常用不等式公式考研

陈老师育儿 · 2024-12-31 05:58:17

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}

]

当且仅当 (a_1 = a_2 = cdots = a_n) 时,等号成立。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)

]

当且仅当存在不全为零的实数 (c_1, c_2, ldots, c_n) 使得 (c_i a_i = c_i b_i) 对所有 (i) 成立时,等号成立。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})

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

]

杨辉不等式

对于任意实数 (a_1, a_2, ldots, a_n) 和 (b_1, b_2, ldots, b_n),有

[

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

]

伯努利不等式

设 (h > -1), (n in mathbf{N}_+),则

[

(1 + h)^n geq 1 + nh

]

当且仅当 (n > 1) 时,等号成立。

常用不等式公式

(1) (sqrt{frac{a + b}{2}} geq frac{a + b}{2} geq sqrt{ab} geq frac{2}{frac{1}{a} + frac{1}{b}}),当且仅当 (a = b) 时,等号成立。

(2) (sqrt{ab} leq frac{a + b}{2}),当且仅当 (a = b) 时,等号成立。

(3) (|a - b| leq |a| + |b|),当且仅当 (a = b) 时

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