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不等式的證明問題

題目是不是求證:a?+b?≥1/2

若是,證明方法是很多的,比如:

證法壹:因為 1=(a+b)?=a?+b?+2ab≤a?+b?+a?+b?=2(a?+b?)

所以a?+b?≥1/2

證法二:a?+b?= a?+(1-a)?=2a?-2a+1=2(a-1/2)?+1/2≥1/2

證法三:因為 a,b屬於(0,正無窮),且a+b=1,

設a=1/2 -x, b=1/2+x

則 a?+b?= (1/2-x)?+(1/2+x)?

=1/4-x+x?+1/4+x+x?

=1/2+ 2x?≥1/2

證法四:由基本不等式 得 a?+(1/2)?≥a

b?+(1/2)?≥b

兩式相加 ,得 a?+b?+1/2≥1

即a?+b?≥1/2

下面討論該命題是否能擴展到n項的情形呢?

討論壹:將字母個數擴展到n個。

先看在條件 a > 0,,b > 0 ,c>0且 a+b+c=1的情況下,

可以證明:.a?+b?+c?≥1/3

a?+(1/3)?≥(2/3)a

b?+(1/3)?≥(2/3)b

c?+(1/3)?≥(2/3)c

三式相加 ,得 a?+b?+c?+1/3≥2/3

從而 a?+b?+c?≥1/3

推廣:設a1,a2,…,an∈R+,且a1+a2+…+an=1

則 (a1)?+(a2)?+…+(an)?≥1/n

證法和上面是壹樣的。

討論二:將次數擴展到n次方

在條件 a > 0, b > 0 且 a+b=1不變的情況下,.

先證明:a?+b?≥1/4

a?+(1/2)?+(1/2)?≥3?(1/2)?(1/2)?a=(3/4)?a

b?+(1/2)?+(1/2)?≥3?(1/2)?(1/2)?b=(3/4)?b

兩式相加 ,得 a?+b?+1/2≥3/4

從而 a?+b?≥1/4

推廣:a^n+b^n≥(1/2)^(n-1)

這個結論可以用“n個正數的算術平均數不小於它們的幾何平均數”來證明。

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