【课堂新坐标】2013-2014学年高中数学(人教A版,选修4-5)第二讲 证明不等式的基本方法(配套课件+课时训练,8份)

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名称 【课堂新坐标】2013-2014学年高中数学(人教A版,选修4-5)第二讲 证明不等式的基本方法(配套课件+课时训练,8份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2014-08-12 18:34:38

文档简介

课件14张PPT。比较法证明不等式 综合法、分析法证明不等式 反证法证明不等式 函数思想在不等式中的应用 课件35张PPT。a-b>0 a-b<0 a-b>0 作差 判断符号 作差比较法证明不等式 作商比较法证明不等式 比较法的实际应用 课时作业(六)课件34张PPT。已知条件 综合法 顺推证法 由因导果法 结论 已知条件 分析法 用综合法证明不等式 用分析法证明不等式 综合法与分析法的综合应用 课时作业(七)课件32张PPT。要证的命题不成立 命题的条件 矛盾 假设 放大 缩小 利用反证法证明不等式 利用反证法证“至多”、“至少”、 “唯一”型命题利用放缩法证明不等式 课时作业(八)综合检测(二)
(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知a、b、c、d都是正数,且bc>ad,则,,,中最大的是(  )
A.       B.
C. D.
【解析】 因为a,b,c,d均是正数且bc>ad,
所以有>. ①
又-=
=>0,
∴>, ②
-=
=>0,
∴>. ③
由①②③知最大,故选D.
【答案】 D
2.(2013·商丘模拟)已知x>y>z,且x+y+z=1,则下列不等式中恒成立的是(  )
A.xy>yz B.xz>yz
C.x|y|>z|y| D.xy>xz
【解析】 法一 特殊化法:令x=2,y=0,z=-1,可排除A、B、C,故选D.
法二 3z<x+y+z<3x,
∴x>>z,
由x>0,y>z得xy>xz.
故D正确.
【答案】 D
3.对于x∈[0,1]的任意值,不等式ax+2b>0恒成立,则代数式a+3b的值
(  )
A.恒为正值 B.恒为非负值
C.恒为负值 D.不确定
【解析】 依题意2b>0,∴b>0
且a+2b>0,∴a+2b+b>0,
即a+3b恒为正值.
【答案】 A
4.已知数列{an}的通项公式an=,其中a,b均为正数,那么an与an+1的大小关系是(  )
A.an>an+1 B.an<an+1
C.an=an+1 D.与n的取值有关
【解析】 an+1-an=-
=
∵a>0,b>0,n>0,n∈N*.
∴an+1-an>0,
因此an+1>an.
【答案】 B
5.否定“自然数a、b、c中恰有一个为偶数”时,正确的反设为(  )
A.a、b、c都是奇数
B.a、b、c都是偶数
C.a、b、c中至少有两个偶数
D.a、b、c中至少有两个偶数或都是奇数
【解析】 因为自然数a,b,c中可能有:全为奇数、二奇一偶、一奇二偶、全为偶数,共4种情况,故应选D.
【答案】 D
6.设a=lg 2-lg 5,b=ex(x<0),则a与b的大小关系是(  )
A.a<b B.a>b
C.a=b D.a≤b
【解析】 a=lg 2-lg 5=lg <0.
又x<0,知0<ex<1,
即0<b<1,
∴a<b.
【答案】 A
7.(2012·山东高考改编)若不等式|kx-4|≤2的解集为{x|1≤x≤3},则实数k=(  )
A. B.2
C.6 D.2或6
【解析】 ∵|kx-4|≤2,
∴-2≤kx-4≤2,
∴2≤kx≤6,
∵不等式的解集为{x|1≤x≤3},
∴k=2.
【答案】 B
8.设a=x4+y4,b=x3y+xy3,c=2x2y2(x,y∈R+),则下列结论中不正确的是(  )
A.a最大 B.b最小
C.c最小 D.a,b,c可以相等
【解析】 因为b=x3y+xy3≥2=2x2y2=c,
故B错,应选B.
【答案】 B
9.要使-<成立,a、b应满足的条件是(  )
A.ab<0且a>b
B.ab>0且a>b
C.ab<0且a<b
D.ab>0且a>b或ab<0且a<b
【解析】 -<?(-)3<a-b.
