2015届高三湖北高考压轴题训练系列之放缩法证明不等式(.doc
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2015届高三湖北高考压轴题训练系列之放缩法证明不等式考情分析:参考2010至2013年湖北理科数学卷,不难发现湖北理科数学的压轴题都是以不等式的证明为中心的,方法有:积分界限放缩,函数放缩法,琴生不等式法,数学归纳法等等。故2015年湖北高考理科数学极有可能会以不等式的证明作为压轴大题。方法一:琴生不等式1.(2012年湖北卷理科数学)(本小题满分14分)(I)已知函数f(x)=rx-xr+(1-r)(x>0),其中r为有理数,且0<r<1.求f(x)的最小值;(II)试用(I)的结果证明如下命题:设a1≥0,a2≥0,b1,b2为正有理数,若b1+b2=1,则a1b1a2b2≤a1b1+a2b2;(III)请将(II)中的命题推广到一般形式,并用数学归纳法证明你所推广的命题。注:当α为正有理数时,有求导公式(xα)/=αxα-1题后感:熟悉竞赛的同学和老师看到此题会立马想到琴生不等式,那下面就介绍一下琴生不等式。一、知识要点:1.琴生不等式凸函数的定义:设连续函数的定义域为,对于区间内任意两点,都有,则称为上的下凸(凸)函数;反之,若有,则称为上的上凸(凹)函数。琴生(Jensen)不等式(1905年提出):若为上的下凸(凸)函数,则(想象边形的重心在图象的上方,个点重合时“边形”的重心在图象上)琴生(Jensen)不等式证明:1)时,由下凸(凸)函数性质知结论成立;2)假设时命题成立,即那么当时,设,所以所以,得证2.加权平均琴生(Jensen)不等式:若为上的下凸(凸)函数,且,则3.曲线凸性的充分条件:设函数f(x)在开区间I内具有二阶导数,(1)如果对任意x∈I,,则曲线y=f(x)在I内是下凸的;(2)如果对任意x∈I,,则y=f(x)在I内是上凸的。4.幂平均不等式:若,且,,则.由上可以看出此类题的证明方法是数学归纳法。体会与训练1.武汉市2014届高三11月调研测试(本小题满分14分)已知函数f(x)的导函数为f′(x),且对任意x>0,都有f′(x)>eq\f(f(x),x).(Ⅰ)判断函数F(x)=eq\f(f(x),x)在(0,+∞)上的单调性;(Ⅱ)设x1,x2∈(0,+∞),证明:f(x1)+f(x2)<f(x1+x2);(Ⅲ)请将(Ⅱ)中的结论推广到一般形式,并证明你所推广的结论.1.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)对F(x)求导数,得F′(x)=eq\f(xf′(x)-f(x),x2).∵f′(x)>eq\f(f(x),x),x>0,∴xf′(x)>f(x),即xf′(x)-f(x)>0,∴F′(x)>0.故F(x)=eq\f(f(x),x)在(0,+∞)上是增函数.……………………………………………4分(Ⅱ)∵x1>0,x2>0,∴0<x1<x1+x2.由(Ⅰ),知F(x)=eq\f(f(x),x)在(0,+∞)上是增函数,∴F(x1)<F(x1+x2),即eq\f(f(x1),x1)<eq\f(f(x1+x2),x1+x2).∵x1>0,∴f(x1)<eq\f(x1,x1+x2)f(x1+x2).同理可得f(x2)<eq\f(x2,x1+x2)f(x1+x2).以上两式相加,得f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).………………………………………8分(Ⅲ)(Ⅱ)中结论的推广形式为:设x1,x2,…,xn∈(0,+∞),其中n≥2,则f(x1)+f(x2)+…+f(xn)<f(x1+x2+…+xn).∵x1>0,x2>0,…,xn>0,∴0<x1<x1+x2+…+xn.由(Ⅰ),知F(x)=eq\f(f(x),x)在(0,+∞)上是增函数,∴F(x1)<F(x1+x2+…+xn),即eq\f(f(x1),x1)<eq\f(f(x1+x2+…+xn),x1+x2+…+xn).∵x1>0,∴f(x1)<eq\f(x1,x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn).同理可得f(x2)<eq\f(x2,x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn),f(x3)<eq\f(x3,x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn),……f(xn)<eq\f(xn,x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn).以上n个不等式相加,得f(x1)+f(x2)+…+f(xn)<f(x1+x2+…+xn).………14分2.湖北省部分重点中学2014届高三第一次联考(本小题满分14分)已知函数,当时,函数取得极大值.(1)求实数的值;[来源:学+科+网Z+X+X+K