初等不等式的?证明及研究应用

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  摘要:通过对初等不等式的证明研究来表现不等式的多样性和重要性,为证明一些特殊不等式提供思路与策略,方便更好更快的选择正确与简洁的方法。不等式在中学数学中的应用也较为广泛,尤其是在求最值问题时,本文对其求法加以部分总结。
  关键词:不等式的定义;方法;殊不等式;等式的应用
  1 不等式的定义
  不等式,顾名思义,就是不相等的式子。历史上有各种各样说法不一的定义,但它们大体内容上一致。我引用这样一个定义:用不等号将两个解析式连结起来所成的式子叫做不等式。在一个式子中的数的关系,不全是等号,含有不等号的式子,那它就是一个不等式而根据解析式的分类,我们也可以对不等式进行分类,不等号两边的解析式都是代数式的不等式,我们称之为代数不等式,还有绝对值不等式,分式不等式等等。这里只是一个简单的分类,不等式的分类远远比这个复杂。
  不等式又可以分为严格不等式与非严格不等式。一般地,纯粹用大于号“>”,小于号“<”连接的不等式,我们称之为严格不等式。用不小于(大于或等于“≥”),不大于(小于或等于“≤”)连接的不等式,我们称之为非严格不等式,又称广义不等式。
  通常,不等式中的数都是实数,也可以用字母代表实数,不等式的一般表现形式为F(x, y, z ...)≥G(x, y, z ...),(其中不等号也可以为 >,<,≤ 中的一个),两边解析式的公共定义域称为不等式的定义域,不等式既可以表示一个问题,也可以表示一个命题。
  2 不等式常用的证明方法
  不等式在中学数学中占有重要地位,因此在历年高考中颇为重视。由于不等式的形式各异, 所以证明没有固定的程序可循,技巧多样,方法灵活,因此有关不等式的证明是中学数学的难点之一。下面我们总结了在中学不等式证明中常用的几种方法:比较法、放缩法、代换法、数学归纳法、妙用“1”构造均值不等式法,并通过对高考题的证明来展示这些方法是如何使用的。
  2.1 比较法
  比较法是最简单、也是最基本的一种证明方法,在不等式性质的证明中,就用到了比较法。也就是:若证A≥B,即证 A-B≥0既可。在用比较法证明不等式的时候,我们经常要对所需证明的不等式进行一些变换,例如作差,合并,拆项等处理,这样才能更简单的证明的不等式。
  作差比较法适用于含有多元2次方程或者多元多次方程不等式的证明。通过条件,对不等式进行分解、配凑,再合并的处理,就可以得到一个可以用完全平方式表示的式子,而在此过程中,最重要的是能否发现拆分与配凑的方法,如果发现不了,作差比较法就失去了作用,所以,我们在学习的过程中,一定要注重观察与分析能力的培养,而不是仅仅解决一道题目。
  作差比较法虽然能够解决很多不等式的证明,但是方法却过于的死板,使得有些不等式的证明会相当的复杂,或者有时无法配凑出一个或多个完全平方式,此时作差比较法就失去了意义,所以在解决一道题目的时候,不能总局限于一种方法,这种不行就试式那种,只有这样,才能不断的锻炼自己分析与观察的能力。
  2.2 放缩法
  当不能直接用作差比较法证明不等式的时候,或者证明A-B≥0比较困难的时候,我们能否找到一个中间量C,使得A-C≥0, C-B≥0,如果能够找到,显然A-B≥0成立。而这样的方法,我们称之为放缩法。虽然看似简单,但实际运用起来就不那么容易,放缩法的目的很强,必须恰到好处,同时在放缩时必须时刻注意放缩的跨度,放不能过头,缩不能不及,到底该如何放缩,放缩到什么程度,都有一定的限制,如果放缩错误,那么也无法解决不等式的证明问题。
  放缩法在分式不等式中的运用最为广泛,放缩得恰当合适,我们的问题就会迎刃而解,
  放缩法的运用,也使得问题变得较为简单。而最需要注意的问题,就是放缩的量的确定,只要把握住放缩的程度,就可以解决我们的问题。
  3 在中学数学教学中不等式的应用
  在中学数学教学中不等式是一个重难点,由于不等式证明方法多样,用法灵活,在上面的证明已经给大家展示了,在高考中关于不等式的题型中主要也是考不等式的证明,偶尔会考到关于不等式的应用,其主要应用就是利用均值不等式求最值问题。
  不等式在最值问题中的应用十分的广泛,但是运用最多的,还是均值不等式,下面来讨论均值不等式在最值问题中的应用。
  均值不等式在求最值及参数的取值范围等方面有着广泛的应用,对于给定的函数式或多项式在一定的条件下求最值,一般要通过各种变形或转化,然后运用均值不等式解决。
  不等式在最值問题中的应用是多么地广泛,特别是均值不等式的应用,就更为广泛了。不等式的应用,使得最值问题能够得到更好的解决及其推广。而均值不等式就显得更为重要,总之,均值不等式是中学数学的重要内容之一,它是求多项式的最值以及函数的值域的常用方法。在应用均值不等式时,不论怎样变形,均需满足“一正二定三相等”的条件。
  4 总结
  本文还介绍了不等式的一些应用,不等式主要应用于最值问题之中,几何中最值上的问题,函数中最值的问题,方程中最值的问题,大部分都需要不等式的加入才能更好更快的求解出所需解决的问题。而应用最为广泛的,还是均值不等式,均值不等式不仅贯穿了全文,也贯穿了整个不等式的证明体系,很多时候都能够看到均值不等式的影子,可见其重要性,也需要引起我们足够的重视。不等式无处不在,无论生活、还是学习,经常都会遇到不等的问题,也需要我们去解决这样的问题,所以,重视并掌握不等式,是我们的首要任务之一。不等式也贯穿了整个数学历史,给数学的发展提供了诸多的条件,可见,不等式在数学领域中的地位是相当的重要。
  参考文献:
  [1] 徐文兵.不等式的证明方法与技巧[J].数学通讯,2004(23).
  [2] 吴捷云.不等式证明技巧[J].考试周刊,2015(69).
  [3] 李记东.含绝对值的不等式的证明策略[J].高中数学教与学,2006(03).
  (作者单位:成都市第四十四中学)
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