Chuyên đề: Bất đẳng thức lớp 9

doc 38 trang Người đăng khoa-nguyen Lượt xem 44105Lượt tải 2 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Chuyên đề: Bất đẳng thức lớp 9", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chuyên đề: Bất đẳng thức lớp 9
 Chuyên đề: Bất đẳng thức
Tác giả : Nguyễn –Văn –Thủy 
 sưu tập và biên soạn năm 2000
chỉnh sửa năm :2007
Bác tặng cháu - chúc cháu thành công
A- Mở đầu:
 Bất đẳng thức là một trong những mảng kiến thức khó nhất của toán học phổ thông .
Nhưng thông qua các bài tập về chứng minh bất đẳng thức học sinh hiểu kỹ và sâu sắc hơn về giải và biện luận phương trình , bất phương trình ,về mối liên hệ giữa các yếu tố 
của tam giác về tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của một biểu thức. Trong quá trình giải bài tập , năng lực suy nghĩ , sáng tạo của học sinh được phat triển đa dang và phong phú
vì các bài tập về bất đẳng thức có cách giải không theo quy tắc hoặc khuôn mẫu nào cả.
Nó đòi hỏi người đọc phải có cách suy nghĩ lôgic sáng tạo biết kết hợp kiến thức cũ với kiến thức mới một cách lôgíc có hệ thống.
 Cũng vì toán về bất đẳng thức không có cách giải mẫu , không theo một phương pháp nhất định nên học sinh rât lúng túng khi giải toán về bất đẳng thức vì vậy học sinh sẽ không biết bắt đầu từ đâu và đi theo hương nào .Do đó hầu hết học sinh không biết làm toán về bất đẳng thứcvà không biết vận dụng bất đẳng thức để giải quyết các loại bài tập khác.
 Trong thực tế giảng dạy toán ở trường THCS việc làm cho học sinh biết chứng minh bất đẳng thức và vận dụng các bất đẳng thức vào giải các bài tập có liên quan là công việc rất quan trọngvà không thể thiếu được của người dạy toán ,thông qua đó rèn luyện
Tư duy lôgic và khả năng sáng tạo cho học sinh .Để làm được điều đó người thầy giáo phải cung cấp cho học sinh một số kiến thức cơ bản và một số phương pháp suy nghĩ ban đầu về bất đẳng thức .
 Chính vì lí do trên nên tôi tự tham khảo biên soạn chuyên đề bất đẳng thức nhằm mục đích giúp học sinh học tốt hơn.
 Danh mục của chuyên đề
S.t.t
Nội dung
trang
Phần mở đầu 
1
Nội dung chuyên đề
2
Các kiến thức cần lưu ý
3
Các phương pháp chứng minh bát đẳng thức
4
Phương pháp 1:dùng định nghiã
4
Phương pháp 2:dùng biến đổi tương đương
6
Phương pháp 3:dùng bất đẳng thức quen thuộc
8
Phương pháp 4:dùng tính chất bắc cầu 
10
Phương pháp 5: dùng tính chấtbủa tỷ số 
12
Phương pháp 6: dùng phương pháp làm trội
14
Phương pháp 7: dùmg bát đẳng thức tam giác 
16
Phương pháp 8: dùng đổi biến 
17
Phương pháp 9: Dùng tam thức bậc hai 
18
Phương pháp 10: Dùng quy nạp toán học 
19
Phương pháp 11: Dùng chứng minh phản chứng 
21
Các bài tập nâng cao
23
ứng dụng của bất dẳng thức 
28
Dùng bất đẳng thức để tìm cực trị
29
Dùng bất đẳng thức để: giải phương trình hệ phương trình 
31
Dùng bất đẳng thức để : giải phương trình nghiệm nguyên
33
Tài liệu tham khảo
B- nội dung
 Phần 1 : các kiến thức cần lưu ý
