在abc1条件下的不等式探究
几个常用不等式证明不等式方法辛
不等式是高等数学中的一个重要工具。
运用它可以对变量之间的大小关系进行估计，并且一些重要的不等式在现代数学的研究中发挥着重要作用。
这里首先介绍几个常用的不等式，然后再介绍证明不等式的一些方法。
几个重要的不等式 1．平均值不等式设12,,,n a a a 非负，令111()(0)nrr r kk M a a r n =⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭∑（当r<0且至少有一0ka =时，令()0r M a =），111()()nkk A a M a a n ===∑，112()()111nn H a M a a a a -==++，11()nnk k G a a =⎛⎫= ⎪⎝⎭∏，称r M 是r 次幂平均值，A 是算数平均值，H 是调和平均值，G 是几何平均值，则有()()()H a G a A a ≤≤，等式成立的充要条件是12,na a a ===；一般的，如果s>0，t<0，则有()()()t s M a G a M a ≤≤，等式成立的充要条件是12,na a a ===。
2．赫尔德（Holder ）不等式设()0,0,1,2,,,1,2,,j i j a a i n j m>>==，且11mjj a==∑，则1111111()()()()m mnnna a a a m m iiii i i i a a a a ===≤∑∑∑，等式成立的充要条件是(1)()(1)()11,1,2,,m i i nnm kki i a a i n aa=====∑∑。
3．柯西-许瓦兹（Cauchy-Schwarz ）不等式设,,1,2,,i i a b i n =为实数，则112222111||n nni i i i i i i a b a b ===⎛⎫⎛⎫≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑。
4．麦克夫斯基(Minkowsk)不等式 设()0,1,2,,,1,2,,,1j i a i n j m r >==>，则111(1)()(1)()111[()][()][()]nnnm r r m r r r r iiiii i i a aa a===++≤++∑∑∑，等式成立的充要条件是(1)()(1)()11()(),1,2,,()()rm ri i nnr m r kki i a a i n aa=====∑∑。
等式性质与不等式性质课件(1)高一上学期数学人教A版
解：若幼儿图书的定价为x元，则销售量减少：
x 2 0.4万本, 因此，销售总收入为： 0.2 (5 x 2 0.4)x万元.
0.2 那么不等关系“销售总收入不小于9万元”可以用不 等式为：
Hale Waihona Puke 例题课本38页例1：比较(x+2)(x+3)和(x+1)(x+4)的大小．
解：(x+2)(x+3)－(x+1)(x+4)
作差
＝(x2＋5x＋6)－(x2＋5x＋4) 变形
作 差 比
＝2>0，
定符号 较
∴(x+2)(x+3)>(x+1)(x+4).
确定大小 法
归纳总结
作差比较法的一般步骤是：①作差；②变形；③定号；
2.1 等式性质与不等式性质（1）
《必修》（第一册）P37 ~ P40
复习引入
1.在现实世界和日常生活中，大量存在着相等 和不等关系，例如：
长短 大小
轻重 高矮
在数学中，我 们怎样表示相 等与不等关系？
相等用等式表 示，不等用不 等式表示
2.我们用数学符号 , , , , 连接两个数或代数式，
分析：(1 )销售量减少了多少? x 2.5 0.2万本
0.1
(2)现在销售量是多少? (8 x 2.5 0.2)万本
0.1
(3)销售总收入为多少? (8 x 2.5 0.2)x万元
0.1
解：若杂志的定价为x元，则销售量减少：
x 2.5 0.2万本, 因此，销售总收入为： 0.1
基本不等式原理及其变通
仅当a＝b时等号成立；
2.函数的最大值和最小值的含义分别 是什么？ 最大值:f(x)≤M，且等号成立; 最小值:f(x)≥m，且等号成立. 3.在一定条件下，利用基本不等式可 以求出变量的极端值，因此，利用基本 不等式求最值就成为一种重要的数学方 法.
探究（一）：基本不等式与最值原理
思考1：在基本不等式 a b 2 ab
2 2 sin x + 匙2 sin x = 2 2 sin x sin x
，得函数
思考6：利用基本不等式求两个变量的和 的最小值(或积的最大值)，应具备哪些 基本条件？ 一正二定三相等
探究（二）基本不等式求最值的实际应用
【背景材料】在农村，为防止家畜家禽 对菜地的破坏，常用篱笆围成一个菜园. 如果菜园的面积一定，为节省材料，就 应考虑所用篱笆最短的问题；如果所用 篱笆的长度一定，为了充分利用材料， 就用考虑所围菜园面积最大的问题
3.4
基本不等式 第一课时
ab ab 2
问题提出
1.不等式有许多基本性质，同时还有一 些显而易见的结论，如a2≥0，|a|≥0， |a|≥a等，这些性质都是研究不等式问 题的理论依据.在实际应用中，我们还需 要有相应的不等式原理.
2.如图是在北京召开的第24界国际数 学家大会的会标，它是根据中国古代数 学家赵爽的弦图设计的，颜色的明暗使 它看上去象一个风车，代表中国人民热 情好客.在这个图案中既有一些相等关系， 也有一些不等关系， 对这 些等与不等的关系， 我们作些相应研究.
