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琴生不等式高考题,琴生定理

  • 高考
  • 2024-01-26

琴生不等式高考题?证明过程如下:令f(x)=2^x/x²,(x≥4)f'(x)=[(ln2)·2^x·x²-2x·2^x]/(x²)²=[(ln2)·x-2]·x·2^x/x⁴2^x恒>0。x>4>0,那么,琴生不等式高考题?一起来了解一下吧。

琴生不等式解决高考题

解:取对数ln后,

不等式等价于ln(x1)+ln(x2)……+ln(xn)>-ln2-1

等价于1+ln2>ln(1/x1)+ln(1/x2)……+ln(1/xn)

即1+ln2>ln(1+1)+ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))

等价于1>ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))

又有ln(1+x)

所以ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))<1/2+1/4……+1/2^(n-1)=1-1/2^(n-1)<1

所以原不等式成立

如果要用琴生不等式,则取函数ln(1+x),它的二阶导数小于0,说明其为凸函数

则有(1/n)*[ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))]

(1/n)*(1-1/2^(n-1))]

所以ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))

注意到1+(1/n)^n是单调增的且它的极限为e

(这是一个基本的极限公式,不知你有没有学过极限的知识,自主招生中可能会考)

所以ln(1+1/2)……+ln(1+1/2^(n-1))

这样看琴生不等式后再放一次与结果相近所以可以用的,此时用琴生不等式可对一个等比数列求和,使得不等式简化,可以实现结果。

琴生不等式高中需要掌握吗

随便取一个都可以,方便的话我们取以e为底吧

令f(x)=ln x

也就是证明:f(x拔)>=f(x)拔 (“x拔”表示x_1,x_2,x_n的平均值,"f(x)拔"表示它们的函数值的平均值)

因为f(x)=ln x的二阶倒数为- 1/x^2 是上凸函数

所以根据琴声不等式,就有f(x拔)>=f(x)拔成立

这个也可以用归纳法证明,不过处理技巧上还是有点小纠结的,用对数函数的凹凸性和琴声不等式来证明,挺快的

琴生不等式经典例题

琴生不等式秒杀高考导数压轴是以丹麦数学家约翰·琴生(Johan Jensen)命名的一个重要不等式,琴生不等式也称之为詹森不等式,它本质上是对函数凹凸性的应用。

琴生不等式具有许多作用,尤其是在证明不等式中发挥着巨大的作用,应用琴生不等式证明往往比借助其他一般性理论更为容易。

函数的凹凸性在高中数学中不做具体要求,事实上这是高等数学研究的函数的一个重要性质。琴生不等式也经常在高中数学练习或高考试题中出现,这也说明了高考命题的原则是源于教材而高于教材,同时也体现了为高校输送优秀人才的选拔功能性。

具备性质

不等式性质1:不等式的两边同时加上(或减去)同一个数(或式子),不等号的方向不变。

不等式性质2:不等式的两边同时乘(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。

不等式性质3:不等式的两边同时乘(或除以)同一个负数,不等号的方向变。

总结:当两个正数的积为定值时,它们的和有最小值;当两个正数的和为定值时,它们的积有最大值。

琴生不等式高考例题

琴生不等式(Cauchy-SchwarzInequality)是高中数学中常见的不等式之一,其证明方法如下:

设a1,a2,…,an和b1,b2,…,bn为任意实数,则有:

(a1^2+a2^2+…+an^2)(b1^2+b2^2+…+bn^2)

≥(a1b1+a2b2+…+anbn)^2

证明过程如下:

1.当n=1时,不等式显然成立。

2.假设当n=k时,不等式成立。即:

(a1^2+a2^2+…+ak^2)(b1^2+b2^2+…+bk^2)

≥(a1b1+a2b2+…+akbk)^2

3.当n=k+1时,我们需要证明:

(a1^2+a2^2+…+ak^2+ak+1^2)(b1^2+b2^2+…+bk^2+bk+1^2)

≥(a1b1+a2b2+…+akbk+ak+1bk+1)^2

4.将不等式右侧的平方展开,得到:

(a1b1+a2b2+…+akbk)^2+2ak+1bk+1(a1b1+a2b2+…+akbk)+ak+1^2bk+1^2

5.根据假设,我们有:

(a1^2+a2^2+…+ak^2)(b1^2+b2^2+…+bk^2)

≥(a1b1+a2b2+…+akbk)^2

6.因此,不等式右侧的第一项是大于等于0的。

琴生不等式是高中内容吗

琴生不等式:(注意前提、等号成立条件)

设f(x)为上凸函数,则f[(x1+x2+……+xn)/n]>=[f(x1)+f(x2)+……+f(xn)]/n,称为琴生不等式(幂平均)。

加权形式为:

f[(a1x1+a2x2+……+anxn)]>=a1f(x1)+a2(x2)+……+anf(xn),其中

ai>=0(i=1,2,……,n),且a1+a2+……+an=1.

如何证明琴生不等式

假设对于n=2^k琴生不等式成立,那么对于n=2^(k+1)

(f(x1)+f(x2)+...+f(xn))/n

=((f(x1)+f(x2)+...+f(x(n/2)))/(n/2)+(f(x(n/2+1))+...+f(xn))/(n/2))/2

>=(f(((x1+x2+...+x(n/2))/(n/2))+f((x(n/2+1)+...+xn)/(n/2)))/2

>=f(((((x1+x2+...+x(n/2))/(n/2)+(x(n/2+1)+...+xn)/(n/2)))/2)

=f((x1+x2+...+xn)/n)

所以对于所有2的幂,琴生不等式成立。

现在对于一个普通的n,如果n不是2的幂,我们可以找到一个k,使得2^k>n

然后我们设

x(n+1)=x(n+2)=...=x(2^k)=(x1+x2+...+xn)/n

代入2^k阶的琴生不等式结论,整理后就可以得到结论。

以上就是琴生不等式高考题的全部内容,因为f(x)=ln x的二阶倒数为- 1/x^2 是上凸函数 所以根据琴声不等式,就有f(x拔)>=f(x)拔成立 这个也可以用归纳法证明,不过处理技巧上还是有点小纠结的,用对数函数的凹凸性和琴声不等式来证明。

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