平均值不等式公式四个
几个重要的不等式
几个重要的不等式(一):平均值不等式一、平均值不等式设a1,a2,…, a n是n个正实数,则,当且仅当a1=a2=…=a n时取等号1.二维平均值不等式的变形(1)对实数a,b有a2+b2³2ab(2)对正实数a,b有(3)对b>0,有,(4)对ab2>0有,(5)对实数a,b有a(a-b)³b(a-b)(6)对a>0,有(7) 对a>0,有(8)对实数a,b有a2³2ab-b2(9) 对实数a,b及l¹0,有二、例题选讲例1.证明柯西不等式证明:法一、若或命题显然成立,对¹0且¹0,取代入(9)得有两边平方得法二、,即二次式不等式恒成立则判别式例2.已知a>0,b>0,c>0,abc=1,试证明:(1)(2)证明:(1)左=[]=³(2)由知同理:相加得:左³例3.求证:证明:法一、取,有a1(a1-b)³b(a1-b), a2(a2-b)³b(a2-b),…, a n(a n-b)³b(a n-b)相加得(a12+ a22+…+ a n2)-( a1+ a2+…+ a n)b³b[(a1+ a2+…+ a n)-nb]³0 所以法二、由柯西不等式得:(a1+ a2+...+ a n)2=((a1×1+ a2×1+...+ a n×1)2£(a12+ a22+...+ a n2)(12+12+ (12)=(a12+ a22+…+ a n2)n,所以原不等式成立例4.已知a1, a2,…,a n是正实数,且a1+ a2+…+ a n<1,证明:证明:设1-(a1+ a2+…+ a n)=a n+1>0,则原不等式即n n+1a1a2…a n+1£(1-a1)(1-a2)…(1-a n)1-a 1=a2+a3+…+a n+1³n1-a 2=a1+a3+…+a n+1³n …………………………………………1-a n+1=a1+a1+…+a n³n相乘得(1-a 1)(1-a2)…(1-a n)³n n+1例5.对于正整数n,求证:证明:法一、>法二、左==例6.已知a1,a2,a3,…,a n为正数,且,求证:(1)(2)证明:(1)相乘左边³=(n2+1)n 证明(2)左边= -n+2(= -n+2×[(2-a1)+(2-a2)+…+(2-a n)](³ -n+2×n几个重要不等式(二)柯西不等式,当且仅当b i=l a i (1£i£n)时取等号柯西不等式的几种变形形式1.设a i∈R,b i>0 (i=1,2,…,n)则,当且仅当b i=l a i (1£i£n)时取等号2.设a i,b i同号且不为零(i=1,2,…,n),则,当且仅当b1=b2=…=b n时取等号例1.已知a1,a2,a3,…,a n,b1,b2,…,b n为正数,求证:证明:左边=例2.对实数a1,a2,…,a n,求证:证明:左边=例3.在△ABC中,设其各边长为a,b,c,外接圆半径为R,求证:证明:左边≥例4.设a,b,c为正数,且a+b+c=1,求证:证明:左边=³==例5.若n是不小于2的正整数,试证:证明:所以求证式等价于由柯西不等式有于是:又由柯西不等式有<例6.设x1,x2,…,x n都是正数(n³2)且,求证:证明:不等式左端即(1)∵,取,则(2) 由柯西不等式有(3)及综合(1)、(2)、(3)、(4)式得:几个重要的不等式(三):排序不等式设a1£a2£…£a n,b1£b2£…£b n;r1,r2,…,r n是1,2,…,n的任一排列,则有:a1b n+a2b n-1+…+a n b1£a1b r1+a2b r2+…+a n b rn£a1b1+a2b2+…+a n b n 反序和£乱序和£同序和例1.对a,b,c∈R+,比较a3+b3+c3与a2b+b2c+c2a的大小解:取两组数a,b,c;a2,b2,c2,则有a3+b3+c3³a2b+b2c+c2a例2.正实数a1,a2,…,a n的任一排列为a1/,a2/,…a n/,则有证明:取两组数a1,a2,…,a n;其反序和为,原不等式的左边为乱序和,有例3.已知a,b,c∈R+求证:证明:不妨设a³b³c>0,则>0且a12³b12³c12>0则例4.设a1,a2,…,a n是1,2,…,n的一个排列,求证:证明:设b1,b2,…,b n-1是a1,a2,…,a n-1的一个排列,且b1<b2<…<b n-1;c1,c2,…,c n-1是a2,a3,…,a n的一个排列,且c1<c2<…<c n-1则且b1³1,b2³2,…,b n-1³n-1;c1£2,c2£3,…,c n-1£n利用排序不等式有:例5.设a,b,c∈R+,求证:证明:不妨设a³b³c,则,a2³b2³c2>0由排序不等式有:两式相加得又因为:a3³b3³c3>0,故两式相加得例6.切比雪不等式:若a1£a2£…£a n且b1£b2£…£b n,则a1£a2£…£a n且b1³b2³…³b n,则证明:由排序不等式有:a1b1+a2b2+…+a n b n=a1b1+a2b2+…+a n b na1b1+a2b2+…+a n b n³a1b2+a2b3+…+a n b1a1b1+a2b2+…+a n b n³a1b3+a2b4+…+a n b2…………………………………………a1b1+a2b2+…+a n b n³a1b n+a2b1+…+a n b n-1将以上式子相加得:n(a1b1+a2b2+…+a n b n)³a1(b1+b2+…+b n)+a2(b1+b2+…+b n)+…+a n(b1+b2+…+bn)∴。