探究（一）:基本不等式的原理
思考1：将图中的“风车” 抽象成如图，在正方形 ABCD中有4个全等的直角 三角形.设直角三角形的 两条直角边长为a，b那么 正方形ABCD和EFGH的边长 分别为多少？
几个重要不等式与不等式的证明
几个重要不等式与不等式的证明蔡玉书(江苏省苏州市第一中学,215006) 收稿日期:2008-09-16 修回日期:2009-02-17 (本讲适合高中)在不等式的证明中,重要不等式的使用是不等式证明的常用方法.1 几个重要不等式这里所说的几个重要不等式是指:均值不等式 设a 1,a 2,…,a n 都是正数.则a 1+a 2+…+a nn≥n a 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.柯西不等式 设a 1,a 2,…,a n ;b 1,b 2,…,b n 是两组实数.则(∑ni =1a 2i)(∑ni =1b 2i)≥(∑ni =1a ib i)2,当且仅当a i =kb i (i =1,2,…,n )时,等号成立.下列柯西不等式的三个变形在解题中有相当大的作用.变形1 设a 1,a 2,…,a n ;b 1,b 2,…,b n 是两组正实数.则∑ni =1a 2ib i≥(∑ni =1a i)2∑ni =1bi.变形2 设a 1,a 2,…,a n ;b 1,b 2,…,b n是两组正实数.则∑ni =1a ib i≥(∑ni =1a i )2∑ni =1a i bi.变形3 设a 1,a 2,…,a n ;b 1,b 2,…,b n是两组正实数.则∑ni =1a i·∑ni =1bi≥∑ni =1a ib i .Schur 不等式 设x 、y 、z ≥0,r 是实数.则x r(x -y )(x -z )+y r(y -x )(y -z )+z r(z -y )(z -x )≥0.当r =1时,Schur 不等式有几种变形:(1)x 3+y 3+z 3-(x 2y +xy 2+x 2z +xz 2+y 2z +yz 2)+3xyz ≥0;(2)(x +y +z )3-4(x +y +z )·(yz +zx +xy )+9xyz ≥0;(3)xyz ≥(x +y -z )(y +z -x )(z +x -y ).契比雪夫不等式 设a 1≤a 2≤…≤a n ,b 1≤b 2≤…≤b n ,则∑ni =1a i∑ni =1bi≤n∑ni =1a ib i;设a 1≤a 2≤…≤a n ,b 1≥b 2≥…≥b n ,则∑ni =1a i∑ni =1bi≥n∑ni =1a ib i.2 例题选讲在证明不等式时,要特别注意两点:(1)所给条件的综合变形与运用重要不等式的配合;(2)运用其他方法或技巧与运用重要不等式的配合.例1 设a 、b 、c 是正数,且ab +bc +ca =3.求证:11+a 2(b +c )+11+b 2(c +a )+11+c 2(a +b )≤1abc.(2008,罗马尼亚国家集训队试题)证明:依题设,由均值不等式得ab+bc+ca=3≥33(abc)2,即 abc≤1.故11+a2(b+c)≤1abc+a2(b+c)=1a(ab+bc+ca)=13a.同理,11+b2(c+a)≤1 3b,11+c2(a+b)≤1 3c.以上三式相加得11+a2(b+c)+11+b2(c+a)+11+c2(a+b)≤1 31a+1b+1c=ab+bc+ca3abc=1abc.注:本题巧妙地利用已知条件和均值不等式将不等式左边的分母中的1换成较小的abc,实现了转化.例2 设x、y、z是正实数,且x+y+z =3.证明:x3 y3+8+y3z3+8+z3x3+8≥19+227(xy+yz+zx).(2008,伊朗数学奥林匹克)证明:由均值不等式得x3 y3+8+y+227+y2-2y+427≥33x3y3+8·y+227·y2-2y+427=x3.同理,y 3z3+8+z+227+z2-2z+427≥y3,z3 x3+8+x+227+x2-2x+427≥z3.以上三式相加,并注意到x+y+z=3,得x3 y3+8+y3z3+8+z3x3+8≥4 9-127(x2+y2+z2)=19+9-(x2+y2+z2)27=19+(x+y+z)2-(x2+y2+z2)27=19+227(xy+yz+zx).注:本题巧妙地将分母进行了因式分解,并且通过考察不等式等号成立的充要条件,调整因式前面的系数,达到证明的目的.例3 设x、y、z是非负数,且x2+y2+z2=3.证明:xx2+y+z+yy2+z+x+zz2+x+y≤3.(2008,乌克兰数学奥林匹克)证明:由柯西不等式得3(x2+y2+z2)≥(x+y+z)2.因为x2+y2+z2=3,所以,x2+y2+z2≥x+y+z.①由柯西不等式得(x2+y+z)(1+y+z)≥(x+y+z)2.于是,只要证明x1+y+z+y1+z+x+z1+x+yx+y+z≤3.再由柯西不等式得(x1+y+z+y1+z+x+z1+x+y)2=(x·x+xy+zx+y·y+yz+xy+z·z+zx+xy)2≤(x+y+z)[(x+xy+zx)+ (y+yz+xy)+(z+zx+xy)]=(x+y+z)[(x+y+z)+2(xy+yz+zx)]≤(x+y+z)[x2+y2+z2+2(xy+yz+zx)]=(x+y+z)3.故x1+y+z+y1+z+x+z1+x+yx+y+z≤x+y+z.由不等式①得x+y+z≤x2+y2+z2= 3.因此,不等式得证.注:先局部使用柯西不等式,将分母化为相同,再继续使用柯西不等式进行放缩,从而达到证明的目标.例4 设a、b、c∈16,+∞,且a2+b2+c2=1.证明:1+a22a2+3ab-c2+1+b22b2+3bc-a2+1+c22c2+3ca-b2≥2(a+b+c).(2007,乌克兰国家集训队试题)证明:由柯西不等式得(2a2+3ab-c2+2b2+3bc-a2+2c2+3ca-b2)·a22a2+3ab-c2+b22b2+3bc-a2+c22c2+3ca-b2≥(a+b+c)2,①(2a2+3ab-c2+2b2+3bc-a2+2c2+3ca-b2)2≤(1+1+1)[(2a2+3ab-c2)+ (2b2+3bc-a2)+(2c2+3ca-b2)] =3[(a2+b2+c2)+3(ab+bc+ca)].②又由均值不等式得a2+b2+c2≥ab+bc+ca.故4(a+b+c)2≥3(a2+b2+c2)+9(ab+bc+ca).③由式②、③得2a2+3ab-c2+2b2+3bc-a2+2c2+3ca-b2≤2(a+b+c).④由式①、④得a22a2+3ab-c2+b22b2+3bc-a2+c22c2+3ca-b2≥12(a+b+c).⑤由柯西不等式得(2a2+3ab-c2+2b2+3bc-a2+2c2+3ca-b2)·12a2+3ab-c2+12b2+3bc-a2+12c2+3ca-b2≥(1+1+1)2=9.⑥注意到a2+b2+c2=1,由柯西不等式得9=9(a2+b2+c2)≥3(a+b+c)2.⑦由式④、⑥、⑦得12a2+3ab-c2+12b2+3bc-a2+12c2+3ca-b2≥3(a+b+c)2.⑧⑤+⑧得1+a22a2+3ab-c2+1+b22b2+3bc-a2+1+c22c2+3ca-b2≥2(a+b+c).注:将原不等式拆成两个后,分别采用柯西不等式进行处理,恰到好处.例5 已知a、b、c都是正实数.证明:(a+b)3+4c3≥4(a3b3+b3c3+c3a3).(2008,波兰数学奥林匹克)证明:由均值不等式和柯西不等式得(a+b)3+4c3=a3+b3+3a2b+3ab2+4c3=2(a2b+ab2)+(a2+b2)(a+b)+4c3≥4a3b3+(a32+b32)2+4c3≥4a3b3+4c32(a32+b32)=4(a3b3+b3c3+c3a3).注:在使用两个不等式时,应注意保证等号能够成立.证明之雅,使人回味无限.例6 设x、y、z都是正数,且x+y+z≥1.证明:x xy+z+y yz+x+z zx+y≥32.(2003,摩尔多瓦国家集训队试题)证明:由均值不等式得x32+y32+y32≥3x12y,x32+z32+z32≥3x12z.