Chuyên đề bồi dưỡng HSG Toán Lớp 8 - Chuyên đề 2: Bất đẳng thức

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Chuyên đề bồi dưỡng HSG Toán Lớp 8 - Chuyên đề 2: Bất đẳng thức", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHUYÊN ĐỀ BẤT ĐẲNG THỨC A. LÝ THUYẾT 1. Định nghĩa: - Các mệnh đề “ A > B ” hoặc “ A < B ” được gọi là bất đẳng thức. (BĐT) - Các mệnh đề: “ A B ” hoặc “ A B “ được gọi là các bất đẳng thức suy rộng. 2. Bất đẳng thức hệ quả và bất đẳng thức tương đương: - Nếu từ BĐT A > B mà ta biến đổi được thành C > D thì ta nói rằng BĐT C > D là BĐT hệ quả của BĐT A > B. kí hiệu A > B => C > D - Nếu BĐT A > B là hệ quả của BĐT C > D và C > D cũng là BĐT hệ quả của BĐT A > B thì ta nói hai BĐT trên tương đương với nhau, Kí hiệu A > B C > D 3. Tính chất: - A B A C B C ( Cộng hai vế của BĐT với cùng một số) A B A.C B.C, C 0 - (Nhân hai vế của BĐT với cùng một số) A B A.C B.C, C 0 - A B,C D A C B D ( Cộng hai BĐT cùng chiều) - A B,C D AC BD, A,C 0 (Nhân hai BĐT cùng chiều) - A B A2n 1 B2n 1 hoặc A2n B2n Với A > 0, (Nâng hai vế của BĐT lên một lũy thừa) - A B A B, A 0 (Khai căn hai vế của một BĐT) - a b a b a b (Tính chất giá trị tuyệt đối). B. LUYỆN TẬP Dạng 1: SỬ DỤNG ĐỊNH NGHĨA: A > B TA XÉT HIỆU A – B > 0, CHÚ Ý BĐT A2 0 Bài 1: CMR : với mọi x, y, z thì x2 y2 z2 xy yz zx HD: Xét hiệu ta có: 2 x2 y2 z2 xy yz zx 0 x y 2 y z 2 z x 2 0 Dấu bằng xảy ra khi x = y = z Bài 2: CMR : với mọi x, y, z thì x2 y2 z2 2xy 2yz 2zx HD: Xét hiệu ta có: x2 y2 z2 2xy 2yz 2zx 0 x y z 2 0 Dấu bằng xảy ra khi x + z = y Bài 3: CMR : với mọi x, y, z thì x2 y2 z2 3 2 x y z HD: Xét hiệu ta có: x 1 2 y 1 2 z 1 2 0 , Dấu bằng khi x = y = z = 1 2 a2 b2 a b Bài 4: CMR : với mọi a, b ta có : 2 2 HD : a2 b2 a2 2ab b2 Xét hiệu ta có : 0 2a2 2b2 a2 2ab b2 0 2 4 a2 2ab b2 0 a b 2 0 , Dấu bằng khi a = - b 1 2 a2 b2 c2 a b c Bài 5: CMR : với mọi a, b, c ta có : 3 3 HD: a2 b2 c2 a2 b2 c2 2ab 2bc 2ac Ta có: 3 9 3a2 3b2 3c2 a2 b2 c2 2ab 2bc 2ac 0 2a2 2b2 2c2 2ab 2bc 2ac 0 a b 2 b c 2 c a 2 0 , Dấu bằng khi a = b = c