考研常用不等式

小雨家庭教育 · 2024-12-25 00:00:40

考研中常用的不等式有以下几种:

AM-GM不等式

对于任意非负实数 (a_1, a_2, ldots, a_n),有

[

frac{a_1 + a_2 + cdots + a_n}{n} geq sqrt[n]{a_1 a_2 cdots a_n}

]

这个公式可以用于证明一些题目的最小值,例如在面积一定的情况下,长方形的长和宽的乘积最大。

Cauchy-Schwarz不等式

设有两组实数 (a_1, a_2, ldots, a_n) 和 (b_1, b_2, ldots, b_n),则

[

(a_1 b_1 + a_2 b_2 + cdots + a_n b_n)^2 leq (a_1^2 + a_2^2 + cdots + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + cdots + b_n^2)

]

这个公式可以用于证明向量的内积的绝对值不超过向量的模长之积。

乘积和差、和差的平方不等式

(1) ((a + b)^2 geq 4ab)

(2) ((a - b)^2 geq 0)

(3) ((a + b)(a - b) leq a^2 + b^2)

(4) ((a + b)^2 + (a - b)^2 = 2(a^2 + b^2))

这些公式可以用于证明类似于不等式 ((a + b)^2 geq 4ab) 的问题。

三角函数的不等式

(1) (sin x leq x leq tan x),其中 (0 < x < frac{pi}{2})

(2) (cos x leq frac{2}{pi} x),其中 (0 < x < frac{pi}{2})

这些不等式在处理三角函数问题时非常有用。

Schur不等式

设有非负实数 (a, b, c) 和正整数 (k),则有

[

a^k (a - b)(a - c) + b^k (b - a)(b - c) + c^k (c - a)(c - b) geq 0

]

这个不等式在处理某些代数问题时很有用。

Jensen不等式

设 (f(x)) 是定义在区间 ([a, b]) 上的凸函数,(x_1, x_2, ldots, x_n) 为 ([a, b]) 上的任意 (n) 个实数,(w_1, w_2, ldots, w_n) 为它们的权重(非负且和为1),则有

[

fleft(sum_{i=1}^n w_i x_iright) leq sum_{i=1}^n w_i f(x_i)

]

这个不等式在处理凸函数问题时非常有用。

伯努利不等式

设 (h > -1),(n in mathbf{N}_+),则

[

(1 + h)^n geq 1 + nh

]

当 (n > 1) 时,等号成立。

这些不等式在考研数学中非常常用,掌握它们有助于解决许多问题。建议在备考过程中多加练习和应用这些不等式。

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