不等式总结_不等式的总结
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不等式总结
一、不等式的性质
1.(不等式建立的基础)两个实数a与b之间的大小关系 (1)a-b>0a>b;(2)a-b=0a=b;
(3)a-b<0a<b.
(4)
若 a、bR,则(5)(6)a>1a>b;ba=1a=b;ba<1a<b.b
2.不等式的性质
(1)a>bb<a(对称性)
a>b(2) a>c(传递性)b>c
(3)a>ba+c>b+c(加法单调性)
a>bac>bcc>0
(4)(乘法单调性)
a>bac<bcc<0
(5)a+b>ca>c-b(移项法则)
a>b(6)a+c>b+d(同向不等式可加)c>d---不等式相加 a>b(7)a-c>b-d(异向不等式可减)c<d---不等式相减
(8)a>b>0ac>bd(同向正数不等式可乘)c>d>0---不等式相乘 a>b>0ab(9)>(异向正数不等式可除)cd0<c<d--不等式相除
(10)a>b>0nna>b(正数不等式可乘方)nN乘方法则
a>b>0(11) >b(正数不等式可开方)nN开方
(>b>0111<(正数不等式两边取倒数2))aab----倒数法则
3.绝对值不等式的性质
a(a≥0),(1)|a|≥a;|a|=-a(a<0).
(2)如果a>0,那么
|x|<ax2<a2-a<x<a;
|x|>ax2>a2x>a或x<-a.
(3)|a·b|=|a|·|b|.
a|a|(4)||=(b≠0).b|b|
(5)|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.
(6)|a1+a2+„„+an|≤|a1|+|a2|+„„+|an|.
4.基本不等式
(1)如果a,b是正数,那么ab≤ab,当且仅当a=b时,等号成立。
2注意:基本不等式的证明是利用重要的不等式推导的,即
a,bR,则2ab,即有ab2
(2)基本不等式又称为均值定理、均值不等式等。其中22ab称为a,b的算术平均数,ab称为a,b的2几何平均数。两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。
(3)均值不等式中“当且仅当”的含义:
ab=ab 2
ab②仅当a=b时取等号,即=aba=b 2①当a=b,取等号,即a=b
(4)几种变形公式
ab2a2b2aba2b2
ab≤()≤(a,b∈R)ab≤≤(a>0, b>0)2222
5.柯西不等式
(1)代数形式:
设a1,a2,b1,b2均为实数,(a12+a22)(b12 + b22)≥(a1 b1+ a2 b2)2(注:等号成立条件:a1 b2= a2 b1)
(2)向量形式:|α||β|≥|α·β|,α=(a1,a2,…,an),β=(b1,b2,…,bn)(n∈N,n≥2)
等号成立条件:β为零向量,或α=λβ(λ∈R)。
(3)三角不等式:由|α|+|β|≥|α+β|可得:设a1,a2,b1,b2均为实数,则
√(a12+a22)+√(b12 + b22)≥√[(a1+ b1)2+(a2 + b2)2](注:等号成立条件:存在非负实数μ及λ使得μa1=λb1,μa2=λb2其中“√”表示平方根)
(4)平面三角不等式:设a1,a2,b1,b2,c2均为实数,则
√[(a1-b1)2+(a2-b2)2]+√[(b1-c1)2+(b2-c2)2]≥√[(a1-c1)2+(a2-c2)2](注:等号成立条件:存在非负实数μ及λ使得μ(a1-b1)=λ(b1-c1), μ(a2-b2)=λ(b2-c2)其中“√”表示平方根)
(5)设α,β,γ为平面向量,则|α-β|+|β-γ|≥|α-γ|。当α-β,β-γ为非零向量时。(注:等号成立条件:存在正常数λ,使得α-β=λ(β-γ)向量α-β与β-γ同向,即夹角为零。
(6)一般形式:设a1,a2,„,an,b1,b2 „,bn均为实数,则
2222a12a2an12b2bna1b1a2b2anbn 注:等号成立aa1a2n b1b2bn
6.排序不等式:
(1)定义:设有两组数 a1 , a2 ,…… an;b1 , b2 ,…… bn 满足 a1 ≤ a2 ≤……≤ an, b1 ≤ b2 ≤……≤ bn,其中c1,c2,……,cn是b1,b2,……,bn的任一排列,则称a1 b1 + a2 b2+...+ an bn 为这两个实数组的顺序积之和(简称顺序和),称a1 bn + a2b{n-1}+...+ an b1为这两个实数组的反序积之和(简称反序和),称a1 c1 + a2 c2 +…+ an cn为这两个实数组的乱序积之和(简称乱序和)
(2)定理:(排序不等式,又称排序原理)设有两组数 a1 , a2 ,… an;b1 , b2 ,… bn 满足 a1 ≤ a2 ≤…≤ an, b1 ≤ b2 ≤…≤ bn,其中c1,c2,…,cn是b1,b2,…,bn的任一排列,那么
a1 bn + a2b{n-1}+...+ an b1 ≤ a1 c1 + a2 c2 +……+ an cn ≤ a1 b1 + a2 b2 + ……+an bn.当且仅当 a1 = a2 =...= an 或 b1 = b2 =...= bn 时等号成立,即反序和等于顺序和。
排序原理可简记作:反序和≤乱序和≤顺序和。
7.贝努利不等式:
定理:设x>-1,且x≠0,n为大于1的自然数,则(1+x)n≥1+nx.二、不等式的证明
1.不等式证明的依据
(1)实数的性质:a、b同号ab>0;a、b异号ab<0
a-b>0a>b;a-b<0a<b;a-b=0a=b
(2)不等式的性质(略)
(3)重要不等式:
①|a|≥0;a2≥0;(a-b)2≥0(a、b∈R)(非负数)
②a2+b2≥2ab(a、b∈R,当且仅当a=b时取“=”号)
ab≥ab(a、bR,当且仅当a=b时取“=”号)
2333+④ a+b+c≥3abc(a,b,c∈R)③
bc⑤a
abc
⑥ |a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.
