均值不等式与证明

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1、1平均值不等式及其证明平均值不等式是最基本的重要不等式之一，在不等式理论研究和证明中占有重要的位置。平均值不等式的证明有许多种方法，这里，我们选了部分具有代表意义的证明方法，其中用来证明平均值不等式的许多结论，其本身又具有重要的意义，特别是，在许多竞赛的书籍中，都有专门的章节介绍和讨论，如数学归纳法、变量替换、恒等变形和分析综合方法等，这些也是证明不等式的常用方法和技巧。1.1平均值不等式一般地，假设为n个非负实数，它们的算术平均值记为几何平均值记为。算术平均值与几何平均值之间有如下的关系。，即，当且仅当时，等号成立。上述不等式称为平均值不等式，或

2、简称为均值不等式。平均值不等式的表达形式简单，容易记住，但它的证明和应用非常灵活、广泛，有多种不同的方法。为使大家理解和掌握，这里我们选择了其中的几种典型的证明方法。供大家参考学习。1.2平均值不等式的证明证法一（归纳法）（1）当时，已知结论成立。（2）假设对（正整数）时命题成立，即对有。那么，当时，由于，，关于是对称的，任意对调与，和的值不改变，因此不妨设，显然，以及可得.所以即两边乘以，得。从而，有证法二（归纳法）（1）当时，已知结论成立。（2）假设对（正整数）时命题成立，即对有。那么，当时，由于从而，有证法三（归纳法）（1）当时，已知结论成立

3、。（2）假设对（正整数）时命题成立，即对有。那么，当时，由于证法四（归纳法和变换）证法五（利用排序不等式）设两个实数组和满足，则（同序乘积之和）（乱序乘积之和）（反序乘积之和）其中是的一个排列，并且等号同时成立的充分必要条件是或成立。证明：切比雪夫不等式（利用排序不等式证明）杨森不等式（Young）设则对有等号成立的充分必要条件是。琴生不等式（Jensen）设为上凸（或下凹）函数，则对任意，我们都有或其中习题一1.设。求证：对一切正整数，有2.设求证：3.设为正实数，证明：4.设，求证：5.设，且，求证：6.设，满足，求证：7.设是非负实数，满足，

4、求证：8.设为给定的自然数，，对于个给定的实数记的最小值为，求在的条件下，的最大值。