?3<3?ab(a-b)>0.
当ab>0时,a>b;当ab<0时,a<b.
【答案】 D
10.已知x=a+(a>2),y=()b2-2(b<0),则x,y之间的大小关系是
(  )
A.x>y B.x<y
C.x=y D.不能确定
【解析】 因为x=a-2++2≥2+2=4(a>2).
又b2-2>-2(b<0),
即y=()b2-2<()-2=4,
所以x>y.
【答案】 A
11.(2013·开封模拟)已知a、b为非零实数,则使不等式+≤-2成立的一个充分而不必要条件是(  )
A.ab>0 B.ab<0
C.a<0,b<0 D.a>0,b<0
【解析】 因ab<0?+≤-2,
∴a>0,b<0是+≤-2的充分不必要条件.
【答案】 D
12.在△ABC中,A,B,C分别为a,b,c所对的角,且a,b,c成等差数列,则角B适合的条件是(  )
A.0<B≤ B.0<B≤
C.0<B≤ D.<B<π
【解析】 由a,b,c成等差数列,得2b=a+c.
∴cos B==,
=
=-≥.
当且仅当a=b=c时,
等号成立.
∴cos B的最小值为.
又y=cos B,在(0,)上是减函数,∴0<B≤.
【答案】 B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把答案填在题中横线上)
13.用反证法证明命题“三角形中最多只有一个内角是钝角”时的假设是________.
【解析】 “三角形中最多只有一个内角是钝角”的对立事件是“三角形中内角有2个钝角或3个全是钝角”故应填三角形中至少有两个内角是钝角.
【答案】 三角形中至少有两个内角是钝角
14.已知a,b∈R+,则x=abba,y=aabb的大小关系是________.
【解析】 ==ab-a·ba-b=()b-a,
若a≥b,则≥1,而b-a≤0,∴≤1.
若a<b,则<1,而b-a>0,∴<1.
综上,y≥x.
【答案】 y≥x
15.用分析法证明:若a,b,m都是正数,且a<b,则>.完成下列证明过程.
∵b+m>0,b>0,
∴要证原不等式成立,只需证明
b(a+m)>a(b+m),
即只需证明________.
∵m>0,∴只需证明b>a,
由已知显然成立.∴原不等式成立.
【解析】 b(a+m)>a(b+m)与bm>am等价,
因此欲证b(a+m)>a(b+m)成立,
只需证明bm>am即可.
【答案】 bm>am
16.已知a,b,c,d∈R+,且S=+++,则S的取值范围是________.
【解析】 由放缩法,得<<;
<<;
<<;
<<.
以上四个不等式相加,
得1<S<2.
【答案】 (1,2)
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)若q>0且q≠1,m,n∈N*,比较1+qm+n与qm+qn的大小.
【解】 1+qm+n-qm-qn=qm(qn-1)-(qn-1)
=(qn-1)(qm-1),
①当0<q<1时,qn<1,qm<1.
②当q>1时,qn>1,qm>1.
∴(qn-1)(qm-1)>0,
故1+qm+n>qm+qn.
18.(本小题满分12分)已知a,b为正数,求证:+≥.
【证明】 ∵a>0,b>0,
∴(+)(a+b)=5++
≥5+2=9.
由a+b>0,得+≥.
19.(本小题满分12分)设a,b,c是不全相等的正实数.
求证:lg +lg +lg >lg a+lg b+lg c.
【证明】 法一 要证:lg +lg +lg >lg a+lg b+lg c
只需证:lg(··)>lg(abc)
只需证:··>abc
∵≥>0,≥>0,≥>0,
∴··≥abc>0成立.
∵a,b,c为不全相等的正数,∴上式中等号不成立.
∴原不等式成立.
法二 ∵a,b,c∈{正实数},
∴≥>0,≥>0,
≥>0,
又∵a,b,c为不全相等的实数,
∴··>abc,
∴lg(··)>lg(abc),
即lg +lg +lg 
>lg a+lg b+lg c.
20.(本小题满分12分)若0<a<2,0<b<2,0<c<2,求证:(2-a)b,(2-b)c,(2-c)a不能同时大于1.
【证明】 假设三数能同时大于1,
即(2-a)b>1,(2-b)c>1,(2-c)a>1.
