《2022年新高考数学90天突破130分综合讲义》第8讲 一元和多元不等式的证明(解析版)
第8讲 一元和多元不等式的证明
方法总结:
1.证明一元不等式主要的方法有三个:
第一个方法是将含 的项或所有项均挪至不等号的一侧,将一侧的解析式构造为函数,通过分析函数
的单调性得到最值,从而进行证明,其优点在于目的明确,构造方法简单,但对于移项后较复杂的解析式
则很难分析出单调性
第二个方法是利用不等式性质对所证不等式进行等价变形,转化成为 的形式,若能证明
,即可得: ,本方法的优点在于对 的项进行分割变形,可将较复杂的
解 析 式 拆 成 两 个 简 单 的 解 析 式 。 但 缺 点 是 局 限 性 较 强 , 如 果 与 不 满 足
,则无法证明 。所以用此类方法解题的情况不多,但是在第一个方法失
效的时候可以考虑尝试此法。
第三个方法是适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;
2.证明多元不等式通常的方法有三个
(1)消元:① 利用条件代入消元 ② 不等式变形后对某多元表达式进行整体换元
(2)变量分离后若结构相同,则可将相同的结构构造一个函数,进而通过函数的单调性与自变量大小来
证明不等式
(3)利用函数的单调性将自变量的不等关系转化为函数值的不等关系,再寻找方法。
典型例题:
例1.(2022·全国·高三专题练习(理))设函数 .
(1)若 ,求 的单调区间;
(2)若 存在三个极值点 ,且 ,求 的取值范围,并证明: .
【答案】(1)单调递减区间为 ,单调递增区间为 ;
(2) ;证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)求得 ,结合 恒成立,通过 的正负即可判断 的单调性从而求得其单调区间;
(2)根据 有三个实数根,对参数 分类讨论,即可求得其取值范围,以及 的范围;根据
题意,结合 >的应用,即可证明 .
(1)
当 时, , ,
令 ,则 ,当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,故 ,即 ;
故当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减.
则 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .
(2)
因为 ,又 有 3个极值点,故 有两个不等实根,且都不为 1,
令 ,则 ,当 时, , 单调递增,
则 至多一个实根,不满足题意;
当 时,令 ,解得 ,此时 单调递增;
令 ,解得 ,此时 单调递减,
故要满足题意, ,解得 ;
此时 ,故 在 有一个根;
又 ,令 ,
则 ,则当 时, ,则 单调递增,
故 ,即 ,则 在 有一个根;
综上所述,当 时, 有三个实根 ,且 .
由 ,可得 ,故 ;
下证 >,
可变形为 ,令 ,则只需证 ,
则 ,故 在 单调递增,故 ,
则 >成立;所以 ,
也即 ,故 .
【点睛】
本题考察利用导数研究函数的单调性,以及极值点偏移问题,其中第二问的处理关键是利用不等式
>合理转化目标式,属综合困难题.
例2.(2022·全国·高三专题练习(理))设 a为实数,函数 f(x)= -2x+2a,x∈R.
(1)求f(x)的单调区间与极值;
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