-a>0即x>a,以上过程可逆.
答案:x>a
1.已知a、b是不相等的正数,x=,y=,则x、y的关系是
A.x>y B.y>x C.x>y D.不能确定
解析:∵x2=(+)2=(a+b+2),
y2=a+b=(a+b+a+b)>(a+b+2)=x2,又x>0,y>0.∴y>x.
答案:B
5.若a>b>c,则+_______.(填“>”“=”“<”)
解析:a>b>c,(+)(a-c)=(+)[(a-b)+(b-c)]
≥2·2=4.
∴+≥>.
答案:>
●典例剖析
[例1] 设实数x、y满足y+x2=0,0<a<1.求证:loga(ax+ay)<loga2+.
剖析:不等式左端含x、y,而右端不含x、y,故从左向右变形时应消去x、y.
证明:∵ax>0,ay>0,
∴ax+ay≥2=2.
∵x-x2=-(x-)2≤,0<a<1,
∴ax+ay≥2=2a.
∴loga(ax+ay)<loga2a=loga2+.
评述:本题的证题思路可由分析法获得.要证原不等式成立,只要证ax+ay≥2·a即可.
[例2] 已知a、b、c∈R+,且a+b+c=1.求证:
(1+a)(1+b)(1+c)≥8(1-a)(1-b)(1-c).
剖析:在条件“a+b+c=1”的作用下,将不等式的“真面目”隐含了,给证明不等式带来困难,若用“a+b+c”换成“1”,则还原出原不等式的“真面目”,从而抓住实质,解决问题.
证明:∵a、b、c∈R+且a+b+c=1,
∴要证原不等式成立,
即证[(a+b+c)+a]·[(a+b+c)+b][(a+b+c)+c]≥8[(a+b+c)-a]·[(a+b+c)-b]·[(a+b+c)-c].
也就是证[(a+b)+(c+a)][(a+b)+(b+c)]·[(c+a)+(b+c)]≥8(b+c)(c+a)(a+b). ①
∵(a+b)+(b+c)≥2>0,
(b+c)+(c+a)≥2>0,
(c+a)+(a+b)≥2>0,
三式相乘得①式成立.
故原不等式得证.
[例3] 已知a>1,n≥2,n∈N*.
求证:-1<.
证法一:要证-1<,
即证a<(+1)n.
令a-1=t>0,则a=t+1.
也就是证t+1<(1+)n.
∵(1+)n=1+C+…+C()n>1+t,
即-1<成立.
证法二:设a=xn,x>1.
于是只要证>x-1,
即证>n.联想到等比数列前n项和1+x+…+xn-1=, ①
倒序xn-1+xn-2+…+1=. ②
①+②得2·=(1+xn-1)+(x+xn-2)+…+(xn-1+1)
>2+2+…+2>2n.
∴>n.
思考讨论
本不等式是与自然数有关的命题,用数学归纳法可以证吗?读者可尝试一下.
●闯关训练
夯实基础
4.(理)在等差数列{an}与等比数列{bn}中,a1=b1>0,an=bn>0,则am与bm的大小关系是____________.
解析:若d=0或q=1,则am=bm.
若d≠0,画出an=a1+(n-1)d与bn=b1·qn-1的图象,
易知am>bm,故am≥bm.
答案:am≥bm
(文)在等差数列{an}与等比数列{bn}中,a1=b1>0,a2n+1=b2n+1>0(n=1,2,3,…),则an+1与bn+1的大小关系是____________.
解析:an+1=≥==bn+1.
答案:an+1≥bn+1
3.分析法是从要证的不等式出发,寻求使它成立的
A.充分条件 B.必要条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
答案:A
2.(2003年南京市质检题)若<<0,则下列结论不正确的是
A.a2<b2 B.ab<b2
C.+>2 D.|a|+|b|>|a+b|
解析:由<<0,知b<a<0.
∴A不正确.
答案:A
1.(2005年春季北京,8)若不等式(-1)na<2+对任意n∈N*恒成立,则实数a的取值范围是
A.[-2,) B.(-2,)
C.[-3,) D.(-3,)
解析:当n为正偶数时,
a<2-,2-为增函数,
∴a<2-=.
当n为正奇数时,-a<2+,a>-2-.
而-2-为增函数,-2-<-2,
∴a≥-2.故a∈[-2,).
答案:A
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