相加得2(x32+y32+z32)≥3x12(y+z).故xy+z≥3x322(x32+y32+z32).同理,yz+x≥3y322(x32+y32+z32),z x +y≥3z322(x 32+y 32+z32).于是,要证明原不等式只要证明x 2+y 2+z2x 32+y 32+z32≥13Ζ3(x 2+y 2+z 2)2≥(x 32+y 32+z 32)2.由柯西不等式得(x 2+y 2+z 2)(x +y +z )≥(x 32+y 32+z 32)2,3(x 2+y 2+z 2)≥(x +y +z )2≥x +y +z .两个不等式相乘即得.注:利用均值不等式将三个式子作对称化处理,为后面巧妙地应用柯西不等式做好了充分的准备.例7 设a 、b 、c 是正数.求证:1+4a b +c 1+4b c +a 1+4c a +b >25.(2008,波斯尼亚数学奥林匹克)证明:注意到1+4a b +c 1+4b c +a 1+4c a +b>25Ζ(b +c +4a )(c +a +4b )(a +b +4c )>25(a +b )(b +c )(c +a )Ζa 3+b 3+c 3+7abc>a 2b +ab 2+b 2c +bc 2+c 2a +ac 2.由Schur 不等式得a 3+b 3+c 3+3abc≥a 2b +ab 2+b 2c +bc 2+c 2a +a 2c .从而,不等式得证.注:在最近几年的数学竞赛中,Schur 不等式已经被普遍使用,希望引起大家的重视.例8 设x 、y 、z 是正实数.求证:xy z +yz x +zxy>23x 3+y 3+z 3.(2008,中国国家集训队测试题)证明:设xy z =a 2,yz x =b 2,zx y=c 2.因为x 、y 、z 是正实数,所以,x =ca ,y =ab ,z =bc .于是,原不等式化为a 2+b 2+c 2>23a 3b 3+b 3c 3+c 3a 3,即 (a 2+b 2+c 2)3>8(a 3b 3+b 3c 3+c 3a 3)Ζa 6+b 6+c 6+3(a 4b 2+a 2b 4+b 4c 2+b 2c 4+c 4a 2+c 2a 4)+6a 2b 2c2 >8(a 3b 3+b 3c 3+c 3a 3).由Schur 不等式得a 6+b 6+c 6+3a 2b 2c 2>a 4b 2+a 2b 4+b 4c 2+b 2c 4+c 4a 2+c 2a 4.①由均值不等式得a 4b 2+a 2b 4≥2a 3b 3,b 4c 2+b 2c 4≥2b 3c 3,c 4a 2+c 2a 4≥2c 3a 3.以上三式相加得a 4b 2+a 2b 4+b 4c 2+b 2c 4+c 4a 2+c 2a4≥2(a 3b 3+b 3c 3+c 3a 3).②又a 2b 2c 2>0.③①+4×②+3×③得a 6+b 6+c 6+3(a 4b 2+a 2b 4+b 4c 2+b 2c 4+c 4a 2+c 2a 4)+6a 2b 2c2>8(a 3b 3+b 3c 3+c 3a 3).注:分析法的使用为证明打开了大门,变量代换为Schur 不等式的使用铺平了道路.例9 已知a 、b 、c 是正数,且a +b +c =1.证明:1bc +a +1a+1ca +b +1b+1ab +c +1c≤2731.(2008,克罗地亚数学奥林匹克)证明:注意到1bc +a +1a+1ca +b +1b+1ab +c +1c≤2731Ζ9a 2+9abc +9-31a a 2+abc +1+9b 2+9abc +9-31bb 2+abc +1+9c 2+9abc +9-31c c 2+abc +1≥0.不妨设a ≥b ≥c .显然9(a +b )<31.容易证明9a2+9abc+9-31a≤9b2+9abc+9-31b≤9c2+9abc+9-31c.故a2+abc+1≥b2+abc+1≥c2+abc+1,即 1a2+abc+1≤1b2+abc+1≤1c2+abc+1.由契比雪夫不等式有39a2+9abc+9-31aa2+abc+1+9b2+9abc+9-31bb2+abc+1+9c2+9abc+9-31cc2+abc+1≥[(9a2+9abc+9-31a)+(9b2+9abc+ 9-31b)+(9c2+9abc+9-31c)]·1a2+abc+1+1b2+abc+1+1c2+abc+1.于是,只要证明(9a2+9abc+9-31a)+(9b2+9abc+9-31b)+(9c2+9abc+9-31c)≥0 Ζ9(a2+b2+c2)+27abc+27-31(a+b+c)≥0.又a+b+c=1,只要证明9(a2+b2+c2)+27abc-4≥0Ζ9(a2+b2+c2)(a+b+c)+27abc-4(a+b+c)3≥0Ζ5(a3+b3+c3)-3(a2b+ab2+b2c+bc2+c2a+ac2)+3abc≥0.①由Schur不等式得a3+b3+c3+3abc≥a2b+ab2+b2c+bc2+c2a+a2c.②由均值不等式得a3+b3+c3≥3abc.③②×3+③×2得不等式①.从而,原不等式得证.注:本题难度相当大.首先用分析法将不等式化为等价的不等式进行证明,也为利用契比雪夫不等式做好了充分的准备,Schur不等式和均值不等式的使用为最后的证明锦上添花.例10 已知x、y、z是正数,且x+y+z =1,k是正整数.证明:x k+2x k+1+y k+z k+yk+2y k+1+z k+x k+zk+2z k+1+x k+y k≥17.(2007,南斯拉夫数学奥林匹克)证明:不妨设x≥y≥z.则x k≥y k≥z k.由契比雪夫不等式得3(x k+1+y k+1+z k+1)≥(x+y+z)(x k+y k+z k).①因为x≥y≥z,所以,x k+1+y k+z k≤y k+1+z k+x k≤z k+1+x k+y k.事实上,由x≥y≥z,有x k-1≥y k-1≥z k-1,x(1-x)-y(1-y)=x(y+z)-y(z+x)=z(x-y)≥0,即 x(1-x)≥y(1-y).从而,x k(1-x)≥y k(1-y).所以,x k+1+y k+z k≤y k+1+z k+x k.同理,y k+1+z k+x k≤z k+1+x k+y k.故xk+1x k+1+y k+z k≥y k+1y k+1+z k+x k≥z k+1z k+1+x k+y k.由契比雪夫不等式得x k+2x k+1+y k+z k+yk+2y k+1+z k+x k+zk+2z k+1+x k+y k≥13(x+y+z)xk+1x k+1+y k+z k+y k+1y k+1+z k+x k+zk+1z k+1+x k+y k=13x k+1x k+1+y k+z k+y k+1y k+1+z k+x k+z k+1z k+1+x k+y k =13x k+1x k+1+y k+z k+y k+1y k+1+z k+x k+z k+1z k+1+x k+y k·[(x k+1+y k+z k)+(y k+1+z k+x k)+(z k+1+x k+y k)]·1x k+1+y k+1+z k+1+2(x k+y k+z k)≥x k +1+y k+1+z k+1x k+1+y k+1+z k+1+2(x k+y k+z k)=x k+1+y k+1+z k+1x k+1+y k+1+z k+1+2(x+y+z)(x k+y k+z k)≥x k +1+y k+1+z k+1x k+1+y k+1+z k+1+2×3(x k+1+y k+1+z k+1)=1 7 .最后一步用的是不等式①.注:条件x+y+z=1是用来调整不等式的次数的.这里多次采用排序,使用契比雪夫不等式,使得证明完美.练习题1.设x1,x2,…,x n是正实数,n是正整数.证明:∏n i=1(1+x1+x2+…+x i)≥(n+1)n+1x1x2…x n. (2007,俄罗斯数学奥林匹克)(提示:对元素y1=x11+x1,y2=x2(1+x1)(1+x1+x2),y3=x3(1+x1+x2)(1+x1+x2+x3),……y n=x n(1+x1+…+x n-1)(1+x1+…+x n-1+x n),y n+1=11+x1+…+x n-1+x n应用均值不等式.)2.