考研中常用的不等式包括:
AM-GM不等式(算术平均-几何平均不等式)
对于非负实数$a_1,a_2,cdots,a_n$,有
$$
frac{a_1+a_2+cdots+a_n}{n} geq sqrt[n]{a_1a_2cdots a_n}
$$
当且仅当$a_1=a_2=cdots=a_n$时取等号。
Cauchy-Schwarz不等式
对于实数$a_1,a_2,cdots,a_n$和$b_1,b_2,cdots,b_n$,有
$$
left(sum_{i=1}^n a_i b_iright)^2 leq left(sum_{i=1}^n a_i^2right)left(sum_{i=1}^n b_i^2right)
$$
当且仅当存在实数$k$使得$b_i=ka_i$时取等号。
Chebyshev不等式
对于实数$a_1,a_2,cdots,a_n$和$b_1,b_2,cdots,b_n$,其中$a_1geq a_2geqcdotsgeq a_n$,$b_1geq b_2geqcdotsgeq b_n$,有
$$
nleft(sum_{i=1}^n a_i b_iright) geq left(sum_{i=1}^n a_iright)left(sum_{i=1}^n b_iright)
$$
当且仅当$a_i$和$b_i$单调相关时取等号。
Jensen不等式
设$f(x)$在区间$I$上连续,$a_1,a_2,cdots,a_nin I$,$w_1,w_2,cdots,w_n$为非负实数且$w_1+w_2+cdots+w_n=1$,则有
$$
w_1f(a_1)+w_2f(a_2)+cdots+w_nf(a_n) geq f(w_1a_1+w_2a_2+cdots+w_na_n)
$$
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。
其他不等式
$sqrt{frac{a^2+b^2}{2}} geq frac{a+b}{2} geq sqrt{ab} geq frac{2}{1/a+1/b}$
$sqrt{ab} leq frac{a+b}{2}$
$a^2+b^2 geq 2ab$
$ab leq frac{(a+b)^2}{4}$
$|a-b| leq |a+b| leq |a|+|b|$
这些不等式在考研数学中经常被考查,掌握它们的证明和应用对考研成功非常重要。