a b c 2 Bài 6: CMR : a2 b2 c2 3 HD: Ta có: 3a2 3b2 3c2 a2 b2 c2 2ab 2bc 2ca 2a2 2b2 2c2 2ab 2bc 2ac 0 a b 2 b c 2 c a 2 0 , Dấu bằng khi a = b = c a b 2 Bài 7: CMR : a2 b2 2ab 2 HD: a b 2 Ta chứng minh: a2 b2 2a2 2b2 a2 2ab b2 2 a2 b2 2ab 0 a b 2 0 , Dấu bằng khi a = b 2 a b 2 Ta chứng minh 2ab a2 2ab b2 4ab a b 0 , Dấu bằng khi a = b 2 b2 Bài 8: Cho a, b, c là các số thực. CMR: a2 ab 4 HD: Ta có: 4a2 b2 4ab 2a b 2 0 Dấu bằng khi b = 2a Bài 9: Cho a, b, c là các số thực. CMR : a2 b2 1 ab a b HD: Ta có: a2 b2 1 ab a b 0 2a2 2b2 2 2ab 2a 2b 0 a2 2ab b2 a2 2a 1 b2 2b 1 0 a b 2 a 1 2 b 1 2 0 . Dấu bằng khi a = b = 1 Bài 10: Cho a, b, c, d là các số thực . CMR : a2 b2 c2 d 2 e2 a b c d e HD: Ta có: a2 b2 c2 d 2 e2 ab ac ad ae 0 4a2 4b2 4c2 4d 2 4e2 4ab 4ac 4ad 4ae 0 a2 4ab 4b2 a2 4ac 4c2 a2 4ad 4d 2 a2 4ae 4e2 0 a 2b 2 a 2c 2 a 2d 2 a 2e 2 0 Dấu bằng xảy ra khi a = 2b = 2c = 2d = 2e 2 1 1 Bài 11: Cho a, b thỏa mãn: a + b = 1, a > 0, b > 0. CMR: 1 1 9 a b HD: a b a b b a a b Ta có: VT 1 1 2 2 4 2 1 a b a b b a a b a b 2 2 1 5 2 5 2.2 9 . Dấu bằng khi a b a b b a b a 2 2 x y Bài 12: Cho x, y 0,CMR : xy 2 HD: Ta có: x2 y2 2xy 4xy x2 2xy y2 0 x y 2 0 , Dấu bằng khi x = y Bài 13: Cho a > 0, b > 0. CMR: a3 b3 a2b ab2 HD: Ta có: a3 a2b b3 ab2 0 a2 a b b2 a b 0 2 a b a2 b2 0 a b a b 0 Dấu bằng khi a = b 1 1 2 Bài 14: Cho a b 1, CMR: 1 a2 1 b2 1 ab HD: 1 1 1 1 a b a b a b Xét hiệu: 2 2 0 0 1 a 1 ab 1 b 1 ab 1 a2 1 ab 1 b2 1 ab b a 2 ab 1 0 , Dấu bằng khi a = b hoặc a.b = 1 1 ab a2 1 b2 a Bài 15: CMR : với mọi số thực x, y, z, t ta luôn có : x2 y2 z2 t 2 x y z t HD: Ta có: x2 y2 z2 t 2 xy xz xt 0 4x2 4y2 4z2 4t 2 4xy 4xz 4xt 0 x2 4xy 4y2 x2 4xz 4z2 x2 4xt 4t 2 x2 0 Dấu bằng khi x = 2y = 2z = 2t = 0 a2 Bài 17: CMR : b2 c2 ab ac 2bc 4 HD: Ta có: a2 4b2 4c2 4ab 4ac 8bc 0 a2 4a b c 4 b2 c2 2bc 0 a2 4a b c 4 b c 2 0 a 2a 2c 2 0 Bài 19: CMR : x2 y2 z2 2xy 2zx 2yz HD: Ta có: x2 y2 z2 2xy 2yz 2zx 0 x2 2x y z y2 2 yz z2 0 x2 2x y z y z 2 0 x y z 2 0 Bài 20: CMR : x4 y4 z4 1 2x xy2 x z 1 HD: Ta có: x4 y4 z4 1 2x2 y2 