证明 由条件可以得到 .
又因为所以 .
根据 和 可以构造以 和 为根的一元二次方程
由于故可解得 .
2。3 构造函数证明不等式
函数的单调性、凹凸性、最值等性质都与不等式密切相关,因而我们就可以构造相关辅助函数,利用函数的性质来证明一些不等式.
例3[3] 已知 求证: .
分析 注意到不等式两边即为函数 ,当 与 时的函数值,而
由条件可知 ,因此只需要证明函数 在 上严格单调递增即可.
构造函数 .由于
在 上恒成立,故 在 上严格单调递增.又 ,故 ,所以 即 在构造函数来证明不等式的过程中,通常会利用函数的单调性、凹凸性或者最值来证明不等式.导数又是研究函数的这些性质的重要工具,因而导数在不等式证明中也常常使用.
例4[4] 求证: ,其中 .
分析 这是一个双向不等式,容易联想到函数的最值问题.若构造函数
,
只需要求出该函数的值域即可.文献综述
证明 先作万能代换 ,则
所以原不等式变为 构造函数 由于所构造函数的分母小于 ,所以该函数对任意 都成立,把它整理成关于 的一元二次方程
,方程对任何 都成立.当 时, ,即 ;当 时,一定有
在此题目中可以构造新的函数,再利用值域问题的判别法解决问题.在运用构造函数方法来证明不等式时要适当转换,寻找题目中隐含的函数来构造函数.
2。4 构造数列证明不等式
数列的单调性与不等式是紧密联系的,对于一些与自然数有关的不等式问题,可以通过构造数列,利用数列的单调性来证明[5].
例5[6] 求证 .证明 令
2。5 构造几何图形证明不等式
一些不等式具有明显的几何意义,这时可通过构造几何图形,利用几何图形之间的关系来证明.其实这种构造图形来解决问题的思想就是常说的“数形结合”思想.
例6[7] 证明:如果 ,那么 ,当且仅当 时等号成立.
证明 如图,在长是 的线段 上取一点 ,使得 .不妨设 ,以 为直径作圆 ,过 作 垂直于 分别交圆 于 ,连接 ,作 垂直于 ,交 于 .