高三数学不等式证明、反证法、放缩法等,以及不等式的应用一.本周教学内容:不等式证明、反证法、放缩法等,以及不等式的应用[基本知识]1.反证法:从否定结论出发,经过逻辑推理,导出矛盾,证实结论的否定是错误的,从而肯定原结论是正确的证明方法叫做反证法,分四步:(1)假设与结论相反的结论成立;(2)导出矛盾;(3)矛盾的原因是“假设”不成立;(4)所以原结论成立。2.放缩法:欲证A≥B,可通过适当放大或缩小,借助一个或多个中间量使得B≤B1,B1≤B2……≤A(或A≥A1≥A2≥……Ai≥……≥B),再利用不等式的传递性,得证。这种方法叫做放缩法。(1)放缩是证明不等式的重要方法,注意放或缩的方向必须一致,而且其难点在于放或缩都必须恰到好处。3.换元法:换元法是指通过引入新变量代换原题中的部分式子,简化原有结构,使其转化为便于研究的形式,常见的换元法有三角代换、平均值代换、比值代换、对称代换、增量代换等。4.判别式法:判别式法是指根据已知的或构造出来的一元二次不等式、二次函数的根的解集、函数的性质等特征确定出其判别式所应满足的不等式,从而推出欲证的不等式的方法。5.不等式的应用:不等式的应用主要有以下两种:利用均值定理,求某些问题的最大值与最小值;利用不等式求函数的定义域、值域,讨论参数的取值范围及用于非不等式问题转化为不等式问题。注意:利用不等式求最值,主要是用均值不等式:aaanaaaainnnni1212012………………,其中(,,,)(1)当a1+a2+……+an=M(常数)时,积a1·a2……an有最大值,其最大值为,当且仅当时取最大值。……()Mnaaann12(2)当a1·a2……an=N(常数)时,其和a1+a2+……+an有最小值,其中最小值为当且仅当时取得最小值,利用公式求最值必须同时满,……nNaaann12足以下三条件:(I)正(各项均为正);(II)定(其和或积为定值(常数));(III)等(等号必须成立)。利用基本不等式求最值问题应用非常广泛,特别是在函数、数列、解析几何与立体几何中应用特别多,故应多加注意。二.重点、难点:重点:不等式证明方法的掌握和利用基本不等式求最值。难点:灵活运用证明不等式方法处理问题的能力,和不等式与其他知识的综合运用。【典型例题】例1.已知a>0,b>0且a+b>2,求证:112baab,中至少有一个小于用心爱心专心115号编辑分析:可以假设112baab,都不小于,导出矛盾,从而得证。证明:假设1212baab,abbaab001212,,()()()112baababab22与已知矛盾()假设不成立,故中至少有一个小于,112baab小结:此题所证结论的形式较为适合反证法,还有一些有关所证结论为否定命题的试题也比较适合反证法。例2.已知且。,、、fxxxcxaxacR()()21求证:fxfaa()()()21证明:fxfaxxcaac()()22()()()()()()xaxaxaxaxaxaxaaxaaaa11212112121fxfaa()()()21小结:此题用了放缩证明结论,而放缩时用了绝对值不等式的性质abab,同时应特别关注条件|x-a|<1的应用,应该说每一步都是围绕此条件展开。例3.已知,求证:,,abRabaabb2222438320分析:abarbr224,故可用三角换元令,,代入所证式子左边cossin利用三角函数的性质求证。证明:abRab,,224令,其中,arbrrsincos0238332425452352523422222aabbrrrtgcossinsincossin()(其中)5202r原不等式成立小结:如果条件中有平方和等于1或平方和小于等于某一个正数,或是其变量位于[-1,1],[0,1]等类似的区间内可以考虑用三角代换,当然接下来的三角变换,要求必须熟悉三角公式才行。例4.设……Snnn12231()求证:nnSnnNn()()()12122用心爱心专心115号编辑证明:Snn12222……12312……nnn()SnnSnnnn()()1212223212又……12357211212[()]()……nnSnn1212()小结:此...