2x2 2xz 2x 0 x4 y4 2x2 y2 x2 2xz z2 x2 2x 1 0 2 2 2 x2 y2 x z x 1 0 , Dấu bằng khi x = z = 1, y = 1 3 Bài 21: CMR : a2 b2 c2 ab bc ca HD: Ta có : a2 b2 c2 ab bc ca 0 2a2 2b2 2c2 2ab 2bc 2ca 0 a b 2 b c 2 c a 2 0 Bài 22: CMR : a2 b2 ab HD: 2 2 2 2 2 2 2 b b 3b b 3b Ta có: a b ab 0 a 2a. 0 a 0 2 4 4 2 4 Bài 23: CMR : x2 xy y2 0 HD: 2 2 2 2 2 y y 3y y 3y Ta có: x 2x. 0 x 0 2 4 4 2 4 Bài 24: CMR : a a b a c a b c b2c2 0 HD: a a b c a b a c b2c2 0 a2 ab ac a2 ab ac bc b2c2 0 2 a ab ac x 2 2 2 Đặt , Khi đó ta có: x x y y 0 x xy y 0 bc y 2 Bài 25: CMR : a2 b2 a4 b4 a3 b3 HD: Ta có: a6 a2b4 a4b2 b6 a6 2a3b3 b6 a4b2 a3b3 a2b4 a3b3 0 a3b2 a b a2b3 b a 0 2 a b a3b2 a2b3 0 a2b2 a b 0 Bài 26: CMR : a b a3 b3 2 a4 b4 HD: Ta có: a4 ab3 a3b b4 2a4 2b4 a4 ab3 b4 a3b 0 2 a3 a b b3 b a 0 a3 b3 a b 0 a b a2 ab b2 0 Bài 27: Cho a, b > 0, CMR : 2 a3 b3 a b a2 b2 HD: Ta có: 2a3 2b3 a3 ab2 a2b b3 a3 a2b b3 ab2 0 a2 a b b2 b a 0 a b 2 a b 0 Bài 28: Cho a, b > 0, CMR: 4 a3 b3 a b 3 HD: Ta có: 4a3 4b3 a3 3a2b 3ab2 b3 3a3 3a2b 3b3 3ab2 0 3a2 a b 3b2 b a 0 3 a b a2 b2 0 3 a b 2 a b 0 Bài 29: Cho a, b, c > 0, CMR: a3 b3 abc ab a b c 4 HD: Ta có: a3 b3 abc a2b ab2 abc a3 a2b b3 ab2 0 a2 a b b2 b a 0 a b 2 a b 0 2 Bài 30: CMR: a2 b2 ab a b 2 HD: Ta có: a4 2a2b2 b4 ab a2 2ab b2 a3b 2a2b2 ab3 a4 a3b b4 ab3 0 a3 a b b3 b a 0 2 a3 b3 a b 0 a b a2 ab b2 0 Bài 31: CMR: a2 b2 c2 a b c HD: Ta có: a2 b2 c2 ab ac 0 4a2 4b2 4c2 4ab 4ac 0 a2 4ab 4b2 a2 4ac 4c2 2a2 0 a 2b 2 a 2c 2 2a2 0 Bài 32: CMR: a2 b2 c2 d 2 a b c d HD: Ta có: a2 b2 c2 d 2 ab ac ad 0 4a2 4b2 4c2 4d 2 4ab 4ac 4ad 0 a2 4ab 4b2 a2 4ac 4c2 a2 4ad 4d 2 a2 0 a 2b 2 a 2c 2 a 2d 2 a2 0 3 Bài 33: CMR: a2 b2 c2 a b c 4 HD: 2 2 2 3 2 1 2 1 2 1 Ta có: a a b b c c 0 a a b b c c 0 4 4 4 4 2 2 2 1 1 1 a b c 0 2 2 2 Bài 34: CMR: a4 b4 2 4ab HD: Ta có: a4 b4 4ab 2 0 a4 b4 2a2b2 2a2b2 4ab 2 0 2 2 2 a2 b2 2 a2b2 2ab 1 0 a2 b2 2 ab 1 0 Bài 35: CMR: x4 4x 5 0 HD: 2 2 Ta có: x4 4x2 4 4x2 4x 1 0 x2 2 2x 1 0 Không xảy ra dấu bằng. 1 Bài 36: CMR: x4 x 0 2 HD: 2 2 4 2 1 2 1 2 1 1 Ta có: x x