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摘要:本文通过对2011年高考安徽卷理科第19题的深度研究,发现了该不等式的许多优美的变形结论,从不同侧面展示了不等式的优美,并且由此获得该不等式的推广.
关键词:不等式;变形;推广
2011年高考安徽卷理科第19题是一道条件不等式证明题:
(1)设x≥1,y≥1,证明:x+y+■≤■+■+xy;
(2)设1 此题结论优美对称,其中(2)的结论是(1)的结论的变形应用. 笔者通过研究发现该题结论(1)还有许多优美的变形结论. 如果令x=■,y=■,代入结论(1),则有
变形1 若a≥b≥c>0,则■+■+■≤■+■+■.
若令z=■,代入结论(1)又有如下变形:
变形2若x≥1,y≥1,xyz=1,则x+y+z≤■+■+■.
变形3若x≥1,y≥1,xyz=1,则x+y+z≤xy+yz+zx.
容易发现不论是结论(1),还是其变形都隐含着条件xyz=1. 那么,如果把数字1变为其他正数又如何呢?经过探究后笔者发现,其实结论(1)可以推广到如下一般性的结论:
推广?摇 若x≥■≥1,y≥■≥1,则x+y+■≤■+■+xy. (﹡)
证明:x+y+■≤■+■+xy?圳xy(x+y)+λ2≤λ(x+y)+(xy)2,
上式右边减去左边,得[λ(x+y)+(xy)2]-[xy(x+y)+λ2]=[(xy)2-λ2]-[xy(x+y)-λ(x+y)]
=(xy-λ)[(xy+λ)-(x+y)]=(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)].
因为x≥■≥1,y≥■≥1,所以xy≥λ,λ≥1,x≥1,y≥1,即(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)]≥0,
从而结论成立.
而安徽省第19题高考题的结论(1)即为推广结论中当λ=1时的特例.
对该推广的(﹡)式作适当变形,又可得到几个优美推论:
若a≥b≥c>0,λ≥1,则■≥■≥1,■≥■≥1,令x=■,y=■并将其代入推广结论(﹡),消去x,y化简后有■+■+■≤■+■+■,由此得
推论1若a≥b≥c>0,λ≥1,则■+■+■≤■+■+■.
?摇另外,若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则z=■,xy=■,代入推广结论(*),不难得到推论2及推论3.
推论2若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则x+y+z≤■+■+■.
推论3若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则x+y+z≤xy+■+■.
?摇 特别地,在上面三个推论中,当λ=1时其实就是上面结论(1)的三个变形.
关键词:不等式;变形;推广
2011年高考安徽卷理科第19题是一道条件不等式证明题:
(1)设x≥1,y≥1,证明:x+y+■≤■+■+xy;
(2)设1 此题结论优美对称,其中(2)的结论是(1)的结论的变形应用. 笔者通过研究发现该题结论(1)还有许多优美的变形结论. 如果令x=■,y=■,代入结论(1),则有
变形1 若a≥b≥c>0,则■+■+■≤■+■+■.
若令z=■,代入结论(1)又有如下变形:
变形2若x≥1,y≥1,xyz=1,则x+y+z≤■+■+■.
变形3若x≥1,y≥1,xyz=1,则x+y+z≤xy+yz+zx.
容易发现不论是结论(1),还是其变形都隐含着条件xyz=1. 那么,如果把数字1变为其他正数又如何呢?经过探究后笔者发现,其实结论(1)可以推广到如下一般性的结论:
推广?摇 若x≥■≥1,y≥■≥1,则x+y+■≤■+■+xy. (﹡)
证明:x+y+■≤■+■+xy?圳xy(x+y)+λ2≤λ(x+y)+(xy)2,
上式右边减去左边,得[λ(x+y)+(xy)2]-[xy(x+y)+λ2]=[(xy)2-λ2]-[xy(x+y)-λ(x+y)]
=(xy-λ)[(xy+λ)-(x+y)]=(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)].
因为x≥■≥1,y≥■≥1,所以xy≥λ,λ≥1,x≥1,y≥1,即(xy-λ)[(x-1)(y-1)+(λ-1)]≥0,
从而结论成立.
而安徽省第19题高考题的结论(1)即为推广结论中当λ=1时的特例.
对该推广的(﹡)式作适当变形,又可得到几个优美推论:
若a≥b≥c>0,λ≥1,则■≥■≥1,■≥■≥1,令x=■,y=■并将其代入推广结论(﹡),消去x,y化简后有■+■+■≤■+■+■,由此得
推论1若a≥b≥c>0,λ≥1,则■+■+■≤■+■+■.
?摇另外,若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则z=■,xy=■,代入推广结论(*),不难得到推论2及推论3.
推论2若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则x+y+z≤■+■+■.
推论3若x≥■≥1,y≥■≥1,xyz=λ2,则x+y+z≤xy+■+■.
?摇 特别地,在上面三个推论中,当λ=1时其实就是上面结论(1)的三个变形.