考研中常用的不等式公式包括但不限于以下几种:
AM-GM不等式(算术平均-几何平均不等式)
对于任意非负实数 (a_1, a_2, ldots, a_n),有
[
frac{a_1 + a_2 + ldots + a_n}{n} geq sqrt[n]{a_1 a_2 ldots a_n}
]
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 + ldots + a_n b_n)^2 leq (a_1^2 + a_2^2 + ldots + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + ldots + b_n^2)
]
乘积和差、和差的平方不等式
((a + b)^2 geq 4ab)
((a - b)^2 geq 0)
((a + b)(a - b) leq a^2 + b^2)
((a + b)^2 + (a - b)^2 = 2(a^2 + b^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
]
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) 为任意 (n) 个非负实数使得 (w_1 + w_2 + ldots + w_n = 1),则有
[
w_1 f(x_1) + w_2 f(x_2) + ldots + w_n f(x_n) geq f(w_1 x_1 + w_2 x_2 + ldots + w_n x_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。
这些不等式在解决一些最优化问题时非常有用,例如在证明函数的极值、计算向量的内积等。掌握这些不等式对于考研数学的解题至关重要。