考研中涉及的基本不等式主要包括以下几种:
AM-GM不等式(算术平均数-几何平均数不等式)
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_1a_2ldots a_n}
]
柯西-施瓦茨不等式
对于任意实数序列 (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)
]
三角不等式
对于任意两个实数 (a) 和 (b),有:
[
|a + b| leq |a| + |b|
]
四边形不等式
对于任意的实数序列 (a_1 leq a_2 < b_1 leq b_2),有:
[
m[a_1, b_1] + m[a_2, b_2] leq m[a_1, b_2] + m[a_2, b_1]
]
其中 (m[i, j]) 表示连接点 (i) 和 (j) 的线段长度。
切比雪夫不等式
对于任意实数序列 (a_1, a_2, ldots, a_n) 和任意正数 (k),有:
[
frac{1}{n}sum_{i=1}^{n}(a_i - bar{a})^2 geq frac{1}{n^2}sum_{i=1}^{n}(a_i - bar{a})^2
]
其中 (bar{a}) 是序列的平均值。
贝塞尔不等式
对于任意实数序列 (a_1, a_2, ldots, a_n) 和任意正数 (k),有:
[
left(sum_{i=1}^{n}a_i^2right)left(sum_{i=1}^{n}b_i^2right) geq left(sum_{i=1}^{n}a_ib_iright)^2
]
拉格朗日中值定理
对于连续函数 (f(x)) 在区间 ([a, b]) 上,存在 (xi in (a, b)) 使得:
[
f'(xi) = frac{f(b) - f(a)}{b - a}
]
这些不等式在考研数学中非常重要,常用于证明最值、求解函数值域、证明不等式等问题。掌握这些不等式的应用是考研数学的关键之一。