本题导读

本题考查选修 4-5 不等式选讲模块,重点考查利用基本不等式(均值不等式)进行多元代数式的放缩证明,以及确定等号成立条件的技巧。

📌【题干】

Question

(2010年辽宁卷(理)) 已知 均为正数,证明:,并确定 为何值时,等号成立.

🔍【思路分析】

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  1. 利用 AM-GM 不等式,分别对 和 进行放缩,用 统一表示。
  2. 将原式放缩为关于 的二元和形式 ,再次利用 AM-GM 不等式求得最小值 。
  3. 结合各次放缩的等号成立条件( 且 ),解出 的具体值。

✅【答案】

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因为𝑎,𝑏,𝑐均为正数,由均值不等式得𝑎2+𝑏2+𝑐2⩾33√𝑎2𝑏2𝑐2=3(𝑎𝑏𝑐)23,且

✍【详细解析】

Abstract

解: 因为 均为正数,根据基本不等式(AM-GM 不等式):

两边平方得:

设 ,则:

再对 使用基本不等式:

故原不等式得证:


等号成立条件的确定: 等号成立当且仅当满足以下条件:

  1. 第一层基本不等式取等:;
  2. 第二层基本不等式取等:。

由 ,得 。 所以:

故当 时,等号成立。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:三元基本不等式 、双元基本不等式 、连续放缩法。
  2. 核心方法:引入中间变量 实现消元与齐次化处理。
  3. 避坑指南:多次使用基本不等式时,必须严格检验两次放缩能否“同时”取到等号(即验证等号成立条件是否兼容)。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题源自选修 4-5《不等式选讲》中利用均值不等式证明倒数型代数不等式的典型例题。
  2. 结论推广:对任意正数 ,有 (当 时即本题结论 )。

🔗【关联脉络】

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