 1- Định nghĩa
 2- Tính chất
 3-Một số hằng bất đẳng thức hay dùng
 Phần 2:một số phương pháp chứng minh bất đẳng thức
 1-Phương pháp dùng định nghĩa 
 2- Phương pháp dùng biến đổi tương đương
 3- Phương pháp dùng bất đẳng thức quen thuộc
 4- Phương pháp sử dụng tính chất bắc cầu
 5- Phương pháp dùng tính chất tỉ số
 6- Phương pháp làm trội
 7- Phương pháp dùng bất đẳng thức trong tam giác
 8- Phương pháp đổi biến số
 9- Phương pháp dùng tam thức bậc hai
 10- Phương pháp quy nạp
 11- Phương pháp phản chứng
 Phần 3 :các bài tập nâng cao 
 PHầN 4 : ứng dụng của bất đẳng thức
 1- Dùng bất đẳng thức để tìm cực trị
 2-Dùng bất đẳng thức để giải phương trình và bất phương trình
 3-Dùng bất đẳng thức giải phương trình nghiệm nguyên
Phần I : các kiến thức cần lưu ý
1-Đinhnghĩa
2-tính chất
 + A>B 
 + A>B và B >C 
 + A>B A+C >B + C
 + A>B và C > D A+C > B + D
 + A>B và C > 0 A.C > B.C
 + A>B và C < 0 A.C < B.C
 + 0 < A < B và 0 < C <D 0 < A.C < B.D
 + A > B > 0 A > B
 + A > B A > B với n lẻ
 + > A > B với n chẵn
 + m > n > 0 và A > 1 A >A 
 + m > n > 0 và 0 <A < 1 A < A 
 +A 0 
 3-một số hằng bất đẳng thức
 + A 0 với A ( dấu = xảy ra khi A = 0 )
 + An 0 vớiA ( dấu = xảy ra khi A = 0 )
 + với (dấu = xảy ra khi A = 0 )
 + - < A = 
 + ( dấu = xảy ra khi A.B > 0)
 + ( dấu = xảy ra khi A.B < 0)
Phần II : một số phương pháp chứng minh bất đẳng thức
Phương pháp 1 : dùng định nghĩa
 Kiến thức : Để chứng minh A > B 
 Ta chứng minh A –B > 0
 Lưu ý dùng hằng bất đẳng thức M 0 với" M
 Ví dụ 1 " x, y, z chứng minh rằng :
 a) x + y + z xy+ yz + zx
 b) x + y + z 2xy – 2xz + 2yz
 c) x + y + z+3 2 (x + y + z)
 Giải:
 a) Ta xét hiệu 
 x + y + z- xy – yz - zx
 =.2 .( x + y + z- xy – yz – zx)
 =đúng với mọi x;y;z
 Vì (x-y)2 0 với"x ; y Dấu bằng xảy ra khi x=y
 (x-z)2 0 với"x ; z Dấu bằng xảy ra khi x=z
 (y-z)2 0 với" z; y Dấu bằng xảy ra khi z=y
 Vậy x + y + z xy+ yz + zx
 Dấu bằng xảy ra khi x = y =z
 b)Ta xét hiệu
 x + y + z- ( 2xy – 2xz +2yz )
 = x + y + z- 2xy +2xz –2yz
 =( x – y + z) đúng với mọi x;y;z
 Vậy x + y + z 2xy – 2xz + 2yz đúng với mọi x;y;z
 Dấu bằng xảy ra khi x+y=z
 c) Ta xét hiệu
 x + y + z+3 – 2( x+ y +z )
 = x- 2x + 1 + y -2y +1 + z-2z +1
 = (x-1)+ (y-1) +(z-1) 0
 Dấu(=)xảy ra khi x=y=z=1
Ví dụ 2: chứng minh rằng :
a) ;b) 
c) Hãy tổng quát bài toán
giải
a) Ta xét hiệu 
 =
 = 
 	=
 Vậy 
Dấu bằng xảy ra khi a=b
b)Ta xét hiệu
 =
 Vậy
Dấu bằng xảy ra khi a = b =c
c)Tổng quát
Tóm lại các bước để chứng minh AB tho định nghĩa
 Bước 1: Ta xét hiệu H = A - B
 Bước 2:Biến đổi H=(C+D)hoặc H=(C+D)+.+(E+F)
 Bước 3:Kết luận A ³ B
Ví dụ:(chuyên Nga- Pháp 98-99)
 Chứng minh "m,n,p,q ta đều có 
 m+ n+ p+ q+1³ m(n+p+q+1)
 Giải:
 (luôn đúng)
Dấu bằng xảy ra khi 
Bài tập bổ xung
 phương pháp 2 : Dùng phép biến đổi tương đương
Lưu ý:
 Ta biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với bất đẳng thức đúng hoặc bất đẳng thức đã được chứng minh là đúng.
