spq法的簡(jiǎn)單運(yùn)用

PART 1 準(zhǔn)備工作
方法是解決三元對(duì)稱不等式的“通法”,是通過(guò)換元來(lái)簡(jiǎn)化命題的手段。
對(duì)于僅有三個(gè)變量,且關(guān)于
輪換對(duì)稱的不等式,可以作以下?lián)Q元:
之后使用僅有的不等式對(duì)原命題進(jìn)行放縮,目標(biāo)是盡量使得
不出現(xiàn)在大于的一端,或者直接消去
。
字母使用是有其道理的,
分別為和
、二次輪換和
、積
的縮寫。當(dāng)然,大多數(shù)人使用
換元,這并未有不同之處。
先給出下面將會(huì)用到的不等式:
?(三次
不等式)
?(四次
不等式)
下面所有運(yùn)用到的恒等式都可以在我的這篇文章中找到(定理四~定理九):
PART 2 實(shí)踐
例一:非負(fù)實(shí)數(shù)滿足
,求證:
此題是在某代數(shù)不等式上看到的,米爾赫德不等式確實(shí)是“好方法”,我們還是使用換元來(lái)解決此題。
證明:原不等式
由,知上式
(定理四)
(定理六)
記,
則
于是,原命題
可以觀察到這個(gè)式子僅有兩個(gè)變量,顯然將
通過(guò)放縮轉(zhuǎn)化成
為最優(yōu)的選擇
我們選擇為數(shù)不多出現(xiàn)在大于的一邊的不等式——三次
不等式進(jìn)行放縮
由三次不等式:
?,變形可得:
那么,我們可以得到:
我們不妨畫出此函數(shù)的圖像:

注意是有取值范圍的,由
非負(fù)且
,知
那么,在時(shí),
是恒成立的,我們用導(dǎo)數(shù)的工具證明之:
記,則
,
這是一個(gè)開口向下,的二次函數(shù),
故而恒成立,即
在
上單調(diào)遞減,
故時(shí),
,原不等式得到了證明。
但我們?nèi)晕醋C明時(shí)原不等式成立。
其實(shí),這個(gè)范圍內(nèi)的原不等式更加容易證明,
記,則
,
當(dāng)時(shí),
,從而
,
于是當(dāng)時(shí),
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立
綜上,原不等式得證!
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