spq法的簡(jiǎn)單運(yùn)用(二)
2023-08-05 12:42 作者:夢(mèng)違Changer | 我要投稿

我們提升難度,來看例二
例二:非負(fù)實(shí)數(shù)滿足
,求證:
證明:左式==
故原不等式
記,
我們不妨直接借用例一的證法:使用三次不等式:
進(jìn)行放縮
那么
記不等號(hào)右邊的式子為關(guān)于的函數(shù)
,畫出其圖像:

可以看到,對(duì)于,
是我們想要的,但對(duì)于
,我們?nèi)孕栌懻?。不幸的是,這個(gè)討論極為困難,因?yàn)?img type="latex" class="latex" src="https://api.bilibili.com/x/web-frontend/mathjax/tex?formula=(*)" alt="(*)">式不等號(hào)左邊
是作為
的系數(shù)存在,未完全分離,不容易繼續(xù)放縮。
但我們不妨換一種放縮方式,不去放,而將
一起放掉,這就需要四次
不等式:
?
那么,
只需證
記為上式不等號(hào)左邊的部分,注意
非負(fù)且
,故

從函數(shù)圖像可以看出在
上恒大于等于0,從而原命題得證,下面我們證明這一斷言:
顯然是定義在
上的連續(xù)函數(shù),且
僅有四個(gè)實(shí)根:
,
有五個(gè)實(shí)根:
我們只考慮在
上的取值
,
注意到在
上與x軸沒有交點(diǎn),且
從而在
上恒大于0
同理可知在
上恒小于0,在
上恒大于0
故在
上單調(diào)遞增,在
上單調(diào)遞減,在
上單調(diào)遞增
注意,從而
,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí)取等
但意味著
,與
不等式的取等條件矛盾
故僅有時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)
至此,原命題得證!