 Chú ý các hằng đẳng thức sau:
 Ví dụ 1:
 Cho a, b, c, d,e là các số thực chứng minh rằng
 a) 
 b)
 c)
 Giải:
 a) 
 (bất đẳng thức này luôn đúng)
 Vậy (dấu bằng xảy ra khi 2a=b)
 b) 
 Bất đẳng thức cuối đúng.
 Vậy 
 Dấu bằng xảy ra khi a=b=1
 c) 
 Bất đẳng thức đúng vậy ta có điều phải chứng minh
Ví dụ 2:
 Chứng minh rằng: 
 Giải: 
 a2b2(a2-b2)(a6-b6) 0 a2b2(a2-b2)2(a4+ a2b2+b4) 0
Bất đẳng thứccuối đúng vậy ta có điều phải chứng minh 
Ví dụ 3: cho x.y =1 và x.y 
Chứng minh 
Giải:
 vì :xy nên x- y 0 x2+y2 ( x-y)
 x2+y2- x+y 0 x2+y2+2- x+y -2 0
 x2+y2+()2- x+y -2xy 0 vì x.y=1 nên 2.x.y=2
(x-y-)2 0 Điều này luôn luôn đúng . Vậy ta có điều phải chứng minh
Ví dụ 4:
 1)CM: P(x,y)= 
 2)CM: (gợi ý :bình phương 2 vế) 
 3)choba số thực khác không x, y, z thỏa mãn:
 Chứng minh rằng :có đúng một trong ba số x,y,z lớn hơn 1
 (đề thi Lam Sơn 96-97)
 Giải: 
 Xét (x-1)(y-1)(z-1)=xyz+(xy+yz+zx)+x+y+z-1
 =(xyz-1)+(x+y+z)-xyz()=x+y+z - ( (vì< x+y+z theo gt)
 2 trong 3 số x-1 , y-1 , z-1 âm hoặc cả ba sỗ-1 , y-1, z-1 là dương.
Nếủ trường hợp sau xảy ra thì x, y, z >1 x.y.z>1 Mâu thuẫn gt x.y.z=1 bắt buộc phải xảy ra trường hợp trên tức là có đúng 1 trong ba số x ,y ,z là số lớn hơn 1
Phương pháp 3: dùng bất đẳng thức quen thuộc
A/ một số bất đẳng thức hay dùng
 1) Các bất đẳng thức phụ:
 a) 
 b) dấu( = ) khi x = y = 0
 c) 
 d)
 2)Bất đẳng thức Cô sy: Với 
 3)Bất đẳng thức Bunhiacopski
 4) Bất đẳng thức Trê- bư-sép:
 Nếu 
 Nếu 
Dấu bằng xảy ra khi
b/ các ví dụ
 ví dụ 1 Cho a, b ,c là các số không âm chứng minh rằng 
 (a+b)(b+c)(c+a)8abc
Giải:
 Cách 1:Dùng bất đẳng thức phụ: 
 Tacó ; ; 
 (a+b)(b+c)(c+a)8abc 
 Dấu “=” xảy ra khi a = b = c
ví dụ 2(tự giải): 1)Cho a,b,c>0 và a+b+c=1 CMR: (403-1001)
 2)Cho x,y,z>0 và x+y+z=1 CMR:x+2y+z 
 3)Cho a>0 , b>0, c>0 
 CMR: 
 4)Cho x,y thỏa mãn ;CMR: x+y	 
ví dụ 3: Cho a>b>c>0 và chứng minh rằng
 Giải: 
