a-b
≤2,
c-a
≤2,
b-c
≤2.证明:从已知条件和待证明的内容分析,这应该是一个抽屉原理的模型。待求证的内容两边平方后得(a-b)2≤4,(c-a)2≤4,(b-c)2≤4,这样基本上思路就出来了:a+b+c≤4两边平方,得:a2+b2+c22ab2bc2ac=[2a2+2b2+2c22ab2bc2ac]+3ab+3bc+3ac=[(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2]+3ab+3bc+3ac≤16;即:(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2≤32-6(ab+bc+ac)≤8;①假设三个不等式中最多一个成立,即其中至少两个绝对值大于2---反证法,逆否命题显然,当3个式子都大于2时,不等式①不成立,当其中两个式子大于2时,不妨假设
c-a
2和
b-c
2,那么(a-b)2≤8-(b-c)2-(a-c)28-4-4=0,这与平方数的非负性矛盾,因此命题得证。四、练一练1、将一条20cm长的铁丝剪成两段,每段都围成一个正方形,求这两个正方形面积的最小值。2、若xy=6,x2+y2=12,求证x=y。3、已知a+b+c=0,a2+b2+c2=1,求(1)ab+bc+ac的值;(2)a4+b4+c4的值。4、因式分解:a2b2-a2+4ab-b2+1.5、已知a、b、c、d是整数,那么m=a2+b2,n=c2+d2,求证:mn也可以表示成两个整数的平方和。6、已知有理数a、b、c满足a+b=8,ab=c2+16,求a2+b2+c2的值。7、已知a4+b4+c4+d4=4abcd,且a、b、c、d都是正数,求证a=b=c=d。8、探索、研究:仪器箱按如图所示的方式堆放(自下而上依次为第1层、第2层、……),受堆放条件限制,推放时应符合下列条件:每层维放仪器箱的个数a,与层数n之间满足关系式an=n2-32n+,n为正整数。(1)求a5和a6的值。(2)第n层比第(n+1)层多堆放多少个仪器箱?(用含n的代数式表示)(3)如果不考虑仪器箱堆放所承受的压力,请根据题设条件判断仪器箱最多可以堆放几层,并说明理由;(4)设每个仪器箱重54N(牛顿),每个仪器箱能承受的最大压力为N,并且堆放时,每个仪器箱承受的压力是均匀的。①若仪器箱仅堆放第1,2两层,求第1层中每个仪器箱承受的平均压力;②在确保仪器箱不被损坏的情况下,仪器箱最多可以堆放几层?为什么?答案:1、设一段铁丝长xcm,则另一段为(20-x)cm,则面积和=[x2+(20—x)2],用配方法或者不等式都可以证明:当且仅当x=20-x时,即x=10cm时,面积最小12.5cm2;当x=0或者20cm时,面积和最大25cm2。2、2式减去1式乘以2,得(x-y)2=0,得证。3、(1)(a+b+c)2=a2+b2+c22ab2bc2ac=1+2(ab+bc+ac)=0,ab+bc+ac=-0.5;(2)(ab+bc+ac)2=a2b2+b2c2+a2c2+2ab2c+2a2bc+2abc2=a2b2+b2c2+a2c2+2abc(a+b+c)=a2b2+b2c2+a2c2=0.25(a2+b2+c2)2=a4+b4+c4+2(a2b2+b2c2+a2c2)=a4+b4+c4+0.5=1;∴a4+b4+c4=0.54、a2b2-a2+4ab-b2+1=a2b2+2ab+1-a2+2ab-b2=(ab+1)2-(a-b)2=(ab+a-b+1)(ab-a+b+1)5、mn=(a2+b2)(c2+d2)=a2c2+a2d2+b2c2+b2d2=a2c2+b2d2+(a2d2+b2c2)=(ac+bd)2-2abcd+(ad-bc)2+2abcd=(ac+bd)2+(ad-bc)2.证毕。6、消元法,a=8-b代入,解得a=b=4,c=0,所求结果为32.7、移项后得0=a4+b4+c4+d4-4abcd=(a2-b2)2+2a2b2+(c2-d2)2+2c2d2-4abcd=(a2-b2)2+(c2-d2)2+2(ab-cd)2命题得证。8、(1)a5=,a6=91(2)an-an+1=n2-32n+-[(n+1)2-32(n+1)+]=31-2n用(1)的结果代入,正确。(3)an0,由题(2)以及图片信息,an-an+10,即31-2n0,即n最大15,代入表达式得a15=-8,a14=-5,a13=0(初一没有学一元二次不等式,我们可以用这种方法慢慢逼近答案),如果学过一元二次不等式后,n2-32n+0,即(n-13)(n-19)0,即n13或n19(舍去),最多12层。(4)①第2层共个,第一层共个,根据题意*54N②这个题目有点复杂,不一定第一层(最下面)所受的压力最大,我们必须经过计算才能得出正确的结果。但是命题人出题时以及他自己解答时应该没有想到这点,因此网上的答案都是错误的或者说不完整的。由于总共12层,我们不妨把每层数量列出表格考虑第一层的压力上限:*=N;因此最多能压个箱子。+++=594,而++++91=685,即最多放5层;考虑第二层上面最多能堆的箱子数量:*,满足;考虑第三层上面最多能堆的箱子数量:*,满足;考虑第四层上面最多能堆的箱子数量:*=,满足。因此,最多堆放5层。