已知a、b、c都是正数,且ab+bc+ca =1.证明:a3+a+b3+b+c3+c≥2a+b+c.(2008,伊朗国家集训队试题)(提示:用条件ab+bc+ca=1将问题化为证明a(a+b)(c+a)+b(a+b)(b+c)+c(c+a)(b+c)≥2(a+b+c)(ab+bc+ca),之后应用柯西不等式和Schur不等式.)3.设a、b、c∈R+,且abc=1.证明:1b(a+b)+1c(b+c)+1a(c+a)≥32.(2008,塔吉克斯坦数学奥林匹克)(提示:先作变换a=xy,b=yz,c=zx,再用柯西不等式和均值不等式.)4.设a、b、c、d是正数,且1a+1b+1c+1d =4.证明:3a3+b32+3b3+c32+3c3+d32+3d3+a32≤2(a+b+c+d)-4.(2007,波兰数学奥林匹克)(提示:先用分析法证明3a3+b32≤a2+b2a+b.再用柯西不等式.)5.设a≥b≥c>0,x≥y≥z>0.证明:a2x2(by+cz)(bz+cx)+b2y2(cz+ax)(cx+az)+c2z2(ax+by)(ay+bx)≥34.(2000,韩国数学奥林匹克)(提示:先用均值不等式,再用柯西不等式和契比雪夫不等式.)6.已知x1,x2,…,x n是正实数,满足∑ni=1x i =∑ni=11x i.证明:∑ni=11n-1+x i≤1.(2007,波兰等国联合数学竞赛)(提示:令yi=1n-1+x i.利用柯西不等式结合反证法加以证明.)欢迎订阅《中等数学》2009年第6期:服务于全国高中数学联赛的专刊。
证明不等式的基本方法
证明不等式的基本方法现实世界中的量，相等是局部的、相对的，而不等则是普遍的、绝对的，不等式的本质是研究“数量关系”中的“不等关系”．对于两个量，我们常常要比较它们之间的大小，或者证明一个量大于另一个量，这就是不等式的证明．不等式的证明因题而异，灵活多变，常常要用到一些基本的不等式，如平均不等式，柯西不等式等，其中还需用到一些技巧性高的代数变形．本节将介绍证明不等式的一些最基本的方法．比较法比较法一般有两种形式；（1）差值比较欲证A ≥B ．只需证A —B ≥0； （2）商值比较若B>0，欲证A ≥B ，只需证BA≥1． 在用比较法时，常常需要对式子进行适当变形，如因式分解、拆项、合并项等． 例l 实数x 、y 、z 满足1-=++zx yz xy ，求证：485222≥++z y x ．例2 设+∈R c b a ,,，试证：对任意实数x 、y 、z ，有：)())()((2222zx bac yz a c b xy c b a a c c b b a abc z y x ++++++++≥++，并指出等号成立的充要条件．例3 设+∈R c b a ,,，试证： b a a c c b cb ac b a c b a +++≥222．例4 设+∈R c b a ,,，1222=++c b a ，求abc c b a cb a S )(2111333222++-++=的最小值．说明先猜后证是处理许多极值问题的有效手段．猜，一猜答案，二猜等号成立的条件；证明的时候要注意等号是否能取到．有时我们直接证明不等式A ≤B 比较困难，可以试着去找一个中间量C ，如果有A ≤C 及C ≤B 同时成立，自然就有A ≤B 成立．所谓“放缩”即将A 放大到C ，再把C 放大到B 或者反过来把B 缩小到C 再缩小到A ．不等式证明的技巧，常体现在对放缩尺度的把握上．例5 证明：对任意+∈R c b a ,,，均有abc abca c abc cb abc b a 1111333333≤++++++++．例6 设),,2,1(1n i a i =≥，求证：)1(12)1()1)(1(2121n nn a a a n a a a +++++≥+++ ．所谓分析法就是先假定要证的不等式成立，然后由它出发推出一系列与之等价的不等式（即要求推理过程的每一步都可逆），直到得到一个较容易证明的不等式或者一个明显成立的不等式．分析法是一种执果索因的证明方法，在寻求证明思路时尤为有效．例7 若0,,≥∈y R y x ，且2)1()1(+≤+x y y ．求证；2)1(x y y ≤-．例8 设+∈R c b a ,,，求证：ab b a abc c b a 233-+≥-++．引入参数法引入适当的参数，根据题中式子的特点，将参数确定，从而使不等式获得证明． 例12 设+∈R q p ,，且233=+q p ，求证：2≤+q p ．例13 设+∈R c b a ,,，且12222=++c b a ，求证：24333≥++c b a ．例14 设z y x ,,是3个不全为零的实数，求2222z y x yzxy +++的最大值．标准化（归一化）当不等式为齐次式的时候，常可设变量之和为k （某个常数），这样不仅简化了式子，而且增加了条件，有助于我们解决问题．例15 设c b a ,,是正实数，求证：8)(2)2()(2)2()(2)2(222222222≤++++++++++++++b a c b a c a c b a c b c b a c b a ．例16 已知0,02=++>++c bx ax c b a 有实根，求证：{}{}c b a c b a c b a ,,max 49,,min 4≤++≤．习题1．设R z y x ∈,,，求证：[][]2222222222222)()()()()()(zx yz xy z y x z y x zx yz xy z y x z y x ++-++++≥++-++++．2．设+∈R c b a ,,，求证：333888111c b a c b a c b a ++≤++．3．设实数10021,,,a a a 满足： （1）010021≥≥≥≥a a a ； （2）10021≤+a a ；（3）10010043≤+++a a a ． 求21002221a a a +++ 的最大值．4．如果+∈R c b a ,,，求证：2222222)())()((ca bc ab a ca c c bc b b ab a ++≥++++++．5．设0,,≥z y x ，求证：xyz z y x z y x z y x z y x 3)()()(222≥-++-++-+．并确定等号成立的条件．6．设+∈R c b a ,,，求证：49)(1)(1)(1)(222≥⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++x z z y y x zx yz xy ．7．求证：161cos sin 1010≥+αα．变量代换法变量代换是数学中常用的解题方法之一．将一个较复杂的式子视为一个整体，用一个字母去代换它，从而使复杂问题简单化．有时候．有些式子可以用三角换元，从而使问题简化．当问题的条件或结论中出现“222r y x =+”，“222r y x ≤+”，“22x r -”或“1≤x ”等形式时，可以考虑用“sin α”与“cos α”代换；问题的条件或结论中出现“22x r +”．“22r x -”形式时，可作“αtan r x =”或“αsec r x =”代换等．在作代换时，要特别注意α的取值范围是由原变量x 的取值范围决定．例l 已知00≤α≤900，求证：49sin sin 452≤+-≤αα．例2 已知实数y x ,满足096422=+--+y x y x ，求证：996121922≤+++≤y x y x ．例3 设c b a ,,是三角形的三边长，求证：0)()()(222≥-+-+-a c a c c b c b b a b a ．已知。
例谈以“abc=1”为条件的不等式的证明
证明 ： 由ａ ｂ ｃ ＝ ｌ ， 则原不等式等价于
＋ 。 而
： ＋
＋ ＋ ） （ １ ＋ ） ４
＋ ≥
≥
三
证明 ： 由三元均值不等式可得
ｘ ３
ａ ￣ ｂ ｂ ｃ ｃ ≥ ｃ ｃ 了甘 （ 詈 ） （ 广 （ 詈 厂 １ ＞ １ ，