 Do a,b,c đối xứng ,giả sử abc 
áp dụng BĐT Trê- bư-sép ta có
 ==
 Vậy Dấu bằng xảy ra khi a=b=c=
 ví dụ 4: 
 Cho a,b,c,d>0 và abcd =1 .Chứng minh rằng :
Giải:
Ta có 
Do abcd =1 nên cd = (dùng )
 Ta có (1)	 Mặt khác: 
 =(ab+cd)+(ac+bd)+(bc+ad)
 =
 Vậy
 ví dụ 5: Cho 4 số a,b,c,d bất kỳ chứng minh rằng:
 Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski
 tacó ac+bd
 mà 
 ví dụ 6: Chứng minh rằng 
	Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski
 Cách 1: Xét cặp số (1,1,1) và (a,b,c) ta có 
 3
 Điều phải chứng minh Dấu bằng xảy ra khi a=b=c
Phương pháp 4: Sử dụng tính chất bắc cầu
Lưu ý: A>B và b>c thì A>c
 0< x <1 thì x<x
ví dụ 1: 
 Cho a, b, c ,d >0 thỏa mãn a> c+d , b>c+d
 Chứng minh rằng ab >ad+bc
 Giải:
 Tacó 
 (a-c)(b-d) > cd
 ab-ad-bc+cd >cd
 ab> ad+bc (điều phải chứng minh)
ví dụ 2:
 Cho a,b,c>0 thỏa mãn 
 Chứng minh 
 Giải: 
Ta có :( a+b- c)2= a2+b2+c2+2( ab –ac – bc) 0 
 ac+bc-ab ( a2+b2+c2)
 ac+bc-ab 1 Chia hai vế cho abc > 0 ta có 
ví dụ 3
 Cho 0 1-a-b-c-d	
 Giải:
 Ta có (1-a).(1-b) = 1-a-b+ab
 Do a>0 , b>0 nên ab>0
 (1-a).(1-b) > 1-a-b (1)
 Do c 0 ta có 
 (1-a).(1-b) ( 1-c) > 1-a-b-c
 (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > (1-a-b-c) (1-d)
	=1-a-b-c-d+ad+bd+cd
 (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > 1-a-b-c-d
	(Điều phải chứng minh)
ví dụ 4
1- Cho 0 <a,b,c <1 . Chứng minh rằng
 Giải : 
 Do a < 1 và 
 Ta có 1-b-+b > 0
 1+ > + b
 mà 0 , > 
Từ (1) và (2) 1+> +
 Vậy + < 1+
 Tương tự +
 +Ê 
 Cộng các bất đẳng thức ta có :
 b)Chứng minh rằng : Nếu thì ỗac+bd ờ=1998
 (Chuyên Anh –98 – 99)
 Giải:
Ta có (ac + bd) + (ad – bc ) = ac + b-=
= a2(c2+d2)+b2(c2+d2) =(c2+d2).( a2+ b2) = 19982
 rỏ ràng (ac+bd)2 
 2-Bài tập : 1, Cho các số thực : a1; a2;a3 .;a2003 thỏa mãn : a1+ a2+a3 + .+a2003 =1
 c hứng minh rằng : a+ ( đề thi vào chuyên nga pháp 2003- 2004Thanh hóa )
 2,Cho a;b;c thỏa mãn :a+b+c=1(?)
