浅谈安振平老师的26个优美不等式(综述)

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安振平柯西不等式局部不等式内切圆代换函数眼光看问题 |
分类: 安振平-26个优美不等式 |
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在文[1]中,安振平老师提出了26个优美不等式与广大数学工作者研讨,这26个不等式犹如投入江水中的巨石一般,自见刊之日起,就激发了无数数学爱好者的兴趣,不断有人去探索、证明、加强、推广(见文[2]-[17]),真是魅力不小.
纵览之,可对这26个不等式进行粗略地分类.
第1、2、3、4个优美不等式为一类:它们是四个形式相似的分式不等式,观察1、2,发现分子相同,仅仅是分母作一轮换,能否将分母继续轮换得到新的不等式?3、4则有明显的几何意义,将根号下的式子与余弦定理的形式联系起来便会豁然开朗;
第5、6、7个优美不等式是一类:它们的题设条件完全一致,结论又形似神似,能否找到统一的证法与渊源?这给我们留下了极大的思考空间,探究后对于建立一类不等式的证明方法与技巧大有裨益;
第8、9个优美不等式为一类:8、9为两个不等式猜想,是从二元情形到三元情形的试探性推广,观其面目就觉证明不易,值得静下心来思考;
第15、21个优美不等式像是一类:都为含有n次根号的代数不等式,但21较15形式上简单得多,证明也是如此吗?
第17、19个优美不等式像是一类:均为线性约束下的条件不等式,但其结论却稍有差异,猜测其证法也会不同;
第22、23、24、25、26个优美不等式都与三角形有关,算作一类;剩下的第10、11、12、13、14、16、18、20个优美不等式各成一类.
1.不要被不等式的表象所迷惑
俗话说:“人不可貌相,海水不可斗量”,不等式证明亦是如此.在这26个优美不等式中,有些并不难.
2.“失效”的柯西不等式
柯西不等式在不等式证明中可谓是一把利器,屡建奇功.然而其在这26个不等式的证明中却屡次“失效”.
运用柯西不等式的三次“失败”不得不让我们反思:柯西不等式的“神通”在这里为什么没有显现?这些题目真的不能运用柯西不等式吗?还是我们的运用仅仅停留在了低层次水平上?
3.“局部不等式”显神威
不等式证明中最难的要属构造证明了,要构造的式子常常被称为“局部不等式”.局部不等式往往要兼顾题设条件和要证明的式子,还要保证其自身在大环境下是成立的.在一些较难的不等式证明中,往往会冒出个局部不等式,至于是如何想到的,很少有人给出个所以然,这在初学者看来,是极不自然的.
局部不等式仿若一架中间桥梁,贯通了待证不等式左端与右端之间的道路,促使问题向有利的方向转化,使天堑变通途!
4.用函数的眼光看问题
函数思想的渗透为不等式证明带来了一缕春风.当然这里不涉及多元函数微分学和条件极值等高等数学的内容,然而不等式证明中的变量又往往不止一个,于是我们需要利用题设条件将多变量转为单变量,将条件不等式问题转化为函数最值问题,从而便于我们运用函数的单调性、对称性、凹凸性等一系列性质去证题.
5.活用三角形的内切圆代换
三角形中的内切圆代换是不等式证明中十分常用且有效的一种代换.若原不等式是关于三角形三边的不等式,利用该代换,可以解除三边之间需满足的长度关系,转化为三个任意正数 的代数不等式;若原不等式是关于三个任意正数的不等式,反用内切圆代换,则或许可将其转化为三角形中的三角不等式,拓宽证题思路.下面给出三角形内切圆代换的一些基本结论,这在不等式证明中是极其有用的.
保持代数不等式、几何不等式、三角不等式随时随地的相互转化是一种数学修养,可以为证明提供新的思路,但若转化之后仍不好证,那么转化就失去了其本身的意义.
参考文献
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