高考数学 专题29 不等式的证明技巧黄金解题模板.doc

专题29 不等式的证明技巧【高考地位】证明数列不等式，因其思维跨度大、构造性强，需要有较高的证明技巧。这类问题的求解策略往往是：通过多角度观察所给数列通项的结构，深入剖析其特征，抓住其规律进行恰当地选择不等式的证明技巧. 在高考中常常以解答题出现，其试题难度属中高档题.【方法点评】方法一 比较法使用情景：一般不等式证明解题模板：第一步 通过两个实数与的差或商的符号（范围）确定与大小关系；第二步 得出结论.例1设实数满足，求证：【答案】详见解析.考点：不等式的证明.【点评】两个多项式的大小比较常用的两种方法是作差法和作商法.【变式演练1】设，求证：.【答案】详见解析.考点：不等式的证明.方法二 分析法使用情景：一般不等式证明解题模板：第一步 从求证的不等式出发，分析这个不等式成立的充分条件；第二步 把证明这个不等式的问题转化为证明这些条件是否具备的问题；第三步 如果能够肯定这些条件都已具备，那么就可以判定所证的不等式成立.例3设证明：。【答案】原命题等价于，利用分析法。【变式演练2】已知： ，求证：.【答案】应用分析法【解析】试题分析：要使原不等式成立，只要：只要，只要，只要，只要，由已知此不等式成立。考点：绝对值不等式的证明.方法三 综合法使用情景：一般不等式证明解题模板：第一步 从已知或证明过的不等式出发，逐步推出其必要条件；第二步 根据不等式的性质及公理推导出欲证的不等式；第三步 得出结论.例4 已知，求证：【答案】详见解析.【点评】其证明过程最关键的一步是连续利用两次基本不等式放缩得到所证的结果，但要特别注意的是两次不等式的放缩能否均取得到等号，需进行验证.【变式演练3】已知且证明：（）；（）【答案】（）详见解析（）详见解析【解析】试题分析：（）可根据均值不等式：进行证明，也可多次利用基本不等式进行证明，即（）可多次利用基本不等式进行证明，即因为所以即试题解析：解：（） （）因为所以即考点：基本不等式证明不等式方法四 放缩法使用情景：一般不等式证明解题模板：第一步 根据已知找出其通项公式；第二步 然后运用恰当的放缩法对通项进行放缩；第三步 利用数列求和公式即可得出结论.例5 设求证【答案】详见解析. 【点评】应注意把握放缩的“度”：上述不等式右边放缩用的是均值不等式，若放成则得，就放过“度”了！根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式，这里 ，其中等的各式及其变式公式均可供选用。例6 求证：.【答案】见解析. 【变式演练4】求证：.【答案】见解析.考点：放缩法；不等式的证明.【变式演练5】设、是三角形的边长，求证.【答案】见解析. 考点：放缩法；不等式的证明.【变式演练6】已知均为正数，证明：【答案】证明见解析.【解析】试题分析：不等式是对称式，特别是本题中不等式成立的条件是，因此我们可以用基本不等式，注意对称式的应用，如，对应的有，这样可得，同样方法可得，因此有，相加，再应用基本不等式就可证明本题不等式了.因为a，b，c均为正数，由均值不等式得a2b22ab， b2c22bc， c2a22ac所以a2b2c2abbcac同理，故a2b2c2abbcac6所以原不等式成立 考点：不等式的证明.方法五 数学归纳法使用情景：对于含有的不等式类型解题模板：第一步 验证当取第一个值时不等式成立；第二步 当取第一个值时不等式成立，如果使不等式在时成立的假设下，还能证明不等式在时也成立；第三步 这个不等式对取第一个值以后的自然数都能成立得出结论.例7 若，观察下列不等式：，请你猜测将满足的不等式，并用数学归纳法加以证明。【答案】（x1+x2+xn）（）n2（n2），证明见解析那么，当时，显然，当时，结论成立。