高中数学公式(均值不等式)
高中数学公式(均值不等式)高中数学公式(均值不等式)公式的数学本质是用简洁的语言准确地描述数学问题。
在高中数学中,均值不等式是一个重要而又常用的工具。
它可以帮助我们证明和解决各种数学问题。
本文将介绍均值不等式的定义、性质和应用。
一、均值不等式的定义均值不等式是数学中一类重要的不等式。
它表述了若干个数的某种“平均值”与这些数之间的大小关系。
常见的均值不等式有算术平均不等式、几何平均不等式和平方平均不等式。
1. 算术平均不等式算术平均不等式是指若干个正数的算术平均值不小于它们的几何平均值。
设有n个正数x₁、x₂、...、xₙ,它们的算术平均值为AM,几何平均值为GM,则有AM ≥ GM。
2. 几何平均不等式几何平均不等式是指若干个正数的几何平均值不大于它们的算术平均值。
设有n个正数x₁、x₂、...、xₙ,它们的算术平均值为AM,几何平均值为GM,则有GM ≤ AM。
3. 平方平均不等式平方平均不等式是指若干个正数的平方平均值不小于它们的算术平均值。
设有n个正数x₁、x₂、...、xₙ,它们的算术平均值为AM,平方平均值为QM,则有QM ≥ AM。
二、均值不等式的性质均值不等式有一些基本性质可以帮助我们进行各种推导。
1. 对称性均值不等式具有对称性,即对数x₁、x₂、...、xₙ的排列顺序不影响不等式的成立。
例如,若AM ≥ GM成立,则交换任意两个数的位置,不等式仍然成立。
2. 反序性均值不等式具有反序性,即改变不等式中的不等号方向,不等式仍然成立。
例如,若AM ≥ GM成立,则取倒数得到1/AM ≤ 1/GM,不等式仍然成立。
3. 结合性均值不等式具有结合性,即若AM₁ ≥ GM₁和AM₂ ≥ GM₂成立,则有AM₁ * AM₂ ≥ GM₁ * GM₂。
这一性质可以帮助我们将不等式进行合并和推导。
三、均值不等式的应用均值不等式具有广泛的应用场景,涉及各个数学领域。
1. 不等式证明均值不等式可以用于证明其他的数学不等式。
算术—几何平均值不等式的证法
算术—几何平均值不等式的证法记A、B两个集合的元素分别为$a_1,a_2,...a_n$和$b_1,b_2,...b_m$,则几何平均值不等式的证法有以下几种:一、全等不等式若A集合的平均数$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdots a_{n}}}{n}$大于B集合的平均数$\frac{\sqrt[m] {b_{1} b_{2} \cdots b_{m}}}{m}$,则有$\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdots a_{n}} >\sqrt[m] {b_{1}b_{2} \cdots b_{m}}$,若A集合的平均数$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdots a_{n}}}{n}$小于B集合的平均数$\frac{\sqrt[m] {b_{1} b_{2} \cdots b_{m}}}{m}$,则有$\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdots a_{n}}<\sqrt[m] {b_{1}b_{2} \cdots b_{m}}$二、非全等不等式若$c_i$为正数,$i=1,2,...,m$,则有$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdotsa_{n}}}{n} > \frac{\sqrt[m] {c_1 b_1 c_2 b_2 \cdots c_m b_m}}{c_1 + c_2 + \cdots +c_m}$,若$c_i$为负数,$i=1,2,...,m$,则有$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdotsa_{n}}}{n} < \frac{\sqrt[m] {c_1 b_1 c_2 b_2 \cdots c_m b_m}}{c_1 + c_2 + \cdots +c_m}$三、全小或全大不等式若$c_i$ 为大于0的数,$i=1,2,...,m$,则有$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2} \cdotsa_{n}}}{n} \ge \frac{\sqrt[m] {c_1 b_1 c_2 b_2 \cdots c_m b_m}}{c_1 + c_2 + \cdots + c_m}$,若$c_i$ 