n项的基本不等式如何证明?
𝑎
1
,
𝑎
2
,
.
.
.
,
𝑎
𝑛
a
1
,a
2
,...,a
n
,基本不等式表述为:
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑛
𝑛
≥
𝑎
1
⋅
𝑎
2
⋅
.
.
.
⋅
𝑎
𝑛
𝑛
n
a
1
+a
2
+...+a
n
≥
n
a
1
⋅a
2
⋅...⋅a
n
其中等号成立的条件是所有的
𝑎
𝑖
a
i
都相等。
证明基本不等式的一个方法是使用归纳法和柯西-施瓦茨不等式(Cauchy-Schwarz inequality)。
基础情况:
当
𝑛
=
2
n=2时,基本不等式就是常见的算术平均-几何平均不等式:
𝑎
1
+
𝑎
2
2
≥
𝑎
1
⋅
𝑎
2
2
a
1
+a
2
≥
a
1
⋅a
2
这可以通过平方差的形式来证明:
(
𝑎
1
−
𝑎
2
)
2
𝑔
𝑒
𝑞
0
(
a
1
−
a
2
)
2
geq0
展开得到:
𝑎
1
+
𝑎
2
−
2
𝑎
1
⋅
𝑎
2
≥
0
a
1
+a
2
−2
a
1
⋅a
2
≥0
从而:
𝑎
1
+
𝑎
2
2
≥
𝑎
1
⋅
𝑎
2
2
a
1
+a
2
≥
a
1
⋅a
2
归纳步骤:
假设对于某个正整数
𝑘
k,基本不等式成立,即对于任意的
𝑘
k个非负实数,有:
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
𝑘
≥
𝑎
1
⋅
𝑎
2
⋅
.
.
.
⋅
𝑎
𝑘
𝑘
k
a
1
+a
2
+...+a
k
≥
k
a
1
⋅a
2
⋅...⋅a
k
我们需要证明当
𝑛
=
𝑘
+
1
n=k+1时,不等式也成立。
考虑
𝑘
+
1
k+1个非负实数
𝑎
1
,
𝑎
2
,
.
.
.
,
𝑎
𝑘
,
𝑎
𝑘
+
1
a
1
,a
2
,...,a
k
,a
k+1
,根据柯西-施瓦茨不等式,我们有:
(
𝑎
1
2
+
𝑎
2
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
2
+
𝑎
𝑘
+
1
2
)
⋅
(
1
2
+
1
2
+
.
.
.
+
1
2
+
1
2
)
≥
(
𝑎
1
𝑐
𝑑
𝑜
𝑡
1
+
𝑎
2
𝑐
𝑑
𝑜
𝑡
1
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
⋅
1
+
𝑎
𝑘
+
1
⋅
1
)
2
(a
1
2
+a
2
2
+...+a
k
2
+a
k+1
2
)⋅(1
2
+1
2
+...+1
2
+1
2
)≥(a
1
cdot1+a
2
cdot1+...+a
k
⋅1+a
k+1
⋅1)
2
简化得到:
(
𝑎
1
2
+
𝑎
2
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
2
+
𝑎
𝑘
+
1
2
)
⋅
(
𝑘
+
1
)
𝑔
𝑒
𝑞
(
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
+
𝑎
𝑘
+
1
)
2
(a
1
2
+a
2
2
+...+a
k
2
+a
k+1
2
)⋅(k+1)geq(a
1
+a
2
+...+a
k
+a
k+1
)
2
取两边的
(
𝑘
+
1
)
(k+1)次方根,得到:
𝑎
1
2
+
𝑎
2
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
2
+
𝑎
𝑘
+
1
2
𝑘
+
1
𝑔
𝑒
𝑞
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
+
𝑎
𝑘
+
1
𝑘
+
1
k+1
a
1
2
+a
2
2
+...+a
k
2
+a
k+1
2
geq
k+1
a
1
+a
2
+...+a
k
+a
k+1
由于
𝑎
𝑖
2
≥
𝑎
𝑖
a
i
2
≥a
i
(因为
𝑎
𝑖
a
i
是非负的),我们有:
𝑎
1
2
+
𝑎
2
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
2
+
𝑎
𝑘
+
1
2
𝑘
+
1
𝑔
𝑒
𝑞
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
+
𝑎
𝑘
+
1
𝑘
+
1
k+1
a
1
2
+a
2
2
+...+a
k
2
+a
k+1
2
geq
k+1
a
1
+a
2
+...+a
k
+a
k+1
结合上面的不等式,我们得到:
𝑎
1
+
𝑎
2
+
.
