ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG 4 ĐẠI SỐ 10

Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình CHƯƠNG IV IV CHƯƠNG BẤT ĐẲNG ĐẲNG THỨC THỨC VÀ VÀ BẤT BẤT PHƯƠNG PHƯƠNG TRÌNH TRÌNH BẤT BẤT ĐẲNG ĐẲNG THỨC THỨC I.I. BẤT 1. Tính chất Điều kiện c>0 c<0 a > 0, c > 0 n nguyên dương a>0 Nội dung a<ba+c<b+c a < b  ac < bc a < b  ac > bc a < b và c < d  a + c < b + d a < b và c < d  ac < bd a < b  a2n+1 < b2n+1 0 < a < b  a2n < b2n a<b (1) (2a) (2b) (3) (4) (5a) (5b) (6a) (6b) a<b 2. Một số bất đẳng thức thông dụng a) . b) Bất đẳng thức Cô–si: + Với a, b  0, ta có: + Với a, b, c  0, ta có: . . Dấu "=" xảy ra  a = b. . Dấu "=" xảy ra  a = b = c. Hệ quả: – Nếu x, y > 0 có S = x + y không đổi thì P = xy lớn nhất  x = y. – Nếu x, y > 0 có P = x y không đổi thì S = x + y nhỏ nhất  x = y. c) Bất đẳng thức về giá trị tuyệt đối Điều kiện Nội dung a>0 d) Bất đẳng thức về các cạnh của tam giác Với a, b, c là độ dài các cạnh của một tam giác, ta có: + a, b, c > 0. + ; ; e) Bất đẳng thức Bu–nhia–cốp–xki Với a, b, x, y  R, ta có: Trang 30 . . Dấu "=" xảy ra  ay = bx. Bất đẳng thức – Bất phương trình Trần Sĩ Tùng VẤN ĐỀ 1: Chứng minh BĐT dựa vào định nghia và tính chất cơ bản  Để chứng minh một BĐT ta có thể sử dụng các cách sau: – Biến đổi BĐT cần chứng minh tương đương với một BĐT đã biết. – Sử dụng một BĐT đã biết, biến đổi để dẫn đến BĐT cần chứng minh.  Một số BĐT thường dùng: + + + với A, B  0. + Chú ý: – Trong quá trình biến đổi, ta thường chú ý đến các hằng đẳng thức. – Khi chứng minh BĐT ta thường tìm điều kiện để dấu đẳng thức xảy ra. Khi đó ta có thể tìm GTLN, GTNN của biểu thức. Bài 1. a) Cho a, b, c, d, e  R. Chứng minh các bất đẳng thức sau: b) c) d) e) f) g) h) i) với a, b, c > 0 k) với a, b, c  0 HD: a)  b)  c)  d)  e)  f)  g)  h) i)  k)  Bài 2. Cho a, b, c  R. Chứng minh các bất đẳng thức sau: a) ; với a, b  0 b) c) e) ; với a, b  0. g) h) HD: a)  d) , với a, b, c > 0. f) ; với ab  1. ; với ab > 0. b)  Trang 31 Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình c)  d) Sử dụng hằng đẳng thức . BĐT  Bài 3. . e)  f)  g)  h)  Cho a, b, c, d  R. Chứng minh rằng đảng thức sau: . (1). Áp dụng chứng minh các bất a) b) c) HD: a) ; b) c) Bài 4. Cho a, b, c, d > 0. Chứng minh rằng nếu thì (1). Áp dụng chứng minh các bất đảng thức sau: a) b) c) HD: BĐT (1)  (a – b)c < 0. a) Sử dụng (1), ta được: , , . Cộng các BĐT vế theo vế, ta được đpcm. b) Sử dụng tính chất phân số, ta có: Tương tự, Cộng các BĐT vế theo vế ta được đpcm. c) Chứng minh tương tự câu b). Ta có: Cùng với 3 BĐT tương tự, ta suy ra đpcm. Bài 5. Cho a, b, c  R. Chứng minh bất đẳng thức: chứng minh các bất đảng thức sau: a) b) c) d) Trang 32 (1). Áp dụng Bất đẳng thức – Bất phương trình e) Trần Sĩ Tùng với a,b,c>0. f) nếu HD:  . a) Khai triển, rút gọn, đưa về (1) b, c) Vận dụng a) d) Sử dụng (1) hai lần e) Bình phương 2 vế, sử dụng (1) f) Sử dụng d) Bài 6. Cho a, b  0 . Chứng minh bất đẳng thức: (1). Áp dụng chứng minh các bất đảng thức sau: a) ; b) ; c) ; với a, b, c > 0. với a, b, c > 0 và abc = 1. với a, b, c > 0 và abc = 1. d) ; với a, b, c  0 . e*) ; HD: (1)  với ABC là một tam giác. . a) Từ (1)  .  