为小于0的数,$i=1,2,...,m$,则有$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2}\cdots a_{n}}}{n} \le \frac{\sqrt[m] {c_1 b_1 c_2 b_2 \cdots c_m b_m}}{c_1 + c_2 +\cdots + c_m}$四、主子不等式若$c_i$为正数,$d_i$为负数,$i=1,2,...,m$,则有$\frac{\sqrt[n] {a_{1} a_{2}\cdots a_{n}}}{n} > \frac{\sqrt[m] {c_1 b_1 c_2 b_2 \cdots c_m b_m + \sum_{i=1}^{m} d_i}}{c_1 + c_2 + \cdots + c_m + \sum_{i=1}^{m} d_i}$。
均值不等式常见题型整理
均值不等式一、 基本知识梳理1.算术平均值:如果a ﹑b ∈R +,那么 叫做这两个正数的算术平均值.2.几何平均值:如果a ﹑b ∈R +,那么 叫做这两个正数的几何平均值3.重要不等式:如果a ﹑b ∈R ,那么a 2+b 2≥ (当且仅当a=b 时,取“=”) 均值定理:如果a ﹑b ∈R +,那么2a b+≥ (当且仅当a=b 时,取“=”) 均值定理可叙述为: 4.变式变形:()()()()()()22221;22;230;425a b ab a b b a ab a ba b +≤+⎛⎫≤ ⎪⎝⎭+≥>+⎛⎫≤ ⎪⎝⎭≤;5.利用均值不等式求最值,“和定,积最大;积定,和最小”,即两个正数的和为定值,则可求其积的最大值;积为定值,则可求其和的最小值。
注意三个条件:“一正,二定,三相等”即:(1)各项或各因式非负;(2)和或积为定值; (3)各项或各因式都能取得相等的值。
6.若多次用均值不等式求最值,必须保持每次取“=”号的一致性。
有时为了达到利用均值不等式的条件,需要经过配凑﹑裂项﹑转化﹑分离常数等变形手段,创设一个应用均值不等式的情景。
二、 常见题型:1、分式函数求最值,如果)(x f y =可表示为B x g Ax mg y ++=)()(的形式,且)(x g 在定义域内恒正或恒负,,0,0>>m A 则可运用均值不等式来求最值。
例:求函数)01(112>->+++=a x x x ax y 且的最小值。
解:1)1(11112++-+=++-+=+++=x aa ax x x ax ax x x ax y1212211)1(=-+≥-++++=a a a x ax a 当1)1(+=+x ax a 即x=0时等号成立,1min =∴y2、题在给出和为定值,求和的最值时,一般情况都要对所求式子进行变形,用已知条件进行代换,变形之后再利用均值不等式进行求最值。
平均值不等式公式四个
平均值不等式公式四个平均值不等式是不等式理论中的一种重要的不等关系,它是基于算术平均数的性质而推导出的。
平均值不等式有许多不同的形式,但它们都可以用来比较一组数的平均值和它们的各个分量之间的关系。
下面将介绍4个常见的平均值不等式公式。
第一个平均值不等式是算术平均值和几何平均值之间的关系。
对于任意一组非负实数$a_1,a_2,...,a_n$,它们的算术平均值和几何平均值之间有如下关系:$\frac{a_1+a_2+...+a_n}{n} \geq \sqrt[n]{a_1 \cdot a_2\cdot...\cdot a_n}$这个不等式表明,一组数的算术平均值至少大于或等于它们的几何平均值。
当且仅当$a_1=a_2=...=a_n$时,等号成立。
第二个平均值不等式是算术平均值和调和平均值之间的关系。
对于任意一组正实数$a_1,a_2,...,a_n$,它们的算术平均值和调和平均值之间有如下关系:$\frac{a_1+a_2+...+a_n}{n} \geq \frac{n}{\frac{1}{a_1}+\frac{1}{a_2} +...+\frac{1}{a_n}}$这个不等式表明,一组数的算术平均值至少大于或等于它们的调和平均值。
当且仅当$a_1=a_2=...=a_n$时,等号成立。
第三个平均值不等式是几何平均值和调和平均值之间的关系。
对于任意一组正实数$a_1,a_2,...,a_n$,它们的几何平均值和调和平均值之间有如下关系:$\sqrt[n]{a_1 \cdot a_2 \cdot...\cdot a_n} \geq\frac{n}{\frac{1}{a_1} +\frac{1}{a_2} +...+\frac{1}{a_n}}$这个不等式表明,一组数的几何平均值至少大于或等于它们的调和平均值。
当且仅当$a_1=a_2=...=a_n$时,等号成立。
第四个平均值不等式是根据夹逼定理得到的一种推广形式。
高数常见不等式关系
基本不等式有:
1、三角不等式
三角不等式即在三角形中两边之和大于第三边,是平面几何不等式里最为基础的结论。
广义托勒密定理、欧拉定理及欧拉不等式最后都会用这一不等式导出不等关系。
2、平均值不等式
