均值不等式是數(shù)學(xué)中的一個重要公式。也是十分常見的一個考點。下面是由出國留學(xué)網(wǎng)編輯為大家整理的“均值不等式的推導(dǎo)過程有哪些”,僅供參考,歡迎大家閱讀本文。
公式內(nèi)容為Hn≤Gn≤An≤Qn,即調(diào)和平均數(shù)不超過幾何平均數(shù),幾何平均數(shù)不超過算術(shù)平均數(shù),算術(shù)平均數(shù)不超過平方平均數(shù)。
1、調(diào)和平均數(shù):Hn=n/(1/a1+1/a2+...+1/an)
2、幾何平均數(shù):Gn=(a1a2...an)^(1/n)
3、算術(shù)平均數(shù):An=(a1+a2+...+an)/n
4、平方平均數(shù):Qn=√ (a1^2+a2^2+...+an^2)/n
這四種平均數(shù)滿足Hn≤Gn≤An≤Qn 的式子即為均值不等式。
推導(dǎo)過程
關(guān)于均值不等式的證明方法有很多,數(shù)學(xué)歸納法(第一數(shù)學(xué)歸納法或反向歸納法)、拉格朗日乘數(shù)法、琴生不等式法、排序不等式法、柯西不等式法等等,都可以證明均值不等式,在這里簡要介紹數(shù)學(xué)歸納法的證明方法:
(注:在此證明的,是對n維形式的均值不等式的證明方法。)
用數(shù)學(xué)歸納法證明,需要一個輔助結(jié)論。

引理:設(shè)A≥0,B≥0,則,且僅當B=0時取等號。
注:引理的正確性較明顯,條件A≥0,B≥0可以弱化為A≥0,A+B≥0,有興趣的同學(xué)可以想想如何證明(用數(shù)學(xué)歸納法)(或用二項展開公式更為簡便)。
原題等價于:


當且僅當

當n=2時易證;
假設(shè)當n=k時命題成立,即 , 當且僅當




設(shè)


根據(jù)引理

當且僅當



利用琴生不等式法也可以很簡單地證明均值不等式,同時還有柯西歸納法等等方法。