巧用不等式證明

2022-02-05 11:37:57 字數 1266 閱讀 4969

南京師範大學數科院肖雲霞

摘要:對於不等式的證明題,可以從多種角度去看待,運用均值不等式、柯西不等式、排序不等式等巧妙進行證明,證明的方法多種多樣,下面就兩個證明題的多種證明方法進行**。

關鍵詞:排序不等式;柯西;均值;證明;多種方法

知識背景:

⑴ 排序不等式:

設有兩組數;; 滿足,,其中是的任一排列,則有

即同序和≥亂序和≥逆序和;當且僅當或時,等號成立,即同序和=亂序和=逆序和。

⑵ 柯西不等式:

設有兩組數;; 有不等式當且僅當時,等號成立。

(3)均值不等式:

設﹥0; (調和平均);(幾何平均);(算術平均);(平方平均); 有

當且僅當時,等號成立。

1. 已知a,b,c>0,求證:.

解決此題有多種方法:

方法一:(析:可以運用排序不等式求解)

解:不妨設a≥b≥c>0,則a+b≥a+c≥b+c ①,分別取倒數有 ②,

③④③+④得到:≥=1+1+1=3,則, 得證。

方法二 (析:運用柯西不等式證明)

解: ≥①,

又 =2

=;則≥3將②、③代入①得到

得證。方法三: ( 分析: 拼湊法)

解+3===(a+b+c)= ①;利用均值不等式 ; 則有 ; 代入

①得: +3≥[×3×]×[3則有得證.

2. 已知a,b,c>0,求證:

方法一: (分析,運用排序不等式證明)

解: 不妨設a≥b≥c>0,則 ①, a+b≥a+c≥b+c ,分別取倒數有 ②,則有

③④③+④得到 ⑤

又由柯西不等式:即有,得到

⑥,同理有將⑥、⑦、⑧代入⑤得到 :≥==a+b+c

則有: 得證。

方法二: (分析運用柯西不等式)

解 ≥

則有≥, 化簡得:≥= 得證

方法三: (平均不等式求解)

解①+②+③得到 ≥a+b+c

化簡得 ≥(a+b+c)—= 得證。

方法四: ( 拼湊法 )

解 ==

= ①

由1題知: 代入 ① 得

≥ 化簡得

得證。方法五: 巧用排序不等式

不妨設a≥b≥c>0, 則a+b≥a+c≥b+c ①,分別取倒數有 ②; 又有 ③;

④⑤④+⑤ 得到=

= ;化簡得到得證。

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