在考研数学中,常用不等式包括以下几种:
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 left( frac{a_1 a_2 cdots a_n}{n} right)^{1/n}
]
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)
]
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。
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 + cdots + w_n = 1),则有
[
w_1 f(x_1) + w_2 f(x_2) + cdots + w_n f(x_n) geq f(w_1 x_1 + w_2 x_2 + cdots + 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) 且 (1 + h > 0) 时,等号成立。
幂均不等式、 柯西不等式、 切比雪夫不等式、 排序不等式、 琴声不等式、 加权不等式、 赫尔德不等式、 闵科夫斯基不等式、 麦克劳林不等式等也是考研数学中常用的不等式,具体形式和应用可以参考相关教材和资料。
这些不等式在考研数学中应用广泛,掌握它们有助于提高解题能力和证明题目的技巧。建议在备考过程中多加练习和应用这些不等式,以加深理解和记忆。