.
.
+
𝑎
𝑘
+
𝑎
𝑘
+
1
𝑘
+
1
≥
𝑠
𝑞
𝑟
𝑡
[
𝑘
+
1
]
𝑎
1
⋅
𝑎
2
⋅
.
.
.
⋅
𝑎
𝑘
⋅
𝑎
𝑘
+
1
k+1
a
1
+a
2
+...+a
k
+a
k+1
≥sqrt[k+1]a
1
⋅a
2
⋅...⋅a
k
⋅a
k+1
这就完成了从
𝑛
=
𝑘
n=k到
𝑛
=
𝑘
+
1
n=k+1的归纳步骤。
因此,通过归纳法,我们证明了对于任意正整数
𝑛
n,基本不等式成立。
高中不等式的基本性质
高中数学基本不等式性质如下:如果x>y,那么y<x;如果y<x,那么x>y;(对称性)。如果x>y,y>z;那么x>z;(传递性)。如果x>y,而z为任意实数或整式,那么x±z>y±z,即不等式两边同时加或减去同一个整式,不等号方向不变。如果x>y,z>0,那么x*(\/)z>y*(\/)z ,即不等式两边同时...
高中数学基本不等式的几种证明方法
1,移项做差,构造辅助函数,利用函数单调性等特性解不等式;2,大的一边的在取值范围内,最小的取值,都比小的那边最大的取值大,此时 的X 可以不是同一个;3,均值定理比较即可。4,分析法(若要证,则须征)5,先证明第一项满足,然后假设第k项满足,验证第k+1项也满足,,,这方法叫啥,...
基本不等式最大值最小值公式是什么?
利用基本不等式求最值,其关键在于如何凑出定值,可以利用凑项、凑系数、整体代换、分离、消元、换元、平方、构造不等式、参数法、待定系数法、齐次化、判别式法、放缩等变形的策略来解决。函数的单调性和费马定理的应用:1、函数的单调性应用 利用函数的单调性,首先明确函数的定义域和单调性, 再求最...
怎么用基本不等式解题?
基本不等式的常见变形公式 (1)ab≤(a,b)(a、bER);(2)ab≤ a2+b2 (a、bER);(3)(a+b)²≤2(a+b²)(a、bER).“凑”出定值的策略 利用基本不等式求最值,其关键在于如何凑出定值,可以利用凑项、凑系数、整体代换、分离、消元、换元、平方、构造不等式、参数法、待定系数法...
请用数学归纳法证明N项基本不等式
就如证a^2+b^2≥2ab
基本不等式为什么怎么学都不会?
这一块的知识,首先就是你要理解基本不等式的构成;即,若a>0,b>0,那么(a+b)\/2≥√ab,当且仅当a=b时取得“=”(需要理解就是两个正数的算数平均数不小于他们的几何平均数,其中,算数平均数是这两个数相加的结果除以2,几何平均数是这两个数的乘积再开方。),公式的运用,必须把握两个点...
基本不等式怎么得出的?
基本不等式 即√(ab)≤(a+b)\/2 (a≥0,b≥0)如果a、b都为实数,那么a^2+b^2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立 证明如下:∵(a-b)^2;≥0 ∴a^2;+b^2;-2ab≥0 ∴a^2;+b^2;≥2ab 如果a、b、c都是正数,那么a+b+c≥3*3√abc,当且仅当a=b=c时等号成立 如果a、b都...
如何证明高等代数中的不等式?
考研七个基本不等式是如下:一、基本不等式 √(ab)≤(a+b)\/2,那么可以变为 a^2-2ab+b^2 ≥ 0,a^2+b^2 ≥ 2ab,ab≤a与b的平均数的平方。二、绝对值不等式公式 | |a|-|b| |≤|a-b|≤|a|+|b|。| |a|-|b| |≤|a+b|≤|a|+|b|。三、柯西不等式 设a1,a2,an,...
基本不等式有哪些?
八个基本不等式,详细介绍如下:一、二项式定理:二项式定理是代数中的一个重要公式,用于展开任意指数幂的二项式,不等式可以表示为元素的组合数字。二、平均值均方差不等式:平均值均方差不等式是概率论中常用的不等式之一,它可以表示为对于任意一组实数有算术平均数大于等于平方平均数。三、柯西施瓦茨不...