Cùng với 2 BĐT tương tự, cộng vế theo vế, ta suy ra đpcm. b, c) Sử dụng a). d) Từ (1)   (2). Từ đó: VT  . e) Ta có: Sử dụng (2) ta được: . .  Tương tự, Bài 7. , Cộng các BĐT vế theo vế ta được đpcm. Cho a, b, x, y  R. Chứng minh bất đẳng thức sau (BĐT Min–cốp–xki): (1) Áp dụng chứng minh các bất đảng thức sau: a) Cho a, b  0 thoả . Chứng minh: b) Tìm GTNN của biểu thức P = c) Cho x, y, z > 0 thoả mãn . . . Chứng minh: . Trang 33 Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình d) Cho x, y, z > 0 thoả mãn . Tìm GTNN của biểu thức: P= . HD: Bình phương 2 vế ta được: (1)   Nếu  Nếu (*) thì (*) hiển nhiên đúng. thì bình phương 2 vế ta được: (*)  (đúng). a) Sử dụng (1). Ta có: . b) Sử dụng (1). P  Chú ý: (với a, b > 0). c) Áp dụng (1) liên tiếp hai lần ta được: .  Chú ý: (với x, y, z > 0). d) Tương tự câu c). Ta có: P  Bài 8. . Cho a, b, c là độ dài 3 cạnh của một tam giác. Chứng minh: a) b) c) d) HD: a) Sử dụng BĐT tam giác, ta có: Cùng với 2 BĐT tương tự, cộng vế theo vế, ta suy ra đpcm. b) Ta có: . Cùng với 2 BĐT tương tự, cộng vế theo vế, ta suy ra đpcm. c)  . d)  . Bài 9. a) Trang 34 . Bất đẳng thức – Bất phương trình Trần Sĩ Tùng VẤN ĐỀ 2: Chứng minh BĐT dựa vào BĐT Cô–si 1. Bất đẳng thức Cô–si: + Với a, b  0, ta có: . Dấu "=" xảy ra  a = b. + Với a, b, c  0, ta có: 2. Hệ quả: . Dấu "=" xảy ra  a = b = c. + + 3. Ứng dụng tìm GTLN, GTNN: + Nếu x, y > 0 có S = x + y không đổi thì P = xy lớn nhất  x = y. + Nếu x, y > 0 có P = x y không đổi thì S = x + y nhỏ nhất  x = y. Bài 1. a) Cho a, b, c  0. Chứng minh các bất đẳng thức sau: b) c) d) ; với a, b, c > 0. e) f) ; với a, b, c > 0. g) ; với a, b, c > 0. HD: a)  đpcm. b)  đpcm. c)     d) , e) VT   f) Vì nên , đpcm . . Tương tự: .  (vì ) g) VT = =  .  Cách khác: Đặt x =b + c, y = c + a, z = a + b. Khi đó, VT = Bài 2. Cho a, b, c > 0. Chứng minh các bất đẳng thức sau: Trang 35  . Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình a) b) c) HD: a) VT = . Chú ý: . Cùng với 2 BĐT tương tự ta suy ra đpcm. b)  Chú ý: . . Cùng với 2 BĐT tương tự ta suy ra đpcm. c) Áp dụng b) ta có: . Dễ chứng minh được: Bài 3.  đpcm. Cho a, b > 0. Chứng minh (1). Áp dụng chứng minh các BĐT sau: a) ; với a, b, c > 0. b) ; với a, b, c > 0. c) Cho a, b, c > 0 thoả . Chứng minh: d) ; với a, b, c > 0. e) Cho x, y, z > 0 thoả . Chứng minh: . f) Cho a, b, c là độ dài ba cạnh của một tam giác, p là nửa chu vi. Chứng minh rằng: . HD: (1)  . Hiển nhiển suy từ BĐT Cô–si. a) Áp dụng (1) ba lần ta được: . Cộng các BĐT vế theo vế ta được đpcm. b) Tương tự câu a). c) Áp dụng a) và b) ta được: d) Theo (1): .  . Cùng với các BĐT tương tự, cộng vế theo vế ta được đpcm. e) Áp dụng câu d) với a = x, b = 2y, c = 4z thì  đpcm. f) Nhận xét: (p –a) + (p – b) = 2p – (a + b) = c. Áp dụng (1) ta được: . Cùng với 2 BĐT tương tự, cộng vế theo vế, ta được đpcm. Trang 36 Bất đẳng thức – Bất phương trình Bài 4. Trần Sĩ Tùng Cho a, b, c > 0. Chứng minh (1). Áp dụng chứng minh các BĐT sau: a) . b) Cho x, y, z > 0 thoả . Tìm GTLN của biểu thức: P = c) Cho a, b, c > 0 thoả . Tìm GTNN của biểu thức: P= d) Cho a, b, c > 0 thoả . . . Chứng minh: . e*) Cho tam giác ABC. Chứng minh: . HD: Ta có: (1)  . Dễ dàng suy từ BĐT Cô–si. a) Áp dụng (1) ta được: .  