那么≥>1,
同理>1,
>1
三式相加>3,
即3>3.
上式显然是错误的,
∴该假设不成立.
∴(2-a)b,(2-b)c,(2-c)a不能同时都大于1.
21.(本小题满分12分)求证:2(-1)<1+++…+<2(n∈N+).
【证明】 ∵=>
=2(-),k∈N+,
∴1+++…+
>2[(-1)+(-)+…+(-)]
=2(-1).
又=<
=2(-),k∈N+,
∴1+++…+
<1+2[(-1)+(-)+…+(-)]
=1+2(-1)=2-1<2.
∴2(-1)<1+++…+<2(n∈N+).
22.(本小题满分12分)等差数列{an}各项均为正整数,a1=3,前n项和为Sn.等比数列{bn}中,b1=1,且b2S2=64,{ban}是公比为64的等比数列.
(1)求an与bn;
(2)证明:++…+<.
【解】 (1)设{an}的公差为d(d∈N),{bn}的公比为q,则an=3+(n-1)d,bn=qn-1.
依题意
由①知,q=64=2 ③
由②知,q为正有理数.
所以d为6的因子1,2,3,6中之一
因此由②③知d=2,q=8
故an=3+2(n-1)=2n+1,bn=8n-1.
(2)证明:Sn=3+5+7+…+(2n+1)=n(n+2)
则==(-)
∴+++…+
=(1-+-+-+…+-)
=(1+--)<×=.

一、选择题
1.已知a>2,b>2,则(  )
A.ab≥a+b       B.ab≤a+b
C.ab>a+b D.ab<a+b
【解析】 ∵a>2,b>2,∴-1>0,-1>0,
则ab-(a+b)=a(b-1)+b(a-1)>0.
∴ab>a+b.
【答案】 C
2.已知a>b>-1,则与的大小关系为(  )
A.> B.<
C.≥ D.≤
【解析】 ∵a>b>-1,∴a+1>0,b+1>0,a-b>0,则-=<0,∴<.
【答案】  B
3.下列四个数中最大的是(  )
A.lg 2 B.lg 
C.(lg 2)2 D.lg(lg 2)
【解析】 ∵0<lg 2<1<<2
∴lg(lg 2)<0<lg <lg 2
且(lg 2)2<lg 2,故应选A.
【答案】 A
4.已知函数f(x)=()x,a,b是正实数,A=f(),B=f(),C=f(),则A、B、C的大小关系是(  )
A.A≤B≤C B.A≤C≤B
C.B≤C≤A D.C≤B≤A
【解析】 ∵≥≥,
又f(x)=()x在R上是减函数.
∴f()≤f()≤f().
【答案】 A
二、填空题
5.(2013·周口模拟)设P=a2b2+5,Q=2ab-a2-4a,若P>Q,则实数a,b满足的条件为________.
【解析】 P-Q=a2b2+5-(2ab-a2-4a)
=a2b2+5-2ab+a2+4a
=a2b2-2ab+1+4+a2+4a
=(ab-1)2+(a+2)2,
∵P>Q,
∴P-Q>0,
即(ab-1)2+(a+2)2>0,
∴ab≠1或a≠-2.
【答案】 ab≠1或a≠-2
6.已知a>0,1>b>0,a-b>ab,则与的大小关系是________.
【解析】 a>0,1>b>0,a-b>ab
∴(1+a)(1-b)=1+a-b-ab>1.
从而=>1,
∴>.
【答案】 >
三、解答题
7.(2013·江苏高考)已知a≥b>0,求证:2a3-b3≥2ab2-a2b.
【证明】 2a3-b3-(2ab2-a2b)=2a(a2-b2)+b(a2-b2)
=(a2-b2)(2a+b)=(a-b)(a+b)(2a+b).
因为a≥b>0,所以a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,
从而(a-b)(a+b)(2a+b)≥0,
即2a3-b3≥2ab2-a2b.
8.已知a>2,求证:loga(a-1)<log(a+1)a.
【证明】 ∵a>2,
则a-1>1
∴loga(a-1)>0,log(a+1)a>0,
由于=loga(a-1)·loga(a+1)
<[]2.
=[]2.