Hn≤Gn≤An≤Qn被称为平均值不等式,即调和平均数不超过几何平均数,几何平均数不超过算术平均数,算术平均数不超过平方平均数,简记为“调几算方”。
3、二元均值不等式
二元均值不等式表示两个正实数的算术平均数大于或等于它们的几何平均数。
公式为:a^2+b^2≥2ab;推广有:一般地,若a1,a2,a3,···,an,是正实数,则有均值不等式:
4、杨氏不等式
杨氏不等式又称Young不等式,Young不等式是加权算术-几何平均值不等式的特例,其一般形式为:假设a,b是非负实数,p>1,1/p+1/q=1,那么:
等号成立当且仅当a^p=b^q。
5、柯西不等式
柯西不等式是由大数学家柯西(Cauchy)在研究数学分析中的“流数”问题时得到的。
但从历史的角度讲,该不等式应当称为Cauchy-Buniakowsky-Schwarz不等式(柯西-布尼亚科夫斯基-施瓦茨不等式),其一般形式为:
6、赫尔德不等式
赫尔德不等式是数学分析的一条不等式,取名自奥图·赫尔德(Otto Hölder)。
这是一条揭示Lp空间相互关系的基本不等式。
设p>1,1/p+1/q=1,令
a1,···,an和b1,···,bn是非负实数,则有:。
高中数学 均值不等式
高中数学均值不等式均值不等式是高中数学中一个重要的概念。
它是数学中一个重要的公式,它可以帮助我们了解和解决许多数学问题。
均值不等式可以用来比较和比较给定的数据,因此它可以帮助我们更好地理解和掌握更多的知识。
它可以用来测量数据之间的差异,以及不同数据集合之间的差异。
通过应用均值不等式,我们可以更准确地比较和分析数据,从而得出更好的结论。
均值不等式的基本原理是根据一组数据的总和和个数的相对比例关系来确定的。
均值不等式的基本形式是:$$frac{数据总和}{数据个数} =均数$$ 中,平均数是给定的数据的总和除以其数量得到的一个量,它表示数据集中每个数据值的平均值。
均值不等式可以用来求解许多数学问题,例如:如果一位学生在5次考试中的平均分为80分,则我们可以用均值不等式来求出其5次考试的总分。
假设这学生在第一次考试中获得了90分,在第二次考试中获得了85分,在第三次考试中获得了75分,在第四次考试中获得了60分,在第五次考试中获得了95分。
因此,我们可以根据均值不等式来求出这位学生在5次考试中的总分:$$frac{90+85+75+60+95}{5}=80$$从上面的例子中可以看出,均值不等式可以用来计算数据集中各项数据的总和和平均值,从而帮助我们更好地理解和分析数据,从而得出更准确的结论。
均值不等式还可以用来计算数学中不等式的解,只要认真推敲这一公式,就可以很容易地解决许多不等式的求解问题。
例如,假设有一个不等式,其中$x$的取值范围是从$3$到$9$,对于上述给定的取值范围,我们可以用均值不等式来求解:$$frac{3+4+5+6+7+8+9}{7}=x$$很容易就可以得到结果$x=6$。
由此可见,均值不等式在高中数学中具有重要意义。
它不仅可以用来比较和比较给定数据,还可以用来计算数学中不等式的解,从而帮助我们更好地理解和掌握更多的知识。
只要认真推敲均值不等式,就可以解决许多数学问题,从而有效地提高学习效率。
平均值不等式证明
平均值不等式证明平均值不等式是数学中著名的不等式,它被用来证明求平均数的概念。
它的基本原理以及它在应用程序中的重要性,一直以来都受到数学家们的极大关注。
本文将介绍平均值不等式并解释如何证明它。
平均值不等式定义和证明平均值不等式是指求平均数的运算结果必须小于或等于原数列中元素的最大值。
它可以用来证明求平均数的概念,也可以用来证明它是有效的。
具体来说,假设有一个数列a1,a2,...,an,它们的平均数是A1=Σan/n,其中n是项数。
平均值不等式的形式化定义就是:A1<=max{a1,a2,...,an},即A1不能大于数列中最大的元素。
证明这个不等式并不复杂,只要证明平均数是不大于最大值的就可以了。
根据上面所述,A1=Σan/n,即Σan>=A1*n,因此,Σan必须大于等于A1*n,从而推出A1<=max{a1,a2,...,an}。
因此,通过上面的分析,可以得出结论,即平均值不等式是正确的,这可以简单地用数学归纳法证明。
平均值不等式的应用平均值不等式可以用于计算和比较各种类型的数据的平均值。
考虑到不等式的条件,这种方法可以有效地识别和控制数据的变化。
例如,在金融市场中,可以用平均值不等式来测量市场风险,并找出潜在的机会。
平均值不等式还可以应用于统计分析。
它可以用来确定数据中是否存在异常值,并用来分析数据之间的关系。
此外,平均值不等式在概率论中也有用武之地,可以用来解释概率变量的分布情况,还可以用来验证假设概率的正确性。
结论本文讨论了平均值不等式的定义和证明,并且介绍了它在各种应用中的重要性。
它可以用来计算多个数字的平均值,并发现和预测数据的变化,以及应用于统计学和概率论。
因此,平均值不等式是数学中重要的不等式,它在日常应用中也是十分重要的。
4个均值不等式的公式
4个均值不等式的公式
四个均值不等式:
a+b≥2ab;
√(ab)≤(a+b)/2;
a+b+c≥(a+b+c)/3;
