不等式的证明方法

如题所述

作差比较法:根据a-b>0↔a>b,欲证a>b,只需证a-b>0; 作商比较法:根据a/b=1,
当b>0时,得a>b,
当b>0时,欲证a>b,只需证a/b>1,
当b<0时,得a<b。 证明与自然数n有关的不等式时,可用数学归纳法证之.
用数学归纳法证明不等式,要注意两步一结论。
在证明第二步时,一般多用到比较法、放缩法和分析法。 柯西不等式的几种变形形式
1.设xi∈R,yi>0 (i=1,2,…,n)则,当且仅当bi=l*ai (i=1,2,3,…,n)时取等号
2.设ai,bi同号且不为零(i=1,2,…,n),则,当且仅当b1=b2=…=bn时取等
证法
柯西不等式的一般证法有以下几种:
①Cauchy不等式的形式化写法就是:记两列数分别是ai, bi,则有 (∑ai^2) * (∑bi^2) ≥ (∑ai * bi)^2. 我们令 f(x) = ∑(ai + x * bi)^2 = (∑bi^2) * x^2 + 2 * (∑ai * bi) * x + (∑ai^2) 则我们知道恒有 f(x) ≥ 0. 用二次函数无实根或只有一个实根的条件,就有 Δ = 4 * (∑ai * bi)^2 - 4 * (∑ai^2) * (∑bi^2) ≤ 0. 于是移项得到结论。
②用向量来证. m=(a1,a2......an) n=(b1,b2......bn) mn=a1b1+a2b2+......+anbn=(a1^+a2^+......+an^)^1/2乘以(b1^+b2^+......+bn^)^1/2乘以cosX. 因为cosX小于等于1,所以:a1b1+a2b2+......+anbn小于等于a1^+a2^+......+an^)^1/2乘以(b1^+b2^+......+bn^)^1/2 ,这就证明了不等式. 柯西不等式的证明方法还有很多种,这里只取两种较常用的证法.
柯西不等式的应用
柯西不等式在求某些函数最值中和证明某些不等式时是经常使用的理论根据,我们在教学中应给予极大的重视。
例(巧拆常数):设a、b、c 为正数且各不相等。 求证: 2/(a+b)+2/(b+c)+2/(c+a)>9/(a+b+c)
分析:∵a 、b 、c 均为正数 ∴为证结论正确只需证:2(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]>9 而2(a+b+c)=(a+b)+(a+c)+(c+b) 又 9=(1+1+1)(1+1+1)
证明:2(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]=[(a+b)+(a+c)+(b+c)][1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]≥(1+1+1)(1+1+1)=9 又 a、b 、c 各不相等,故等号不能成立 ∴原不等式成立。 排序不等式又称排序原理。
对于两组有序的实数x1≤x2≤…≤xn,y1≤y2≤…≤yn,设yi1,yi2,…,yin是后一组的任意一个排列,记S=x1yn+x2yn-1+…+xny1,M=x1yi1+x2yi2+…+xnyin,L=x1y1+x2y2+…+xnyn,那么恒有S≤M≤L。
当且仅当x1=x2=……=xn且y1=y2=……yn时,等号成立。
即反序和≤乱序和≤顺序和。

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第1个回答  2017-09-29
1、比较法(做差、做商)
2、综合法
3、分析法
4、反正法
5、换元法
6、放缩法
7、构造法(构造函数、数列、向量等)
8、解析法
9、数学归纳法
10、求导
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