【定義】
對(duì)稱不等式:把一個(gè)不等式里的兩個(gè)字母對(duì)調(diào),所得的不等式和原來(lái)的不等式相同,則這個(gè)不等式,叫作對(duì)稱不等式。
輪換對(duì)稱不等式:如果一個(gè)不等式中的所有字母按某種次序輪換后,得到的不等式與原不等式相同,則稱這個(gè)不等式,叫作輪換對(duì)稱不等式。
輪換對(duì)稱不等式形式優(yōu)美,其證明方法也有很多,但是,其中的規(guī)律卻難以尋找。在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生對(duì)此常常有所困惑,在證明時(shí)因?yàn)閷?duì)輪換對(duì)稱不等式的概念及性質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊等等原因,容易出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。下面,結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐,介紹幾種易操作的方法供讀者參考。希望大家能夠舉一反三,觸類旁通,較好地掌握這些輪換對(duì)稱不等式的證明技巧,提高自己的思維能力。
例1:已知a+b+c=1,且a、b、c均為非負(fù)實(shí)數(shù)。求證:++≤ 【次數(shù)配平法】
證明: ++≤?++≤
?(++)2≤3(a+b+c)
?(-)2+(-)2+(-)2≥0
例2:已知a、b、c均為正數(shù)。求證: (a+b+c)(++)≥9.【項(xiàng)數(shù)配平法】
證明: ∵ a、b、c∈R+,a+b+c≥3,a+b+c≥3>0
兩式相乘,得++≥3>0.
例3:已知a、b、c∈R+,求證:++≥. 【均分常數(shù)項(xiàng)】
證明:++≥等價(jià)于(-)+(-)+(-)≥0.
不妨設(shè)a≥b≥c>0,左邊=++≥=0
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí)等號(hào)成立.
例4:已知a、b、c都是正數(shù),求證: ++≥.【均分獨(dú)立項(xiàng) 】
證明:++≥等價(jià)于(-)+(-)+(-)≥0.
由a、b、c的對(duì)稱性,不妨設(shè)a≥b≥c>0,則(-)+(-)+(-)=++≥=≥0.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí),等號(hào)成立。
例5:若x+y+z=a,且x,y,z∈R.求證:x2+y2+z2≥.【代數(shù)換元】
證明:設(shè)x=+α,y=+β,z=-(α+β),α、β∈R,則x2+y2+z2=(+α)2+(+β)2+[-(α+β)]2=+α2+β2+(α+β)2≥.
例6:已知a、b、c都是正數(shù),且a2+b2=c2.求證:an+bn 證明: ∵ a、b、c都是正數(shù)及a2+b2=c2,設(shè)a=ccosα,b=csinα,(0<α<), 則0 應(yīng)該說(shuō),以上介紹的幾種方法,各有特點(diǎn),它們并不是相對(duì)獨(dú)立的,它們可以交替運(yùn)用。有時(shí),一個(gè)對(duì)稱不等式可同時(shí)適用三種方法。在教學(xué)過(guò)程中,教師要引領(lǐng)學(xué)生多向思維,廣開(kāi)思路,靈活地使用各種技巧,去尋找解題的方法。面對(duì)一些較為復(fù)雜的題目,要學(xué)會(huì)化簡(jiǎn)命題,找到突破口。嫻熟地運(yùn)用這些方法,可以提高學(xué)生的解題能力,鍛煉學(xué)生的思維。這樣,無(wú)論是對(duì)平時(shí)的解題還是考試,都會(huì)起到良好的促進(jìn)作用。