2 直接证明与间接证明典例精析题型一 运用综合法证明 【例 1】设 a>0,b>0,a+b=1,求证:++≥8
【证明】因为 a+b=1,所以++=++=1++1 ++≥2+baab+=2+2+4=8,当且仅当 a=b=时等号成立
【点拨】在用综合法证明命题时,必须首先找到正确的出发点,也就是能想到从哪里起步,我们一般的处理方法是广泛地联想已知条件所具备的各种性质,逐层推进,从已知逐渐引出结论
【变式训练 1】设 a,b,c>0,求证:++≥a+b+c
【证明】因为 a,b,c>0,根据基本不等式,有+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c
三式相加:+++a+b+c≥2(a+b+c)
即++≥a+b+c
题型二 运用分析法证明【例 2】设 a、b、c 为任意三角形三边长,I=a+b+c,S=ab+bc+ca
求证:I2<4S
【证明】由 I2=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ac)=a2+b2+c2+2S,故要证 I2<4S,只需证 a2+b2+c2+2S<4S,即 a2+b2+c2<2S
欲证上式,只需证 a2+b2+c2-2ab-2bc-2ca<0,即证(a2-ab-ac)+(b2-bc-ba)+(c2-ca-cb)<0,只需证三括号中的式子均为负值即可,即证 a2<ab+ac,b2<bc+ba,c2<ca+cb,即 a<b+c,b<a+c,c<a+b,显然成立,因为三角形任意一边小于其他两边之和
故 I2<4S
【点拨】(1)应用分析法易于找到思路的起始点,可探求解题途径
(2)应用分析法证明问题时要注意:严格按分析法的语言表达;下一步是上一步的充分条件
【变式训练 2】已知 a>0,求证:-≥a+-2
【证明】要证-≥a+-2,只要证+2≥a++
因为 a>0,故只要证(+2)2≥(a++)2,即 a2++4+4≥a2+2++2(a+)+2,