摘 要:不等式證明由于方法多樣,技巧性強(qiáng),證明不等式一般無固定規(guī)律可循,有一定難度.突破難點(diǎn)的關(guān)鍵在于:理解不等式證明中所需的思想方法,熟練運(yùn)用不等式的性質(zhì),對(duì)于有些不等式的證明,通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)元、構(gòu)造、拆分,再結(jié)合重要不等式進(jìn)行證明,如:平均值不等式,柯西不等式,排序不等式等,便可找到簡單的證明途徑.本文以一道題為例,用多種解法體會(huì)不等式證明中所蘊(yùn)含的思想方法.
關(guān)鍵詞:設(shè)元;構(gòu)造;拆分
中圖分類號(hào):G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ?文章編號(hào):1008-0333(2020)10-0047-02
收稿日期:2020-01-05
作者簡介:李寧英(1971.11-),女,新疆克拉瑪依人,本科,中學(xué)高級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.
題目 已知x,y,z為正實(shí)數(shù),求證:x2x+y+z+yx+2y+z+zx+y+2z≤34.
方法1 恰當(dāng)設(shè)元后利用平均值不等式進(jìn)行證明.
評(píng)析 方法1利用平均值不等式證明的關(guān)鍵是分拆和轉(zhuǎn)化,直接不好分拆時(shí)考慮重新設(shè)元,將分母設(shè)元后,將分母變簡單,拆項(xiàng)后利用均值不等式,注意均值不等式等號(hào)成立的條件.
方法2 恰當(dāng)設(shè)元后將要證的不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化.
原不等式得證.
評(píng)析 方法2通過觀察原式的結(jié)構(gòu),進(jìn)行設(shè)元,將原不等式進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,將要證的不等式變得簡潔,然后再利用柯西不等式進(jìn)行證明.
方法3 利用調(diào)和平均數(shù)與算術(shù)平均數(shù)的關(guān)系證明.
評(píng)析 方法3巧妙利用調(diào)和平均數(shù)與算術(shù)平均數(shù)的關(guān)系,根據(jù)題目中有關(guān)項(xiàng)的結(jié)構(gòu)特征,將原式代數(shù)變形后,為運(yùn)用調(diào)和平均數(shù)與算術(shù)平均數(shù)的關(guān)系創(chuàng)造條件,算術(shù)-調(diào)和平均值不等式的變形:1a+b≤14(1a+1b),在許多不等式證明中都有著廣泛的應(yīng)用.
方法4 構(gòu)造兩組數(shù),利用排序不等證明.
當(dāng)且僅當(dāng)x=y=z時(shí)等號(hào)成立.
所以x2x+y+z+yx+2y+z+zx+y+2z≤34 得證.
評(píng)析 應(yīng)用排序不等式,構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)便于排序的數(shù)組是關(guān)鍵,一般都采用“不防設(shè)”的技巧進(jìn)行排序,借助這種大小順序進(jìn)行適度的“放縮”,再利用不等式的性質(zhì)從而得證.
方法5 巧妙拆分后利用柯西不等證明
當(dāng)且僅當(dāng)x=y=z時(shí)等號(hào)成立.
評(píng)析 根據(jù)不等式的結(jié)構(gòu)特征,觀察左邊每一項(xiàng)分子、分母關(guān)系,進(jìn)行拆分,約掉分子、分母的共同因式,然后再利用柯西不等式進(jìn)行證明.
通過不等式證明的五種方法,希望對(duì)不等式證明中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法加以梳理,從而找到解決不等式證明的一般方法,大家在今后處理類似問題時(shí)加以運(yùn)用和體會(huì).
參考文獻(xiàn):
\[1\]安振平.證明不等式不妨從排序方法開始\[J\].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(上旬),2015(06):58-61.
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