求基本不等式四个式子
对于正数a、b.基本不等式公式都包含:1、A=(a+b)\/2,叫做a、b的算术平均数 2、 G=√(ab),叫做a、b的几何平均数 3、S=√[(a^2+b^2)\/2],叫做a、b的平方平均数 4、H=2\/(1\/a+1\/b)=2ab\/(a+b)叫做调和平均数
仝泽珠珀:[答案] 用数学归纳法假设当n=k-1时成立,当n=k时记A=[a1+a2+...+ak]/k则A=[(k-2)A+kA]/(2k-2)=[(k-2)A+a1+a2+...+ak]/(2k-2) (k-2)A+ak=A+A+...+A+ak>=(k-1)*(A^(k-2)*ak)^(1/(k-1)) a1+a2+...
小金县18720812848: 高中数学基本不等式的几种证明方法?
仝泽珠珀: 1,移项做差,构造辅助函数,利用函数单调性等特性解不等式; 2,大的一边的在取值范围内,最小的取值,都比小的那边最大的取值大,此时 的X 可以不是同一个; 3,均值定理比较即可. 4,分析法(若要证,则须征) 5,先证明第一项满足,然后假设第k项满足,验证第k+1项也满足,,,这方法叫啥,忘了..
小金县18720812848: 基本不等式的证明 - ?
仝泽珠珀: a^3+b^3+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc) 因为a+b+c>0 a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc>0 证明:2(a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc)=2a^2+2b^2+2c^2-2ab-2ac-2bc=(a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2>0 所以a^3+b^3+c^3≥3abc
小金县18720812848: 不等式证明都有哪几种方法?
仝泽珠珀: 不等式的证明方法 (1)比较法:作差比较:. 作差比较的步骤: ①作差:对要比较大小的两个数(或式)作差. ②变形:对差进行因式分解或配方成几个数(或式)的完全平方和. ③判断差的符号:结合变形的结果及题设条件判断差的符号. 注意...
小金县18720812848: 不等式证明的若干方法 - ?
仝泽珠珀: 分析法:从后向前推 推到一个已知的条件、定理、公理 综合法:从前向后推 与分析法正相反 数学归纳法:适合无限项的 明显条件是题中有“省略号” 一般综合法是最难想象的(装比用的),分析法比较实用(属于通解)归纳法数列用的多
小金县18720812848: 怎样用向量证明基本不等式 - ?
仝泽珠珀:[答案] 设向量m=(√a,√b),向量n=(√b,√a) 则数量积m*n=√ab+√ab=2√ab 而m*n=|m|*|n|cos=√(a+b)*√(a+b)cos=(a+b)cos 所以(a+b)cos=2√ab 因为cos≤1,所以(a+b)cos≤a+b,即2√ab≤a+b
小金县18720812848: 不等式的证明方法有哪些? - ?
仝泽珠珀: 1.比较法比较法是证明不等式的最基本、最重要的方法之一,它是两个实数大小顺序和运算性质的直接应用,比较法可分为差值比较法(简称为求差法)和商值比较法(简称为求商法). (1)差值比较法的理论依据是不等式的基本性质:“a-b≥0...
小金县18720812848: 基本不等式证明 - ?
仝泽珠珀:证明:令An=(a1+a2+`````+an)/n ; Gn=n√a1*a2*a3*`````*an ; (n√ 表示开N次方根)(1) 当n=1时,命题显然成立.(2)假设当n=k时,有Ak≥Gk.则(k-1)A(k+1)+a(k+1)≥k*k√ {[A(k+1)]^(k-1)*a(k+1)} (字母A和a的旁边的(k+1)为下角标...
小金县18720812848: 高中常用不等式有哪些,并且有证明过程 - ?
仝泽珠珀: 不等式有三种:(1)基本不等式 设a>b,(1-4)则1)ac>bc(c>0);ac0);a/c0,b>0,n>0)4)a^(1/n)>b^(1/n)(a>b>0,n为正整数)5)设a/b(a^r+b^r+c^r+.+l^r)/n(r>1) [(a+b+c+.+l)/n]^r 基本不等式.需要证明,2个重要的.并且,写一下所有变式.谢 基本...
小金县18720812848: 中学数学不等式证明方法 - ?
仝泽珠珀: 不等式的证明,基本方法有 比较法:比较两个式子的大小,求差或求商.是最基本最常用的方法 综合法:用到了均值不等式的知识,一定要注意的是何时等号才成立. 分析法:当无法从条件入手时,就用分析法去思考,但还是要用综合法去证...