a+b+c≥3×三次根号abc
均值不等式,又名平均值不等式、平均不等式,是数学中的一个重要公式,可以看成是“对于若干个非负实数,它们的算术平均不小于几何平均”的推论。
公式内容为Hn≤Gn≤An≤Qn,即调和平均数不超过几何平均数,几何平均数不超过算术平均数,算术平均数不超过平方平均数。
1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+...+1/an)
2、几何平均数:Gn=(a1a2...an)^(1/n)
3、算术平均数:An=(a1+a2+...+an)/n
4、平方平均数:Qn=√ (a1^2+a2^2+...+an^2)/n
这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn 的式子即为均值不等式。
这种方法将一个有n 个变量与k 个约束条件的最优化问题转换为一个有n + k个变量的方程组的极值问题,其变量不受任何约束。
这种方法引入了一种新的标量未知数,即拉格朗日乘数:约束方程的梯度(gradient)的线性组合里每个向量的系数。
此方法的证明牵涉到偏微分,全微分或链法,从而找到能让设出的隐函数的微分为零的未知数的值。
均值不等式知识点
均值不等式知识点
均值不等式,又称为平均值不等式、平均不等式,是数学中的一个重要公式,即调和平均数不超过几何平均数,几何平均数不超过算术平均数,算术平均数不超过平方平均数。
均值不等式有以下几个应用条件:
- 一正:这些数都必须是正实数,因为只有正数才有几何平均值。
- 二定:分为积定与和定。
当这组数的乘积为定值,则这组数的和才能取到最小值。
当这组数的和为定值,则这组数的乘积能取到最大值。
所以要求和的最值,就要让这组数的乘积为定值。
要求乘积的最值就要让组数的和为定值。
- 三相等:表示什么时候能取到最值,也就是取到等号的时候。
只有当这组数据都相同的时候,算术平均值等于几何平均值。
平均值不等式公式四个
平均值不等式公式四个
均值不等式是在中学时期是一个值得大家去深入学习的知识点,因为它经常出现在各大考试中,而且会与方程、函数等其它知识点一起考察,一般的题型有:解不等式、证明不等式、求最大最小值。
特别是在解决极值问题时,直接利用均值不等的推论比其它方法要方便许多。
我们所说的均值
此外关于均值不等式的证明方法有很多,例如数学归纳法(第一数学归纳法或反向归纳法)、拉格朗日乘数法、琴生不等式法、排序不等式法、柯西不等式法等等,都可以证明均值不等式,在这里简要介绍数学归纳法的证明方法:
(注:在此证明的,是对n维形式的均值不等式的证明方法。
)
用数学归纳法证明,需要一个辅助结论。
引理:设A≥0,B≥0,则不等式公式四个具体如下:
,且仅当B=0时取等号。
注:引理的正确性较明显,条件A≥0,B≥0可以弱化为A≥0,A+B≥0,有兴趣的同学可以想想如何证明(用数学归纳法)(或用二项展开公式更为简便)。
原题等价于:均值不等式公式四个该怎么用?均值不等式的证明方法时取等号。
值得一提的是利用琴生不等式法也可以很简单地证明均值不等式,同时还有柯西归纳法等等方法。
建议感兴趣的小伙伴们可要深入学习,
多多咨询老师,让自己掌握更多的解题方法与思路。
均值不等式公式四个该怎么用?均值不等式的证明方法时取等号。
当n=2时易证;
假设当n=k时命题成立。
平均值定理公式
平均值定理公式
均值定理,又称基本不等式。
主要内容为在正实数范围内,若干数的几何平均数不超过他们的算术平均数,且当这些数全部相等时,算术平均数与几何平均数相等。
均值定理是高中数学学习中的一个非常重要的知识点,在函数求最值问题中有十分频繁的应用。
定义
均值定理:对于任意两个正实数a、b,都有
当且仅当a=b时,等号成立。
注:运用均值不等式求最值条件
①a >0 , b>0;
②a和b的乘积ab是一个定值(正数);
③等号成立条件。
相关重要不等式:
①(a+b)2 >= 0
②a2+b2 >= 2ab;
③|a| - |b| <= |a+-b| <= |a| + |b|.。
不等式基础必备
不等式基础必备1、均值定理: n n n n Q A G H ≥≥≥(当且仅当...12n a a a ===时取等号) 注解:n Q 平方平均值:n Q =n A 算术平均值:...12nn a a a An +++=;n G 几何平均值:n G = n H 调和平均值:...n 12nnH 111a a a =+++,即:...n 12nn 111H a a a =+++ 其中,,,...12n a a a 0>例如:1a 1=,2a 2=,求n Q 、n A、n G 、n H,并比较它们的大小.解:.n Q 16==≈; .n 12A 152+==;.n G 14==≈; .n 224H 1311213122===≈++ 可见:有n n n n Q A G H ≥≥≥2、指数不等式:x e 1x ≥+ (当且仅当x 0=时取等号) 注解:由于要求不等式右边1x 0+≥,故:x 1≥-记忆方法见函数图.曲线x y e =在x R ∈区间都处在直线y 1x =+的上方,仅在x 0=处相切. 