不等式是中學(xué)數(shù)學(xué)乃至現(xiàn)代數(shù)學(xué)中的重要內(nèi)容,在不等式證明中,利用已知不等式來證明常常能收到事半功倍的效果.本文通過對(duì)2010年高考題遼寧卷24題中的不等式a+b+c+++≥6的項(xiàng)數(shù),運(yùn)算方式的推廣,得到一些新的不等式.
例1(2010年高考題遼寧卷24題):已知a,b,c均為正數(shù),證明:a+b+c+++≥6,并確定a,b,c為何值時(shí)等號(hào)成立,并且給出證明.
證明:因?yàn)閍,b,c均為正數(shù),由平均值不等式得:
a+b+c≥3(abc)
++≥3(abc)
所以++≥9(abc)
故a+b+c+++≥3(abc)+9(abc)
又因?yàn)?(abc)+9(abc)≥2=6
所以原不等式成立.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí),③式和④式等號(hào)成立,當(dāng)且僅當(dāng)3(abc)=9(abc)時(shí),等號(hào)成立.即當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=3時(shí),所證不等式的等號(hào)成立.
定理1:已知a,a,…,a均為正數(shù),則a+a+…+a+++…+≥2n,當(dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a=n時(shí)等號(hào)成立.
證明:因?yàn)閍,a,…,a均為正數(shù),由上文引理2中的不等式①、②得:
a+a+…+a≥n(aa…a)
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立)
++…+≥=n(aa…a)
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立)
所以++…+≥n(aa…a)
故a+a+…+a+++…+
≥n(aa…a)+n(aa…a)
≥2
?。ó?dāng)且僅當(dāng)n(aa…a)=n(aa…a)時(shí)等號(hào)成立)=2n
綜上可得a+a+…+a+++…+≥2n,當(dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a=n時(shí)等號(hào)成立.
定理2:已知a,a,…,a均為正數(shù),則
?。╝+a+…+a)++…+≥n,當(dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立.
證明:因?yàn)閍,a,…,a均為正數(shù),
a+a+…+a≥n(aa…a)
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立)
++…+≥=n(aa…a)
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立)
所以++…+≥n(aa…a)
故(a+a+…+a)++…+≥n(aa…a)?n(aa…a)=n
綜上(a+a+…+a)++…+≥n,當(dāng)且僅當(dāng)a=a=…=a時(shí)等號(hào)成立.
例2:若a>0,b>0,c>0且a+b+c=3,求u=a++b++c+的最小值.
解:因?yàn)閍>0,b>0,c>0,所以a+>0,b+>0,c+>0,則由權(quán)方和不等式得:
u=a++b++c+≥=
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a+=b+=c+,即a=b=c時(shí)等號(hào)成立)
又由定理2得:++≥=3
?。ó?dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí)等號(hào)成立)
所以u(píng)≥=24,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=1時(shí)等號(hào)成立.
參考文獻(xiàn):
?。?]朱華偉.從數(shù)學(xué)競賽到競賽數(shù)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2009:140.
[2]劉淑珍.不等式a3+b3+c3≥3abc的證法及推廣[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊,2004,01:31-32.
?。?]張瑋.一個(gè)不等式的推廣和完善[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué)),2010(10)
?。?]蔡玉書.均值不等式[J].中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2010,(7).
?。?]魏美云.用基本不等式求最值[J].數(shù)理天地(高中版),2010,(9).
?。?]匡繼昌.常用不等式[M].山東:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2004.