不等式:代數公式-中文百科頻道

定義

一般地，用純粹的大于号“>”、小于号“<”連接的不等式稱為嚴格不等式，用不小于号（大于或等于号）“≥”、不大于号（小于或等于号）“≤”連接的不等式稱為非嚴格不等式，或稱廣義不等式。總的來說，用不等号(<,>,≥,≤,≠)連接的式子叫做不等式。

其中，兩邊的解析式的公共定義域稱為不等式的定義域。

整式不等式：

整式不等式兩邊都是整式（即未知數不在分母上）。

一元一次不等式：含有一個未知數(即一元),并且未知數的次數是1次(即一次)的不等式。如3-X>0

同理：二元一次不等式：含有兩個未知數(即二元),并且未知數的次數是1次(即一次)的不等式。

基本性質

①如果x>y，那麼yy；（對稱性）

②如果x>y，y>z；那麼x>z；（傳遞性）

③如果x>y，而z為任意實數或整式，那麼x+z>y+z；（加法原則，或叫同向不等式可加性）

④如果x>y，z>0，那麼xz>yz；如果x>y，z<0，那麼xz

⑤如果x>y，m>n，那麼x+m>y+n；(充分不必要條件)

⑥如果x>y>0，m>n>0，那麼xm>yn；

⑦如果x>y>0，那麼x的n次幂>y的n次幂（n為正數)，x的n次幂

或者說，不等式的基本性質的另一種表達方式有：

①對稱性；

②傳遞性；

③加法單調性，即同向不等式可加性；

④乘法單調性；

⑤同向正值不等式可乘性；

⑥正值不等式可乘方；

⑦正值不等式可開方；

⑧倒數法則。

如果由不等式的基本性質出發，通過邏輯推理，可以論證大量的初等不等式。

另，不等式的特殊性質有以下三種：

①不等式性質1：不等式的兩邊同時加上（或減去）同一個數（或式子），不等号的方向不變；

②不等式性質2：不等式的兩邊同時乘（或除以）同一個正數，不等号的方向不變；

③不等式性質3：不等式的兩邊同時乘（或除以）同一個負數，不等号的方向變。總結：當兩個正數的積為定值時，它們的和有最小值；當兩個正數的和為定值時，它們的積有最大值。

常用定理

①不等式F（x）F（x）同解。

②如果不等式F（x）

③如果不等式F（x）0，那麼不等式F(x)H（x）G（x）同解。

④不等式F（x）G（x）>0與不等式同解；不等式F（x）G（x）<0與不等式同解。

定理口訣

解不等式的途徑，利用函數的性質。對指無理不等式，化為有理不等式。

高次向着低次代，步步轉化要等價。數形之間互轉化，幫助解答作用大。

證不等式的方法，實數性質威力大。求差與0比大小，作商和1争高下。

直接困難分析好，思路清晰綜合法。非負常用基本式，正面難則反證法。

還有重要不等式，以及數學歸納法。圖形函數來幫助，畫圖、建模、構造法。

注意事項

符号

不等式兩邊相加或相減同一個數或式子，不等号的方向不變。（移項要變号）

不等式兩邊相乘或相除同一個正數，不等号的方向不變。（相當系數化1，這是得正數才能使用）

不等式兩邊乘或除以同一個負數，不等号的方向改變。（÷或×1個負數的時候要變号）

解集

确定解集：

①比兩個值都大，就比大的還大(同大取大）；

②比兩個值都小，就比小的還小(同小取小）；

③比大的大，比小的小，無解（大大小小取不了）；

④比小的大，比大的小，有解在中間（小大大小取中間）。

三個或三個以上不等式組成的不等式組，可以類推。

數軸法

可以在數軸上确定解集：

把每個不等式的解集在數軸上表示出來，數軸上的點把數軸分成若幹段，如果數軸的某一段上面表示解集的線的條數與不等式的個數一樣，那麼這段就是不等式組的解集。有幾個就要幾個。

