第8讲不等式的证明-【新教材】沪教版(2020)高中数学必修第一册讲义(中档,学生版+教师版)

文档属性

名称 第8讲不等式的证明-【新教材】沪教版(2020)高中数学必修第一册讲义(中档,学生版+教师版)
格式 zip
文件大小 341.2KB
资源类型 教案
版本资源 上教版(2020)
科目 数学
更新时间 2021-07-12 11:13:20

文档简介

不等式的证明
知识定位
不等式的证明是十分有技巧性的一件事情。在上海高考中,有关不等式证明的要求并不高,一般只要会基本的比较法与综合分析法即可。但是一些进阶技巧,例如缩放法、换元法、函数法等不仅是常用的技巧,而且同时也能给我很多关于不等式处理方面的启发。在不等式的基本性质一节,我们已经介绍了比较法与综合分析法,在本节,我们会主要介绍一些进阶技巧。
知识梳理
知识点一:常见的不等式证明技巧
这里有关比较法与综合分析法的部分将会略去,我们主要讲一下其他方法。
子知识点一:缩放法
缩放最主要的目的实际上是让不可计算的东西变成可以计算。这是处理不等式问题的一种常用技巧。
放缩时主要采用两种手法:
舍去或者加上一些项,如;
将分子或者分母放大或者缩小,如
.
子知识点二:换元法
换元法在高中数学中是一个非常重要的技巧,在不等式证明时也有着很重要的应用。常见的换元方法有代数换元跟三角换元。这里由于学生没有学过三角,我们主要讲代数换元。
常见题型和方法解析
缩放法
例1
(★☆☆☆)已知,求证:
例2
(★★☆☆)求证
例3
(★★☆☆)求证
2.
换元法
例4
(★★★☆)已知
,求证
例5
(★★★☆)已知,,求证
试题演练
1.(★★★☆)
,证明:
2.(★★★☆)已知
,求证:
3.(★★★☆)设,且
恒成立,则
的取值范围是___________.不等式的证明
知识定位
不等式的证明是十分有技巧性的一件事情。在上海高考中,有关不等式证明的要求并不高,一般只要会基本的比较法与综合分析法即可。但是一些进阶技巧,例如缩放法、换元法、函数法等不仅是常用的技巧,而且同时也能给我很多关于不等式处理方面的启发。在不等式的基本性质一节,我们已经介绍了比较法与综合分析法,在本节,我们会主要介绍一些进阶技巧。
知识梳理
知识点一:常见的不等式证明技巧
这里有关比较法与综合分析法的部分将会略去,我们主要讲一下其他方法。
子知识点一:缩放法
缩放最主要的目的实际上是让不可计算的东西变成可以计算。这是处理不等式问题的一种常用技巧。
放缩时主要采用两种手法:
舍去或者加上一些项,如;
将分子或者分母放大或者缩小,如
.
子知识点二:换元法
换元法在高中数学中是一个非常重要的技巧,在不等式证明时也有着很重要的应用。常见的换元方法有代数换元跟三角换元。这里由于学生没有学过三角,我们主要讲代数换元。
常见题型和方法解析
缩放法
例1
(★☆☆☆)已知,求证:
解:
,同理可知:

从而.
教学提示:本题需要注意几件事情。第一点,本题是一个典型的轮换不等式,所以根据对称性,我们可以将两个根号分开单独考虑。(有关轮换不等式在之前的教学参考中已经提及)第二点,本题利用的缩放实际上是的形式,这当然是最简单也是最常用的一种缩放。第三点,缩放最主要的目的实际上是让不可计算的东西变成可以计算。这是非常要紧的。像本题中,我们就是利用缩放将原来的根式中的根号去掉,从而变成简单的一次多项式,再进行计算与证明,这一点是要向学生强调的。
例2
(★★☆☆)求证
解:当时,有:
从而:
教学提示:我们利用了一个不等式的缩放,而缩放的最终目的在于将难以计算的式子转化为可以计算的项。另一方面,注意解答的过程中,我们没必要对于一个和式的所有项进行缩放,实际上只需要对于部分项缩放即可。
例3
(★★☆☆)求证
解:本题我们实际上是要对作
一个缩放,
注意到:

我们就可以得到:

以及:

从而即知:
教学提示:本题实际上是一个典型的放缩法的例子,从某种程度上来讲,其结论是比证明过程来得更加重要的。从根本上来讲,这也是将不能求和的转化为可以求和的形式,这其中运用了分母有理化等一些技巧。另外一方面,值得注意的是,实际上在本题中,我们将和式的每一项都进行了缩放。这样的缩放实际上有时候会放得过大或是过小,因此有时候我们可以保留和式的前几项,再对后面几项进行缩放,来得到不等式。例如,本题中,我们保留第一项,对第二项之后的部分进行缩放,可以得到:
我们实际上得到了一个比题目中更为精确的不等式估计。
2.
换元法
例4
(★★★☆)已知
,求证
解:采用代数换元:

,那么:
,原式转化为证明

也即:,最后一个不等式显然成立。
教学提示:换元法的关键在于找到合适的可以换的“元”,寻找元的方法往往是不固定的,需要通过题目来感悟。
例5
(★★★☆)已知,,求证
解:


从而:,令
,得到:
,从而:
试题演练
1.(★★★☆)
,证明:
【答案】见解析
【解析】
所以:
2.(★★★☆)已知
,求证:
【答案】见解析
【解析】
3.(★★★☆)设,且
恒成立,则
的取值范围是___________.
【答案】(-∞,4]
【解析】