考研中经常考查的是不等式,以下是一些常见的不等式及其解题方法:
1. AM-GM不等式
对于非负实数 (a_1, a_2, ldots, a_n),算术平均数大于等于几何平均数,即:
[
frac{a_1 + a_2 + ldots + a_n}{n} geq sqrt[n]{a_1a_2ldots a_n}
]
2. Cauchy-Schwarz不等式
对于两组实数 (a_1, a_2, ldots, a_n) 和 (b_1, b_2, ldots, b_n),有:
[
(a_1b_1 + a_2b_2 + ldots + a_nb_n)^2 leq (a_1^2 + a_2^2 + ldots + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + ldots + b_n^2)
]
3. 伯努利不等式
对于任意实数 (h > -1) 和正整数 (n),有:
[
(1 + h)^n geq 1 + nh
]
当 (n > 1) 时,等号成立。
4.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) 为非负实数且 (w_1 + w_2 + ldots + w_n = 1),则:
[
w_1f(x_1) + w_2f(x_2) + ldots + w_nf(x_n) geq f(w_1x_1 + w_2x_2 + ldots + w_nx_n)
]
5. 绝对值不等式
可以通过分段讨论法、平方法或公式法来求解带有绝对值的不等式。
6. 高次不等式
可以通过因式分解和穿线法来求解。
7. 分式不等式
通常需要移项,使不等式右边为0,然后确定解集。
解题技巧
分段讨论法:当绝对值内部较为复杂时,可以分段讨论。
平方法:当绝对值两边都有表达式时,可以尝试消去绝对值。
穿线法:适用于高次不等式,通过标记因式零点并“穿线”确定解集。
公式法:直接应用已知的不等式公式进行求解。
示例
对于不等式 (|x - 1| + x leq 2),可以采用分段讨论法:
当 (x geq 1) 时,(|x - 1| = x - 1),不等式变为 (x - 1 + x leq 2),即 (2x leq 3),解得 (x leq frac{3}{2})。
当 (x < 1) 时,(|x - 1| = 1 - x),不等式变为 (1 - x + x leq 2),即 (1 leq 2),恒成立。
因此,解集为 (x leq frac{3}{2})。
以上是考研中可能会用到的特殊不等式及其解题方法。