∵a>2,∴0<loga(a2-1)<logaa2=2,
∴[]2<[]2=1,
因此<1.
∵log(a+1)a>0,
∴loga(a-1)<log(a+1)a.
9.已知{an}是公比为q的等比数列,且a1,a3,a2成等差数列.
(1)求q的值;
(2)设{bn}是以2为首项,q为公差的等差数列,其前n项和为Sn,当n≥2时,比较Sn与bn的大小,并说明理由.
【解】 (1)由题设知2a3=a1+a2,
即2a1q2=a1+a1q.
又a1≠0,∴2q2-q-1=0.
∴q=1或-.
(2)若q=1,则Sn=2n+==.
当n≥2时,Sn-bn=Sn-1=>0,
故Sn>bn.
若q=-,则Sn=2n+·(-)==.
当n≥2时,Sn-bn=Sn-1=-,
故对于n∈N+,当2≤n≤9时,Sn>bn;
当n=10时,Sn=bn;
当n≥11时,Sn<bn.
教师备选
10.若实数x、y、m满足|x-m|<|y-m|,则称x比y接近m.
对任意两个不相等的正数a、b证明:a2b+ab2比a3+b3接近2ab.
【证明】 ∵a>0,b>0,且a≠b,
∴a2b+ab2>2ab,
a3+b3>2ab.
∴a2b+ab2-2ab>0,
a3+b3-2ab>0.
∴|a2b+ab2-2ab|-|a3+b3-2ab|
=a2b+ab2-2ab-a3-b3+2ab
=a2b+ab2-a3-b3=a2(b-a)+b2(a-b)
=(a-b)(b2-a2)=-(a-b)2(a+b)<0
∴|a2b+ab2-2ab|<|a3+b3-2ab|,
∴a2b+ab2比a3+b3接近2ab.

一、选择题
1.若a、b、c∈R,a>b,则下列不等式成立的是(  )
A.<       B.a2>b2
C.> D.a|c|>b|c|
【解析】 ∵a>b,c2+1>0,
∴>,故选C.
【答案】 C
2.设<()b<()a<1,则(  )
A.aa<ab<ba B.aa<ba<ab
C.ab<aa<ba D.ab<ba<aa
【解析】 ∵<()b<()a<1,
∴0<a<b<1,∴=aa-b>1,∴ab<aa,
=()a,∵0<<1,a>0,
∴()a<1,∴aa<ba,∴ab<aa<ba.故选C.
【答案】 C
3.(2013·三门峡模拟)已知条件p:ab>0,q:+≥2,则p与q的关系是
(  )
A.p是q的充分而不必要条件
B.p是q的必要而不充分条件
C.p是q的充要条件
D.以上答案都不对
【解析】 当ab>0时,>0,>0,
∴+≥2 =2.
当+≥2时,
∴≥0,≥0,
(a-b)2≥0,∴ab>0,
综上ab>0是+≥2的充要条件.
【答案】 C
4.已知a、b、c为三角形的三边且S=a2+b2+c2,P=ab+bc+ca,则
(  )
A.S≥2P B.P<S<2P
C.S>P D.P≤S<2P
【解析】 ∵a2+b2≥2ab,
b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca,
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca,
即S≥P.
又三角形中|a-b|<c,
∴a2+b2-2ab<c2,
同理c2+b2-2bc<a2,
a2+c2-2ac<b2,
∴a2+b2+c2<2(ab+bc+ca),
即S<2P.故选D.
【答案】 D
二、填空题
5.有以下四个不等式:
①(x+1)(x+3)>(x+2)2;②ab-b2<a2;③>0;④a2+b2≥2|ab|.
其中恒成立的为________(写出序号即可).
【解析】 对于①,x2+4x+3>x2+4x+4,3>4不成立;对于②,当a=b=0时, 0<0不成立,③④显然成立.
【答案】 ③④
6.已知a>0,b>0且a+b=1,则++与8的大小关系是________.
【解析】 ∵a>0,b>0且a+b=1,
∴++==≥=8.
当且仅当a=b=时等号成立.
【答案】 ++≥8
三、解答题
7.设a>0,b>0,c>0.证明:
(1)+≥;
(2)++≥++.
【证明】 (1)∵a>0,b>0,
∴(a+b)(+)
≥2·2=4.