在确定一元二次不等式時，a>0，Δ=b^2-4ac>0時，不等式解集可用"大于取兩邊，小于取中間"求出。

證明方法

比較法

①作差比較法：根據a-b>0↔a>b，欲證a>b，隻需證a-b>0；

②作商比較法：根據a/b=1，

當b>0時，得a>b，

當b>0時，欲證a>b，隻需證a/b>1，

當b<0時，得a

綜合法

由因導果。證明不等式時，從已知的不等式及題設條件出發，運用不等式性質及适當變形推導出要證明的不等式，合法又叫順推證法或因導果法。

分析法

執果索因。證明不等式時，從待證命題出發，尋找使其成立的充分條件.由于”分析法“證題書寫不是太方便，所以有時我們可以利用分析法尋找證題的途徑，然後用”綜合法“進行表述。

放縮法

将不等式一側适當的放大或縮小以達到證題目的，已知A

數學歸納法

證明與自然數n有關的不等式時，可用數學歸納法證之。

用數學歸納法證明不等式，要注意兩步一結論。

在證明第二步時，一般多用到比較法、放縮法和分析法。

反證法

證明不等式時，首先假設要證明的命題的反面成立，把它作為條件和其他條件結合在一起，利用已知定義、定理、公理等基本原理逐步推證出一個與命題的條件或已證明的定理或公認的簡單事實相矛盾的結論，以此說明原假設的結論不成立，從而肯定原命題的結論成立的方法稱為反證法。

換元法

換元的目的就是減少不等式中變量的個數，以使問題化難為易，化繁為簡，常用的換元有三角換元和代數換元。

構造法

通過構造函數、圖形、方程、數列、向量等來證明不等式。

重要不等式

柯西不等式

柯西不等式的幾種變形形式

1.設xi∈R,yi>0(i=1,2,…,n)則，當且僅當bi=l*ai(i=1,2,3,…,n)時取等号。

2.設ai，bi同号且不為零(i=1,2,…,n)，則，當且僅當b1=b2=…=bn時取等。

證法

柯西不等式的一般證法有以下幾種：

①Cauchy不等式的形式化寫法就是：記兩列數分别是ai,bi，則有(∑ai^2)*(∑bi^2)≥(∑ai*bi)^2.我們令f(x)=∑(ai+x*bi)^2=(∑bi^2)*x^2+2*(∑ai*bi)*x+(∑ai^2)則我們知道恒有f(x)≥0.用二次函數無實根或隻有一個實根的條件，就有Δ=4*(∑ai*bi)^2-4*(∑ai^2)*(∑bi^2)≤0.于是移項得到結論。

②用向量來證。m=(a1,a2......an)n=(b1,b2......bn)mn=a1b1+a2b2+......+anbn=(a1^+a2^+......+an^)^1/2乘以(b1^+b2^+......+bn^)^1/2乘以cosX．因為cosX小于等于1，所以：a1b1+a2b2+......+anbn小于等于a1^+a2^+......+an^)^1/2乘以(b1^+b2^+......+bn^)^1/2，這就證明了不等式．柯西不等式的證明方法還有很多種，這裡隻取兩種較常用的證法。

柯西不等式的應用

柯西不等式在求某些函數最值中和證明某些不等式時是經常使用的理論根據，我們在教學中應給予極大的重視。

例（巧拆常數）：設a、b、c為正數且各不相等。求證：2/(a+b)+2/(b+c)+2/(c+a)>9/(a+b+c)

分析：∵a、b、c均為正數∴為證結論正确隻需證：2(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]>9而2(a+b+c)=(a+b)+(a+c)+(c+b)又9=(1+1+1)(1+1+1)

證明：2(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]=[(a+b)+(a+c)+(b+c)][1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]≥(1+1+1)(1+1+1)=9又a、b、c各不相等，故等号不能成立∴原不等式成立。