２ ０ １ ３年 ２月
新 颖 试 题
学 谋
例 谈 以“ ａ ｂ ｃ ＝ １ ’ ’ 为条件 的不等式 的证 明
◎福建 省厦 门第一 中学 王淼 生
研究 竞赛试题 的 同行 肯定注意 到一个 有趣 的现象 ： 无论 是省市 、 全 国高 中数 学联赛 、 Ｃ ＭＯ， 还是 其他 国家数 学奥林 匹克竞赛 ， 尤其是 Ｉ ＭＯ ， 不等式 的证 明历来 是热 门
１ ． 利 用 “ ｃ ＝ １ ’ ’ 进 行 换 元： ＝ ， 则 有兀 １
Ｘｉ
，
‘
世界友谊杯数学竞赛试题 ：
＋ ＋ ≥一 ａ ＋ ｂ ＋ｃ
．
例４ （ 同例２ ） ． 证明： 设 ， ６ ： ， 。 ： ， 则 ： １ ， 即只要证明 ：
Ｙ ｚ
．
ｘ ＋ ｙ
２
这正是第２ 届世界友谊杯数学竞赛 试题． 策略 ： 这样换元对高次分式特别有效 ， 由此本题 可 以
推广 ：
丽 １
＋ 丽 １
＋ 丽 １
≥ ３ ． ‘
例７ （ ２ ０ ０ ４ 年罗 马尼亚数 学奥林 匹克试 题 ） 若ａ 、 ｂ 、 Ｃ 、 ｄ 均为正数 ， ａ ｂ ｃ ｄ ＝ ｌ ， 试证 ：
显然成立．
一
人教B版新课标高中数学必修一教案《基本不等式》
《基本不等式Jab色丰（第1课时）》教学设计“基本不等式” 是必修5的重点内容，它是在系统学习了不等关系和不等式性质，掌握了不等式性质的基础上对不等式的进一步研究，同时也是为了以后学习选修教材中关于不等式及其证明方法等内容作铺垫，起着承上启下的作用.利用基本不等式求最值在实际问题中应用广泛•同时本节知识又渗透了数形结合、化归等重要数学思想，有利于培养学生良好的思维品质.1. 学会推导并掌握基本不等式，理解这个基本不等式的几何意义，并掌握定理中的不等号取等号的条件是：当且仅当这两个数相等；2. 通过实例探究抽象基本不等式；3. 通过本节的学习，体会数学来源于生活，提高学习数学的兴趣.♦教学重难点-------------- -- --------------- J【教学重点】应用数形结合的思想理解不等式，并从不同角度探索不等式.ab 的证明过程;2 【教学难点】基本不等式■. ab -―b等号成立条件21•课题导入基本不等式，ab 乞上的几何背景：2如图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标，会标是根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的，颜色的明暗使它看上去象一个风车，代表中国人民热情好客. 你能在这个图案中找出一些相等关系或不等关系吗？教师引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关系.【设计意图】由北京召开的第24界国际数学家大会的会标引出新课，使数学贴近实际，来源于生活.2 •讲授新课1 •探究图形中的不等关系将图中的“风车”抽象成如图，在正方形ABCD中右个全等的直角三角形.设直角三角形的两条直角边长为a, b那么正方形的边长为「a2b2.这样，4个直角三角形的面积的和是2ab,正方形的面积为a2 b2.由于4个直角三角形的面积小于正方形的面积，我们就得到了一个不等式：a2 b2 2ab .当直角三角形变为等腰直角三角形，即a=b时，正方形EFGH缩为一个点，这时有2 2a b 2ab.2.得到结论:般的，如果a,b R,那么a2 b2 2ab(当且仅当a b时取""号)3. 思考证明：你能给出它的证明吗？证明：因为a2 b2 2ab (a b)22 2当a b时,(a b) 0,当 a b时,(a b) 0, 所以，(a b)20，即(a2 b2)2ab.a b4. (1)从几何图形的面积关系认识基本不等式,ab2特别的，如果a>0, b>0，我们用分别代替a、b，可得a b 2. ab ,通常我们把上式写作：ab ^-b(a>0,b>0)2(2)从不等式的性质推导基本不等式、ab 乞上22显然，(4)是成立的.当且仅当 a=b 时，(4)中的等号成立. (3)理解基本不等式•一不 的几何意义探究:用分析法证明： 要证a b ab2只要证a+b要证(2),只要证a+b-要证(3),只要证 (-)2(1) (2)(3) ⑷2在右图中，AB 是圆的直径，点 C 是AB 上的一点，AC=a , BC=b .过点 作垂直于 AB 的弦DE ，连接 AD 、BD .你能利用这个图形得出基本不等式ab〒的几何解释吗?易证 R 让 A C D S R t △ D C B ，那么 C D 2= C A • C B 即 C D = ab .这个圆的半径为，显然，它大于或等于 CD ，即.. ab ，其中当且仅当点2 2C 与圆心重合，即a = b 时，等号成立._ a b因此：基本不等式几何意义是“半径不小于半弦”2评述：1•如果把看作是正数a 、b 的等差中项，.ab 看作是正数a 、b 的等比中2项，那么该定理可以叙述为：两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.2.在数学中，我们称 为a 、b 的算术平均数，称.ab 为a 、b 的几何平均数.本2节定理还可叙述为：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.【设计意图】老师引导，学生自主探究得到结论并证明，锻炼了学生的自主研究能力和研究问题的逻辑分析能力.［补充例题］例1 已知x 、y 都是正数，求证： (1) 1> 2;x y(2) (x + y ) (x 2 + y 2) ( x 3 + y 3)>8 x 3y 3.分析：在运用定理： 丄上 ,ab 时，注意条件a 、b 均为正数，结合不等式的性质(把 2 握好每条性质成立的条件)，进行变形.解：T x , y 都是正数/• — >0, — >0, x 2>0, y 2 >0, x 3>0, y 3> 0y x/ 八 x v o i'x y 口口 x v (1)2 y = 2 即> 2.y x \ y x y x(2)x + y >2 . xy >0 x 2+ y 2>2 x y 2 >0 x 3+y 3>2 . x 3y 3•••( x+ y) (x2+ y2) (x3+ y3)> 2 xy • 2 x2y2• 2. x3y3=8 x3y3即(x+ y) (x2+ y2) (x3+ y3)>8 x3y3.【设计意图】例题讲解，学以致用.3•随堂练习1. 已知a、b、c都是正数，求证(a+ b) (b+ c) (c+ a)>8 abc分析：对于此类题目，选择定理：- ab (a>0, b>0)灵活变形，可求得结2果.解：••• a, b, c都是正数•- a+ b》2-/ab > 0b + c》2 be > 0c+ a > 2 - ac > 0■'■( a+ b) (b + c) (c+ a)》2 ■丿ab • 2、.，bc • 2 -h ac = 8 abc即(a+ b) (b + c) (c+ a)》8 abc.【设计意图】讲练结合，熟悉新知.4. 课时小结a b本节课，我们学习了重要不等式a2+ b2》2ab;两正数a、b的算术平均数( )，2几何平均数(JOb )及它们的关系(仝上》宅ab ).它们成立的条件不同，前者只要求a、2b都是实数，而后者要求a、b都是正数.它们既是不等式变形的基本工具，又是求函数最值的重要工具(下一节我们将学习它们的应用) .我们还可以用它们下面的等价变形来解决2 b2问题：ab w a ----------- , ab w2【设计意图】课时小结，内化知识.本次课通过实例探究抽象基本不等式；由北京召开的第境引入，贴近24界国际数学家大会的会标情生活，贴近数学，能让学生体会数学来源于生活，提高学习数学的兴趣.《基本不等式,ab 乎（第2课时）》教学设计♦教材分析L_ 」“基本不等式” 是必修5的重点内容，它是在系统学习了不等关系和不等式性质，掌握了不等式性质的基础上对不等式的进一步研究，同时也是为了以后学习选修教材中关于不等式及其证明方法等内容作铺垫，起着承上启下的作用.