∴+≥.
(2)由(1)知+≥.
同时,+≥,+≥,三式相加得:
2(++)≥++,
∴++≥++.
8.已知a≥1,求证:-<-.
【证明】 要证原不等式成立,
只要证明+<2.
因为a≥1,+>0,2>0,
所以只要证明2a+2<4a,
即证 <a.
所以只要证明a2-1<a2,
即证-1<0即可.
而-1<0显然成立,
所以-<-.
9.如果a>b,ab=1,求证:a2+b2≥2(a-b),并指明何时取“=”号.
【证明】 因为a>b,所以a-b>0,
又ab=1,
所以==
=(a-b)+≥2=2.
即≥2,
故a2+b2≥2(a-b).
当且仅当a-b=,
ab=1,即a=,b=或a=,b=时取“=”号.
教师备选
10.若不等式++>0在条件a>b>c时恒成立,求实数λ的取值范围.
【解】 不等式可化为+>.
∵a>b>c.∴a-b>0,
b-c>0,a-c>0,
∴λ<+恒成立.
∵+=+
=2++≥2+2=4.
∴λ<4.
故实数λ的取值范围是(-∞,4).

一、选择题
1.应用反证法推出矛盾的推导过程中,要把下列哪些作为条件使用(  )
①结论相反的判断,即假设;
②原命题的条件;
③公理、定理、定义等;
④原结论.
A.①②  B.①②④  
C.①②③ D.②③
【解析】 由反证法的推理原理可知,反证法必须把结论的相反判断作为条件应用于推理,同时还可应用原条件以及公理、定理、定义等.
【答案】 C
2.用反证法证明命题“如果a>b,那么>”时,假设的内容是
(  )
A.=
B.<
C.=且<
D.=或<
【解析】 应假设≤,
即=或<.
【答案】 D
3.设|a|<1,P=|a+b|-|a-b|与2的大小关系为(  )
A.P>2       B.P<2
C.P=2 D.不确定
【解析】 ∵P=|a+b|-|a-b|<|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2,故选B.
【答案】 B
4.设x、y、z都是正实数,a=x+,b=y+,c=z+,则a、b、c三个数
(  )
A.至少有一个不大于2
B.都小于2
C.至少有一个不小于2
D.都大于2
【解析】 ∵a+b+c=x++y++z+≥2+2+2=6,当且仅当x=y=z=1时等号成立,
∴a、b、c三者中至少有一个不小于2.
【答案】 C
二、填空题
5.设M=+++…+,则M与1的大小关系为________.
【解析】 ∵210+1>210,210+2>210,…,211-1>210,
∴M=+++…+
【答案】 M<1
6.(2013·重庆模拟)若实数a、b、c满足2a+2b=2a+b,2a+2b+2c=2a+b+c,则c的最大值是________.
【解析】 2a+b=2a+2b≥2当且仅当a=b时,2a+b≥4取“=”,
由2a+2b+2c=2a+b+c得2a+b+2c=2a+b·2c,
∴2c==1+≤1+=,
故c≤log2=2-log23.
【答案】 2-log23
三、解答题
7.已知a>0,b>0,且a+b>2.求证:
,中至少有一个小于2.
【证明】 假设,都不小于2,
则≥2,≥2.
∵a>0,b>0.∴1+b≥2a,1+a≥2b.
∴2+a+b≥2(a+b),即2≥a+b,
这与a+b>2矛盾.
故假设不成立.
即,中至少有一个小于2.
8.已知a>0,b>0,求证:+>.
【证明】 ∵a>0,b>0,
∴>,>,
∴+>.
9.已知0<a<3,0<b<3,0<c<3.
求证:a(3-b)、b(3-c)、c(3-a)不可能都大于.
【证明】 假设a(3-b)>,b(3-c)>,c(3-a)>.∵a、b、c均为小于3的正数.
∴>,>,>,
从而有++> .①
但是++
≤++
==. ②
显然②与①相矛盾,假设不成立,
故命题得证.
教师备选
10.设a1,a2,…,an是正数,求证:++…+<.
【证明】 左边<+…++…+
(分母减小分式的值放大)
=(-)+(-)+…+(-)
=-<=右边.
故++…
+<.