排序不等式 课件
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备注 同序和 乱序和 乱序和 乱序和 乱序和 反序和
同序和a1b1+a2b2+a3b3=220最大,反序和a1b3+a2b2+ a3b1=180最小.
2.排序不等式的一般情形 一般地,设有两组实数:a1,a2,a3,…,an与b1,b2, b3,…,bn,且它们满足: a1≤a2≤a3≤…≤an,b1≤b2≤b3≤…≤bn, 若c1,c2,c3,…,cn是b1,b2,b3,…,bn的任意一个排 列,则和数a1c1+a2c2+…+ancn 在a1,a2,a3,…,an与b1,b2,b3,…,bn同序时最大, 反序时最小,即:
(1,2,3) (30,45,25)
(1,2,3) (45,25,30)
(1,2,3) (45,30பைடு நூலகம்25)
练习:220
和 S1=a1b1+a2b2+a3b3=______ S2=a1b1+a2b3+a3b2=______ S3=a1b2+a2b1+a3b3=______ S4=a1b2+a2b3+a3b1=______ S5=a1b3+a2b1+a3b2=______ S6=a1b3+a2b2+a3b1=______ 205 215 195 185 180
设 a1,a2,…,an;b1,b2,…,bn 为任意
两组实数,证明:如果 a1≤a2≤…≤an 且 b1≤b2≤…≤bn
或 a1≥a2≥…≥an 且 b1≥b2≥…≥bn,则
a1b1+a2b2n+…+anbn≥a1+a2+n …+anb1+b2+n …+bn.
证明:不妨设a1≤a2≤…≤an,b1≤b2≤…≤bn, 则由排序原理得 a1b1+a2b2+…+anbn=a1b1+a2b2+…+anbn, a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b2+a2b3+…+anb1, a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b3+a2b4+…+an-1b1+anb2, ……
排序不等式
1.基本概念
一般地,设有两组数:a1≤a2≤a3,b1≤b2≤b3,我们考察 这两组数两两对应之积的和,利用排列组合的知识,我们
知道共有6个不同的和数,它们是:
对应关系
(a1,a2,a3) (b1,b2,b3) (a1,a2,a3) (b1,b3,b2) (a1,a2,a3) (b2,b1,b3)
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1c1+a2c2+…+ancn≥a1bn+a2bn-1 +…+anb1,等号当且仅当a1=a2=…=an或b1=b2=…=bn时 成立.
设 a,b 都是正数,求证:
ba2+ba2≥ba+ba.
分析:观察不等式找出数组,并比较大小,并 用排序原理证明.
证明:由题意设 a≥b>0, 则 a2≥b2,1b≥1a,所以ab2≥ba2, 根据排序原理,知 ab2×1b+ba2×1a≥ab2×1a+ba2×1b,
和 S1=a1b1+a2b2+a3b3 S2=a1b1+a2b3+a3b2 S3=a1b2+a2b1+a3b3
备注 同序和 乱序和 乱序和
(a1,a2,a3) (b2,b3,b1) (a1,a2,a3) (b3,b1,b2) (a1,a2,a3) (b3,b2,b1)
S4=a1b2+a2b3+a3b1 S5=a1b3+a2b1+a3b2 S6=a1b3+a2b2+a3b1
即ba2+ba2≥ba+ba.
设 a1,a2,…,an 是 n 个互不相同的正整数,求证: a1+2a22+3a32+…+nan2≥1+12+13+…+1n
分析:a1,a2,…,an 是 n 个互不相同的正整数,因此 它们可以从小到大地排序,观察问题中的式子,可以猜想到
与 a1,a2,…,an 对应的另一列数是 1,212,312,…,n12, 由此可以联想到用排序不等式证明的思路.
上式等号当且仅当 a1=a2=…=an 或 b1=b2=…=bn 时成立.
1.车间里有5台机床同时出了故障,从第1台到第5台的 修复时间依次为4 min,8 min,6 min,10 min,5 min,每台机床停产
1 min损失5元,经合理安排损失最少为( A )
A.420元 B.400元 C.450元 D.570元
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1bn+a2b1+…+anbn-1. 将上述 n 个式子相加,得 n(a1b1+a2b2+…+anbn) ≥(a1+a2+…+an)(b1+b2+…+bn). 上式两边除以 n2,得 a1b1+a2b2n+…+anbn≥
a1+a2+n …+anb1+b2+n …+bn.
解析:设 b1,b2,…,bn 是 a1,a2,…,an 的一个排列, 且满足 b1<b2<…<bn.因为 b1,b2,…,bn 是互不相同的正 整数,故 b1≥1,b2≥2,…,bn≥n.
又因 1>212>312>…>n12, 故由排序不等式,得
a1+2a22+3a32+…+nan2≥b1+b222+b332+…+bnn2
乱序和 乱序和 反序和
根据上面式子猜想,在这6个不同的和数中,应有结 论:
同序和a1b1+a2b2+a3b3最大,反序和a1b3+a2b2+ a3b1最小.
练习:计算下列各组数并找出其中最大最小的数:
对应关系
(1,2,3) (25,30,45)
(1,2,3) (25,45,30)
(1,2,3) (30,25,45)
≥1×1+2×212+3×312+…+n·n12
=1+12+13+…+1n.
点评:在证明不等式的过程中,往往将“n个互不 相同的正整数”进行排序,这种排序并不失一般性,是 证明中常常使用的一个技巧.本题较难之处是如何想到 构造新的排列b1,b2,…,bn,这需要考生从正确的方向 进行分析,根据分析的发展逐步想到,充分利用问题的 条件,挖掘条件背后更深的内容,为使用已有经典不等 式创造条件.
2.某班学生要开联欢会,需要买价格不同的礼品4件、5 件及2件,现选择商店中单价为3元、2元和1元的礼品,则最少
和最多花的钱数为( C )
A.19元,24元
B.20元,19元
C.19元,25元
D.25元,27元
3.设 a,b,c 都是正数,求证:bac+abc+acb≥a+b+c.