2011-11-6反方向的柯西不等式
(2012-01-03 10:42:29)
标签:
代数不等式柯西不等式杂谈 |
分类: 高中奥数 |
【题目】已知正整数n≥2,实数a_1,…,a_n满足(∑a_i)(∑1/a_i)≤(n+1/2)^2。求证:max(a_i)≤4min(a_i)。
【解答】
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所有a_i乘以一个常数,不等式左边不变(齐次性),不妨设min(a_i)=1,记a_{n-1}=1,a_n=max(a_i)=M。
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当∑a_i固定,其中一个是1,另一个是M时,由平均不等式∑1/a_i在其余a_i相等时取最小值,设其他a_i为t。
● (∑a_i)(∑1/a_i)≥(1+M+(n-2)t)(1+1/M+(n-2)/t)=n^2-4n+6+M+1/M+(n-2)(M/t+t/M+1/t+t/1)
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上式右端当t=√M时取最小值因此 (∑a_i)(∑1/a_i)≥n^2-4n+6+M+1/M+(n-2)(M+1)2/√M
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上式右端关于M>1是增函数,而当M=4时取值是n^2+n+1/4=(n+1/2)^2,因此M≤4。