数的平均数定理,再据不等式性质推导出证明的结论。
证明:∵,、、,∴,
∴,∴。
同理:,
将三式相加得。
∴
。
∴。
评注:在运用综合法证明不等式时,常利用不等式的基本性质,如同向不等式相加,同向不等式相乘等,但在运用这些性质时,一定要注意这些性质成立的前提条件。
例2 当一个圆与一个正方形的周长相等时,这个圆的面积比正方形的面积大。
分析:应用分析法证题时,语气总是假定的,通常用"欲证只需证"的语句,在证明过程中一个终结代替另一个终结时,必须注意它们间的等价性。
证明:设圆和正方形的周长为,依题意,圆的面积为,正方形的面积为,因此本题只需证明。
为了证明成立,只需证明,
两边同乘以正数得,因此,只需证明。
因为上式是成立的,所以。
这就证明了,如果一个圆和一个正方形的周长相等,那么这个圆的面积比这个正方形的面积大。
评注:在分析法证明中,从结论出发的每一个步骤所得到的判断都是结论成立的充分条件,最后一步归结到已被证明了的事实。因此,从最后一步可以倒推回去,直到结论,但这个倒推过程可以省略。