由,知对于大于的整数，成立。（12分）考点：用数学归纳法证明不等式.【点评】应用数学归纳法最关键的一步是当假设使不等式在时成立的假设下，如何证明不等式在时也成立. 考点：放缩法；不等式的证明.【变式演练7】已知函数，对于任意的，都有.（1）求的取值范围（2）若，证明：（）（3）在（2）的条件下，证明：【答案】（1）；（2）证明见解析；（3）证明见解析.（3）由，解得，变形得，又，所以，则在上递增，再通过放缩得，再依此为依据，进行累加即可得到原式是成立的.试题解析：（1）由题得恒成立 故：（2）当时，有结论：函数在（1，）上是单调递增函数。下面用数学归纳法证明：当时，由得 成立。假设当时，结论成立。即：那么当时 这表明当时不等式也成立，综合可知：当，时成立 又左边考点：数列与函数的综合；数列与不等式的综合.方法六 换元法使用情景：对于一般的不等式证明解题模板：第一步 恰当的换元，适当的引入参数；第二步 利用已知求出新元的取值范围；第三步 根据现有的不等式放缩法得出结论.例8 求证【答案】见解析.【点评】通过换元化为幂的形式，为成功运用二项展开式进行部分放缩起到了关键性的作用.例9：已知，求证：。【答案】见解析.【点评】在证题过程中，以变量代换的方法，选择适当的辅助未知数，使问题的证明达到简化.【变式演练8】已知：，求证：.【答案】见解析. 考点：换元法；不等式的证明.【高考再现】1. 【2016高考浙江理数】已知实数a，b，c（ ）a若|a2+b+c|+|a+b2+c|1，则a2+b2+c2100b若|a2+b+c|+|a2+bc|1，则a2+b2+c2100c若|a+b+c2|+|a+bc2|1，则a2+b2+c2100d若|a2+b+c|+|a+b2c|1，则a2+b2+c2100【答案】d考点：不等式的性质【方法点睛】对于判断不等式恒成立问题，一般采用举反例排除法解答本题时能够对四个选项逐个利用赋值的方式进行排除，确认成立的不等式2.【2015高考北京，理6】设是等差数列. 下列结论中正确的是（ ）a若，则 b若，则c若，则 d若，则【答案】c考点定位：本题考点为等差数列及作差比较法，以等差数列为载体，考查不等关系问题，重 点是对知识本质的考查.【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式和比较法，本题属于基础题，由于前两个选项无法使用公式直接做出判断，因此学生可以利用举反例的方法进行排除，这需要学生不能死套公式，要灵活应对，作差法是比较大小常规方法，对判断第三个选择只很有效. 3. 【2017浙江，22】已知数列xn满足：x1=1，xn=xn+1+ln(1+xn+1)（）证明：当时，（）0xn+1xn；（）2xn+1 xn；（）xn【答案】（）见解析；（）见解析；（）见解析【解析】因此，所以，因此（）由得记函数函数f(x)在0，+）上单调递增，所以=0，因此，【考点】不等式证明【名师点睛】本题主要考查数列的概念、递推关系与单调性等基础知识，不等式及其应用，同时考查推理论证能力、分析问题和解决问题的能力，属于难题本题主要应用：（1）数学归纳法证明不等式；（2）构造函数，利用函数的单调性证明不等式；（3）由递推关系证明4.【2015高考安徽，理18】设，是曲线在点处的切线与x轴交点的横坐标. （）求数列的通项公式； （）记，证明.【答案】（）；（）.试题解析：（）解：，曲线在点处的切线斜率为. 从而切线方程为.令，解得切线与轴交点的横坐标.【考点定位】1.曲线的切线方程；2.数列的通项公式；3.放缩法证明不等式.