VT  Chú ý: . b) Để áp dụng (1), ta biến đổi P như sau: P= = Ta có: . Suy ra: P  . Chú ý: Bài toán trên có thể tổng quát như sau: Cho x, y, z > 0 thoả và k là hằng số dương cho trước. Tìm GTLN của biểu thức: P = . c) Ta có: P  . d) VT  =  Chú ý: . e) Áp dụng (1): Trang 37 Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình .  Chú ý: Bài 5. . Áp dụng BĐT Cô–si để tìm GTNN của các biểu thức sau: a) . b) c) . d) e) f) g) h) HD: a) Miny = 6 khi x = 6 b) Miny = c) Miny = e) Miny = khi x = khi g) Miny = 8 khi x = 2 Bài 6. a) . d) Miny = f) Miny = h) Miny = khi x = 3 khi x = khi x = khi x = Áp dụng BĐT Cô–si để tìm GTLN của các biểu thức sau: b) c) d) e) f) g) HD: a) Maxy = 16 khi x = 1 c) Maxy = khi x = e) Maxy = 9 khi x = 1 g) Ta có:  Maxy = b) Maxy = 9 khi x = 3 d) Maxy = khi x = f) Maxy = khi x =  (  khi x = 1. Bài 7. a) VẤN ĐỀ 3: Chứng minh BĐT dựa vào BĐT Bu–nhia–cốp–xki Trang 38 ) Bất đẳng thức – Bất phương trình Trần Sĩ Tùng 1. Bất đẳng thức Bu–nhia–cốp–xki: (B)  Với a, b, x, y  R, ta có:  Với a, b, c, x, y, z  R, ta có: Hệ quả:  Bài 1. . Dấu "=" xảy ra  ay = bx.  Chứng minh các bất đẳng thức sau: a) , với c) b) , với e) , với d) , với , với f) HD: a) Áp dụng BĐT (B) cho 4 số . b) Áp dụng BĐT (B) cho 4 số . c) Áp dụng BĐT (B) cho 4 số . d) Áp dụng BĐT (B) cho 4 số e) Áp dụng BĐT (B) cho 4 số . . f) Đặt a = x – 2y + 1, b = 2x – 4y + 5, ta có: 2a – b = –3 và BĐT  Bài 2. . Áp dụng BĐT (B) cho 4 số 2; –1; a; b ta được đpcm. Chứng minh các bất đẳng thức sau: a) , với . b) , với . c) , với . d) , với . HD: a)  đpcm. b) .  c)  đpcm. d) .   Bài 3. Cho x, y, z là ba số dương và . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: . HD: Áp dụng BĐT (B), ta có: Dấu "=" xảy ra  P   Trang 39 . Trần Sĩ Tùng Bất đẳng thức – Bất phương trình Vậy Max P = khi . Cho x, y, z là ba số dương và Bài 4. . Chứng minh rằng: HD: Áp dụng BĐT (B), ta có: (1)  Tương tự ta có: (2), (3) Từ (1), (2), (3) suy ra: P =  Dấu "=" xảy ra  Bài 5. .  Cho a, b, c  . thoả . Chứng minh: . HD: Áp dụng BĐT (B) cho 6 số:  (2). Chú ý: . Dấu "=" xảy ra  x = y = z = 0. Từ đó  (1) Bài 6. Cho x, y > 0. Tìm GTNN của các biểu thức sau: a) , với x + y = 1 HD: a) Chú ý: A = b) . Áp dụng BĐT (B) với 4 số: Dấu "=" xảy ra  b) Chú ý: , với ta được: . Vậy minA = khi . . Áp dụng BĐT (B) với 4 số: ta được:  Trang 40 . Bất đẳng thức – Bất phương trình Trần Sĩ Tùng Dấu "=" xảy ra  Bài 7. a) . Vậy minB = Tìm GTLN của các biểu thức sau: , với mọi x, y thoả HD: a) Chú ý: . . A a) .  Dấu "=" xảy ra  Bài 8. . Tìm GTLN, GTNN của các biểu thức sau: , với –2  x  7 b) c) . , với , với 1  x  3 d) , với HD: a)  A  . . Dấu "=" xảy ra   A . . Dấu "=" xảy ra  x = –2 hoặc x = 7.  maxA = khi ; minA = 3 khi x = –2 hoặc x = 7. b) B  . Dấu "=" xảy ra  x = B . Dấu "=" xảy ra  x = 3.   maxB = khi x = ; minB = c) Chú ý: . khi x = 3. . Từ đó: .    minC = .  khi ; d) Chú ý: maxC = khi . Từ đó: . .    minD = –7 khi .  ; maxD = 3 khi Bài 9. a) Trang 41 .