均值不等式的推导过程

文/繁花冷梦

∵(a-b)²=a²-2ab+b²≧0;∴a²+b²≧2ab;当且仅仅当a=b时等号成立(a,b∈R)。∵(√m-√n)²=m-2√(mn)+n≧0;∴m+n≧2√(mn);当且仅仅当m=n时等号成立(m,n∈R+)。

均值不等式证明

用数学归纳法的证明

第一步:等价变换,分子增加又减去同一项,巧妙处是这一项指数的选取,正好是要证明的右端。

第二步:(1)把前面(a1+a2+...+ak)用上面假设n=k成立时较小的右端乘k代替,(a1+a2+...+ak)/k≥(a1a2...ak)^(1/k),两边乘k:

a1+a2+...+ak≥k(a1a2...ak)^(1/k),

因此≥成立。

(2)难点是a(k+1)+(k-1)(a1a2...a(k+1))^(1/(k+1))≥k[a(k+1)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/(k+1)]]^(1/k)

其实也很好证明(k-1)(a1a2...a(k+1))^(1/(k+1),看成是k-1个数,加上a(k+1),也是k个数。

根据上面假设,n=k时,(a1+a2+...+ak)/k≥(a1a2...ak)^(1/k)是成立的,

注意!!!a1,a2,...,ak只是正数的代表,不限于什么正数,换成k个数:a(k+1),和k-1个(a1a2...a(k+1))^(1/(k+1),这个不等式也是成立的!代换一下,就成了:

a(k+1)+(k-1)(a1a2...a(k+1))^(1/(k+1))≥k[a(k+1)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/(k+1)]]^(1/k)

第三步:

前面两项提取k之后成为:

(a1a2...ak)^(1/k)+[a(k+1)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/(k+1)]]^(1/k)

使用前面一开始证明的n=2时的结果,a1+a2≥2√(a1a2)(当成公式,不是当成数)

(a1a2...ak)^(1/k)+[a(k+1)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/(k+1)]]^(1/k)

≥2{(a1a2...ak)^(1/k)[a(k+1)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/(k+1)]]^(1/k)}^(1/2)

=2{(a1a2...ak)^(1/k)[a(k+1)^(1/k)(a1a2...a(k+1))^[(k-1)/k(k+1)]]}^(1/2)

=2{(a1a2...ak)^(1/k)[a(k+1)^(1/k)(a1a2...a(k+1))^[1/(k+1)-1/k(k+1)]]}^(1/2)

=2{(a1a2...ak)^(1/k)[a(k+1)^(1/k)(a1a2...a(k+1))^[1/(k+1)-1/k+1/(k+1)]]}^(1/2)

=2{(a1a2...aka(k+1))^(1/k)[(a1a2...a(k+1))^[2/(k+1)-1/k]]}^(1/2)

=2{[(a1a2...a(k+1))^[2/(k+1)-1/k+1/k]]}^(1/2)

=2{[(a1a2...a(k+1))^[2/(k+1)]]}^(1/2)

=2(a1a2...a(k+1))^[1/(k+1)]

然后代入即可。

小编推荐

1.过程装备与控制工程是干什么的 可以做什么工作

2.山东潍坊2024高三10月过程性检测地理试题及答案解析

3.山东潍坊2024高三10月过程性检测政治试题及答案解析

4.山东潍坊2024高三10月过程性检测历史试题及答案解析

5.山东潍坊2024高三10月过程性检测生物试题及答案解析

6.山东潍坊2024高三10月过程性检测化学试题及答案解析

7.山东潍坊2024高三10月过程性检测物理试题及答案解析

8.山东潍坊2024高三10月过程性检测日语试题及答案解析

下载文档

猜你喜欢

高中数学技巧解题秒杀 实用解题技巧整理

24-10-29

高一数学考30分还有救吗 基础差怎么提分

24-10-29

有数学天赋的孩子特征是什么 哪些人适合学数学

24-10-28

余弦定理求三角形面积公式是什么 余弦定理性质

24-10-28

高三数学零基础快速提升的秘籍

24-10-28

高三学生数学太差该从何入手 有哪些提分技巧

24-10-28

数学提分秘籍 轻松应对高考挑战

24-10-28

学思维好还是学奥数好 应该如何选择

24-10-28