不等式总结

时间:2024.4.20

1.不等式的定义:a-b>0a>b, a-b=0a=b, a-b<0a<b。?

  ① 其实质是运用实数运算来定义两个实数的大小关系。它是本章的基础,也是证明不等式与解不等式的主要依据。?

  ②可以结合函数单调性的证明这个熟悉的知识背景,来认识作差法比大小的理论基础是不等式的性质。?

  作差后,为判断差的符号,需要分解因式,以便使用实数运算的符号法则。?

  如证明y=x3为单增函数,?

  设x1, x2∈(-∞,+∞), x1<x2,f(x1)-f(x2)=x13-x23=(x1-x2)(x12+x1x2+x22)=(x1-x2)[(x1+)2

+x22]?

  再由(x1+)2+x22>0, x1-x2<0,可得f(x1)<f(x2), ∴ f(x)为单增。?

  2.不等式的性质:?

  ① 不等式的性质可分为不等式基本性质和不等式运算性质两部分。

不等式基本性质有:?

  (1) a>bb<a (对称性)?

  (2) a>b, b>ca>c (传递性)?

  (3) a>ba+c>b+c (c∈R)?

  (4) c>0时,a>bac>bc?

    c<0时,a>bac<bc。?

  运算性质有:?

  (1) a>b, c>da+c>b+d。?

  (2) a>b>0, c>d>0ac>bd。?

  (3) a>b>0an>bn?(n∈N, n>1)。?

  (4) a>b>0>(n∈N, n>1)。?

  应注意,上述性质中,条件与结论的逻辑关系有两种:“”和“”即推出关系和等价关系。一般地,证明不等式就是从条件出发施行一系列的推出变换。解不等式就是施行一系列的等价变换。因此,要正确理解和应用不等式性质。?

  ② 关于不等式的性质的考察,主要有以下三类问题:?

  (1)根据给定的不等式条件,利用不等式的性质,判断不等式能否成立。?

  (2)利用不等式的性质及实数的性质,函数性质,判断实数值的大小。?

  (3)利用不等式的性质,判断不等式变换中条件与结论间的充分或必要关系。??


第二篇:不等式总结


不等式总结

一、不等式的性质

1.(不等式建立的基础)两个实数a与b之间的大小关系

  

2.不等式的性质

(4)                                   (乘法单调性)

   ---不等式相加

    ---不等式相减

---不等式相乘

  --不等式相除

     乘方法则

  开方   ----倒数法则

3.绝对值不等式的性质

(2)如果a>0,那么

(3)|a·b|=|a|·|b|.

(5)|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.

(6)|a1+a2+……+an|≤|a1|+|a2|+……+|an|.

4. 基本不等式

(1)如果a,b是正数,那么,当且仅当a=b时,等号成立。

注意:基本不等式的证明是利用重要的不等式推导的,即

(2)基本不等式又称为均值定理、均值不等式等。其中称为a,b的算术平均数,称为a,b的几何平均数。两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。

(3)均值不等式中“当且仅当”的含义:

①当a=b,取等号,即a=b

②仅当a=b时取等号,即a=b

(4)几种变形公式

ab≤()2(a,b∈R)    (a>0, b>0)

5. 柯西不等式

(1)代数形式:

设a1,a2,b1,b2均为实数,(a12+a22)( b12 + b22)≥(a1 b1+ a2 b2) 2 (注:等号成立条件:a1 b2= a2 b1

(2)向量形式:|α||β|≥|α·β|,α=(a1,a2,…,an),β=(b1,b2,…,bn)(n∈N,n≥2)

等号成立条件:β为零向量,或α=λβ(λ∈R)。

(3)三角不等式:由|α|+|β|≥|α+β|可得:设a1,a2,b1,b2均为实数,则

√(a12+a22)+√(b12 + b22)≥√[(a1+ b1)2+(a2 + b2)2] (注:等号成立条件:存在非负实数μ及λ使得μa1=λb1,μa2=λb2其中“√”表示平方根)

(4)平面三角不等式:设a1,a2,b1,b2 ,,c2均为实数,则

√[ (a1-b1)2+(a2-b2)2]+√[ (b1-c1) 2+(b2-c2)2]≥√[(a1-c1)2+(a2-c2)2] (注:等号成立条件:存在非负实数μ及λ使得μ(a1- b1)=λ(b1- c1) , μ(a2- b2)=λ(b2- c2)其中“√”表示平方根)

(5)设α,β,γ为平面向量,则|α-β|+|β-γ|≥|α-γ|。当α-β,β-γ为非零向量时。(注:等号成立条件:存在正常数λ,使得α-β=λ(β-γ)向量α-β与β-γ同向,即夹角为零。

(6)一般形式:设a1,a2,…,an,b1,b2 …,bn均为实数,则

注:等号成立

6. 排序不等式:

(1)定义:设有两组数 a1 , a2 ,…… an; b1 , b2 ,…… bn 满足 a1 ≤ a2 ≤……≤ an, b1 ≤ b2 ≤……≤ bn ,其中c1,c2,……,cn是b1,b2,……,bn的任一排列,则称a1 b1 + a2 b2+ ... + an bn 为这两个实数组的顺序积之和(简称顺序和),称a1 bn + a2b{n-1}+ ... + an b1  为这两个实数组的反序积之和(简称反序和),称a1 c1 + a2 c2 +…+ an cn  为这两个实数组的乱序积之和(简称乱序和)

(2)定理:(排序不等式,又称排序原理)设有两组数 a1 , a2 ,… an; b1 , b2 ,… bn 满足 a1 ≤ a2 ≤…≤ an, b1 ≤ b2 ≤…≤ bn ,其中c1,c2,…,cn是b1,b2,…,bn的任一排列,那么

a1 bn + a2b{n-1}+ ... + an b1 ≤ a1 c1 + a2 c2 +……+ an cn ≤ a1 b1 + a2 b2 + ……+an bn.