即:x e 1x ≥+,当且仅当x 0=时取等号.例如:x 1=时,左边.x e 2718≈,右边1x 2+=故:x e 1x ≥+3、对数不等式:ln x x 1≤- (当且仅当x 1=时取等号) 注解:由于0和负数没有对数,所以:x 0>记忆方法见函数图.曲线ln y x =在x 0>区间都处在直线y x 1=-的下方,仅在x 1=处相切. 即:ln x x 1≤-, 当且仅当x 1=时取等号也可以由x e 1x ≥+得:y 1e y -≥两边取对数:ln y 1y -≥,即:ln x x 1≤-例如:x e =时,左边ln ln x e 1==,右边.x 1e 117181-=-≈>,故:ln x x 1≤- 4、柯西不等式:(...)(...)(...)222222212n 12n 1122n n a a a b b b a b a b a b ++++++≥+++ (当且仅当...n 1212na a ab b b ===时取等号) 注解:设向量(,,...,)12n A a a a =,向量(,,...,)12n B b b b =,则 (2)22212n A a a a =+++, (2)22212n B b b b =+++,...1122n n A B a b a b a b ⋅=+++由向量公式:cos ,A B A B A B ⋅=<>得:A B A B ⋅≤ 两边自乘得:()222AB A B ≥⋅将上面的结果代入得:(...)(...)(...)222222212n 12n 1122n n a a a b b b a b a b a b ++++++≥+++例如:1a 1=,2a 2=,1b 3=,2b 4=则:21a 1=,22a 4=,()2212a a 5+=;21b 9=,22b 16=,()2212b b 25+=; ()()22221212a a b b 525125++=⨯=;11a b 3=,22a b 8=,()221122a b a b 11121+==.()()22221212a a b b 125121++=> 故:()()()2222212121122a a b b a b a b ++≥+5、琴生不等式: 注解:⑴ 设在[,]x a b ∈区间()f x 为上凸函数,如图即()f x 的二次导数''()f x 0≤,则:()()()f a f b a b f 22++≤ ①图中,A 点为均值的函数值,B 点为函数的均值. 即:对于上凸函数,函数的均值不大于均值的函数值. ⑵ 设在[,]x a b ∈区间()f x 为下凸函数,如图即()f x 的二次导数''()f x 0≥,则:()()()f a f b a bf 22++≥ ② 图中,A 点为均值的函数值,B 点为函数的均值. 即:对于下凸函数,函数的均值不小于均值的函数值. 上面的①②式,称为琴生不等式.例如:对于函数()sin f x x =,在[,]x 0π∈区间为上凸函数,因为'()cos f x x =,''()sin f x x 0=-≤([,]x 0π∈) 故:()sin f x x =在[,]x 0π∈区间为上凸函数. 此时,a 0=,b π=,则a b 22π+= ()()f a f 00==,()()f b f 0π==,即:()()f a f b 00022++==; 而()()a b f f 122π+==. 故:()()()f a f b a bf 22++≤例如:二次函数()2f x x 2x 1=-+因为'()f x 2x 2=-,''()f x 20=> 所以()f x 下凸函数.在[,]x 02∈区间有:()f 01=,()f 21=,()f 10= 即:()()f 0f 212+=,()()02f f 102+==故:()()()f 0f 202f 22++> 其实,在x R ∈区间,都满足()()()f a f b a bf 22++≥ ⑶ 推广为一般形式对于(,)x a b ∈的上凸函数,即:''()f x 0≤,有:()()...()...()12n 12nf x f x f x x x x f n n++++++≤ (,,...,(,)12n x x x a b ∈)对于(,)x a b ∈的下凸函数,即:''()f x 0≥,有:()()...()...()12n 12nf x f x f x x x x f n n++++++≥ (,,...,(,)12n x x x a b ∈)这就是琴生不等式.注意不等号的方向与二次导数的方向一致. 6、伯努利不等式:()n 1x 1nx +≥+ (x 1>-) 注解:由二项式定理得:()...