设 a, b, c R, a+b+c=0, a b c=1…——2020 高考数学第 23 题答案解析

2020_新课标 III 卷 (2020·文)

2020 ?? 第 23 题 解答题 区分题
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23.设 $a, b, c \in R, a+b+c=0, a b c=1$ .
(1)证明:$a b+b c+c a<0$ ;
(2)用 $\max \{a, b, c\}$ 表示 $a, b, c$ 中的最大值,证明: $\max \{a, b, c\} \geq \sqrt[3]{4}$ .

参考答案(1) 证明见解析; (2) 证明见解析.

完整解析 · 逐步详解

【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析.
【解析】

【分析】
①由 $(a+b+c)^{2}=a^{2}+b^{2}+c^{2}+2 a b+2 a c+2 b c=0$ 结合不等式的性质,即可得出证明

(2)不妨设 $\max \{a, b, c\}=a$ ,由题意得出 $a>0, b, c<0$ ,由
$a^{3}=a^{2} \cdot a=\frac{(b+c)^{2}}{b c}=\frac{b^{2}+c^{2}+2 b c}{b c}$ ,结合基本不等式,即可得出证明.
【详解】①$\because(a+b+c)^{2}=a^{2}+b^{2}+c^{2}+2 a b+2 a c+2 b c=0$ ,
$\therefore a b+b c+c a=-\frac{1}{2}\left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)$ .
$\because a, b, c$ 均不为 0 ,则 $a^{2}+b^{2}+c^{2}>0, \therefore a b+b c+c a=-\frac{1}{2}\left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)<0$ ;
(2)不妨设 $\max \{a, b, c\}=a$ ,

由 $a+b+c=0, a b c=1$ 可知,$a>0, b<0, c<0$ ,
$\because a=-b-c, a=\frac{1}{b c}, \quad \therefore a^{3}=a^{2} \cdot a=\frac{(b+c)^{2}}{b c}=\frac{b^{2}+c^{2}+2 b c}{b c} \geq \frac{2 b c+2 b c}{b c}=4$ .
当且仅当 $b=c$ 时,取等号,
$\therefore a \geq \sqrt[3]{4}$ ,即 $\max \{a, b, c\} \ldots \sqrt[3]{4}$ .
【点睛】本题主要考查了不等式的基本性质以及基本不等式的应用,属于中档题.

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