1.均值不等式及应用
4/x+9/y=1,解个x出来:
4/x=1-9/y ,
4=(1-9/y)*x ,
x=4/(1-9/y) ,
由均值不等式:
4/x+9/y >= 2*根号(36/xy)
把前面解的x带到均值不等式左边:
4/[4/(1-9y)]+9/y >= 2*根号(36/xy)
化一下,左边剩个1:
1 >= 2*根号(36/xy),
1/2 >;= 根号(36/xy),
平方:
1/4 >= 36/xy ,
1/144 >= 1/xy ,
因此,xy>=144
C
2.什么是均值不等式
【均值不等式的简介】
概念:
1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+。+1/an)
2、几何平均数:Gn=(a1a2。an)^(1/n)=n次√(a1*a2*a3*。*an)
3、算术平均数:An=(a1+a2+。+an)/n
4、平方平均数:Qn=√ [(a1^2+a2^2+。+an^2)/n]
这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn
a1、a2、… 、an∈R +,当且仅当a1=a2= … =an时取“=”号
均值不等式的一般形式:设函数D(r)=[(a1^r+a2^r+。an^r)/n]^(1/r)(当r不等于0时);
(a1a2。an)^(1/n)(当r=0时)(即D(0)=(a1a2。an)^(1/n))
则有:当r<s时,D(r)≤D(s)
注意到Hn≤Gn≤An≤Qn仅是上述不等式的特殊情形,即D(-1)≤D(0)≤D(1)≤D(2)
●【均值不等式的变形】
(1)对正实数a,b,有a²+b²≥2ab (当且仅当a=b时取“=”号),a²+b²>0>-2ab
(2)对非负实数a,b,有a+b≥2√(a*b)≥0,即(a+b)/2≥√(a*b)≥0
(3)对负实数a,b,有a+b<0<2√(a*b)
(4)对实数a,b(a≥b),有a(a-b)≥b(a-b)
(5)对非负数a,b,有a²+b²≥2ab≥0
(6)对非负数a,b,有a²+b² ≥½*(a+b)²≥ab
(7)对非负数a,b,c,有a²+b²+c²≥1/3*(a+b+c)²
(8)对非负数a,b,c,有a²+b²+c²≥ab+bc+ac
(9)对非负数a,b,有a²+ab+b²≥¾*a+b)²
2/(1/a+1/b)≤√ab≤a+b/2≤√((a²+b²)/2)
●【均值不等式的证明】
方法很多,数学归纳法(第一或反向归纳)、拉格朗日乘数法、琴生不等式法、排序不等式法、柯西不等式法等等
下面介绍个好理解的方法
琴生不等式法
琴生不等式:上凸函数f(x),x1,x2,。xn是函数f(x)在区间(a,b)内的任意n个点,
则有:f[(x1+x2+。+xn)/n]≥1/n*[f(x1)+f(x2)+。+f(xn)]
设f(x)=lnx,f(x)为上凸增函数
所以,ln[(x1+x2+。+xn)/n]≥1/n*[ln(x1)+ln(x2)+。+ln(xn)]=lnn次√(x1*x2*。*xn)
即(x1+x2+。+xn)/n≥n次√(x1*x2*。*xn)
●【均值不等式的应用】
例一 证明不等式:2√x≥3-1/x (x>0)
证明:2√x+1/x=√x+√x+1/x≥3*3次√(√x)*(√x)*(1/x)=3
所以,2√x≥3-1/x
例二 长方形的面积为p,求周长的最小值
解:设长,宽分别为a,b,则a*b=p
因为a+b≥2√ab,所以2(a+b)≥4√ab=4√p
周长最小值为4√p
例三 长方形的周长为p,求面积的最大值
解:设长,宽分别为a,b,则2(a+b)=p
因为a+b=p/2≥2√ab,所以ab≤p^2/16
面积最大值是p^2/16
3.均值不等式
均值不等式百科名片1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+。
+1/an) 2、几何平均数:Gn=(a1a2。an)^(1/n) 3、算术平均数:An=(a1+a2+。
+an)/n 4、平方平均数:Qn=√ (a1^2+a2^2+。+an^2)/n 这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn 的式子即为均值不等式。
