【选修4--5;不等式选讲】 设 a, b,c均为正数,且…——2013 高考数学第 24 题答案解析

2013_新课标 II 卷 (2013·理)

2013 全国 第 24 题 解答题 区分题
2013_新课标 II 卷 (2013·理)

24.【选修4--5;不等式选讲】
设 $a, b$ ,c均为正数,且 $a+b+c=1$ ,证明:
(I)$a b+b c+c a \leqslant \frac{1}{3}$
(II)$\frac{a^{2}}{b}+\frac{b^{2}}{c}+\frac{c^{2}}{a} \geqslant 1$ .

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题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
基本不等式
核心考法
化归与转化整体代换
关键能力
应用解答题
最容易错
等号成立条件
难度
区分题
先及格路线 · 基本不等式 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

完整解析 · 逐步详解

【考点】R6:不等式的证明.
【专题】14:证明题;16:压轴题.
【分析】(I)依题意,由 $a+b+c=1 \Rightarrow(a+b+c)^{2}=1 \Rightarrow a^{2}+b^{2}+c^{2}+2 a b+2 b c+2 c a=1$ ,利用基本不等式可得3 $(a b+b c+c a) \leq 1$ ,从而得证;
(II)利用基本不等式可证得:$\frac{a^{2}}{b}+b \geq 2 a, ~ \frac{b^{2}}{c}+c \geq 2 b, ~ \frac{c^{2}}{a}+a \geq 2 c$ ,三式累加即可证得结论.

【解答】证明:( I )由 $a^{2}+b^{2} \geq 2 a b, b^{2}+c^{2} \geq 2 b c, c^{2}+a^{2} \geq 2 c a$ 得:
$a^{2}+b^{2}+c^{2} \geq a b+b c+c a$,
由题设得 $(a+b+c)^{2}=1$ ,即 $a^{2}+b^{2}+c^{2}+2 a b+2 b c+2 c a=1$ ,
所以 $3(a b+b c+c a) \leq 1$ ,即 $a b+b c+c a \leq \frac{1}{3}$ .
(II)因为 $\frac{a^{2}}{b}+b \geq 2 a, \frac{b^{2}}{c}+c \geq 2 b, \frac{c^{2}}{a}+a \geq 2 c$ ,
故 $\frac{a^{2}}{b}+\frac{b^{2}}{c}+\frac{c^{2}}{a}+(a+b+c) \geq 2(a+b+c)$ ,即 $\frac{a^{2}}{b}+\frac{b^{2}}{c}+\frac{c^{2}}{a} \geq a+b+c$ .
所以 $\frac{a^{2}}{b}+\frac{b^{2}}{c}+\frac{c^{2}}{a} \geq 1$ .
【点评】本题考查不等式的证明,突出考查基本不等式与综合法的应用,考查推理论证能力,属于中档题.

✅ 来源:2013年 · 全国 · 2013_新课标 II 卷 (2013·理) · 第 24 题 · 本题已通过全部自动发布校验
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基本不等式求最值

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