x x 0 x x 0 4 4 2 2 Bài 37: CMR: x3 4x 1 3x2 (x 0) HD: Ta có: x3 3x2 4x 1 0 x x2 x 4 x2 1 0 x x 2 2 x2 1 0 , Vì x > 0 5 Bài 39: CMR: x 1 x 2 x 3 x 4 1 HD: x 1 x 4 x 2 x 3 1 0 x2 5x 4 x2 5x 6 1 0 Đặt x2 5x 5 t , Khi đó ta có: t 1 t 1 1 0 t 2 0 , Dấu bằng khi t = 0 Bài 40: CMR: x4 x3 x2 x 1 0 HD: Ta có : x3 x 1 x 1 x2 0 x 1 x3 1 x2 0 2 x 1 x2 x 1 x2 0 ( ĐPCM) Bài 41: CMR : a2 4b2 4c2 4ab 8bc 4ac HD: Ta có: a2 4b2 4c2 4ab 8bc 4ac 0 a2 2b 2 2c 2 2.a.2b 2.2b.2c 2.a.2c 0 a b c 2 0 Bài 42: CMR : 8 a3 b3 c3 a b 3 b c 3 c a 3 với a, b, c >0 HD: Ta có: 8a3 8b3 8c3 2a3 2b3 2c3 3a2b 3ab2 3b2c 3bc2 3a2c 3ac2 6a3 6b3 6c3 3a2b 3ab2 3b2c 3bc2 3a2c 3ac2 0 3a3 3a2b 3a3 3a2c 3b3 3b2a 3b3 3b2c 3c3 3bc2 3c3 3ac3 0 3a2 a b 3a2 a c 3b2 b a 3b2 b c 3c2 c b 3c2 c a 0 3 a b a2 b2 3 a c a2 c2 3 b c b2 c2 0 3 a b 2 a b 3 a c a c 3 b c 2 b c 0 Bài 43: CMR: a b c 3 a3 b3 c3 24abc với a,b,c>0 HD: Ta có: a3 b3 c3 3 a b b c c a a3 b3 c3 24abc 3 a b b c c a 24abc a b 2 ab Vì b c 2 bc , Nhân theo vế ta được ĐPCM c a 2 ca x2 y2 x y Bài 44: CMR: Với mọi x, y # 0 ta có: 2 2 4 3 y x y x HD: 2 Ta có: x4 y4 4x2 y2 3xy x2 y2 x2 y2 xy x2 y2 2x2 y2 2xy x2 y2 0 x2 y2 x2 y2 xy 2xy xy x2 y2 0 x2 y2 xy x2 y2 2xy 0 2 x y x2 xy y2 0 1 Bài 45: CMR : Nếu a b 1, thì a3 b3 4 HD: 2 3 2 3 3 3 2 1 1 1 Ta có: b 1 a b 1 3a 3a a a b 3a 3a 1 3 a 2 4 4 6 Bài 46: Cho a, b, c > 0, CMR : ab bc ca a2 b2 c2 HD: Ta có: a2 b2 c2 ab bc ca 0 a b 2 b c 2 c a 2 0 a2 a 1 Bài 47: CMR : 0 a2 a 1 HD: 2 2 1 3 2 2 1 3 Ta có: a a 1 a a 0,a a a 1 a a 0,a 4 4 4 4 Bài 48: CMR : 4a a b a 1 a b 1 b2 0 HD: Ta có: 4a a b 1 a 1 a b b2 0 4 a2 ab a a2 ab a b b2 0 . 2 a ab a x 2 Đặt Khi đó: 4x x y y2 0 4x2 4xy y2 0 2x y 0 , b y 2a a 1 Dấu bằng khi 2x y 2a2 2ab 2a b b 2a 1 x y 2 Bài 49: CMR : x2 y2 2xy 2 HD: 2 x y 2 x2 y2 2x2 2y2 x2 y2 2xy x y 0 2 Ta có: 2 x y 2 2xy x2 y2 2xy 4xy x y 0 2 1 1 4 Bài 50: CMR : , Với a,b > 0 a b a b HD: a b 4 2 2 Ta có: a b 4ab a b 0 ab a b Bài 51: CMR : a4 b4 ab a2 b2 HD: 2 Ta có: a4 b4 a3b ab3 0 a3 a b b3 a b 0 a b a2 ab b2 0 4 a4 b4 a b Bài 52: CMR : 