利用基本不等式求最值在实际问题中应用广泛•同时本节知识又渗透了数形结合、化归等重要数学思想，有利于培养学生良好的思维品质.1. 进一步掌握基本不等式.ab ；会应用此不等式求某些函数的最值；能够解2决一些简单的实际问题2. 通过两个例题的研究，进一步掌握基本不等式.Ob电上，并会用此定理求某些2函数的最大、最小值.3. 引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.♦教学重难点♦教学重点基本不等式、.ab的应用2教学难点利用基本不等式ab以求最大值、最小值.1•课题导入1. 重要不等式:如果a,b R,那么a2 b2 2ab(当且仅当a b时取""号)2.基本不等式：如果a, b是正数，那么 $卫..ab(当且仅当a b时取""号).a b --我们称 -------- 为a b的算术平均数，称J ab为a, b的几何平均数2 ，a2 b22ab和-__b. ab成立的条件是不同的：前者只要求a, b都是实数，2而后者要求a, b都是正数.【设计意图】复习引入.2•讲授新课例1 (1)用篱笆围成一个面积为100m2的矩形菜园，问这个矩形的长、宽各为多少时，所用篱笆最短.最短的篱笆是多少？(2)段长为36 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园，问这个矩形的长、宽各为多少时，菜园的面积最大，最大面积是多少？解：(1)设矩形菜园的长为x m,宽为y m,贝U xy=100，篱笆的长为2 (x+y) m.由可得x y 2 100 , 2(x y) 40 .等号当且仅当x=y时成立，此时x=y=10.因此，这个矩形的长、宽都为10m时，所用的篱笆最短，最短的篱笆是40m.(2)解法一：设矩形菜园的宽为x m,则长为(36 —2x) m,其中0v x v丄，其面积21 c " c、 1 2x 36 2x2 362S= x (36 —2x)= —• 2x (36 —2x)w —( )2 2 2 8当且仅当2x= 36 —2x,即x = 9时菜园面积最大，即菜园长9m,宽为9 m时菜园面积最大为81 m2解法二：设矩形菜园的长为x m.,宽为y m，则2 ( x+y) =36 , x+y=18，矩形菜园的面积为xy m 2.由当且仅当x=y ,即x=y=9时，等号成立.因此，这个矩形的长、宽都为9m 时，菜园的面积最大，最大面积是81m 2归纳：1.两个正数的和为定值时，它们的积有最大值，即若 a , b € R +，且a + b = M ,则a + b 》2、P ，等号当且仅当a = b 时成立.例2某工厂要建造一个长方体无盖贮水池，其容积为4800m 3，深为3m ,如果池底每1m 2的造价为150元，池壁每1m 2的造价为120元，问怎样设计水池能使总造价最低，最低 总造价是多少元？分析：此题首先需要由实际问题向数学问题转化， 即建立函数关系式， 然后求函数的最值，其中用到了均值不等式定理.解：设水池底面一边的长度为xm ,水池的总造价为I 元，根据题意，得1600240000 720(x)x1600240000720 2 x ——240000 720 2 40297600当x 空°,即x 40时,1有最小值2976000.x因此，当水池的底面是边长为40m 的正方形时，水池的总造价最低，最低总造价是297600 元评述：此题既是不等式性质在实际中的应用， 应注意数学语言的应用即函数解析式的建 立，又是不等式性质在求最值中的应用，应注意不等式性质的适用条件.归纳：用均值不等式解决此类问题时，应按如下步骤进行:x y 189，可得 xy 81M 为定值，则M ab w4，等号当且仅当a =b 时成立.2.两个正数的积为定值时，它们的和有最小值，即若a ,b € R +，且 ab = P , P 为定值,(1)先理解题意，设变量，设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数；(2)建立相应的函数关系式，把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题；(3)在定义域内，求出函数的最大值或最小值；(4)正确写出答案.【设计意图】讲解例题，熟悉方法.3•随堂练习811. 已知X M 0,当x取什么值时，x2+ 2的值最小？最小值是多少？x2. 课本练习.【设计意图】讲练结合，巩固新知.4. 课时小结本节课我们用两个正数的算术平均数与几何平均数的关系顺利解决了函数的一些最值问题.在用均值不等式求函数的最值，是值得重视的一种方法，但在具体求解时，应注意考查下列三个条件：(1 )函数的解析式中，各项均为正数；(2 )函数的解析式中，含变数的各项的和或积必须有一个为定值；(3)函数的解析式中，含变数的各项均相等，取得最值即用均值不等式求某些函数的最值时，应具备三个条件：一正二定三取等.【设计意图】课时小结，内化知识.本次课通过两个例题的研究，进一步掌握基本不等式 '、不丄卫，并会用此定理求某2些函数的最大、最小值.引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.《基本不等式、、不¥ (第3课时)》教学设计“基本不等式”是必修5的重点内容, 它是在系统学习了不等关系和不等式性质,握了不等式性质的基础上对不等式的进一步研究, 同时也是为了以后学习选修教材中关于不等式及其证明方法等内容作铺垫， 起着承上启下的作用.利用基本不等式求最值在实际问题中应用广泛.同时本节知识又渗透了数形结合、化归等重要数学思想，有利 好的思维品质.1.进一步掌握基本不等式 ab 皂上；会用此不等式证明不等式，会应用此不等式2求某些函数的最值，能够解决一些简单的实际问题; 2. 通过例题的研究，进一步掌握基本不等式 的最大、最小值.3. 引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际 相结合的科学态度和科学道德.♦教学重难点----------- -------------教学重点掌握基本不等式..Ob，会用此不等式证明不等式，会用此不等式求某些函数的2 最值 教学难点利用此不等式求函数的最大、最小值.1•课题导入 1. 基本不等式：如果 a , b 是正数，那么 仝上 .ab （当且仅当a b 时取""号）.22. 用基本不等式.ab求最大（小）值的步骤.2 【设计意图】复习引入. 2•讲授新课1）利用基本不等式证明不等式基本不等式.于培养学生良 ..ab 丈亠，并会用此定理求某些函数 224已知m>0，求证 6m24. ［思维切入］因为m>0 ,所以可把24 一和6m 分别看作基本不等式中的 a 和b ,直接利用［证明］因为 m>0,,由基本不等式得246m 2m J 24 6m 2j24 6 2 12 2424 当且仅当24 =m=6m ，即m=2时，取等号. 规律技巧总结 24注意: m>0这一前提条件和 —— 6m =144为定值的前提条件.m 【设计意图】例题讲解，利用基本不等式证明不等式，熟练使用基本不等式. 3•随堂练习1［思维拓展1］已知a , b , c , d 都是正数，求证(ab cd)(ac bd) 4abcd .2 2 2 2 2［思维拓展 2］求证(a 2 b 2)(c 2 d 2) (ac bd)2. 例2求证: 4 当且仅当 =a-3即a=5时，等号成立.a 3 规律技巧总结 通过加减项的方法配凑成基本不等式的形式.2)利用不等式求最值9例3 (1)若x>0，求f (x) 4x 的最小值； x9(2)若x<0,求f(x) 4x 的最大值.x9 ［思维切入］本题(1) x>0和4x - =36两个前提条件；(2)中x<0,可以用-x>0来转化.［思维切入］ 由于不等式左边含有字母a ，右边无字母，直接使用基本不等式，无法约 掉字母a ，而左边 a 丄(a a 3 3) 3 .这样变形后，在用基本不等式即可得证.