Chứng minh rằng: (
Phương pháp 5: dùng tính chấtcủa tỷ số
Kiến thức
 1) Cho a, b ,c là các số dương thì
 a – Nếu thì 
 b – Nếu thì 
 2)Nếu b,d >0 thì từ 
`
 ví dụ 1 :
 Cho a,b,c,d > 0 .Chứng minh rằng 
 Giải :
 Theo tính chất của tỉ lệ thức ta có
 (1)
 Mặt khác : (2)
 Từ (1) và (2) ta có 
	 < < (3)
 Tương tự ta có 
 	 (4)
 (5)
 (6)
cộng vế với vế của (3); (4); (5); (6) ta có 
 điều phải chứng minh
ví dụ 2 :
 Cho: 0 .Chứng minh rằng <
Giải: Từ < 
Vậy < điều phải chứng minh
ví dụ 3 : Cho a;b;c;dlà các số nguyên dương thỏa mãn : a+b = c+d =1000
tìm giá trị lớn nhất của
giải : Không mất tính tổng quát ta giả sử : Từ : 
 vì a+b = c+d 
a, Nếu :b thì 999
b, Nếu: b=998 thì a=1 =Đạt giá trị lớn nhất khi d= 1; c=999
Vậy giá trị lớn nhất của =999+khi a=d=1; c=b=999
Phương pháp 6: Phương pháplàm trội
Lưu ý: 
 Dùng các tính bất đẳng thức để đưa một vế của bất đẳng thức về dạng tính được tổng hữu hạn hoặc tích hữu hạn.
 (*) Phương pháp chung để tính tổng hữu hạn :
 S = 
 Ta cố gắng biến đổi số hạng tổng quát u về hiệu của hai số hạng liên tiếp nhau:
 Khi đó :
 S = 
 (*) Phương pháp chung về tính tích hữu hạn
 P = 
 Biến đổi các số hạng về thương của hai số hạng liên tiếp nhau:
 = 
 Khi đó P = 
 Ví dụ 1 :
 Với mọi số tự nhiên n >1 chứng minh rằng 
 Giải: 
 Ta có với k = 1,2,3,,n-1
 Do đó:
 Ví dụ 2 :
 Chứng minh rằng:
 Với n là số nguyên
 Giải :
Ta có 
Khi cho k chạy từ 1 đến n ta có
 1 > 2
 Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có
 Ví dụ 3 :
 Chứng minh rằng 
 Giải:
 Ta có 
 Cho k chạy từ 2 đến n ta có
 Vậy 
 Phương pháp 7:
 Dùng bất đẳng thức trong tam giác
Lưu ý: Nếu a;b;clà số đo ba cạnh của tam giác thì : a;b;c> 0 
Và |b-c| < a < b+c ; |a-c| < b < a+c ; |a-b| < c < b+a 
Ví dụ1: Cho a;b;clà số đo ba cạnh của tam giác chứng minh rằng 
a, a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)
b, abc>(a+b-c).(b+c-a).(c+a-b)
 Giải
a)Vì a,b,c là số đo 3 cạnh của một tam giác nên ta có
 ị 
 Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có 
 a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)
b) Ta có a > ờb-c ù ị > 0
 b > ờa-c ù	ị > 0
 c > ờa-b ù	ị 
 Nhân vế các bất đẳng thức ta được
Ví dụ2: (404 – 1001)
 1) Cho a,b,c là chiều dài ba cạnh của tam giác
 Chứng minh rằng 
 2) Cho a,b,c là chiều dài ba cạnh của tam giác có chu vi bằng 2
 Chứng minh rằng 
 Phương pháp 8: đổi biến số
Ví dụ1: 
 Cho a,b,c > 0 Chứng minh rằng (1)
Giải :
Đặt x=b+c ; y=c+a ;z= a+b ta có a= ; b = ; c =
ta có (1) 
 ( 
 Bất đẳng thức cuối cùng đúng vì ( ; nên ta có điều phải chứng minh
 Ví dụ2: 
 Cho a,b,c > 0 và a+b+c <1
Chứng minh rằng 
 (1)
Giải:
Đặt x = ; y = ; z = 
 Ta có 
 (1) Với x+y+z 0
 Theo bất đẳng thức Côsi ta có
 3. 
	3. .
