Một số kĩ thuật chứng minh bất đẳng thức

MỘT SỐ KĨ THUẬT CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨ NỘI DUNG Kỹ thuật thêm bớt Sử dụng: để tạo ra các bộ phận mới ở hai vế của bất đẳng thức mà có thể đánh giá được các bộ phận với nhau Các ví dụ: Bài 1: Chứng minh rằng với mọi a,b,c>0, ta có: Phân tích: - BĐT đồng bậc nhất - Vai trò a,b,c giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c - Biểu thức thêm vào là bậc nhất Hướng dẫn: Bài 2: Chứng minh rằng với mọi a,b,c>0, ta có: Phân tích: - BĐT đồng bậc hai - Vai trò a,b,c giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c - Biểu thức thêm vào là bậc hai Hướng dẫn: Bài 3: Chứng minh rằng với mọi a,b,c>0, ta có: Phân tích: - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c Hướng dẫn: Bài tập: Cho a,b,c>0. Chứng minh các bất đẳng thức sau: 1) 2) 3) 4) 5) Cho a,b,c>0 và a+b+c=1. Chứng minh các bất đẳng thức sau: 6) 7) Chứng minh rằng trong tam giác nhọn ABC, ta có: 8) 9) 10) Kỹ thuật “san sẽ” Xác định: Đại lượng “lớn”, đại lượng “bé” và chọn cách san sẽ phù hợp Các ví dụ: Bài 1: Chứng minh rằng với mọi x,y>0 và x+y=1, ta có: Phân tích: - Vai trò x,y giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi x=y= - Đại lượng “lớn”: ; Đại lượng “bé”: Hướng dẫn: Bài 2: Chứng minh rằng trong tam giác nhọn ABC, ta có: Phân tích: - Vai trò A,B,C giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi A=B=C=600 - Đại lượng “lớn”: ; Đại lượng “bé”: Hướng dẫn: Bài tập: Cho a,b,c>0. Chứng minh các bất đẳng thức sau: 1) 2) 3) Cho x,y>0 và x+y=1. Tìm GTNN của biểu thức: Kỹ thuật nhóm đối xứng Bất đẳng thức ở dạng đối xứng (vai trò của các biến là như nhau). Khi đó chúng ta có thể đánh giá một bộ phận của vế này với bộ phận tương ứng của vế kia. Tương tự, suy ra các kết quả đối với các bộ phận còn lại và thu được bất đẳng thức cần chứng minh. Các ví dụ: Bài 1: Chứng minh rằng với mọi a,b,c>0, ta có: Phân tích: - BĐT đồng bậc nhất - Vai trò a,b,c - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c Hướng dẫn: Bài 2: Chứng minh rằng trong tam giác ABC, ta có: Phân tích: - Vai trò A,B,C giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi A=B=C=600 Hướng dẫn: Bài 3: Chứng minh rằng trong tam giác ABC, ta có: Hướng dẫn: Bài tập: Cho a,b,c>0. Chứng minh các bất đẳng thức sau: 1) 2) Chứng minh rằng trong tam giác ABC, ta có: 3) 4) 5) 6) Kỹ thuật đồng bậc hoá Sử dụng giả thiết để biến đổi BĐT về dạng đồng bậc để chứng minh. Các ví dụ: Bài 1: Chứng minh rằng với mọi a,b>0 và a+b=1, ta có: Phân tích: - BĐT không đồng bậc - Vai trò a,b giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b - Sử dụng giải thiết để đồng bậc hoá Hướng dẫn: Bài 2: với mọi a,b,c>0 và a+b+c=1. Chứng minh rằng : Phân tích: - BĐT không đồng bậc - Vai trò a,b giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c= - Sử dụng giải thiết để đồng bậc hoá Hướng dẫn: Bài tập: 1) Cho a,b,c>0, thoả điều kiện: Chứng minh rằng : 2) Cho a,b>0, thoả điều kiện: Chứng minh rằng : 3) Chứng minh rằng với mọi a,b,c: a+b+c=0, ta có: Kỹ thuật chuẩn hoá Sử dụng tính chất đồng bậc của BĐT để chuẩn hoá. Việc chọn đối tượng để chuẩn hoá là rất quan trọng. Các ví dụ: Bài 1: Cho a,b,c>0. Chứng minh rằng: Phân tích: - BĐT đồng bậc - Vai trò a,b,c giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c - Chuẩn hoá: a + b + c = 1 Hướng dẫn: Theo Côsi: 2a(1-a)= => 1- 2a + 2a2 = 1 - 2a (1- a) 1- = > 0 => => VT 4= 4 Bài 2: Cho a, b, c>0. Chứng minh rằng: 6(a + b + c) (a2 + b2 + c2) 27abc + 10 (a2+b2+c2)3/2 (1) Phân tích: - BĐT đồng bậc - Vai trò a,b,c giống nhau - Dự đoán dấu bằng xảy ra khi a=b=c - Chuẩn hoá: a2 + b2 + c2 =9 Hướng dẫn: (1) 2(a + b + c) - abc 10 VT = 2(a+b+c) - abc = 2a - abc + 2(b+c) = a(2-bc) + 2(b+c) VT2 [a2 + (b+c)2] [(2- bc)2 + 4] G/s: do a2 + b2 + c2 = 9 => a2 3 Đặt t = bc do Nên VT2 (9+2bc) [(2-bc)2 + 4] = (9 + 2t) [(2-t)2 + 4] = f(t) với -3t3 Khảo sát f(t) => f(t) max f(t) = 100 => VT 10 đpcm 1) (a+b) (b+c) (c+a) + abc (a + b + c)3; a, b, c > 0 2) + ; a, b, c > 0 3) a, b, c > 0: 2 4) a, b, c > 0: (a + b + c) ()+ Kỹ thuật lượng giác hoá Kỹ thuật lượng giác hoá với mục đích thay đổi hình thức của bài toán chứng minh một BĐT đại số thành việc chứng minh BĐT lượng giác. Kỹ thuật này được xác định thông qua miền giá trị của các biến, các công thức lượng giác và các đẳng thức lượng giác liên quan. Các ví dụ: Bài 1: Chứng minh rằng: Phân tích: - ĐK: - Công thức lượng giác liên quan - Lượng giác hoá Hướng dẫn: Đặt: ; VT= Bài 2: Cho x,y,z>0; zy+yz+zx=1. Chứng minh rằng: Phân tích: - Đẳng thức lượng giác liên quan - Lượng giác hoá Hướng dẫn: Đặt: ; ABC l à tam giác nhọn Bài 3: Cho a,b,c là các số dương thỏa mãn: Chứng minh rằng: Hướng dẫn: Đặt , Từ giả thiết ta có: Suy ra, với A,B,C là ba góc của một tam giác Vậy Bài tập: 1) Cho 0<a,b,c<1. Chứng minh rằng: 2) Chứng minh rằng: 3) Chứng minh rằng: 4) Cho a,b,c>0 và abc+a+c=b. Tìm GTLN KẾT LUẬN Bài viết trình bày một số kỹ thuật chứng minh bất đẳng thức, các ý tưởng, ví dụ và bài tập đã được sắp xếp một cách có hệ thống nhằm giúp cho đối tượng học sinh có điều kiện ôn tập, nghiên cứu, phát triển. Do trình độ còn hạn chế nên trong bài viết không thể tránh khỏi những sai sót về trình bày cũng như về chuyên môn. Rất mong bạn đọc góp ý kiến. Xin chân thành cảm ơn.