【名师点睛】数列是特殊的函数，不等式是深刻认识函数与数列的重要工具，三者的综合是近几年高考命题的新热点，且数列的重心已经偏移到不等式的证明与求解中，而不再是以前的递推求通项，此类问题在2010年、2012年、2013年安徽高考解答题中都曾考过.对于数列问题中求和类（或求积类）不等式证明，如果是通过放缩的方法进行证明的，一般有两种类型：一种是能够直接求和（或求积），再放缩；一种是不能直接求和（或求积），需要放缩后才能求和（或求积），求和（或求积）后再进行放缩.在后一种类型中，一定要注意放缩的尺度，二是要注意从哪一项开始放缩. 5.【2015高考重庆，理22】在数列中，（1）若求数列的通项公式； （2）若证明：【答案】（1）；（2）证明见解析.若存在某个，使得，则由上述递推公式易得，重复上述过程可得，此与矛盾，所以对任意,.从而，即是一个公比的等比数列.故.求和得【考点定位】等比数列的通项公式，数列的递推公式，不等式的证明，放缩法.，考查探究能力和推理论证能力，考查创新意识【名师点晴】数列是考查考生创新意识与实践精神的最好素材从近些年的高考试题来看，一些构思精巧、新颖别致、极富思考性和挑战性的数列与方程、函数(包括三角函数)、不等式以及导数等的综合性试题不断涌现，这部分试题往往以压轴题的形式出现，考查综合运用知识的能力，突出知识的融会贯通数列的问题难度大，往往表现在与递推数列有关，递推含义趋广，不仅有数列前后项的递推，更有关联数列的递推，更甚的是数列间的“复制”式递推；从递推形式上看，既有常规的线性递推，还有分式、三角、分段、积(幂)等形式在考查通性通法的同时，突出考查思维能力、代数推理能力、分析问题解决问题的能力本题第（1）小题通过递推式证明数列是等比数列，从而应用等比数列的通项公式求得通项，第（2）小题把数列与不等式结合起来，利用数列的递推式证明数列是单调数列，利用放缩法证明不等式，难度很大6.【2015高考四川，理16】设数列的前项和，且成等差数列. （1）求数列的通项公式； （2）记数列的前n项和，求得成立的n的最小值.【答案】（1）；（2）10. 【解析】（1）由已知，有，即.从而.【考点定位】本题考查等差数列与等比数列的概念、等比数列通项公式与前n项和公式等基础知识，考查运算求解能力.【名师点睛】凡是有与间的关系，都是考虑消去或（多数时候是消去，得与间的递推关系）.在本题中，得到与间的递推关系式后，便知道这是一个等比数列，利用等比数列的相关公式即可求解.等差数列与等比数列是高考中的必考内容，多属容易题，考生应立足得满分.7.【2015高考浙江，理20】已知数列满足=且=-（）（1）证明：1（）；（2）设数列的前项和为，证明（）.【答案】（1）详见解析；（2）详见解析. 试题分析：（1）首先根据递推公式可得，再由递推公式变形可知，从而得证；（2）由和得，【考点定位】数列与不等式结合综合题.【名师点睛】本题主要考查了数列的递推公式，不等式的证明等知识点，属于较难题，第一小问易证，利用条件中的递推公式作等价变形，即可得到，再结合已知条件即可得证，第二小 8.【2015高考陕西，理21】（本小题满分12分）设是等比数列，的各项和，其中，（i）证明：函数在内有且仅有一个零点（记为），且；（ii）设有一个与上述等比数列的首项、末项、项数分别相同的等差数列，其各项和为，比较与的大小，并加以证明【答案】（i）证明见解析；（ii）当时， ，当时，证明见解析 (ii)解法一：由题设，设当时，当时，若，若，所以在上递增，在上递减，所以，即.综上所述，当时, ；当时所以，对于一切的整数，都有.考点：1、等比数列的前项和公式；2、零点定理；3、等差数列的前项和公式；4、利用导数研究函数的单调性.