基本不等式a+b≥2√ab規律性的拓展以及證明過程

2020-12-22 玉w頭說教育


01拓展一:a+b+c ≥√ab+√ac+√bc

證明:a+b+c=1/2(a+b+a+c+b+c),

根據基本不等式a+b≥2√ab,

所以a+b+c≥1/2(2√ab+2√ac+2√bc),

所以有a+b+c≥√ab+√ac+√bc成立,

若且唯若a=b=c時等號成立,a,b,c∈R+。

02拓展二:a+b+c+d≥2/3(√ab+√ac+√ad+√bc+√bd+√cd)

同理可證明:

a+b+c+d=1/3(a+b+a+c+a+d+b+c+b+d+c+d),

依然根據基本不等式a+b≥2√ab可以得

1/3(a+b+a+c+a+d+b+c+b+d+c+d)≥1/3(2√ab+2√ac+2√ad+2√bc+2√bd+2√cd)=2/3(√ab+√ac+√ad+√bc+√bd+√cd

所以a+b+c+d≥2/3(√ab+√ac+√ad+√bc+√bd+√cd),若且唯若a=b=c=d時等號成立,a,b,c,d∈R+。

03將上述三個不等式變形,觀察其規律

a+b≥1×2√ab;

a+b+c≥1/2×2(√ab+√ac+√bc);

a+b+c+d≥1/3×2(√ab+√ac+√ad+√bc+√bd+√cd)。

規律1:a+b≥2√ab中的ab可以看成是a和b的組合,a和b的兩兩組合只有一種,所以a+b大於等於一種形式的組合;a+b+c≥√ab+√ac+√bc中ab,ac,bc也可以看成是a,b,c的組合,a,b,c兩兩組合有三種形式;a+b+c+d≥2/3(√ab+√ac+√ad+√bc+√bd+√cd)中ab,ac,ad,bc,bd,cd也可以看成是a,b,c,d的兩兩組合,共有六種形式。

規律2:組合前面的數都可以看成一個分數乘以2的形式。

規律3:組合前面的分數都是分子為1,分母是1,2,3的形式,均比加數的個數少1。

04拓展三:得出不等式的遞推公式

a1,a2,a3,…,an∈R+,若且唯若a1=a2=a3=…=an時等號成立。

a1+a2+a3+…+an≥1/(n-1) ×2[√a1a2+√a1a3+√a1a4+…+√a1an+√a2a3+√a2a4+√a2a5+…+a2an+√a3a4+√a3a6+√a3a7+…+√a3an+…+√a(n-1)an]。註:中括號中共有n(n-1)/2項。

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