高中奥数 2022-03-17

2022-03-17-01

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P056 习题05)

若,求证:

证明

设,,则.故
\begin{aligned} \text{左边}&=\left(\dfrac{2a^{2}+b}{9}\right)^{2}\\ &=\left(\dfrac {\dfrac{1}{4}a^{2}+\dfrac{1}{4}a^{2}+\cdots +\dfrac{1}{4}a^{2}+b}{9}\right)^{2}\\ &\geqslant \sqrt[9]{\dfrac{1}{4^{16}}\cdot a^{32}\cdot b^{2}}\\ &\geqslant \sqrt[9]{\dfrac{1}{2^{27}}\cdot a^{27}\cdot b^{\frac{9}{2}}}\\ &=\dfrac{1}{8}a^{3}\cdot b^{\frac{1}{2}}\\ &=\text{右边}. \end{aligned}

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(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P056 习题06)

设实数、满足,求证:,并确定等号成立的条件.一般地,对任意实数、,求证:

证明

(1)设,,则.因此不等式右端左边,故不等式成立,且当时等号才成立.

(2)当时,由于,结论仍成立.此时等号成立,仅当;

当时,,故不等式右端,所以不等式也成立,此时等号当或时取到.

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(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P056 习题07)

设,,求证:

证明

令,,则原不等式等价于

即.

上式等价于\left(\dfrac{5x^{2}y}{3}-5x^{2}\right)+ \left(\dfrac{xy^{2}}{3}-y^{2}\right)+\left(\dfrac{4}{3}x^{2}y-12x\right) +\left(4xy-12x\right)+\left(\dfrac{1}{3}xy^{2}-3y\right)+\left(\dfrac{1}{3}xy^{2}-9\right)+\left(2xy-18\right)\geqslant 0.9)+(2xy-18)\geqslant 0.

注意,故此式成立,原不等式得证.

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(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P056 习题08)

已知、、、、为正数,且.求证:

证明

令,,,,,,则等式等价于

两边同加5,再乘以3,上式等价于

利用Cauchy不等式,上式是显然的.

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