所謂放縮法就是利用不等式的傳遞性,對(duì)照證題目標(biāo)進(jìn)行合情合理的放大和縮小的過程,在使用放縮法證題時(shí)要注意放和縮的“度”,否則就不能同向傳遞了,此法既可以單獨(dú)用來證明不等式,也可以是其他方法證題時(shí)的一個(gè)重要步驟。
下面舉例談?wù)勥\(yùn)用放縮法證題的常見題型。
一、“添舍”放縮
通過對(duì)不等式的一邊進(jìn)行添項(xiàng)或減項(xiàng)以達(dá)到解題目的,這是常規(guī)思路。
例1、設(shè)a,b為不相等的兩正數(shù),且a3-b3=a2-b2,求證。
證明:由題設(shè)得a2+ab+b2=a+b,于是(a+b)2>a2+ab+b2=a+b,又a+b>0,得a+b>1,又ab<(a+b)2,而(a+b)2=a+b+ab<a+b+(a+b)2,即(a+b)2<a+b,所以a+b<,故有1<a+b<。
例2、已知a、b、c不全為零,求證:
證明:因?yàn)?/span>,同理,。
所以
二、分式放縮
一個(gè)分式若分子變大則分式值變大,若分母變大則分式值變小,一個(gè)真分式,分子、分母同時(shí)加上同一個(gè)正數(shù)則分式值變大,利用這些性質(zhì),可達(dá)到證題目的。
例3、已知a、b、c為三角形的三邊,求證:。
證明:由于a、b、c為正數(shù),所以,,,所以,又a,b,c為三角形的邊,故b+c>a,則為真分?jǐn)?shù),則,同理,,
故.
綜合得。
三、裂項(xiàng)放縮
若欲證不等式含有與自然數(shù)n有關(guān)的n項(xiàng)和,可采用數(shù)列中裂項(xiàng)求和等方法來解題。
例4、已知n∈N*,求。
證明:因?yàn)?/span>,則
,證畢。
例5、已知且,求證:對(duì)所有正整數(shù)n都成立。
證明:因?yàn)?/span>,所以,
又,
所以,綜合知結(jié)論成立。
四、公式放縮
利用已知的公式或恒不等式,把欲證不等式變形后再放縮,可獲簡(jiǎn)解。
例6、已知函數(shù),證明:對(duì)于且都有。
證明:由題意知
,又因?yàn)?/span>且,所以只須證,又因?yàn)?/span>
所以。
例7、已知,求證:當(dāng)時(shí)。
證明:
證畢。
五、換元放縮
對(duì)于不等式的某個(gè)部分進(jìn)行換元,可顯露問題的本質(zhì),然后隨機(jī)進(jìn)行放縮,可達(dá)解題目的。
例8、已知,求證。
證明:因?yàn)?/span>,所以可設(shè),,所以則,即。
例9、已知a,b,c為△ABC的三條邊,且有,當(dāng)且時(shí),求證:。
證明:由于,可設(shè)a=csina,b=ccosa(a為銳角),因?yàn)?/span>,,則當(dāng)時(shí),,,
所以。
六、單調(diào)函數(shù)放縮
根據(jù)題目特征,通過構(gòu)造特殊的單調(diào)函數(shù),利用其單調(diào)性質(zhì)進(jìn)行放縮求解。
例10、已知a,b∈R,求證。
證明:構(gòu)造函數(shù),首先判斷其單調(diào)性,設(shè),因?yàn)?/span>,所以,所以在上是增函數(shù),取,,顯然滿足,
所以,
即。證畢。
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