本题导读
本题考查基本不等式。核心在于放缩法、构造法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2022年乙卷理) 已知 都是正数,且 ,证明:
(1);
(2).
🔍【思路分析】
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第一问(三元乘积最值):
观察已知条件 是“和定”的形式。
观察待证结论 是“积”的形式。
联想到三元基本不等式 ,直接对已知式应用即可。
第二问(分式和的放缩):
待证不等式左边是轮换对称的分式,右边包含 。
为了与右边建立联系,需对左边分母进行处理。利用 可以缩小分母,从而放大分式(符合 的证明方向)。
放缩后,分子 与分母 结合,尝试凑出 的形式,以便利用已知条件求和。
✅【答案】
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证明见解析
✍【详细解析】
Abstract
(1)证明:
1. 应用三元基本不等式:
因为 都是正数,所以 也都是正数。
根据三元均值不等式 :
2. 代入已知条件化简:
已知 ,代入上式:
3. 求解 的范围:
两边除以 3:
两边平方(因为均为正数):
即 .
取等条件:
当且仅当 ,即 时,等号成立.
得证.
(2)证明:
1. 对分母应用基本不等式进行放缩:
要证 ,我们可以尝试缩小分母来放大分数值。
对于正数 ,有 (当且仅当 时取等号)。
因此:
同理:
2. 代入原式并通分构造:
将上述放缩应用到原式左边:
为了构造出统一的分母 ,我们对每一项的分子分母同乘对应的根号:
第一项:
第二项:
第三项:
3. 合并求和得出结论:
将上述三项相加:
代入已知条件 :
取等条件:
当且仅当 时,所有步骤中的等号同时成立。
故原不等式得证.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心技巧:
分母放缩策略:证明“小于等于”型不等式时,利用 将分母的和转化为积,不仅方向正确,而且能产生根号项,为后续凑出 铺路。
指数凑配: 是本题最关键的代数变形,它巧妙地连接了待证式与已知条件。
规律总结:涉及幂指形式(如 次方)的题目,通常不需要复杂的函数求导,直接套用均值不等式往往是最优解。
避坑指南:在使用不等式放缩时,务必检查取等条件是否一致。本题中第一问和第二问的取等条件均为 ,逻辑自洽。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:待补
结论推广:待补
🔗【关联脉络】
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