()n 0122n nn n n n 1x C C x C x C x 1nx g x +=++++=++在x 1>-时,()g x 0≥,即:()n 1x 1nx +≥+ (仅当n 1=时取等号) 例如:当x 1=,n 2=时,左边()()n 21x 114+=+=,右边1nx 1213+=+⨯=故:()n 1x 1nx +≥+ 7、向量不等式:⑴ 向量三角形:a b a b +≤+和 ⑵ a b a b -≤-⑶ 向量点乘:a b a b ⋅≤ 注解:⑴ 由a ,b ,a b +构成的三角形,由三角形两边之和大于第三边得. ⑵ 由a ,b ,a b -构成的三角形,由三角形两边之差小于第三边得; ⑶ 由向量积的公式得:cos ,a b a b a b a b ⋅=<>≤,即:a b a b ⋅≤; ⑷ 若(,,)123a a a a =,(,,)123b b b b =,则:112233a b a b a b a b ⋅=++ 上面这几种基本不等式的简单记忆方法: 均值定理四兄弟,对数指数俩伴侣; 柯西琴生伯努利,向量三角点乘积.上述不等式的解法统称“公式法”.凡解证不等式,首先考虑用上述的不等式,能使用的尽量使用. 不能直接使用的,但经过变形后能使用的,也要尽量使用,即尽一切可能使用上述不等式.1、作差法:将比较的两对象相减后,其差与0比较大小的方法.注解:最常用的是构建函数法. 例如,证明()()f x g x ≥,则构建()()()h x f x g x =- 2、作商法:将比较的两正数对象相比后,其商与1比较大小的方法. 注解:例如,()f x 0≥,()g x 0≥,证明()()f x g x ≥. 将其变形为()()f xg x 与1比大小. 3、公式法:用前面不等式的公式得到结果的方法. 注解:即均值定理、柯西不等式等.4、单调性法:利用函数在某区间的单调性得出大小的方法.注解:例如,函数()f x 在区间[,]x a b ∈单调递增,则有:()()f x f a ≥,()()f x f b ≤. 5、放缩法:由等式的一边经过放大或缩小将等式变为不等式;或者大者变得更大,小者变得更小;从而使问题得到解决的方法.注解:例如,n 0>,原本22n n =,将右边减小变为()2n n n 1>- ①①式就是放缩法的结果.6、判别式法:如果一个二次函数过零点,即在零点存在二次方程的解,那么二次方程有解的条件是:判别式0∆≥. 这里就自然出现了不等式.注解:本方法用于处理二次函数时,包括二次函数的分式.7、换元法:将一个整式、分式或根式整体看做一个量进行处理的方法,主要是简化. 注解:特别是三角换元法. 因为三角函数本身有界,所以自然就有不等式. 此法要求常用的三角恒等式必须熟悉.8、裂项相消法:将一项式子分裂成两项或多项,在求和过程中有部分项相互抵消,从而得到简明结果的方法.注解:例如,在放缩法中的①式,进一步得:()21111n n n 1n 1n<=--- 这样,如果是求和n2k 11k =∑,则可得结果: ()()nn n22k 1k 2k 211111111112k k k 1k n n ====+<+-=+-=--∑∑∑ 其中的()111n n 1n 1n=---是裂项.在求和过程中,好多项相互抵消()()()...()nk 21111111111k 1k 1223n 1n n =-=-+-++-=---∑9、倒序相加法:将一个多项求和的式子的一个正序列和一个倒序列按序相加的方法. 注解:例如,求...n S 123n =++++. 其倒序后为:()...n S n n 121=+-+++.这两个式子按序相加后得:()()...()n 2S 1n 2n 1n 1=+++-+++其中,每个圆括号内的值都是()n 1+,共有n 项. 故结果是:()n 2S n n 1=+,即:()n n n 1S 2+=10、极值法(最值法):求出函数()f x 在某个区间的极值,加上边界值找出最值,那么函数的最值就是出现不等式的方法.注解:函数()f x 在x R ∈区间的最大值是8,则有()f x 8≤11、积分法:积分实际上是求和,是简化求和运算的一种方法. 如果函数是单调的,函数的每一小区间内就会出现不等号,求和后依然存在不等号.注解:积分法最好要画出简明图,可以看出单调性和不等的量. 上面这几种求不等式的基本方法简单记忆: 作差与0比大小,作商与1比高下; 套用公式得结果,单调放缩有小大; 二次函数过零点,判别式与换元法; 倒序相加来求和,裂项相消去简化; 极值最值亦可得,单调积分号方法.[例题] 已知:,a b 0>,*n N ∈,n 2≥,求证:()n n na b a b 22++≥ 证明:⑴ 用均值定理:n n A G ≥()()...()()...()n n n n n n nn n 1n 1a b a b a b a n a 22222--+++++++≥即:()()()n 1n n n n nn a b a b a n 1na 22-+++-≥= ①同理:()()()n 1n n n n nna b a b b n 1nb 22-+++-≥ ② 由①②两式相加得:()()()()()n 1n n nnnnna b a b n 1a b n a b 2-+++-+≥+即:()()()n 1n n n n na b a b a b 2n 2n 222-+++≥ 即:()()()n 1n n n n n a b a b a b 222-+++≥,即:()()()n n n n n n n 1a b a b a b 222-+++≥ 即:()n n na b a b 22++≥ ⑵ 用琴生不等式构建函数:()n f x x =(x 0>)则:'()n 1f x nx -=,''()()n 2f x n n 1x 0-=->代入琴生不等式()()()f a f b a bf 22++≥得:()n n n a b a b 22++≥。
