题目
1.设a为有理数,x为无理数.证明:-|||-(1) a+x 是无理数;(2)当-|||-neq 0 时,ax是无理数.-|||-2.试在数轴上表示出下列不等式的解:-|||-(1) ((x)^2-1)gt 0;-|||-(2) |x-1|lt |x-3|;-|||-(3) sqrt (x-1)-sqrt (2x-1)geqslant sqrt (3x-2).-|||-3.设a, in R. 证明:若对任何正数ε,有 |a-b|lt c, 则 =b.-|||-4.设 neq 0, 证明 |x+dfrac (1)(x)|geqslant 2, 并说明其中等号何时成立.-|||-5.证明:对任何 in R, 有-|||-(1) |x-1|+|x-2|geqslant 1;-|||-并说明等号何时成立.-|||-(2) |x-1|+|x-2|+|x-3|geqslant 2.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查绝对值不等式的证明,涉及均值不等式(AM-GM)的应用和代数变形技巧,同时需要考虑变量的正负性对结果的影响。
解题核心思路:
- 分类讨论:根据$x$的正负性,分别处理绝对值表达式。
- 均值不等式:对正数$x$直接应用AM-GM不等式;对负数$x$,通过变量代换转化为正数情形。
- 平方消去绝对值:通过平方两边将绝对值不等式转化为代数不等式,结合$x^2 + \frac{1}{x^2} \geq 2$的结论完成证明。
破题关键点:
- 明确$x \neq 0$,避免分母为零。
- 等号成立条件需同时满足$x^2 = 1$,即$x = \pm 1$。
证明:
-
当$x > 0$时:
由算术-几何均值不等式,对正数$x$和$\frac{1}{x}$,有:
$\frac{x + \frac{1}{x}}{2} \geq \sqrt{x \cdot \frac{1}{x}} = 1$
两边乘以2得:
$x + \frac{1}{x} \geq 2$
因此:
$\left|x + \frac{1}{x}\right| = x + \frac{1}{x} \geq 2$
等号成立当且仅当$x = \frac{1}{x}$,即$x = 1$。 -
当$x < 0$时:
令$y = -x$,则$y > 0$,原式可变形为:
$\left|x + \frac{1}{x}\right| = \left| -y - \frac{1}{y} \right| = y + \frac{1}{y}$
同理应用AM-GM不等式得:
$y + \frac{1}{y} \geq 2$
因此:
$\left|x + \frac{1}{x}\right| \geq 2$
等号成立当且仅当$y = \frac{1}{y}$,即$y = 1$,对应$x = -1$。 -
综合两种情况:
当$x = \pm 1$时,等号成立。