比较两数的大小,细分仅三种可能:大于,等于,小于。不等式的性质只是以等式性质为基础,在不等式两边同乘(或除)以负数时,不等号需要改变方向,才能确保不等式仍然成立。
(1)基本不等式
设a>b,那么
①a±c>b±c,②ac>bc(c>0);ac<bc(c<0),
③同图1所示
证明不等式要比证明等式难些,所以证明不等式问题,首先要有良好的等式知识作基础,这样才能完成不等式的论证。不等式的证明方法灵活多变,除常用的公式法之外,尚有增项,减项。
1)作差法是证明不等式的基本方法之一。若A-B>0,则A>B;若A-B<0,则A<B。故根据这个理论证明不等式。
例1,设a,b为不相等的正实数,求证:
a^3+b^3>a^2b+ab^2。
证明:作差
a^3+b^3-(a^2b+ab^2)
=a^2(a-b)+b^2(b-a)
=(a+b)(a-b)^2>0。
2)基本不等式
即绝对不等式,如a^2+b^2≥2ab(当a=b时,取等号),变形有
当a>0,b>0,则
a+b≥2√(ab)。
例2,设a,b,c为不等的实数,求证:
a^2+b^2+c^2>ab+bc+ac。
证明:(a-b)^2﹥0,(a-b)^2>0,(b-c)^2>0,各式相加即得证明。
3)算术平均数与几何平均数
我们把A(a)=(a1+a2+…+an)/n,叫做n个数a1,a2,…,an的算术平均数。
把G(a)=(a1xa2x…xan)^(1/n),n个数a1,a2,…,an之积再开n次方,叫做这n个数的几何平均数。
把H(a)=n÷(1/a1+1/a2+…+1/an)叫调和平均数。
很容易得到两个性质:
1,如果n个原始数据彼此相等,则它们的算术平均,几何平均,调和平切也都相等。
2,如果n个原始数据都界于m和M之间,那么,它们三个平均也都界于m和M之间,即m≤A(a)≤M,m≤G(a)≤M,m≤H(a)≤M。
公式:A(a)≥G(a)≥H(a)。
例3,设a,b是不相等的正数,
求证:(ab^n)^(1/(n+1)<(a+nb)/(n+1)。
证明直接应用公式可得。
例4,判断√(4+√7)-√(4-√7)-√2与0的大小。
分析:√(4+√7)=√[(8+2√7)/2]
=√[(√7+1)^2/2]=√7/√2+1/√2,
√(4-√7)=√[(8-2√7)/2]
=√[(√7-1)^2/2]=√7/√2-1/√2。
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