［证明］3 a 34 厂(a 3)(a 3) 3 2.4 3 7解(1)因为x>0由基本不等式得9 j 9』— 9 3 n . f(x) 4x 2 4x 2.36 12，当 且仅当 4x 即 x= 时 x \ xx 29f (x) 4x 取最小值12. x (2)因为x<0, 所以-x>0,由基本不等式得： 所以 f (x) 12 .9 39即x=-时，f (x) 4x 取得最大-12. x 2x 规律技巧总结 利用基本不等式求最值时， 个项必须为正数，若为负数，则添负号变正.随堂练习29［思维拓展1］求f (x) 4x ( x>5)的最小值.x 5 2 8［思维拓展2］若x>0, y>0，且 1，求xy 的最小值.x y 【设计意图】讲练结合，巩固新知.4. 课时小结用基本不等式王上证明不等式和求函数的最大、最小值.2【设计意图】总结基本不等式在某些方面的运用，锻炼学生自我总结的能力.5•评价设计f(x)9 (4x -) x (4x)( -)2^( 4x)( 9) X x当且仅当 4x1.证明：a2 b2 2 2a 2b42 .若x 1，则x为何值时x ——有最小值，最小值为几？x 1【设计意图】将课堂知识延伸至课外，在巩固知识的同时，锻炼了学生的自主学习能力. ♦教学反思本次课是一次常规的习题课，复习知识、举例运用、学生练习、课外练习，从而达到巩固知识的效果.其实这次课还是可以采用老师引导，学生分组讨论研究，得到结果，得到解题方法，从而让学生体验自主研究题目，得到结论的乐趣.。
“abc=1”条件不等式应用举例
利用基本不等式证明含“abc=1”条件的不等式举例苗斌 （山东省济南市历城二中 250105）1310,b c ,1,1a 3()mncyccycm n m n cyc cyc cyc n n m ncyccyccycm n a R abc aa Chebyshev a a a aa +--∀>>∈=≥⎛⎫⎛⎫≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭≥=∑∑∑∑∑∑∑∏通过条件abc=1可以引出很多形式简单但非常强的不等式，在证明的过程中，恰当地运用这些不等式往往可以起到事半功倍的效果。
下面将给出这些不等式。
引理：、、有证明：由不等式，2333262226222222222222332b c ,1a 32a ,,,xyz=1333()()()22a 3b c ,1()3cyc cyc cyc cyc cyccyccyccyccyccyc a R abc abx b y c z a x x y z x x y z x x y x z x y x y x y aba R abcb ++∈=⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭===⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭≥+---=+≥⋅=∈=+≥∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑引理：、、，则证明：设则，且引理：、、，则221x y x y ,z ,()()()()10, 1,b c ,1u 2,1313((u 11u 1x y x y ,z ,cyc cyc cyc cyccyca aza b c y z x x y x z x y x z c schur c x x a a a R abc a u a u z a b c y z xCauchy ++===----≥=+--∈=≥≥≤++++===∑∑∑∑∑证明：取、使取使则由不等式三式相加可得结论引理4：、、，则式一） 式二）证明：(1)取、使取使则由不等222222111()22(1)1uxy 3331()uxy 33131u 11(2),,,xyz=1cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyccyc cyccyc yy ux y x ux y u u u x xy x x u y ux y x x y ux y u a u a x b y c z ---⎛⎫+≥ ⎪+⎝⎭⎛⎫-++≤+=- ⎪⎝⎭⎛⎫+∴+=+≤ ⎪⎝⎭∴≥∴≥++++===∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑式又设则且1x 113=(3)u 111cyc cyc cyc a xu u xu u =-≤++++∑∑∑23022b c ,1323311(()2222(1b c 313cyccyccyc cyc cyc cyc cyccyccyccyc cyc a R abc a a b c a a a b c a a a R b a a b a ++∈=≥+++≤+=++≤∈+≥+≥+≥∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑例一：、、，证解：由均值不等式，由引理）例二：、、，证 解：不妨设abc=1,则由引理3得：22222b c ,11a)1))4(1)()2()32()()+2()()62()+32()b c ,1a 1(cyccyccyccyccyccyccyccyccyccyccycabcyca R abc a ab a a ab a a a a ab a R abc ab ++∈=+≥+≥+⇔+≥+≥+≥∈=≥∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∏例三：、、，证解：原不等式等价于((又，由引理：故原式成立例四：、、，证 解：原式等价于ln())01ln(x)11ln()=13 ()3()3cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc a x xa a a a a abb b b b b a a abb a ⋅≥-≥-∴⋅≥-=-+≥+≥+∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑易知由引理得故原式成立33333222322a 3b c ,112113a 113 a 12222a 2233 abc 1 4 2133312cyccyc cyc cyc a R abc a a a a a a a a a+∈=≤+++++≥∴+=+≥+∴≤=∴≤⨯=++++∑∑∑∑3例五：、、，证：解：由引理22b c,13()22132a)62()622(1)3cyccyc cyc cyc cyccyccyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyc cyccyca R abca ba b a b abb aa ba ab a abb a aa ba ab ab a+∈=≥+=++=+++≥+-=+-≥+∴++≥++=+≥∑∑∑∑∏∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∏例六：、、，证明：解：由引理：（故2422222333333233b c,1,11+8a14a4(12),a b c=113312112cyccyc cyca R abca aa+≥∈=≥≤++=+∴≥≥=++∑例七：、、证：解：易证由引理：上述的大部分题，在没有引理时是很难证明的。
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在1a b c ++=条件下的不等式探究
在有关不等式的题目中，笔者发现有一类不等式，它的成立是建立在1a b c ++=的条件之下的，形式多种多样，但万变不离其宗，它的成立都离不开1a b c ++=这一条件。
在本文中，笔者就是对这一类不等式作了一些研究。
发现这一类不等式虽然解法也是形式各样,但是都离不开如何利用好1a b c ++=这一条件。
利用好1a b c ++=这一条件，那么这一类不等式的解法就是手到擒来。
【例1】 已知,,a b c 是正数且1a b c ++=，求证：2221
3