当且仅当 a1 = a2 = ... = an 或 b1 = b2 = ... = bn 时等号成立,即反序和等于顺序和。

排序原理可简记作:反序和≤乱序和≤顺序和。

7. 贝努利不等式:

定理:设x>-1,且x≠0,n为大于1的自然数,则(1+x)n≥1+nx.

二、不等式的证明

1.不等式证明的依据

(2)不等式的性质(略)

(3)重要不等式:

①|a|≥0;a2≥0;(a-b)2≥0(a、b∈R)(非负数)

②a2+b2≥2ab(a、b∈R,当且仅当a=b时取“=”号)

④ a3+b3+c3≥3abc(a,b,c∈R+)

⑥ |a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.

⑦ |a1+a2+……+an|≤|a1|+|a2|+……+|an|.

2.不等式的证明方法

(1) 比较法:要证明a>b(a<b),只要证明a-b>0(a-b<0),这种证明不等式的方法叫做比较法.

用比较法证明不等式的步骤是:作差——变形——判断符号.

(2) 综合法:从已知条件出发,依据不等式的性质和已证明过的不等式,推导出所要证明的不等式成立,这种证明不等式的方法叫做综合法.

(3) 分析法:从欲证的不等式出发,逐步分析使这不等式成立的充分条件,直到所需条件已判断为正确时,从而断定原不等式成立,这种证明不等式的方法叫做分析法.

(4)三角换元法:多用于条件不等式的证明,如果所给条件较复杂,一个变量不易用另一个变量表示,这时可考虑用三角代换,将两个变量都用同一个参数表示,此法如果运用恰当,可沟通三角与代数的联系,将复杂的代数问题转化为三角问题。

注意:根据具体问题,常用的三角换元技巧有:

① x2+y2=1,可设x=cosα,y=sinα;

② a≤ x2+y2≤b,可设x=rcosα,y=rsinα, a≤r2≤b

③ 对于,由于|x|≤1,可设x=cosα(0≤α≤π)或x=sinα(-π/2≤α≤π/2)

④ 对于,可设x=tanα(-π/2<α<π/2)或x=cotα(0<α<π)

⑤ 对于,可设x= (0≤α<π/2或π/2<α≤π)或x= (-π/2≤α<0或0<α≤π/2)

⑥ 对于x+y+z=xyz,由于在ΔABC中有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC,可设x=tanA,y=tanB,z=tanC(A+B+C=π)。

(5)放缩法:要证明不等式A<B,有时可以将它的一边放大或缩小,寻找一个中间量,如将A放大成C,即A<C,后证C<B,这种证法叫放缩法。常用技巧有:舍掉(或加进)一些项,在分式中放大或缩小分子或分母;应用基本不等式放缩。

    放缩法的理论依据主要有:不等式的传递性、等量加不等量为不等量、同分子(分母)异分母(分子)的两个分式大小的比较。

证明不等式除以上三种基本方法外,还有反证法、数学归纳法、综合分析法、放缩法、函数法、几何法、其它方法(换元法、判别式法、导数法、构造法)、柯西不等式等。

(5)利用基本不等式比较实数大小或证明不等式

① 利用均值定理求最值,必须满足三个条件::“一正”各项均为正数 、“二定”和或积为常数、“三相等”等号必须成立。和定积最大,积定和最小。

② 构造定值条件的常用技巧:加项变换、拆项变换、统一换元、平方后利用不等式。

③ 基本不等式:

若x,y是正数,有x+y=S(和为定值),则当x=y时,积xy=取最大值

若x,y是正数,有xy=P(积为定值),则当x=y时,和x+y=取最小值;2

三、解不等式

1.解不等式问题的分类

(1)解一元一次不等式.

(2)解一元二次不等式.

(3)可以化为一元一次或一元二次不等式的不等式.

①解一元高次不等式;

②解分式不等式;

③解无理不等式;

④解指数不等式;

⑤解对数不等式;

⑥解带绝对值的不等式;

⑦解不等式组.

2.解不等式时应特别注意下列几点:

(1) 正确应用不等式的基本性质.

(2) 正确应用幂函数、指数函数和对数函数的增、减性.

(3) 注意代数式中未知数的取值范围.

3.不等式的同解性

(5)|f(x)|<g(x)与-g(x)<f(x)<g(x)同解.(g(x)>0)

(6)|f(x)|>g(x)①与f(x)>g(x)或f(x)<-g(x)(其中g(x)≥0)同解;②与g(x)<0同解.

(9)当a>1时,af(x)>ag(x)与f(x)>g(x)同解,当0<a<1时,af(x)>ag(x)与f(x)<g(x)同解.

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