摘要:本文通過對2011年高考安徽卷理科第19題的深度研究,發(fā)現(xiàn)了該不等式的許多優(yōu)美的變形結(jié)論,從不同側(cè)面展示了不等式的優(yōu)美,并且由此獲得該不等式的推廣.
關(guān)鍵詞:不等式;變形;推廣
2011年高考安徽卷理科第19題是一道條件不等式證明題:
?。?)設(shè)x≥1,y≥1,證明:x+y+■≤■+■+xy;
?。?)設(shè)1 此題結(jié)論優(yōu)美對稱,其中(2)的結(jié)論是(1)的結(jié)論的變形應(yīng)用. 筆者通過研究發(fā)現(xiàn)該題結(jié)論(1)還有許多優(yōu)美的變形結(jié)論. 如果令x=■,y=■,代入結(jié)論(1),則有
變形1 若a≥b≥c>0,則■+■+■≤■+■+■.
若令z=■,代入結(jié)論(1)又有如下變形:
變形2若x≥1,y≥1,xyz=1,則x+y+z≤■+■+■.
變形3若x≥1,y≥1,xyz=1,則x+y+z≤xy+yz+zx.
容易發(fā)現(xiàn)不論是結(jié)論(1),還是其變形都隱含著條件xyz=1. 那么,如果把數(shù)字1變?yōu)槠渌龜?shù)又如何呢?經(jīng)過探究后筆者發(fā)現(xiàn),其實結(jié)論(1)可以推廣到如下一般性的結(jié)論:
推廣?搖 若x≥■≥1,y≥■≥1,則x+y+■≤■+■+xy. (﹡)
證明:x+y+■≤■+■+xy?圳xy(x+y)+λ2≤λ(x+y)+(xy)2,
上式右邊減去左邊,得[λ(x+y)+(xy)2]-[xy(x+y)+λ2]=[(xy)2-λ2]-[xy(x+y)-λ(x+y)]
?。剑▁y-λ)[(xy+λ)-(x+y)]=(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)].
因為x≥■≥1,y≥■≥1,所以xy≥λ,λ≥1,x≥1,y≥1,即(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)]≥0,
從而結(jié)論成立.
而安徽省第19題高考題的結(jié)論(1)即為推廣結(jié)論中當(dāng)λ=1時的特例.
對該推廣的(﹡)式作適當(dāng)變形,又可得到幾個優(yōu)美推論:
若a≥b≥c>0,λ≥1,則■≥■≥1,■≥■≥1,令x=■,y=■并將其代入推廣結(jié)論(﹡),消去x,y化簡后有■+■+■≤■+■+■,由此得
推論1若a≥b≥c>0,λ≥1,則■+■+■≤■+■+■.
?搖另外,若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,則z=■,xy=■,代入推廣結(jié)論(*),不難得到推論2及推論3.
推論2若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,則x+y+z≤■+■+■.
推論3若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,則x+y+z≤xy+■+■.
?搖 特別地,在上面三個推論中,當(dāng)λ=1時其實就是上面結(jié)論(1)的三個變形.