2 2 HD: Ta có: 8a4 8b4 a4 b4 4a2b2 2a2b2 4a3b 4ab3 7a4 7b4 4a2b2 2a2b2 4a3b 4ab3 0 a4 b4 2a2b2 6a4 6b4 4ab a2 b2 8a2b2 0 2 a2 b2 4ab a2 b2 4a2b2 6 a4 b4 12a2b2 0 2 4 2 a2 b2 2ab 6 a4 b4 2a2b2 0 a b 6 a2 b2 0 Bài 53: Cho a + b + c = 0, CMR : ab bc ca 0 HD: Ta có: a2 b2 c2 2 ab bc ca 0 2 ab bc ca a2 b2 c2 0 Dấu bằng khi a = b = c = 0 7 2 2 2 Bài 54: Cho x,y,z R , CMR : x y y z z x 3 x2 y2 z2 HD: Ta có: 2x2 2y2 2z2 2xy 2yz 2zx 3x2 3y2 3z2 x2 y2 z2 2xy 2yz 2zx 0 x y z 2 0 x6 y6 Bài 55: CMR : Với mọi x, y khác 0, ta luôn có : x4 y4 y2 x2 HD: Ta có: x2 y2 x4 y4 x8 y8 x8 y8 x6 y2 x2 y6 0 x6 x2 y2 y6 x2 y2 0 x6 y6 x2 y2 0 x2 y2 x4 x2 y2 y4 x2 y2 0 2 x2 y2 x4 x2 y2 y4 0 Bài 56: CMR : 2a2 b2 c2 2a b c HD: Ta có: 2a2 b2 c2 2ab 2ac 0 a2 2ab b2 a2 2ac c2 0 a b 2 a c 2 0 Bài 57: CMR : a4 a3b ab3 b4 0 HD: 2 Ta có: a3 a b b3 a b 0 a3 b3 a b 0 a b a2 ab b2 0 Bài 58: CMR : a4 2a3b 2a2b2 2ab3 b4 0 HD: 2 2 Ta có: a4 2a2.ab a2b2 b4 2ab.b2 a2b2 0 a2 ab b2 ab 0 Bài 59: CMR : a4 b4 c2 1 2a ab2 a c 1 HD: Ta có: a4 b4 c2 1 2a2b2 2a2 2ac 2a 0 2 2 2 a4 b4 2a2b2 a2 2ac c2 a2 2a 1 0 a2 b2 a c a 1 0 Bài 60: CMR : ab bc ca 2 3abc a b c HD: Ta có: a2b2 b2c2 c2a2 2ab2c 2abc2 2a2bc 3a2bc 3ab2c 3abc2 0 a2b2 b2c2 c2a2 ab2c abc2 a2bc 0 ab x 2 2 2 Đặt bc y => x2 y2 z2 xy yz zx 0 x y y z z x 0 ca z 1 1 1 1 1 Bài 61: CMR : y x z x z , Với 0 x y z x z y x z HD: 2 y x z x z x z Ta có: 0 y2 xz y x z 0 y2 xz xy yz 0 xz y xz y x z y 0 8 1 1 4 Bài 62: Cho a, b dương có tổng 1, CMR : a 1 b 1 3 HD: Quy đồng 3 a b 2 4 a 1 b 1 4 ab a b 1 9 1 4ab a b 2 4ab a b 2 0 ( đúng) a2 b2 a b Bài 63: CMR : Với a, b, c > 0 thì b2 a2 b a HD: a2 b2 a b a b a2 b2 a b Ta có: 2 2 2 0 VT 2 2 2 2 b a b a b a b a b a a2 a b2 b 2 2. 1 2 2. 1 0 b b a a a8 b8 c8 1 1 1 Bài 64: CMR : , a,b,c 0 a3b3c3 a b c HD: 2 2 2 Ta có: a8 b8 c8 a4b4 b4c4 c4a4 a2b2 b2c2 c2a2 VT a2b4c2 b2c4a2 a4b2c2 a2b2c2 a2 b2 c2 a2b2c2 ab bc ca a8 b8 c8 a8 b8 c8 1 1 1 ab bc ca a2b2c2 a3b3c3 a b c Bài 65: CMR : a10 b10 a2 b2 a8 b8 a4 b4 HD: Ta có: a12 a10b2 a2b10 b12 a12 a8b4 a4b8 b12 a10b2 a8b4 