已知,……是正實數,輪換對稱式為,,
時有解。若,則可在時,取得最小值;若,則可在時,取得最大值。
證明:(1)最小值
因為,所以為凸函式,為單調遞增函式。
由於是輪換對稱式,可得、…為凸函式,、…為單調遞增函式。故有方程組:
當對,……進行賦值時,若不滿足上述方程組,則可以改變其賦值,使其滿足,從而變小的值(如不等於0,可改變值,讓,就取得最小值,從而的值就變小了)。故取得最小值的時候,就是上述方程組的解。
對於方程組的解,可用數學歸納法來求解。
1. 把,……看作常數,故有方程組:,如果(),使得方程成立。因為、為單調遞增函式,只改變
或,都會使得或不等於0,故和只存在一種關係。由於其對稱性,還有(),得。
2. 假設把,……看作常數,方程組存在唯一解。
3. 把,……看作常數,故有方程組,由2的推導可得其解滿足,由於對稱性,也存在,因為方程組的解唯一,所有k=1。
綜上所述:的解為。
2)最大值:證法同(1)
舉例分析:
設,,是正數,證明:
證明:設,。
,為凸函式。
方程組解為。
所以,當,取得最小值為
總結:證明輪換對稱不等式的步驟:
(1) 求出和
(2) 判斷是否恆大於0,或者恆小於0
(3) 將帶入中,看是否等於0
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