均值不等式的简介概念: 1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+。+1/an) 2、几何平均数:Gn=(a1a2。
an)^(1/n) 3、算术平均数:An=(a1+a2+。+an)/n 4、平方平均数:Qn=√ [(a1^2+a2^2+。
+an^2)/n] 这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn a1、a2、… 、an∈R +,当且仅当a1=a2= … =an时取“=”号 均值不等式的一般形式:设函数D(r)=[(a1^r+a2^r+。an^r)/n]^(1/r)(当r不等于0时); (a1a2。
an)^(1/n)(当r=0时)(即D(0)=(a1a2。an)^(1/n)) 则有:当r 注意到Hn≤Gn≤An≤Qn仅是上述不等式的特殊情形,即D(-1)≤D(0)≤D(1)≤D(2) 由以上简化,有一个简单结论,中学常用2/(1/a+1/b)≤√ab≤(a+b)/2≤√〔(a^2+b^2)/2〕均值不等式的变形(1)对实数a,b,有a^2+b^2≥2ab (当且仅当a=b时取“=”号),a^2+b^2>0>-2ab (2)对非负实数a,b,有a+b≥2√(a*b)≥0,即(a+b)/2≥√(a*b)≥0 (3)对负实数a,b,有a+b<0<2√(a*b) (4)对实数a,b,有a(a-b)≥b(a-b) (5)对非负数a,b,有a^2+b^2≥2ab≥0 (6)对非负数a,b,有a^2+b^2 ≥1/2*(a+b)^2≥ab (7)对非负数a,b,c,有a^2+b^2+c^2≥1/3*(a+b+c)^2 (8)对非负数a,b,c,有a^2+b^2+c^2≥ab+bc+ac (9)对非负数a,b,有a^2+ab+b^2≥3/4*(a+b)^2 (10)对实数a,b,c,有(a+b+c)/3>=(abc)^(1/3)均值不等式的证明方法很多,数学归纳法(第一或反向归纳)、拉格朗日乘数法、琴生不等式法、排序不等式法、柯西不等式法等等 用数学归纳法证明,需要一个辅助结论。
引理:设A≥0,B≥0,则(A+B)^n≥A^n+nA^(n-1)B。 注:引理的正确性较明显,条件A≥0,B≥0可以弱化为A≥0,A+B≥0,有兴趣的同学可以想想如何证明(用数学归纳法)。
原题等价于:((a1+a2+…+an )/n)^n≥a1a2…an。 当n=2时易证; 假设当n=k时命题成立,即 ((a1+a2+…+ak )/k)^k≥a1a2…ak。
那么当n=k+1时,不妨设a(k+1)是a1,a2 ,…,a(k+1)中最大者,则 k a(k+1)≥a1+a2+…+ak。 设s=a1+a2+…+ak, {[a1+a2+…+a(k+1)]/(k+1)}^(k+1) ={s/k+[k a(k+1)-s]/[k(k+1)]}^(k+1) ≥(s/k)^(k+1)+(k+1)(s/k)^k[k a(k+1)-s]/k(k+1) 用引理 =(s/k)^k* a(k+1) ≥a1a2…a(k+1)。
用归纳假设 下面介绍个好理解的方法 琴生不等式法 琴生不等式:上凸函数f(x),x1,x2,。xn是函数f(x)在区间(a,b)内的任意n个点, 则有:f[(x1+x2+。
+xn)/n]≥1/n*[f(x1)+f(x2)+。+f(xn)] 设f(x)=lnx,f(x)为上凸增函数 所以,ln[(x1+x2+。
+xn)/n]≥1/n*[ln(x1)+ln(x2)+。+ln(xn)]=ln[(x1*x2*。
*xn)^(1/n)] 即(x1+x2+。+xn)/n≥(x1*x2*。
*xn)^(1/n)均值不等式的应用例一 证明不等式:2√x≥3-1/x (x>0) 证明:2√x+1/x=√x+√x+1/x≥3*[(√x)*(√x)*(1/x)]^(1/3)=3 所以,2√x≥3-1/x 例二 长方形的面积为p,求周长的最小值 解:设长,宽分别为a,b,则a*b=p 因为a+b≥2√(ab),所以2(a+b)≥4√(ab)=4√p 周长最小值为4√p 例三 长方形的周长为p,求面积的最大值 解:设长,宽分别为a,b,则2(a+b)=p 因为a+b=p/2≥2√(ab),所以ab≤p^2/16 面积最大值是p^2/16。
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