n元均值不等式的一種證明,一道小題的得到的靈感
先來(lái)看看up寒假作業(yè)上的一道題


這個(gè)D選項(xiàng)引起了up的注意,我們注意到:4剛好是2和8的幾何平均數(shù),而t?也剛好是t?和t?算術(shù)平均數(shù),提到這兩個(gè)東西我們馬上就聯(lián)想到了基本不等式
畫個(gè)圖

由于3?的圖象是下凸的,所以2點(diǎn)連線中點(diǎn)的縱坐標(biāo)總是在兩點(diǎn)連線中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的函數(shù)值上方,即(a+b)/2>√ab,這就是著名的基本不等式
而這幅圖還讓up連想起了另一個(gè)著名的不懂式——琴生不等式

?可以看出,這個(gè)東西和本期主題n元均值不等式長(zhǎng)得有點(diǎn)像,但n=2時(shí),對(duì)f(x)=3?就有

這就是剛剛的基本不等式,又叫二元均值不等式。
接下來(lái)我們討論n元情況
對(duì)于f(x)=e?(不要問(wèn)我為什么選這個(gè),跟e有關(guān)的東西求導(dǎo)一般都比較方便),其二階導(dǎo)數(shù)f''(x)=e?>0,所以f(x)為下凸函數(shù)(國(guó)外教材稱為凸函數(shù),上凸函數(shù)國(guó)外稱為凹函數(shù)),那么根據(jù)琴生不等式就有

還是挺簡(jiǎn)單的
不過(guò)這次證明用了琴生不等式這個(gè)外掛,可能有一部分朋友不知道這個(gè)不等式,知道的可能也有一部分不會(huì)證,所以下次還會(huì)介紹其他證法,有空也會(huì)說(shuō)一下琴生不等式
另外,用今天的方法,選取合適的函數(shù),還可以證明以下不等式

包括柯西不等式也可以用這種方法證明
這些算是小作業(yè)吧
好了,本期專欄到此結(jié)束,有問(wèn)題可以評(píng)論私信或者直接加我QQ(在個(gè)人簡(jiǎn)介里)
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