 Mà x+y+z < 1
 Vậy (đpcm)
Ví dụ3: 
 Cho x , y thỏa mãn CMR 
 Gợi ý:
Đặt , 2u-v =1 và S = x+y =v = 2u-1 thay vào tính S min
 Bài tập
 1) Cho a > 0 , b > 0 , c > 0 CMR:
 2)Tổng quát m, n, p, q, a, b >0 
 CMR
 Phương pháp 9: dùng tam thức bậc hai
Lưu ý :
 Cho tam thức bậc hai 
 Nếu thì 
 Nếu thì 
 Nếu thì với hoặc ()
 với 
Ví dụ1:
 Chứng minh rằng 
 (1)
 Giải:
 Ta có (1) 
 Vậy với mọi x, y
Ví dụ2:
 Chứng minh rằng
Giải:
 Bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với
 Ta có 
 Vì a = vậy (đpcm)
 Phương pháp 10: dùng quy nạp toán học
Kiến thức:
 Để chứng minh bất đẳng thức đúng với ta thực hiện các bước sau :
 1 – Kiểm tra bất đẳng thức đúng với 
 2 - Giả sử BĐT đúng với n =k (thay n =k vào BĐT cần chứng minh được gọi là giả thiết quy nạp )
 3- Ta chứng minh bất đẳng thức đúng với n = k +1 (thay n = k+1vào BĐT cần chứng minh rồi biến đổi để dùng giả thiết quy nạp)
 4 – kết luận BĐT đúng với mọi 
Ví dụ1:
 Chứng minh rằng 
 (1)
 Giải :
 Với n =2 ta có (đúng)
 Vậy BĐT (1) đúng với n =2
 Giả sử BĐT (1) đúng với n =k ta phải chứng minh
 BĐT (1) đúng với n = k+1
 Thật vậy khi n =k+1 thì
 (1) 
 Theo giả thiết quy nạp 
 k2+2k<k2+2k+1 Điều này đúng .Vậy bất đẳng thức (1)được chứng minh
Ví dụ2: Cho và a+b> 0
 Chứng minh rằng (1)
Giải
Ta thấy BĐT (1) đúng với n=1
Giả sử BĐT (1) đúng với n=k ta phải chứng minh BĐT đúng với n=k+1
Thật vậy với n = k+1 ta có 
 (1) 
 (2)
 Vế trái (2) 
 (3)
 Ta chứng minh (3)
 (+) Giả sử a b và giả thiết cho a -b a 
 (+) Giả sử a < b và theo giả thiết - a<b 
 Vậy BĐT (3)luôn đúng ta có (đpcm)
 Phương pháp 11: Chứng minh phản chứng
 Lưu ý:
 1) Giả sử phải chứng minh bất đẳng thức nào đó đúng , ta hãy giả sử bất đẳng thức đó sai và kết hợp với các giả thiết để suy ra điều vô lý , điều vô lý có thể là điều trái với giả thiết , có thể là điều trái ngược nhau .Từ đó suy ra bất đẳng thức cần chứng minh là đúng
 2) Giả sử ta phải chứng minh luận đề “G K”
 phép toán mệnh đề cho ta :
 Như vậy để phủ định luận đề ta ghép tất cả giả thiết của luận đề với phủ định kết luận của nó .
