什麼是「奧利給不等式」?

2021-02-20 科研狗

哈哈哈哈,開個玩笑~


其實,這是個諧音,「奧利給不等式」指的是 「ALG不等式」(Arithmetic-Logarithmic-Geometric mean inequalities),中文又稱「對數均值不等式」[1] 。

定義是:



即對於任意兩個非負且互不相等的數


對應的證明方法有很多,我找到了一個由 Roger B. Nelsen 教授[2]給出的圖解證明法 ,這也是我所見過的最為直觀簡潔的奧利給不等式證明方法,但是由於其原文中的公式有些錯誤,所以這裡重新寫一遍。



對數均值不等式的圖解證明思路其實就是對比函數

很顯然,兩種情況下,函數



對於左邊的圖,根據積分所得面積與梯形面積的關係有:

(注意這裡的梯形可以看做是長為


所以有:


對於右邊的圖,根據積分所得面積與兩個梯形面積和的關係有:

(開始吟唱:梯形的面積是上底加下底的和乘高除二!)



所以有:

綜上有:


利用奧利給不等式可以解決例如 

由奧利給不等式有:

現在只需要令

所以當

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