Bất đẳng thức - Đại số toán lớp 10

1. Ôn tập bất đẳng thức

1.1. Khái niệm bất đẳng thức
Các mệnh đề dạng "\(a> b\) " hoặc "\(a< b\) " được gọi là bất đẳng thức.
1.2. Bất đẳng thức hệ quả và bất đẳng thức tương đương
Nếu mệnh đề "\(a< b \Rightarrow c< d\) " đúng thì ta nói bất đẳng thức \(c < d\) là bất đẳng thức hệ quả của bất đẳng thức \(a< b\) và cũng viết là \(a< b \Rightarrow c< d\).
Nếu bất đẳng thức \(a< b\) là hệ quả của bất đẳng thức \(c< d\) và ngược lại thì ta nói hai bất đẳng thức tương đương với nhau và viết là \(a< b \Leftrightarrow c< d\).
1.3. Tính chất của bất đẳng thức
- Cộng hai vế của bất đẳng thức với một số : \(a< b \Leftrightarrow a+c < b+c\)
- Nhân hai vế của bất đẳng thức với một số : \(a< b \Leftrightarrow ac < bc (c>0)\)
                                                                          \(a< b \Leftrightarrow ac > bc (c<0)\)
- Cộng hai bất đẳng thức cùng chiều : \(a< b, c< d \Rightarrow a+c < b+d\)
- Nhân hai bất đẳng thức cùng chiều : \(a< b, c< d \Rightarrow ac < bd (a>0, c>0)\)
- Nâng hai vế của bất đẳng thức lên một lũy thừa : \(a< b \Leftrightarrow a^{2n+1} < b^{2n+1} (n\in N^*)\)
                                                                                  \(a< b \Leftrightarrow a^{2n} < b^{2n} (n\in N^*, a>0)\)
- Khai căn hai vế của một bất đẳng thức : \(a< b \Leftrightarrow \sqrt{a}< \sqrt{b}(a>0)\)
                                                                    \(a< b \Leftrightarrow \sqrt[3]{a} < \sqrt[3]{b}\)

2. Bất đẳng thức giữa trung bình cộng và trung bình nhân (bất đẳng thức Cô-si)

2.1. Bất đẳng thức Cô-si
Định lí
Trung bình nhân của hai số không âm nhỏ hơn hoặc bằng trung bình công của chúng.
                                             \(\sqrt{ab}\leq \frac{a+b}{2}, \forall a,b \geq 0\)
Đẳng thức \(\sqrt{ab}= \frac{a+b}{2}\) xảy ra khi và chỉ khi \(a=b\).
2.2. Các hệ quả
Hệ quả 1
Tổng của một số dương với nghịch đảo của nó lớn hơn hoặc bằng 2.
                                                 \(a+\frac{1}{a}\geq 2, \forall a>0\)
Hệ quả 2
Nếu \(x,y\) cùng dương và có tổng không đổi thì tích \(xy\) lớn nhất khi và chỉ khi \(x=y\).
Ý nghĩa hình học: Trong tất cả các hình chữ nhật có cùng chu vi, hình vuông có diện tích lớn nhất.
Hệ quả 3
Nếu \(x,y\) cùng dương và có tích không đổi thì tổng \(x+y\) nhỏ nhất khi và chỉ khi \(x=y\).
Ý nghĩa hình học: Trong tất cả các hình chữ nhật có cùng diện tích, hình vuông có chu vi nhỏ nhất.

3. Bất đẳng thức chứa dấu giá trị tuyệt đối

\(\mid x\mid \geq 0,\mid x\mid \geq x,\mid x\mid \geq -x\)
\(a>0\)\(\mid x\mid \leq a \Leftrightarrow -a \leq x\leq a\)
              \(\mid x\mid \leq a \Leftrightarrow x\leq -a hoặc x\geq a\)
\(\mid a\mid -\mid b\mid \leq \mid a+b\mid \leq \mid a\mid +\mid b\mid \)