a2b10 a4b8 0 a8b2 a2 b2 a2b8 b2 a2 0 a2b2 a2 b2 a6 b6 0 2 a2b2 a2 b2 a4 a2b2 b4 0 1 1 1 Bài 66: Cho a, b, c dương có abc=1, và a b c , CMR : a 1 b 1 c 1 0 a b c HD: Ta có: a b c ab bc ca , Xét a 1 b 1 c 1 abc ab bc ca a b c 1=> a b c ab bc ca 0 Bài 67: Cho a, b > 0, thỏa mãn : a3 b3 a b , CMR : a2 b2 ab 1 HD: Ta có: a3 b3 a3 b3 a b a2 ab b2 a b a b a2 b2 ab a2 b2 ab 1 Bài 68: CMR : 2 a8 b8 a3 b3 a5 b5 HD: Ta có: 2a8 2b8 a8 a3b5 a5b3 b8 a8 a5b3 b8 a3b5 0 a5 a3 b3 b5 a3 b3 0 a5 b5 a3 b3 0 , Giả sử a > b => a3 b3 ,a5 b5 => ĐPCM Nếu a a3 b3 ,a5 b5 => ĐPCM 9 Bài 79: CMR : 3 a8 b8 c8 a3 b3 c3 a5 b5 c5 HD: Ta có: 2 a8 b8 a3 b3 a5 b5 2 b8 c8 b3 c3 b5 c5 2 c8 a8 a3 c3 a5 c5 Cộng theo vế ta được: 4 a8 b8 c8 a8 b8 c8 a3 a5 b5 c5 b3 a5 b5 c5 c3 a5 b5 c5 3 a8 b8 c8 a3 b3 c3 a5 b5 c5 Bài 70: Cho a + b = 2, CMR : a8 b8 a7 b7 HD: Ta có: 2 a8 b8 a b a7 b7 a8 b8 ab7 a7b a8 b8 a7b ab7 0 a b a7 b7 0 a b 0 a b 0 a b a b Giả sử 7 7 Nếu 7 7 a b 0 a b 0 Bài 71: CMR : a6 b6 c6 a5b b5c c5a, a,b,c 0 HD: Ta có: a5 a b b5 b c c5 c a a b a5 b5 c a c5 b5 0 c a 0 a b 0 a b c Giả sử : 5 5 và 5 5 => ĐPCM c b 0 a b 0 a2 b2 c2 a b c Bài 72: CMR : Với mọi a, b, c > 0 thì b2 c2 c2 a2 a2 b2 b c c a a b HD: 2 2 2 a2 a a b c a b c ab a b ac a c Xét b2 c2 b c b c b2 c2 b c b2 c2 Giả sử a b c => Các ngoặc đều dương => ĐPCM Bài 73: Cho a, b là hai số dương, CMR : a b a3 b3 2 a4 b4 HD: Ta có: 2a4 2b4 a4 ab3 a3b b4 0 a4 a3b b4 ab3 0 a3 a b b3 a b 0 Bài 74: Cho a, b là hai số dương, CMR : a b a4 b4 a2 b2 a3 b3 HD: Ta có: a5 ab4 a4b b5 a5 a2b3 a3b2 b5 0 a4b a3b2 ab4 a2b3 0 a3b a b ab3 b a 0 a b a3b ab3 0 ab a b a2 b2 0 Bài 75: CMR : a2 b2 4 ab 2 a b HD: Ta có: a2 b2 4 ab 2a 2b 0 2a2 2b2 8 2ab 4a 4b 0 a2 2ab b2 a2 4a 4 b2 4b 4 0 Bài 76: Cho a,b là hai số có tổng bằng 2, CMR : a4 b4 a3 b3 HD: Ta có: 2 a4 b4 a b a3 b3 2a4 2b4 a4 ab3 a3b b4 0 a4 a3b b4 ab3 0 a3 a b b3 b a 0 a b a3 b3 0 Bài 77: Cho a,b,c là ba số thỏa mãn : a + b + c = 3, CMR : a4 b4 c4 a3 b3 c3 10
Tài liệu đính kèm:
chuyen_de_on_tap_mon_toan_lop_8_chuyen_de_2_bat_dang_thuc.docx