【名师点晴】本题主要考查的是等比数列的前项和公式、零点定理、等差数列的前项和公式和利用导数研究函数的单调性，属于难题解题时一定要抓住重要字眼“有且仅有一个”，否则很容易出现错误证明函数仅有一个零点的步骤：用零点存在性定理证明函数零点的存在性；用函数的单调性证明函数零点的唯一性有关函数的不等式，一般是先构造新函数，再求出新函数在定义域范围内的值域即可9.【2015高考广东，理21】数列满足， (1) 求的值； (2)求数列前项和； (3) 令，证明：数列的前项和满足【答案】（1）；（2）；（3）见解析（3）依题由知， ，记，则， 在上是增函数，又即， 10.【2015高考湖南，文21】 函数，记为的从小到大的第个极值点。（i）证明：数列是等比数列；（ii）若对一切恒成立，求的取值范围。【答案】（i）略；(ii) 试题解析：（i） 因此，恒成立，当且仅当，解得，故实数的取值范围是。【考点定位】恒成立问题；等比数列的性质【名师点睛】解决数列与函数的综合问题时，如果是证明题要根据等比数列的定义明确证明的方向，如果是不等式恒成立问题，要使用不等式恒成立的各种不同解法，如变量分离法、最值法、因式分解法等，总之解决这类问题把数列看做特殊函数，并把它和不等式的知识巧妙结合起来综合处理就行了11.【2015高考陕西，文21】设(i)求；(ii)证明：在内有且仅有一个零点（记为），且.【答案】(i) ；(ii)证明略，详见解析.试题解析：(i)由题设，所以 由 得 ，所以 【考点定位】1.错位相减法；2.零点存在性定理；3.函数与数列.【名师点睛】（1）在函数出现多项求和形式，可以类比数列求和的方法进行求和；（2）证明零点的唯一可以从两点出发：先使用零点存在性定理证明零点的存在性，再利用函数的单调性证明零点的唯一性；（2）有关函数中的不等式证明，一般是先构造函数，再求出函数在定义域范围内的值域即可；（4）本题属于中档题，要求有较高逻辑思维能力和计算能力.【反馈练习】1【山东师范大学附属中学2016-2017学年高二下学期期中考试数学（文）试题】设，则间的大小关系是a. b. c. d. 【答案】d【解析】， ， ， ， ，故选d.2【山东师范大学附属中学2016-2017学年高二下学期期中考试数学（文）试题】用反证法证明命题：“，若可被整除，那么中至少有一个能被整除”时，假设的内容应该是a. 都能被5整除 b. 都不能被5整除c. 不都能被5整除 d. 能被5整除【答案】b【解析】由于反证法是命题的否定的一个运用，故用反证法证明命题时，可以设其否定成立进行推证命题“，如果可被整除，那么至少有1个能被5整除”的否定是“都不能被5整除”，故选b.3【吉林省梅河口市第五中学2018届高三上学期第三次月考数学（文）试题】 已知，求证，用反证法证明时，可假设； 设为实数， ，求证与中至少有一个不小于，有反证法证明时可假设，且，以下说法正确的是（ ）a. 与的假设都错误 b. 与的假设都正确c. 的假设正确，的假设错误 d. 的假设错误，的假设正确【答案】c 4【吉林省长春市一五0中学2018届高三上学期期中考试数学（文）试题】设、都是正数，则、三个数（ ）a. 都大于 b. 都小于 c. 至少有一个大于 d. 至少有一个不小于【答案】d【解析】假设、三个数都小于，则：，利用均值不等式的结论有：得到矛盾的结论，可见假设不成立，即、三个数中至少有一个不小于.本题选择d选项.点睛：用反证法证明不等式要把握三点：(1)必须先否定结论，即肯定结论的反面；(2)必须从否定结论进行推理，即应把结论的反面作为条件，且必须依据这一条件进行推证；(3)推导出的矛盾可能多种多样，有的与已知矛盾，有的与假设矛盾，有的与已知事实矛盾等，且推导出的矛盾必须是明显的5【广东省揭阳市第三中学2016-2017学年高二数学理科复习