不等式选讲[选修4-5]
第一节 绝对值不等式
第二节 不等式的证明
目 录
一、绝对值三角不等式
1.定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤ ,
当且仅当 时,等号成立.
2.定理2:如果a,b,c是实数,那么
|a-c|≤ ,当且仅当 时,等号成立.
不等式选讲[选修4-5]
[知识能否忆起]
|a|+|b|
ab≥0
|a-b|+|b-c|
(a-b)(b-c)≥0
二、绝对值不等式的解法
1.不等式|x|
a的解集:
R
{x|x≠0}
{x|x>a,或x<-a}
|x|>a
∅
∅
{x|-a|x|a<0
a=0
a>0
不等式
2.|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:
(1)|ax+b|≤c⇔ ;
(2)|ax+b|≥c⇔ .
(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法:
方法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;
方法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
方法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.
-c≤ax+b≤c
ax+b≥c或ax+b≤-c
[小题能否全取]
答案:2
答案:(-∞,-5)∪(5,+∞)
1.不等式|x-a|+|x-b|≥c的解就是数轴上到A(a),B(b)两点的距离之和不小于c的点所对应的实数,只要在数轴上确定出具有上述特点的点的位置,就可以得出不等式的解.
2.不等式|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab≥0,左侧“=”成立的条件是ab≤0且|a|≥|b|;不等式|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab≤0,左侧“=”成立的条件是ab≥0且|a|≥|b|.
绝对值不等式的解法
[例1] (2012·新课标全国卷)已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|.
(1)当a=-3时,求不等式f(x)≥3的解集;
(2)若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a的取值范围.
形如|x-a|±|x-b|≥c不等式的常用解法:
(1)零点分段讨论法,其步骤为:
①求零点;②划分区间、去绝对值号;③分别解去掉绝对值的不等式;④取每个结果的并集,特别注意在分段时不要漏掉区间的端点值.
(2)用|x-a|±|x-b|的几何意义求解.
(3)数形结合,作出y=|x-a|±|x-b|的图象,直观求解.
(1)作出函数y=f(x)的图象;
(2)解不等式|x-8|-|x-4|>2.
绝对值三角不等式的应用
[例2] (2012·延边质检)已知函数f(x)=|2x+1|+|2x-3|+a.
(1)当a=0时,解不等式f(x)≥6;
(2)若不等式f(x)≥3a2对一切实数x恒成立时,求实数a的取值范围.
绝对值不等式的证明
含绝对值不等式的证明题主要分两类:一类是比较简单的不等式,往往可通过平方法、换元法去掉绝对值符号转化为常见的不等式证明题,或利用绝对值不等式性质:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,通过适当的添、拆项证明;另一类是综合性较强的函数型含绝对值的不等式,往往可考虑利用一般情况成立,则特殊情况也成立的思想,或利用一元二次方程的根的分布等方法来证明.
[知识能否忆起]
一、比较法
(1)求差比较法:
知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明 即可,这种方法称为求差比较法.
a-b>0
(2)求商比较法:
二、分析法
从所要证明的 出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实,从而得出要证的命题成立,这种证明方法称为分析法,即“执果索因”的证明方法.
结论
三、综合法
从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理,论证而得出命题成立,这种证明方法称为综合法即“由因寻果”的方法.
四、放缩法
在证明不等式时,有时我们要把所证不等式中的某些部分的值放大或缩小,简化不等式,从而达到证明的目的.这种方法称为放缩法.
(a1b1+a2b2)2
六、柯西不等式的二维形式
五、反证法的步骤
(1)作出否定 的假设;
(2)进行推理,导出 ;
(3)否定 ,肯定 .
结论
矛盾
结论
假设
(2)柯西不等式的向量形式:设α,β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|.
七、柯西不等式的一般形式
八、算术——几何平均不等式
[小题能否全取]
答案:8
答案:y>x
1.综合法与分析法的内在联系
综合法往往是分析法的相反过程,其表述简单、条理清楚.当问题比较复杂时,通常把分析法和综合法结合起来使用,用分析法寻找证明的思路,而用综合法叙述、表达整个证明过程.
2.放缩法证明不等式的主要理论依据
(1)不等式的传递性;
(2)等量加不等量为不等量;
(3)同分子(分母)异分母(分子)的两个分式大小的比较.
[注意] 放缩要适度,“放”和“缩”的方向与“放”和“缩”的量的大小是由题目分析,多次尝试得出.
3.柯西不等式的形式特点
从形式结构上看,柯西不等式大的一边是两个向量的模平方之积的形式,小的一边是向量数量积的坐标运算的平方形式,可简记为“方和积不小于积和方”.
比较法证明不等式
[例1] (2012·唐山模拟)已知f(x)=|x+1|+|x-1|,不等式f(x)<4的解集为M.
(1)求M;
(2)当a,b∈M时,证明:2|a+b|<|4+ab|.
比较法证明不等式最常用的是作差法,其基本步骤是:①作差;②变形;③判断差的符号;④下结论.其中“变形”是关键,通常将差变形成因式乘积的形式或平方和的形式,再结合不等式的性质判断正负.
综合法、分析法证明不等式
分析法是证明不等式的重要方法,当所证不等式不能使用比较法且与重要不等式、基本不等式没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.
放缩法证明不等式
1.在不等式的证明中,“放”和“缩”是常用的推证技巧.常见的放缩变换有:
(2)利用函数的单调性;
2.在用放缩法证明不等式时,“放”和“缩”均需把握一个度.
[例4] (2012·福建高考)已知函数f(x)=m-|x-2|,m∈R,且f(x+2)≥0的解集为[-1,1].
(1)求m的值;
1.使用柯西不等式证明的关键是恰当变形,化为符合它的结构形式,当一个式子与柯西不等式的左边或右边具有一致形式时,就可使用柯西不等式进行证明.
2.利用柯西不等式求最值的一般结构为: