A. ĐẶT VẤN ĐỀ
-Với mục tiêu phát hiện, bồi dưỡng và phát triển những học sinh có năng lực về Toán, từ đó xây dựng cho học sinh kĩ năng nhận dạng và giải Toán.
-Thúc đẩy việc tìm hiểu và mở rộng kiến thức thêm của giáo viên cũng như của học sinh.
-Xây dựng một tài liệu hoàn chỉnh về một số dạng Toán khó ở cấp học THCS.
-Với nội dung của đề tài học sinh có thể tự học, tự nghiên cứu và nội dung không những giới hạn ở cấp THCS mà còn vận dụng ở nhiều cấp học cao hơn.
-Thực tế chương trình Toán THCS chưa xây dựng hoàn chỉnh về nội dung và phương pháp của một số dạng Toán khó, thường chỉ mang tính chất giới thiệu chưa sâu.
-Nhiều học sinh muốn tìm hiểu thêm còn lúng túng trong tài liệu nghiên cứu.
-Việc tìm hiểu của giáo viên về một số đề tài còn chưa tập trung trong một tài liệu cụ thể, do đó làm mất nhiều thời gian.
- Cần phải phát triển cao hơn, đầy đủ hơn một số dạng Toán để xây dựng chuyên đề về Toán học làm tài liệu tham khảo cho việc dạy và học tốt hơn.
- Việc viết sáng kiến kinh nghiệm là một định hướng của ngành.
Từ những cơ sở và nhận thức trên và cũng để đáp ứng nhu cầu tìm hiểu, học tập của giáo viên và nhiều học sinh trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi. Phương pháp giải những dạng toán khó đã được xây dựng. Một trong những dạng toán đó là:Các dạng toán về bất đẳng thức đối với học sinh lớp 8,9. Tuy nhiên việc biên soạn các bài toán này trong các cuốn sách chưa hoàn chỉnh và còn hạn chế về phương pháp giải. Bài toán về bất đẳng thức có ý nghĩa quan trọng trong chương trình toán phổ thông. Đề tài này sẽ trình bày một số phương pháp thường gặp để giải các bài toán về bất đẳng thức .
Do đó trong quá trình dạy học bản thân luôn cố gắng tìm tòi và nghiên cứu tài liệu, tích lũy kinh nghiệm trong nhiều năm để viết nên sáng kiến kinh nghiệm với đề tài “các dạng toán về bất đẳng thức đối với học sinh lớp 8,9”.
Khi viết sáng kiến kinh nghiệm này tôi luôn cố gắng hệ thống, xây dựng cô đọng và đầy đủ những phương pháp giải, phát triển bài toán nhằm nâng cao năng lực tự học của học sinh, ứng dụng kết quả của bài toán vào giải quyết một số bài toán thực tế khác. Từ đó rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy, phân tích bài toán, tránh những sai lầm, ngộ nhận trong suy luận logic, phát hiện và bồi dưỡng những học sinh có năng khiếu về toán.
- Định nghĩa một số bất đẳng thức cơ bản….
-Hệ thống hóa kiến thức và phương pháp giải toán về bất đẳng thức cấp trung học cơ sở.
-Đưa ra được những kĩ năng cần thiết khi biến đổi bất đẳng thức và tìm GTLN, GTNN bằng bất đẳng thức luôn đúng.
-Tạo ra sự đam mê tìm hiểu, nghiên cứu, sáng tạo trong việc dạy học toán
Đối tượng khảo sát : Học sinh khối lớp 8,9.
+Các tiết dạy trên lớp, dạy bồi dưỡng học sinh giỏi toán 6,7,8,9 từ năm 2011 đến nay.
+Tham khảo tài liệu, chuẩn kiến thức của bộ GD&ĐT, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên, các loại sách tham khảo.
+Các tiết sinh hoạt chuyên đề trong tổ chuyên môn.
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG I: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI.
Để thực hiện đề tài này tôi nghiên cứu trong các tài liệu và từ thực tế.
a.Nghiên cứu tài liệu:
-Trong nhiều năm liền tôi đã tích cực tham khảo và nghiên cứu tài liệu liên quan đến chủ đề của sáng kiến kinh nghiệm, tích góp những nội dung, những kinh nghiệm quan trọng về bất đẳng thức theo trình tự từ lớp 6à9 cho từng dạng bài toán riêng.
b.Nghiên cứu từ thực tế:
b.1 Điều tra từ thực tế: Trước khi viết đề tài tôi tiến hành làm bài kiểm tra 15 em học sinh Toán khối 8,9 của trường THCS.
b.2 Phân tích tổng hợp giữa lý luận và thực tiễn:
-Trên cơ sở những lý luận về đổi mới phương pháp dạy học và thực tế học sinh của trường tôi tiến hành nghiên cứu nội dung chứng minh bất đẳng thức và thiết kế hoạt động dạy học này theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh và khi giảng dạy tôi kiểm tra, so sánh các yêu cầu sau:
+Tích cực suy nghĩ lĩnh hội kiến thức, rèn luyện kĩ năng.
+Phát triển tư duy khái quát hóa, tổng hợp hóa.
+Sáng tạo trong cách giải bài tập, mạnh dạn trình bày và bảo vệ ý kiến, quan điểm cá nhân.
+Rèn luyện kĩ năng bộ môn Toán.
Cùng những kinh nghiệm của đồng nghiệp, từ thực tế lên lớp, qua những tiết bồi dưỡng học sinh giỏi. Bản thân luôn có sự thử nghiệm, so sánh và ghi chép những điều cần thiết cho tiết dạy sau tốt hơn, hiệu quả hơn tiết dạy trước.
-Thực hiện chuyên đề về “các dạng toán về bất đẳng thức thường gặp ” trong tổ chuyên môn để tranh thủ tiếp thu những ý kiến đóng góp của đồng nghiệp trong tổ.
- Học sinh thường gặp những bài toán về bất đẳng thức mà không biết phải sử dụng phương pháp nào để chứng minh nên lúng túng trong biến đổi,tính toán
+ A>B
+ A>B và B >C
+ A>B A+C >B + C
+ A>B và C > D A+C > B + D
+ A>B và C > 0 A.C > B.C
+ A>B và C < 0 A.C < B.C
+ 0 < A < B và 0 < C <D 0 < A.C < B.D
+ A > B > 0 A > B
+ A > B A > B với n lẻ
+ > A > B với n chẵn
+ m > n > 0 và A > 1 A >A
+ m > n > 0 và 0 <A < 1 A < A
+A < B và A.B > 0
+ A 0 với A ( dấu = xảy ra khi A = 0 )
+ An 0 vớiA ( dấu = xảy ra khi A = 0 )
+ với (dấu = xảy ra khi A = 0 )
+ - < A =
+ ( dấu = xảy ra khi A.B > 0)
+ ( dấu = xảy ra khi A.B < 0)
2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC
2.1. PHƯƠNG PHÁP DÙNG ĐỊNH NGHĨA
KIẾN THỨC : Để chứng minh A > B
Ta chứng minh A –B > 0
Lưu ý dùng hằng bất đẳng thức M 0 với" M
Ví dụ 1 " x, y, z chứng minh rằng :
a) x + y + z xy+ yz + zx
b) x + y + z 2xy – 2xz + 2yz
c) x + y + z+3 2 (x + y + z)
Giải:
a) Ta xét hiệu
x + y + z- xy – yz - zx
=.2 .( x + y + z- xy – yz – zx)
=đúng với mọi x;y;z
Vì (x-y)2 0 với"x ; y Dấu bằng xảy ra khi x=y
(x-z)2 0 với"x ; z Dấu bằng xảy ra khi x=z
(y-z)2 0 với" z; y Dấu bằng xảy ra khi z=y
Vậy x + y + z xy+ yz + zx
Dấu bằng xảy ra khi x = y =z
b)Ta xét hiệu
x + y + z- ( 2xy – 2xz +2yz )
= x + y + z- 2xy +2xz –2yz
=( x – y + z) đúng với mọi x;y;z
Vậy x + y + z 2xy – 2xz + 2yz đúng với mọi x;y;z
Dấu bằng xảy ra khi x+y=z
c) Ta xét hiệu
x + y + z+3 – 2( x+ y +z )
= x- 2x + 1 + y -2y +1 + z-2z +1
= (x-1)+ (y-1) +(z-1) 0
Dấu(=)xảy ra khi x=y=z=1
Ví dụ 2: chứng minh rằng :
a) ;b)
c) Hãy tổng quát bài toán
GIẢI
a) Ta xét hiệu
=
=
=
Vậy
Dấu bằng xảy ra khi a=b
b)Ta xét hiệu
=
Vậy
Dấu bằng xảy ra khi a = b =c
c)Tổng quát
Tóm lại các bước để chứng minh AB theo định nghĩa
Buớc 1: Ta xét hiệu H = A - B
Buớc 2:Biến đổi H=(C+D)hoặc H=(C+D)+...+(E+F)
Buớc 3:Kết luận A ³ B
2. 2. PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHÉP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG
LƯU Ý:
Ta biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với bất đẳng thức đúng hoặc bất đẳng thức đã được chứng minh là đúng.
Chú ý các hằng đẳng thức sau:
Ví dụ 1:
Cho a, b, c, d,e là các số thực chứng minh rằng
a)
b)
c)
Giải:
a)
(bất đẳng thức này luôn đúng)
Vậy (dấu bằng xảy ra khi 2a=b)
b)
Bất đẳng thức cuối đúng.
Vậy
Dấu bằng xảy ra khi a=b=1
c)
Bất đẳng thức đúng vậy ta có điều phải chứng minh
VÍ DỤ 2:
Chứng minh rằng:
Giải:
a2b2(a2-b2)(a6-b6) 0 a2b2(a2-b2)2(a4+ a2b2+b4) 0
Bất đẳng thức cuối đúng vậy ta có điều phải chứng minh
VÍ DỤ 3: cho x.y =1 và x.y
Chứng minh
Giải:
vì :xy nên x- y 0 x2+y2 ( x-y
x2+y2- x+y 0 x2+y2+2- x+y -2 0
x2+y2+()2- x+y -2xy 0 vì x.y=1 nên 2.x.y=2
(x-y-)2 0 Điều này luôn luôn đúng . Vậy ta có điều phải chứng minh
2. 3. PHƯƠNG PHÁPDÙNG BẤT ĐẲNG THỨC QUEN THUỘC MỘT SỐ BẤT ĐẲNG THỨC HAY DÙNG
1) Các bất đẳng thức phụ:
a)
b) dấu( = ) khi x = y = 0
c)
d)
2)Bất đẳng thức Cô sy: Với
3)Bất đẳng thức Bunhiacopski
4) Bất đẳng thức Trê- b-sép:
Nếu
Nếu
Dấu bằng xảy ra khi
VÍ DỤ 1 Cho a, b ,c là các số không âm chứng minh rằng
(a+b)(b+c)(c+a)8abc
Giải:
Cách 1:Dùng bất đẳng thức phụ:
Tacó ; ;
(a+b)(b+c)(c+a)8abc
Dấu “=” xảy ra khi a = b = c
VÍ DỤ 2(tự giải): 1)Cho a,b,c>0 và a+b+c=1 CMR: 2) Cho x,y,z>0 và x+y+z=1 CMR:x+2y+z
3)Cho a>0 , b>0, c>0
CMR:
4)Cho x,y thỏa mãn CMR: x+y
VÍ DỤ 3: Cho a>b>c>0 và chứng minh rằng
Giải:
Do a,b,c đối xứng ,giả sử abc
áp dụng BĐT Trê- bư-sép ta có
==
Vậy Dấu bằng xảy ra khi a=b=c=
VÍ DỤ 4:
Cho a,b,c,d>0 và abcd =1 .Chứng minh rằng :
Giải:
Ta có
Do abcd =1 nên cd = (dùng )
Ta có (1) Mặt khác:
=(ab+cd)+(ac+bd)+(bc+ad)
=
Vậy
2.4. PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TÍNH CHẤT BẮC CẦU
LƯU Ý: A>B và B>C thì A>C ; 0< x <1 thì x<x
VÍ DỤ 1:
Cho a, b, c ,d >0 thỏa mãn a> c+d , b>c+d
Chứng minh rằng ab >ad+bc
Giải:
Tacó
(a-c)(b-d) > cd
ab-ad-bc+cd >cd
ab> ad+bc (điều phải chứng minh)
VÍ DỤ 2:
Cho a,b,c>0 thỏa mãn
Chứng minh
Giải:
Ta có :( a+b- c)2= a2+b2+c2+2( ab –ac – bc) 0
ac+bc-ab ( a2+b2+c2)
ac+bc-ab 1 Chia hai vế cho abc > 0 ta có
VÍ DỤ 3
Cho 0 < a,b,c,d <1 Chứng minh rằng (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > 1-a-b-c-d
Giải:
Ta có (1-a).(1-b) = 1-a-b+ab
Do a>0 , b>0 nên ab>0
(1-a).(1-b) > 1-a-b (1)
Do c <1 nên 1- c >0 ta có
(1-a).(1-b) ( 1-c) > 1-a-b-c
(1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > (1-a-b-c) (1-d)
=1-a-b-c-d+ad+bd+cd
(1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > 1-a-b-c-d
(Điều phải chứng minh
2.5. PHƯƠNG PHÁP DÙNG TÍNH CHẤT CỦA TỶ SỐ
* KIẾN THỨC
1) Cho a, b ,c là các số dương thì
a – Nếu thì
b – Nếu thì
2)Nếu b,d >0 thì từ
VÍ DỤ 1 :
Cho a,b,c,d > 0 .Chứng minh rằng
Giải :
Theo tính chất của tỉ lệ thức ta có
(1)
Mặt khác : (2)
Từ (1) và (2) ta có
< < (3)
Tơng tự ta có
(4)
(5)
(6)
cộng vế với vế của (3); (4); (5); (6) ta có
điều phải chứng minh
VÍ DỤ 2 :
Cho:< và b,d > 0 .Chứng minh rằng <
Giải: Từ <
Vậy < điều phải chứng minh
VÍ DỤ 3 : Cho a;b;c;dlà các số nguyên dương thỏa mãn : a+b = c+d =1000
tìm giá trị lớn nhất của
GIẢI : Không mất tính tổng quát ta giả sử : Từ :
vì a+b = c+d
a, Nếu :b thì 999
b, Nếu: b=998 thì a=1 =Đạt giá trị lớn nhất khi d= 1; c=999
Vậy giá trị lớn nhất của =999+khi a=d=1; c=b=99
2.6. PHƯƠNG PHÁP LÀM TRỘI
* LƯU Ý:
Dùng các tính bất đẳng thức để đa một vế của bất đẳng thức về dạng tính
được tổng hữu hạn hoặc tích hữu hạn.
(*) Phuơng pháp chung để tính tổng hữu hạn :
S =
Ta cố gắng biến đổi số hạng tổng quát u về hiệu của hai số hạng liên tiếp nhau:
Khi đó :
S =
(*) Phuơng pháp chung về tính tích hữu hạn
P =
Biến đổi các số hạng về thương của hai số hạng liên tiếp nhau:
=
Khi đó P =
VÍ DỤ 1 :
Với mọi số tự nhiên n >1 chứng minh rằng
Giải:
Ta có với k = 1,2,3,…,n-1
Do đó:
VÍ DỤ 2 :
Chứng minh rằng:
Với n là số nguyên
Giải :
Ta có
Khi cho k chạy từ 1 đến n ta có
1 > 2
………………
Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có
2. 7. PHƯƠNG PHÁP DÙNG BẤT ĐẲNG THỨC TRONG TAM GIÁC
LƯU Ý: Nếu a;b;c là số đo ba cạnh của tam giác thì : a;b;c> 0
Và |b-c| < a < b+c ; |a-c| < b < a+c ; |a-b| < c < b+a
VÍ DỤ: Cho a;b;c là số đo ba cạnh của tam giác chứng minh rằng
a, a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)
b, abc>(a+b-c).(b+c-a).(c+a-b)
Giải
a)Vì a,b,c là số đo 3 cạnh của một tam giác nên ta có
Þ
Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có
a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)
b) Ta có a > êb-c ï Þ > 0
b > êa-c ï Þ > 0
c > êa-b ï Þ
Nhân vế các bất đẳng thức ta được
2.8: PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ
VÍ DỤ 1:
Cho a,b,c > 0 Chứng minh rằng (1)
Giải :
Đặt x=b+c ; y=c+a ;z= a+b ta có a= ; b = ; c =
ta có (1)
(
Bất đẳng thức cuối cùng đúng vì ( ; nên ta có điều phải chứng minh
VÍ DỤ 2:
Cho a,b,c > 0 và a+b+c <1
Chứng minh rằng
(1)
Giải:
Đặt x = ; y = ; z =
Ta có
(1) Với x+y+z < 1 và x ,y,z > 0
Theo bất đẳng thức Côsi ta có
3.
3. .
Mà x+y+z < 1
Vậy (đpcm)
Bài tập
1) Cho a > 0 , b > 0 , c > 0 CMR:
2)Tổng quát m, n, p, q, a, b >0
CMR
2.9 PHƯƠNG PHÁP DÙNG TAM THỨC BẬC HAI
LƯU Ý :
Cho tam thức bậc hai
Nếu thì
Nếu thì
Nếu thì với hoặc ()
với
VÍ DỤ 1:
Chứng minh rằng
(1)
Giải:
Ta có (1)
Vậy với mọi x, y
VÍ DỤ2:
Chứng minh rằng
Giải:
Bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với
Ta có
Vì a = vậy (đpcm)
2.10: PHƯƠNG PHÁP DÙNG QUY NẠP TOÁN HỌC KIẾN THỨC:
Để chứng minh bất đẳng thức đúng với ta thực hiện các bước sau :
1 – Kiểm tra bất đẳng thức đúng với
2 - Giả sử BĐT đúng với n =k (thay n =k vào BĐT cần chứng minh được gọi là giả thiết quy nạp )
3- Ta chứng minh bất đẳng thức đúng với n = k +1 (thay n = k+1vào BĐT cần chứng minh rồi biến đổi để dùng giả thiết quy nạp)
4 – kết luận BĐT đúng với mọi
VÍ DỤ 1:
Chứng minh rằng
(1)
Giải :
Với n =2 ta có (đúng)
Vậy BĐT (1) đúng với n =2
Giả sử BĐT (1) đúng với n =k ta phải chứng minh
BĐT (1) đúng với n = k+1
Thật vậy khi n =k+1 thì
(1)
Theo giả thiết quy nạp
k2+2k<k2+2k+1 Điều này đúng .Vậy bất đẳng thức (1) được chứng minh
2.11. PHƯƠNG PHÁP CHỨNG MINH PHẢN CHỨNG
LƯU Ý:
1) Giả sử phải chứng minh bất đẳng thức nào đó đúng , ta hãy giả sử bất đẳng thức đó sai và kết hợp với các giả thiết để suy ra điều vô lý , điều vô lý có thể là điều trái với giả thiết , có thể là điều trái ngược nhau .Từ đó suy ra bất đẳng thức cần chứng minh là đúng
2) Giả sử ta phải chứng minh luận đề “G K”
phép toán mệnh đề cho ta :
Như vậy để phủ định luận đề ta ghép tất cả giả thiết của luận đề với phủ định kết luận của nó .
Ta thường dùng 5 hình thức chứng minh phản chứng sau :
A - Dùng mệnh đề phản đảo :
B – Phủ định rôi suy trái giả thiết :
C – Phủ định rồi suy trái với điều đúng
D – Phủ định rồi suy ra 2 điều trái ngợc nhau
E – Phủ định rồi suy ra kết luận :
VÍ DỤ 1:
Cho ba số a,b,c thỏa mãn a +b+c > 0 , ab+bc+ac > 0 , abc > 0
Chứng minh rằng a > 0 , b > 0 , c > 0
Giải :
Giả sử a 0 thì từ abc > 0 a 0 do đó a < 0
Mà abc > 0 và a < 0 cb < 0
Từ ab+bc+ca > 0 a(b+c) > -bc > 0
Vì a < 0 mà a(b +c) > 0 b + c < 0
a < 0 và b +c < 0 a + b +c < 0 trái giả thiết a+b+c > 0
Vậy a > 0 tương tự ta có b > 0 , c > 0
VÍ DỤ 2:
Cho 4 số a , b , c ,d thỏa mãn điều kiện
ac 2.(b+d) .Chứng minh rằng có ít nhất một trong các bất đẳng thức sau là sai:
,
Giải : Giả sử 2 bất đẳng thức : , đều đúng khi đó cộng các vế ta được
(1)
Theo giả thiết ta có 4(b+d) 2ac (2)
Từ (1) và (2) hay (vô lý)
Vậy trong 2 bất đẳng thức và có ít nhất một các bất đẳng thức sai
VÍ DỤ 3:
Cho x,y,z > 0 và xyz = 1. Chứng minh rằng
Nếu x+y+z > thì có một trong ba số này lớn hơn 1
Giải :
Ta có (x-1).(y-1).(z-1) =xyz – xy- yz + x + y+ z –1
=x + y + z – () vì xyz = 1
theo giả thiết x+y +z >
nên (x-1).(y-1).(z-1) > 0
Trong ba số x-1 , y-1 , z-1 chỉ có một số dương
Thật vậy nếu cả ba số dương thì x,y,z > 1 xyz > 1 (trái giả thiết)
Còn nếu 2 trong 3 số đó dương thì (x-1).(y-1).(z-1) < 0 (vô lý)
Vậy có một và chỉ một trong ba số x , y,z lớn hơn 1
1) Cho abc = 1 và . . Chứng minh rằngb2+c2> ab+bc+ac
Giải
Ta có hiệu: b2+c2- ab- bc – ac
= b2+c2- ab- bc – ac
= ( b2+c2- ab– ac+ 2bc) +3bc
=(-b- c)2 +
=(-b- c)2 +>0 (vì abc=1 và a3 > 36 nên a >0 )
Vậy : b2+c2> ab+bc+ac Điều phải chứng minh
2) Chứng minh rằng
a)
b) với mọi số thực a , b, c ta có
c)
Giải :
a) Xét hiệu
H =
=
H0 ta có điều phải chứng minh
b) Vế trái có thể viết
H =
H > 0 ta có điều phải chứng minh
c) vế trái có thể viết
H =
H 0 ta có điều phải chứng minh
1) Cho x > y và xy =1 .Chứng minh rằng
Giải :
Ta có (vì xy = 1)
Do đó BĐT cần chứng minh tương đương với
BĐT cuối đúng nên ta có điều phải chứng minh
2) Cho xy 1 .Chứng minh rằng
Giải :
Ta có
BĐT cuối này đúng do xy > 1 .Vậy ta có điều phải chứng min
1) Cho a , b, c là các số thực và a + b +c =1
Chứng minh rằng
Giải :
áp dụng BĐT BunhiaCôpski cho 3 số (1,1,1) và (a,b,c)
Ta có
(vì a+b+c =1 ) (đpcm)
2) Cho a,b,c là các số dương
Chứng minh rằng (1)
Giải : (1)
áp dụng BĐT phụ Với x,y > 0
Ta có BĐT cuối cùng luôn đúng
Vậy (đpcm)
1) Cho 0 < a, b,c <1 .Chứng minh rằng :
Giải :
Do a <1 <1 và b <1
Nên
Hay (1)
Mặt khác 0 <a,b <1 ;
Vậy
Tương tự ta có
(đpcm)
2) So sánh 31 và 17
Giải :
Ta thấy <
Mặt khác
Vởy 31 < 17 (đpcm)
VD 1) Cho a ,b ,c ,d > 0 .Chứng minh rằng :
Giải :
Vì a ,b ,c ,d > 0 nên ta có
(1)
(2)
(3)
Cộng các vế của 4 bất đẳng thức trên ta có :
(đpcm)
VD 2) Cho a ,b,c là số đo ba cạnh tam giác
Chứng minh rằng
Giải :
Vì a ,b ,c là số đo ba cạnh của tam giác nên ta có a,b,c > 0
Và a < b +c ; b <a+c ; c < a+b
Từ (1)
Mặt khác
Vậy ta có Tương tự ta có
Cộng từng vế ba bất đẳng thức trên ta có :
(đpcm)
3.6. PHƯƠNG PHÁP LÀM TRỘI
VD 1) Chứng minh BĐT sau :
a)
b)
Giải :
a) Ta có
Cho n chạy từ 1 đến k .Sau đó cộng lại ta có
(đpcm)
b) Ta có
< (đpcm)
LƯU Ý
- Nếu f(x) A thì f(x) có giá trị nhỏ nhất là A
- Nếu f(x) B thì f(x) có giá trị lớn nhất là B
Ví dụ 1 :
Tìm giá trị nhỏ nhất của :
T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4|
Giải :
Ta có |x-1| + |x-4| = |x-1| + |4-x| |x-1+4-x| = 3 (1)
Và (2)
Vậy T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4| 1+3 = 4
Ta có từ (1) Dấu bằng xảy ra khi
(2) Dấu bằng xảy ra khi
Vậy T có giá trị nhỏ nhất là 4 khi
Ví dụ 2 :
Tìm giá trị lớn nhất của
S = xyz.(x+y).(y+z).(z+x) với x,y,z > 0 và x+y+z =1
Giải :
Vì x,y,z > 0 ,áp dụng BĐT Côsi ta có
x+ y + z
áp dụng bất đẳng thức Côsi cho x+y ; y+z ; x+z ta có
Dấu bằng xảy ra khi x=y=z=
Vậy S
Vậy S có giá trị lớn nhất là khi x=y=z=
Ví dụ 3 : Cho xy+yz+zx = 1
Tìm giá trị nhỏ nhất của
Giải :
Áp dụng BĐT Bunhiacốpski cho 6 số (x,y,z) ;(x,y,z)
Ta có
(1)
Ap dụng BĐT Bunhiacốpski cho () và (1,1,1)
Ta có
Từ (1) và (2)
Vậy có giá trị nhỏ nhất là khi x=y=z=
Ví dụ 4 :
Trong tam giác vuông có cùng cạnh huyền , tam giác vuông nào có diện tích lớn nhất
Giải :
Gọi cạnh huyền của tam giác là 2a
Đường cao thuộc cạnh huyền là h
Hình chiếu các cạnh góc vuông lên cạnh huyền là x,y
Ta có S =
Vì a không đổi mà x+y = 2a
Vậy S lớn nhất khi x.y lớn nhất
Vậy trong các tam giác có cùng cạnh huyền thì tam giác vuông cân có diện tích lớn nhất
Ví dụ 1 :
Giải phương trình sau
Giải :
Ta có
Vậy
Dấu ( = ) xảy ra khi x+1 = 0 x = -1
Vậy khi x = -1
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = -1
Ví dụ 2 :
Giải phương trình
Giải :
áp dụng BĐT BunhiaCốpski ta có :
Dấu (=) xảy ra khi x = 1
Mặt khác
Dấu (=) xảy ra khi y = -
Vậy khi x =1 và y =-
Vậy nghiệm của phương trình là
Ví dụ 3 :
Giải hệ phương trình sau:
Giải : áp dụng BĐT Côsi ta có
Vì x+y+z = 1)
Nên
Dấu (=) xảy ra khi x = y = z =
Vậy có nghiệm x = y = z =
VD1) Tìm các số nguyên x,y,z thoả mãn
Giải :
Vì x,y,z là các số nguyên nên
(*)
Mà
Các số x,y,z phải tìm là
Ví dụ 2:
Tìm nghiệm nguyên dương của phơng trình
Giải :
Không mất tính tổng quát ta giả sử
Ta có
Mà z nguyên dương vậy z = 1
Thay z = 1 vào phương trình ta được
Theo giả sử xy nên 1 = mà y nguyên dương
Nên y = 1 hoặc y = 2
Với y = 1 không thích hợp
Với y = 2 ta có x = 2
Vậy (2 ,2,1) là một nghiệm của phương trình
Hoán vị các số trên ta đợc các nghiệm của phương trình
là (2,2,1) ; (2,1,2) ; (1,2,2)
Với phương pháp nghiên cứu như trên tôi đã hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm“Các dạng toán về bất đẳng thức đối với học sinh lớp 8,9”
Trước khi viết đề tài tôi tiến hành làm bài kiểm tra 15 em học sinh Toán khối 8 của trường thống kê được kết quả như sau:
Khối
|
Điểm
Số lượng
|
1à2
|
3à4
|
5à6
|
7à8
|
9à10
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
8
|
15
|
8
|
53.3%
|
5
|
33.3%
|
2
|
3.4%
|
|
|
|
|
Sau khi giảng dạy đề tài (dạng 1, 2, 3) tôi tiến hành làm bài kiểm tra kết quả thống kê như sau:
Khối
|
Điểm
Số lượng
|
1à2
|
3à4
|
5à6
|
7à8
|
9à10
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
SL
|
TL
|
8
|
15
|
|
|
|
|
3
|
20%
|
8
|
53,3%
|
4
|
27,6%
|
Ý nghĩa và hiệu quả thực tiễn:
Sáng kiến kinh nghiệm trên đã được thử nghiệm và áp dụng để bồi dưỡng học sinh giỏi của trường tôi. Trong thời gian áp dụng đề tài cho thấy học sinh tiếp thu nhanh vận dụng vào giải bài tập nhanh, khoa học, chính xác.Nhiều em còn đề xuất những hướng giải khác và tổng quát hóa bài toán. Các em ngày càng yêu thích môn Toán hơn chính vì thế mà học sinh giỏi môn Toán các cấp của trường tôi ngày càng tăng về số lượng và chất lượng
Tuy nhiên bên cạnh đó một số ít học sinh còn chưa chịu khó nghiên cứu tài liệu và trao dồi học hỏi bạn bè, nên đôi khi còn lúng túng trong việc vận dụng các phương pháp trên.Do đó trong quá trình giảng dạy đề tài tôi luôn kiểm tra, đánh giá cụ thể từng bài, từng em trong từng giai đoạn để việc giảng dạy, bồi dưỡng được tốt hơn.
+ Đối với cấp quản lí:Cần tổ chức sinh hoạt chuyên đề về đề tài bất đẳng thức nói riêng và nhiều đề tài khác nói chung để giáo viên có điều kiện trao đồi, nghiên cứu nhiều hơn.
+ Đối với giáo viên:Phải tự học tự nghiên cứu nắm vững nội dung bất đẳng thức đối với cấp THCS để việc giảng dạy và áp dụng được tốt hơn.
Với sự cố gắng thực hiện tích cực các tiết dạy về bất đẳng thức, Trong nhiều năm qua bản thân đã tích góp được một số kinh nghiệm cần thiết. Mong rằng sáng kiến kinh nghiệm này là một tài liệu hữu ích cho đồng nghiệp tham khảo, tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Sự đóng góp ý kiến của quí thầy cô cho đề tài sẽ là nguồn khích lệ, động viên lớn lao cho bản thân ngày càng cố gắng hơn nữa, cống hiến nhiều hơn nữa cho sự nghiệp giáo dục.
************
1- NÂNG CAO VÀ PHÁT TRIỂN TOÁN 8,9
Tác giả : Bùi Văn Tuyên
2 – TOÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH ĐẠI SỐ 9
- NHÀ XUẤT BẢN HÀ NỘI
Tác giả : Vũ Hữu Bình – Tôn Thân - Đỗ Quang Thiều
3 – SÁCH GIÁO KHOA ĐẠI SỐ 8,9
4 – TOÁN NÂNG CAO ĐẠI SỐ, 500 BÀI TOÁN CHỌN LỌC 8,9