 Ta thường dùng 5 hình thức chứng minh phản chứng sau :
 A - Dùng mệnh đề phản đảo : 
 B – Phủ định rôi suy trái giả thiết :
 C – Phủ định rồi suy trái với điều đúng 
 D – Phủ định rồi suy ra 2 điều trái ngược nhau
 E – Phủ định rồi suy ra kết luận :
 Ví dụ 1:
 Cho ba số a,b,c thỏa mãn a +b+c > 0 , ab+bc+ac > 0 , abc > 0
 Chứng minh rằng a > 0 , b > 0 , c > 0
 Giải :
 Giả sử a 0 thì từ abc > 0 a 0 do đó a < 0
 Mà abc > 0 và a < 0 cb < 0
 Từ ab+bc+ca > 0 a(b+c) > -bc > 0
 Vì a 0 b + c < 0
 a 0
 Vậy a > 0 tương tự ta có b > 0 , c > 0
 Ví dụ 2:
 Cho 4 số a , b , c ,d thỏa mãn điều kiện 
 ac 2.(b+d) .Chứng minh rằng có ít nhất một trong các bất đẳng thức sau là sai:
 , 
 Giải :
 Giả sử 2 bất đẳng thức : , đều đúng khi đó cộng các vế ta được
 (1)
 Theo giả thiết ta có 4(b+d) 2ac (2)
 Từ (1) và (2) hay (vô lý)
 Vậy trong 2 bất đẳng thức và có ít nhất một các bất đẳng thức sai
Ví dụ 3:
 Cho x,y,z > 0 và xyz = 1. Chứng minh rằng 
 Nếu x+y+z > thì có một trong ba số này lớn hơn 1
 Giải :
 Ta có (x-1).(y-1).(z-1) =xyz – xy- yz + x + y+ z –1
 	=x + y + z – () vì xyz = 1
 theo giả thiết x+y +z > 
 nên (x-1).(y-1).(z-1) > 0
 Trong ba số x-1 , y-1 , z-1 chỉ có một số dương
 Thật vậy nếu cả ba số dương thì x,y,z > 1 xyz > 1 (trái giả thiết)
 Còn nếu 2 trong 3 số đó dương thì (x-1).(y-1).(z-1) < 0 (vô lý)
 Vậy có một và chỉ một trong ba số x , y,z lớn hơn 1
 Phần iii : các bài tập nâng cao
1/dùng định nghĩa 
 1) Cho abc = 1 và . . Chứng minh rằngb2+c2> ab+bc+ac
Giải
Ta có hiệu: b2+c2- ab- bc – ac 
 = b2+c2- ab- bc – ac
 = ( b2+c2- ab– ac+ 2bc) +3bc
 =(-b- c)2 +
 =(-b- c)2 +>0 (vì abc=1 và a3 > 36 nên a >0 )
Vậy : b2+c2> ab+bc+ac Điều phải chứng minh
2) Chứng minh rằng 
 a) 
 b) với mọi số thực a , b, c ta có 
 c) 
 Giải :
 a) Xét hiệu 
 H = 
 = 
 H0 ta có điều phải chứng minh
 b) Vế trái có thể viết 
 H = 
 H > 0 ta có điều phải chứng minh
 c) vế trái có thể viết
 H = 
 H 0 ta có điều phải chứng minh
Ii / Dùng biến đổi tương đương
 1) Cho x > y và xy =1 .Chứng minh rằng 
 Giải :
 Ta có (vì xy = 1)
 Do đó BĐT cần chứng minh tương đương với
 BĐT cuối đúng nên ta có điều phải chứng minh
2) Cho xy 1 .Chứng minh rằng 
 Giải :
 Ta có 
BĐT cuối này đúng do xy > 1 .Vậy ta có điều phải chứng minh
Iii / dùng bất đẳng thức phụ
 1) Cho a , b, c là các số thực và a + b +c =1
 Chứng minh rằng 
 Giải :
 áp dụng BĐT BunhiaCôpski cho 3 số (1,1,1) và (a,b,c)
 Ta có 
 (vì a+b+c =1 ) (đpcm)
 2) Cho a,b,c là các số dương 
 Chứng minh rằng (1)
 Giải :
 (1) 
 áp dụng BĐT phụ Với x,y > 0
 Ta có BĐT cuối cùng luôn đúng
 Vậy (đpcm)
Iv / dùng phương pháp bắc cầu
 1) Cho 0 < a, b,c <1 .Chứng minh rằng :
 Giải :