⑦ |a1+a2+„„+an|≤|a1|+|a2|+„„+|an|.
⑧ |x|<ax<a-a<x<a;
⑨ |x|>ax>ax>a或x<-a.
2.不等式的证明方法
(1)比较法:要证明a>b(a<b),只要证明a-b>0(a-b<0),这种证明不等式的方法叫做比较法.
用比较法证明不等式的步骤是:作差——变形——判断符号.
(2)综合法:从已知条件出发,依据不等式的性质和已证明过的不等式,推导出所要证明的不等式成立,这种证明不等式的方法叫做综合法. 2222
(3)分析法:从欲证的不等式出发,逐步分析使这不等式成立的充分条件,直到所需条件已判断为正确时,从而断定原不等式成立,这种证明不等式的方法叫做分析法.
(4)三角换元法:多用于条件不等式的证明,如果所给条件较复杂,一个变量不易用另一个变量表示,这时可考虑用三角代换,将两个变量都用同一个参数表示,此法如果运用恰当,可沟通三角与代数的联系,将复杂的代数问题转化为三角问题。
注意:根据具体问题,常用的三角换元技巧有:
① x2+y2=1,可设x=cosα,y=sinα;
② a≤ x2+y2≤b,可设x=rcosα,y=rsinα, a≤r2≤b
③ 对于
④ 对于
⑤ 对于x2,由于|x|≤1,可设x=cosα(0≤α≤π)或x=sinα(-π/2≤α≤π/2),可设x=tanα(-π/2<α<π/2)或x=cotα(0<α<π)x2x2(0≤α<π/2或π/2<α≤π)或x=sin(-π/2≤α<0或0<α≤π/2)1,可设x=cosαα
⑥ 对于x+y+z=xyz,由于在ΔABC中有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC,可设x=tanA,y=tanB,z=tanC(A+B+C=π)。
(5)放缩法:要证明不等式A<B,有时可以将它的一边放大或缩小,寻找一个中间量,如将A放大成C,即A<C,后证C<B,这种证法叫放缩法。常用技巧有:舍掉(或加进)一些项,在分式中放大或缩小分子或分母;应用基本不等式放缩。
放缩法的理论依据主要有:不等式的传递性、等量加不等量为不等量、同分子(分母)异分母(分子)的两个分式大小的比较。
证明不等式除以上三种基本方法外,还有反证法、数学归纳法、综合分析法、放缩法、函数法、几何法、其它方法(换元法、判别式法、导数法、构造法)、柯西不等式等。
(5)利用基本不等式比较实数大小或证明不等式
① 利用均值定理求最值,必须满足三个条件::“一正”各项均为正数、“二定”和或积为常数、“三相等”
等号必须成立。和定积最大,积定和最小。
② 构造定值条件的常用技巧:加项变换、拆项变换、统一换元、平方后利用不等式。
③ 基本不等式:
若x,y是正数,有x+y=S(和为定值),则当x=y时,积xy=取最大值S;
42若x,y是正数,有xy=P(积为定值),则当x=y时,和x+y=取最小值;2P。
三、解不等式
1.解不等式问题的分类
(1)解一元一次不等式.
(2)解一元二次不等式.
(3)可以化为一元一次或一元二次不等式的不等式.
①解一元高次不等式;
②解分式不等式;
③解无理不等式;
④解指数不等式;
⑤解对数不等式;
⑥解带绝对值的不等式;
⑦解不等式组.
2.解不等式时应特别注意下列几点:
(1)正确应用不等式的基本性质.
(2)正确应用幂函数、指数函数和对数函数的增、减性.
(3)注意代数式中未知数的取值范围.
3.不等式的同解性
f(x)>0f(x)<0(1)f(x)·g(x)>0与 或同解.
g(x)>0 g(x)<0
f(x)>0f(x)<0(2)f(x)·g(x)<0与 或同解.g(x)<0g(x)>0
(3)f(x)>0f(x)<0f(x)>0与或同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)>0g(x)<0
f(x)>0f(x)<0f(x)(4)<0与 或 同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)<0g(x)>0
(5)|f(x)|<g(x)与-g(x)<f(x)<g(x)同解.(g(x)>0)
(6)|f(x)|>g(x)①与f(x)>g(x)或f(x)<-g(x)(其中g(x)≥0)同解;②与g(x)<0同解.
f(x)>[g(x)]2 f(x)≥0(7)f(x)>g(x)与 f(x)≥0或同解.g(x)<0g(x)≥0
f(x)<[g(x)]2
(8)f(x)<g(x)与同解.
f(x)≥0
(9)当a>1时,af(x)>ag(x)与f(x)>g(x)同解,当0<a<1时,af(x)>ag(x)与f(x)<g(x)同解.
f(x)>g(x)(10)当a>1时,logaf(x)>logag(x)与同解.f(x)>0
f(x)<g(x)当0<a<1时,logaf(x)>logag(x)与 f(x)>0同解.
g(x)>0
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