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x?2??x?3???1. 在时,

?2x?2??x?1?22x?2??x?3???1. 综上所述,可知 ?4??2x?2??x?1?223.4构造主元,局部固定

一些不等式的证明,若从整体上考虑很难入手,则当条件或结论中出现多个变量时,我们可以选取其中一个变量为主元局部固定,抓住这个主元逐一证明不等式.通常是先暂时固定某些变量,而考查个别变量的变化、结果,然后再确定整个问题的结果.

例4 设a?1,函数f?x??ax2?x?a,求证:当x?1时,f?x??5. 4分析:该问题一般是通过绝对值不等式的几次放缩来证明,但我们若换一个视角,以a为主元,将题中关于x的函数看成a的一次函数,则原命题的陈述方式可改为:一

5次函数g?a???x2?1?a?x的最值不超过.

4证明:设g?a???x2?1?a?x,a???1,1?,x???1,1?.

5成立. 45当x2?1?0时,g?a?是a的一次函数,故只需证明g??1??.

4当x2?1?0,即x??1时,g?a???1.显然f?x??g?a??51?5?因为g?1??x?x?1??x???,所以??g?1??1,即g?1??1;

42?4?22551?5?而g??1???x2?x?1???x???,所以?1?g??1??,即g??1??.

442?4?2综上所述, g?a??55,即f?x??. 443.5构造概率模型

概率论是研究随机现象的一门数学分支,它既有其独特的概念和方法,又与其它学科分支有着密切的联系.因此在解答有关数学问题时,若能依据题设条件构建概率模型,可使这些数学问题简捷巧妙解决.构造概率模型解题,关键在于要找到恰当的概率模型.一旦运用成功,它能从某些方面体现出问题的本质规律和数学的内在美,往往给人以耳目一新的感觉.

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4?sin2x????2. 例5 已知x??0,?,求证:

????2?1?2sin?x??4??分析:原式即

4?2sinxcosx?2,由条件知0?sinx?1,0?cosx?1.于是只需证

1?sinx?cosx2?sinxcosx?1?sinx?cosx,亦只需证sinx?cosx?sinxcosx?1成立,显然利用概率模型来证极为简单.

证明:设两独立事件A和B,即P?A??sinx,P?B??cosx, 则 P?A?B??P?A??P?B??P?AB??sinx?cosx?sinxcosx?1, 于是 2?sinxcosx?1?sinx?cosx.

???因为x??0,?,故sinx??2?,0cosx?0.即得

4?2sxinxcos?2,所以

1?sixn?cxos4?sinx2?2. ???1?2s?ixn??4??对于一类涉及0与1的不等式,常可考虑利用概率性质0?P?A??1及加法公式

P?A?B??P?A??P?B??P?AB?,

或P?A?B?c??P?A??P?B??P?C??P?AB??P?BC??P?AC??P?ABC?来证.其关键是求证式要符合概率加法公式的基本形式.

3.6构造方差模型

方差S2??x1?x?x2?x?n??2?2?xn?x??2(其中x是n个数据x1,x2,,xn的平

均数),是用于描述数据波动情况的一个量.方差的表达式可以写成

S2??x212?x2?2?xn??x?x??12n?xn?2n.

显然有S2?0(当且仅当x1?x2?利用方差这一变式,我们可以?xn?x时等号成立).

通过构造方差来解决一类有关n个实数的和与其平方和之间的关系问题.

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例6 设联赛试题)

3?x?5,证明:2x?1?2x?3?15?3x?219.(2003年全国高中2证明:设原不等式的左边为u(u?0),则x?1,x?1,2x?3,15?3x的方差是

S??2?x?1???2x?1???22x?3?4??215?3x?2u2?4

1?12?314?x?u?0, (?x?5) ???4?42??所以 u?4?14?x??4?14?5??219.

又x?1?2x?3?15?3x无解,于是上式等号不成立. 故u?219,原不等式成立.

通过构造方差模型,使得复杂的无理不等式的证证明问题得以简捷解决.

3.7构造数列

一个不等式有时涉及多个变量.如果能根据题设条件将某些变量看成是数列的项.则可借助数列中项之间的关系来沟通变量间的联系,使问题获解.通过构造等比数列或等差数列.将不等式中出现的多个变量都用公比或公差来表示.实现了化多元为一元.从而简化了不等式证明的难度.有些不等式中含有与自然数有关的变量,这时如果将这一变量看成是某一数列的项数,构造数列,则可结合数列的知识来证明不等式.

1例7 求证:1?3?5?2n?1?.

2462n3n?1分析:这是一道不等式的证明题,若我们总是在不等式的圈子里转悠,问题不能圆满的解决.跳出这个圈子,我们不难发现这是一个自然数有关的命题,那么,解决它的方法不外乎两种,一是利用数学归纳法;二是构造数列.我们来构一个数列?an?.

证明: 令an?1?3?5?2n?1?3n?1, 2462n?2n?2???3n?1?12n3?28n2?20n?4?an?1??1 则?=??322a?2n?1???3n?4?12n?28n?19n?4?n?22所以,an?1?an,从而有,an?an?1?an?2???a1?1.因此原不等式得证.

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3.8构造向量

向量这部分知识由于独有的形与数兼备的特点,使得向量成了数形结合的桥梁.对于某些不等式的证明,若能依据不等式的条件和结论,将其转化为向量形式,利用向量

????和及数量积关系式m?n?m?n,往往避免复杂的凑配技巧,使证明过程直观而又容易理解.

例8 已知a,b?R?,a?b?1,求证:2a?1?2b?1?22.

?证明:设m??1,1?,n??2a?1,2b?1,则

?m?n?2a?1?2b?1,m?2,n?2.

由m?n?m?n,得

2a?1?2b?1?22.

构造向量时,要充分考虑待证不等式的结构特征,才能有的放矢.

3.9构造函数

函数揭示了变量之间的对应关系,同样也蕴含着变量之间的不等关系.我们常常利用一次函数的线性性质、二次函数的最值以及函数的单调性等性质证明某些不等式问题.如果能根据题目的条件与所证的不等式的结构特征.合理构造函数,常可使原本复杂的证明变得简便易行.

构造函数证明不等式.其关键在于寻找恰当的函数模型.这往往需要将所证的不等式直接改造成函数关系式,或者将其看成某一函数解析式中的系数满足的关系.来探求函数解析式. 3.9.1构造一次函数

由一次函数y?kx?b的图像可知,如果f(m)?0,f(n)?0,则对一切x?(m,n)均有f(x)?0.我们将这一性质称为一次函数的保号性.利用一次函数的保号性可以证明一些不等式.

例9 已知a?1、b?1、c?1,求证:abc?2?a?b?c. 分析:首先将不等式化为abc?2?a?b?c?0并整理得

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