对数均值不等式公式四个
对数均值不等式公式四个
对数均值不等式是数学分支中最重要的一项原理。
它指出,在任何随机变量的几率分布正态分布的情况下,不等式可以满足以下等式:均值大于或等于对数均值。
为了更清晰地理解,我们将其具体分为四个不等式:
第一,加法对数均值不等式,它表明,多个随机变量求和的对数均值,大于等于每个变量的对数均值之和;
第二,减法对数均值不等式,指出,多个随机变量减去的对数均值,大于等于每个变量的对数均值之差;
第三,乘法对数均值不等式,表达的是,多个随机变量的乘积对数均值,top
每个变量的对数均值之和;
第四,除法对数均值不等式,规定,使用随机变量做除法时,除数的对数均值大于被除数的对数均值。
由于满足了四种不等式,因此我们可以明确地得出,做任何运算时,平均值的大小,都满足加法、减法、乘法和除法对数均值不等式的要求。
基于对数均值不等式的应用,其涉及领域非常广泛,如:统计计算的总和、估计和样本分布的期望值、预测模型的参数估计等等。
而在更为实际的领域,我们也可以看到,对数均值不等式非常重要,它在伦理投资、金融风险评估、金融市场和股票价格之间的关系中也发挥着关键的作用。
总之,对数均值不等式的用处千头万绪,在解决统计学和金融领域的问题时,它都起到重要作用。
未来,越来越多的学者将会继续探索这一重要结构。
均值不等式公式完总结归纳非常实用
均值不等式公式完总结归纳非常实用
三种不等式:
1、大数定理
大数定理定义指:如果随机变量的样本数足够大,则样本平均值将收敛于总体均值,且收敛是按反正比律进行的,即样本容量n越大,收敛速度越快。
它的数学表述为:设X1,X2,…,Xn 是从总体中独立同分布的随机变量,则有lim n→∞ P(,ΣXi/n-μ,>ε)→0。
2、中心极限定理
中心极限定理定义指:当样本数量n足够大时,样本数值构成的概率分布接近正态分布,即样本容量n越大,样本的分布越接近正态分布。
中心极限定理的数学表述为:设X1,X2,…,Xn是从总体中独立同分布的随机变量,则有lim n→∞ P((ΣXi-nμ)/σ√n→N(0,1))。
3、拉普拉斯定理
拉普拉斯定理定义指:随机变量的样本均值估计值无偏,即其均值等于总体均值。
拉普拉斯定理的数学表述为:设X1,X2,…,Xn是从总体中独立同分布的随机变量,则E(ΣXi/n)=μ。
以上三种不等式是概率论中重要的不等式,它们在统计学中有着重要的应用意义。
首先,大数定理说明了,随着样本量n的增大,样本平均值收敛于总体均值,而收敛速度随着样本量的增加而增快,使得我们可以通过样本平均数来估计总体均值,从而使统计学中的问题更容易处理。
均衡不等式公式
均衡不等式公式1.均值定理:如果Q、6∈B+(K+表示正实数),那么空>√林,当且仅当Q二加寸,有等号成立,此结论称为均值不等式或基本不等式.2•对于任意两个实数Q、b,哈叫做。
、算术平均值,,五(qb≥0)叫做Q、b的几何平均值;均值定理可以表述为:两个正实数的算术平均值大于或等于它的几何平均值3.两个正数的积为常数时,它们的和有最小值;两个正数的和为常数时,它们的积有最大值. 4定求和最小值:a+b≥2√0δ和定求积最大值:Qb≤(年)2均值不等式具有“和积互化”的放缩功能.补充:____1.均值不等式的变形:/耳亘≥吟2(虫产)2≥√^δ≥壬(调和平均数);做差证明即可;平方平均数≥算术平方数≥几何平均数2调和平均数均值不等式使用注意事项:一正二定三相等四同时①一正:其实同号即可,不能异号;②二定:和一定或积一定;③三相等:当且仅当=时,能取到等号,否则不能使用结论;④四同时:连续使用时,必须使每一个的等号都成立条件相同【例1】⑴下列函数中,最小值为4的函数是04J∕=H+J By-sinx+备C.y-e x'x Dg=10g3x+Iog181【答案解析】C4需要N>0;B需要SE①>0;。
需要N>1(2)已知N>1,贝如=1・I+τ47的最大值是【答案解析】•4(不符合一正,需要处理)U=・[(]・1)+7⅛1(x-1)÷7⅛≥42/≤•4【例2】(1)求函数g=x2+V r的最小值,并求出取得最小值时的1值.【答案解析】I=±1时取到最小值.2/=X2+1+炉:]-1≥2χ∕4-1=3/+1=]时等号成立(2)求y=噫?的最大值,【答案解析】√3先取倒数卷=⅛7=⅛(√χ2+1+√⅛)≥{X2×√3=畜.,.2/≤V z3【例3】设α>b>O,则a?+⅛÷旃、的最小值是OA.1B.2C.3D.4【答案解析】D方法一:显两=方%分母出现a?-a b,为了使用均值不等式,多项式中应该出现α2-ab手段:凑02+⅛+=a2-ab+ab+≥2+2=4切记:验证两个均值襁式成立的条件应该一致,否则结论不对方法二:。