§2.5 重要不等式、基本不等式与平均值不等式 |
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补充+改编自华东师范大学第二附中实验班用教材。 1.重要不等式重要不等式是完全平方公式的一个显而易见的推论。它的形式是:,其中的a和b是任意实数,而当且仅当a=b时,原不等式中的等号成立。通过简单的移项和配方就可以证明这个简单的不等式。不过,有时人们也会通过勾股弦图证明重要不等式(如图1)。 图1.重要不等式的几何证明重要不等式可以被扩展到n元的情况,即:。 2.基本不等式基本不等式是由和代替重要不等式中的a和b得到的,即。有时也会将2移到左边,写成分式的形式。由基本不等式我们可以推出一条重要的结论,即最值定理:当x+y等于定值S时,xy在x=y时取到最大值;当xy等于定值P时,x+y在x=y时取到最小值。这条定理在今后用处颇多,而且小学时所学的“矩形周长一定时,正方形面积最大”也是由它所推知的。 基本不等式也可以推广到n元,甚至还可以进一步加强。这就是接下来所要说的平均值不等式,或称均值不等式。 3.平均值不等式我们把n个数的倒数加在一起,除(不是除以!)n,得到的结果称作这n个数的调和平均值,记作;把n个数乘积的n次方根,称作几何平均值,记作;把n个数相加后除以n(这次不是除而是除以啦)的结果,称作算术平均值,记作;把n个数的平方和除以n后,再取平方根的结果,称作方幂平均值,记作。于是,有。这个不等式叫做平均值不等式;当且仅当取平均值的各个数相等时,等号可以取到。把各项扩展开来看,就是:
由于平方根的问题,平均值不等式的适用范围是全体正实数。 至此,您已学完高中数学全部内容的9.35%~ 请三连~ |
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