 Do a <1 <1 và b <1
 Nên 
 Hay (1)
 Mặt khác 0 <a,b <1 ; 
 Vậy 
 Tương tự ta có 
 (đpcm)
 2) So sánh 31 và 17
 Giải :
 Ta thấy < 
 Mặt khác 
 Vởy 31 < 17 (đpcm)
 V/ dùng tính chất tỉ số
 1) Cho a ,b ,c ,d > 0 .Chứng minh rằng :
 Giải :
 Vì a ,b ,c ,d > 0 nên ta có
 (1)
 (2)
 (3)
 Cộng các vế của 4 bất đẳng thức trên ta có :
 (đpcm)
 2) Cho a ,b,c là số đo ba cạnh tam giác
 Chứng minh rằng 
 Giải :
 Vì a ,b ,c là số đo ba cạnh của tam giác nên ta có a,b,c > 0
 Và a < b +c ; b <a+c ; c < a+b
 Từ (1) 
 Mặt khác 
 Vậy ta có Tương tự ta có 
 Cộng từng vế ba bất đẳng thức trên ta có :
 (đpcm)
 V/ phương pháp làm trội :
 1) Chứng minh BĐT sau :
 a) 
 b) 
 Giải : 
 a) Ta có 
Cho n chạy từ 1 đến k .Sau đó cộng lại ta có
 (đpcm)
 b) Ta có
 < (đpcm)
 Phần iv : ứng dụng của bất đẳng thức
 1/ dùng bất đẳng thức để tìm cưc trị
 Lưu ý
 - Nếu f(x) A thì f(x) có giá trị nhỏ nhất là A
 - Nếu f(x) B thì f(x) có giá trị lớn nhất là B
 Ví dụ 1 :
 Tìm giá trị nhỏ nhất của :
 T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4|
 Giải :
 Ta có |x-1| + |x-4| = |x-1| + |4-x| |x-1+4-x| = 3 (1)
 Và 	(2)
 Vậy T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4| 1+3 = 4
 Ta có từ (1) Dấu bằng xảy ra khi 
 (2) Dấu bằng xảy ra khi 
 Vậy T có giá trị nhỏ nhất là 4 khi 
 Ví dụ 2 :
 Tìm giá trị lớn nhất của 
 S = xyz.(x+y).(y+z).(z+x) với x,y,z > 0 và x+y+z =1
 Giải : 
 Vì x,y,z > 0 ,áp dụng BĐT Côsi ta có
 x+ y + z 
 áp dụng bất đẳng thức Côsi cho x+y ; y+z ; x+z ta có 
 Dấu bằng xảy ra khi x=y=z=
 Vậy S 
 Vậy S có giá trị lớn nhất là khi x=y=z=
 Ví dụ 3 : Cho xy+yz+zx = 1
 Tìm giá trị nhỏ nhất của 
 Giải : 
 áp dụng BĐT Bunhiacốpski cho 6 số (x,y,z) ;(x,y,z)
 Ta có 
 (1)
 Ap dụng BĐT Bunhiacốpski cho () và (1,1,1)
 Ta có 
 Từ (1) và (2) 
 Vậy có giá trị nhỏ nhất là khi x=y=z=
 Ví dụ 4 :
 Trong tam giác vuông có cùng cạnh huyền , tam giác vuông nào có diện tích lớn nhất
 Giải : 
 Gọi cạnh huyền của tam giác là 2a
 Đường cao thuộc cạnh huyền là h
 Hình chiếu các cạnh góc vuông lên cạnh huyền là x,y
 Ta có S =
 Vì a không đổi mà x+y = 2a
 Vậy S lớn nhất khi x.y lớn nhất 
 Vậy trong các tam giác có cùng cạnh huyền thì tam giác vuông cân có diện tích lớn nhất 
 Ii/ dùng b.đ.t để giải phương trình và hệ phương trình
 Ví dụ 1 :
 Giải phương trình sau 
 Giải :
 Ta có 
 Vậy 
 Dấu ( = ) xảy ra khi x+1 = 0 x = -1
 Vậy khi x = -1
 Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = -1
 Ví dụ 2 :
 Giải phương trình 
 Giải :
 áp dụng BĐT BunhiaCốpski ta có :
 Dấu (=) xảy ra khi x = 1
 Mặt khác 
 Dấu (=) xảy ra khi y = -
 Vậy khi x =1 và y =

Tài liệu đính kèm:

  • docchuyen_de_bat_dang_thuc_lop_9.doc