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课时跟踪检测 (六十一) 不等式的证明
1.如果x>0,比较(-1)2与(+1)2的大小.
解:(-1)2-(+1)2
=[(-1)+(+1)][(-1)-(+1)]
=-4.
因为x>0,所以>0,所以-4<0,
所以(-1)2<(+1)2.
2.设不等式|2x-1|<1的解集为M.
(1)求集合M.
(2)若a,b∈M,试比较ab+1与a+b的大小.
解:(1)由|2x-1|<1得-1<2x-1<1,
解得0<x<1.
所以M={x|0<x<1}.
(2)由(1)和a,b∈M可知0<a<1,0<b<1,
所以(ab+1)-(a+b)=(a-1)(b-1)>0.
故ab+1>a+b.
3.(2017·重庆第一次适应性测试)设a,b,c∈R+且a+b+c=1.
(1)求证:2ab+bc+ca+≤;
(2)求证:++≥2.
证明:(1)因为1=(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca≥4ab+2bc+2ca+c2,
所以2ab+bc+ca+=(4ab+2bc+2ca+c2)≤.
(2)因为≥,≥,≥,
所以++≥++=a+b+c≥2a+2b+2c=2.
4.若a>0,b>0,且+=.
(1)求a3+b3的最小值;
(2)是否存在a,b,使得2a+3b=6?并说明理由.
解:(1)由=+≥,
得ab≥2,且当a=b=时等号成立.
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故a3+b3≥2≥4,
且当a=b=时等号成立.
所以a3+b3的最小值为4.
(2)由(1)知,2a+3b≥2≥4.
由于4>6,从而不存在a,b,使得2a+3b=6.
5.已知定义在R上的函数f(x)=|x+1|+|x-2|的最小值为a.
(1)求a的值;
(2)若p,q,r是正实数,且满足p+q+r=a,求证:p2+q2+r2≥3.
解:(1)因为|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,
当且仅当-1≤x≤2时,等号成立,所以f(x)的最小值等于3,即a=3.
(2)证明:由(1)知p+q+r=3,
又因为p,q,r是正实数,
所以(p2+q2+r2)(12+12+12)≥(p×1+q×1+r×1)2=(p+q+r)2=9,即p2+q2+r2≥3.
6.(2016·海口调研)设函数f(x)=|x-a|.
(1)当a=2时,解不等式f(x)≥7-|x-1|;
(2)若f(x)≤1的解集为[0,2],+=a(m>0,n>0),求证:m+4n≥2+3.
解:(1)当a=2时,不等式为|x-2|+|x-1|≥7,
∴
或
或
解得x≤-2或x≥5,
∴不等式的解集为(-∞,-2]∪[5,+∞).
(2)证明:f(x)≤1即|x-a|≤1,解得a-1≤x≤a+1,
而f(x)≤1的解集是[0,2],
∴解得a=1,∴+=1(m>0,n>0),
∴m+4n=(m+4n)=3++≥2+3(当且仅当m=2n时取等号).
7.已知函数f(x)=|x-1|.
(1)解不等式f(2x)+f(x+4)≥8;
(2)若|a|<1,|b|<1,a≠0,求证:>f.
解:(1)f(2x)+f(x+4)=|2x-1|+|x+3|
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=
当x<-3时,由-3x-2≥8,解得x≤-;
当-3≤x<时,-x+4≥8无解;
当x≥时,由3x+2≥8,解得x≥2.
所以不等式f(2x)+f(x+4)≥8的解集为
.
(2)证明:>f等价于f(ab)>|a|f,
即|ab-1|>|a-b|.
因为|a|<1,|b|<1,
所以|ab-1|2-|a-b|2
=(a2b2-2ab+1)-(a2-2ab+b2)
=(a2-1)(b2-1)>0,
所以|ab-1|>|a-b|.
故所证不等式成立.
8.设函数f(x)=2|x-1|+x-1,g(x)=16x2-8x+1.记f(x)≤1的解集为M,g(x)≤4的解集为N.
(1)求M;
(2)当x∈M∩N时,证明:x2f(x)+x[f(x)]2≤.
解:(1)f(x)=
当x≥1时,由f(x)=3x-3≤1得x≤,故1≤x≤;
当x<1时,由f(x)=1-x≤1得x≥0,故0≤x<1.
所以f(x)≤1的解集为M=.
(2)证明:由g(x)=16x2-8x+1≤4,
得162≤4,
解得-≤x≤.
因此N=,
故M∩N=.
当x∈M∩N时,f(x)=1-x,
于是x2f(x)+x·[f(x)]2
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=xf(x)[x+f(x)]
=x·f(x)=x(1-x)
=-2≤.
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