a b c ++≥ 分析：这是一个对称不等式，取等号的条件应为：13
a b c ===，笔者在研究这个不等式的时候，通过研究1a b c ++=这个条件发现这个不等式的的证明方法有很多，下面我们来一一研究。
我们利用代入、比较和配方，就可以得到以下三个证法。
证法1：
因为 ()()()2
222222
133
a b c a b c a b c ++++-=++-
222
1
2222223
a b c ab bc ca ⎡⎤=++---⎣⎦ ()()()222
103a b b c c a ⎡⎤=-+-+-≥⎣
⎦ 所以 2221
3a b c ++≥（当且仅当13
a b c ===时取等号）。
证法2：
因为 ()()2
2222a b c a b c ab bc ca ++=++-++ ()22212a b c ≥-++
所以 22213a b c ++≥（当且仅当13
a b c ===时取等号）。
证法3：
因为 ()2
222221a b c a b a b ⎡⎤++=++-+⎣⎦
()2222221a ab b a b =++-++ 2222111()()()3
3
3
3
a b a b =+-+-+-+ 13
≥
所以 22213
a b c ++≥（当且仅当13
a b c ===时取等号）。
我们利用换元法，又可以得到以下二种证法。
证法4：
令 123111,,3
3
3a t b t c t =+=+=+，则1230t t t ++=， 222222123111()()()3
3
3
a b c t t t ++=+++++ 222123123121()()3
3
3
t t t t t t =++++++≥ 当且仅当1230t t t ===，即1
3
a b c ===时取等号。
证法5：
令222a b c t ++=，即222a b t c +=-，
设22,a t c b t c θθ=-=-，代入1a b c ++=得
2(cos sin )1t c c θθ-+=-
所以有2
sin()4
2t c
πθ+=
-
由
2
112c
t c -≤- 得23111()2333t c ≥-+≥，即2221
3a b c ++≥
当且仅当13
a b c ===时取等号。
我们还可以应用函数、方程和数形结合的数学思想，就可以得到下面三种证法：
证法6：
令2221()3
f a a b c =++-，则
2221
()[1()]3
f a a b a b =++-+-
222
22(1)223
a b a b b =+-+-+
因为 222214(1)8(22)12()033b b b b ∆=---+=--≤
所以 ()0f a ≥，即22213a b c ++≥，当且仅当1
3
a b c ===时取等号。
证法7：
令222a b c t ++=，将1()c a b =-+ 代入得
2222(1)2210a b a b b t +-+-+-=
这个关于a 的方程有实根，则有 224(1)8(221)0b b b t ∆=---+-≥ 即 2128480b b t -+-+≥ 所以 23111()2333
t b ≥-+≥
即22213a b c ++≥，当且仅当13
a b c ===时取等号。
证法 8： 令222a b c t ++=，
则直线1a b c +=-与圆2221a b c +=-应有公共点，故
212
c t c -≤-所以 2213111(1)()22333t c c c ≥+-=-+≥
即22213a b c ++≥，当且仅当1
3
a b c ===时取等号。
如果我们熟悉柯西不等式的话,那这个不等式还可以直接利用柯西不等式来证明 证法9:
22222222223()()(111)()1a b c a b c a b c ++=++⨯++≥++=
所以有2221
3a b c ++≥，当且仅当13
a b c ===时取等号
【例2】 设,,a b c 都为正数，且1a b c ++=，证明：222231a b c abc +++≤
证明：我们把1a b c ++=代入不等式222231a b c abc +++≤，得
222223()()a b c abc a b c a b c +++++≤++
即只需要证明：
3()ab bc ca abc a b c ++≥++注意到有：
222222222222222222a b b c ab c b c c a abc c a a b a bc
+≥+≥+≥ 所以：
222222222a b b c c a ab c abc a bc ++≥++ 因此：
2222()3()3()ab bc ca a bc ab c abc abc a b c ++≥++=++ 所以：
3()ab bc ca abc a b c ++++因此原不等式成立，当且仅当1
3
a b c ===时取等号
【例3】设,,a b c 都为正数，且1a b c ++=，证明：
3
2
a bc
b ca
c ab a bc b ca c ab ---++≤+++ 证明：
要证明 3
2
a bc
b ca
c ab a bc b ca c ab ---++≤+++ 即是要证明
3
2
a bc
b ca
c ab a bc b ca c ab ---++≥+++
因为1a b c ++=，所以有
()()()a bc a a b c bc a b a c +=+++=++ ()()()b ca b a b c ca a b b c +=+++=++ ()()()c ab c a b c ab a c b c +=+++=++ 所以要证明
3
2
a bc
b ca
c ab a bc b ca c ab ---++≥+++ 即是要证明 4443()()()()()()
bc ca ab
a b a c a b b c a c b c ++≥++++++
即是要证明
2222226a b ab b c bc c a a c abc +++++≥ 由均值不等式可得
622222222222266a b ab b c bc c a a c a b ab b c bc c a a c abc +++++≥•••••=
所以原不等式成立，当且仅当1
3
a b c ===时取等号。
【例4】 设,,a b c 都为正数，且1a b c ++=，证明： (1)(1)(1)8(1)(1)(1)a b c a b c +++≥--- 证明：
因为1a b c ++=，所以有
1(1)(1)2(1)(1)a b c b c +=-+-≥-- 1(1)(1)2(1)(1)b c a c a +=-+-≥--1(1)(1)2(1)(1)c a b a b +=-+-≥--
所以有
(1)(1)(1)2(1)(1)2(1)(1)2(1)(1)8(1)(1)(1)a b c b c c a a b a b c +++≥---------
所以有
(1)(1)(1)8(1)(1)(1)a b c a b c +++≥---
当且仅当1
3
a b c ===时取等号。
由上面的例子可以看出，例1虽然不是一道很难的题目，只是在1a b c ++=条件下一个比较简单的不等式，
我们通过对这一道简单的不等式的探究我们就发现了九种证明这个不等式的方法，这个证明方法可谓多种多样，但是这么多的证明方法，都是紧扣着1a b c ++=这一条件，观察上面的各种证明方法，无论是代入法、比较法、配方法和换元法，还是利用用函数、方程和数形结合的数学思想，亦或是利用柯西不等式，都只是怎么利用好1a b c ++=这一条件。
例2也是巧妙的把
1a b c ++=这一条件代入。
例3和例4则更是通过利用1a b c ++=，把
原不等式进行拆分变形，水到渠成。
所以我们找到这一类不等式的解法，要证明这一类不等式，一定要好好把握1a b c ++=这一条件，这是证明这一类不等式的关键。
参考文献：
1. 陆建强.高考聚焦百问百题[M], 苏州大学出版社, 2003
2. 田林.用好1a b c ++=，巧证不等式[J],数学通讯, 2003(24)。