高中奥数 2022-04-01

构造数列

在遇到与有关的不等式时,可以考虑构造辅助数列,并通过数列的性质(如单调性)来证题.

2022-03-04-01

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P078 例13)

设,求证:

证明

当时,.

当时,构造数列、、如下:



显然,,,且

故.

将以上个等式相乘,并注意到

则有.

又因为,故,于是

上式中当时,是明显的.

2022-03-04-01

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 不等式的解题方法与技巧 苏勇 熊斌 证明不等式的基本方法 P078 例14)

实数满足,求证:

证明

只需对任意,证明不等式成立即可.

记,则



把上面这个等式相加,并利用,可得

由Cauchy不等式可得
\begin{aligned} \left(n a_{k}\right)^{2}=&\left((n-k) d_{k}+(n-k-1) d_{k+1}+\cdots+d_{n-1}\right.\\ &\left.-(k-1) d_{k-1}-(k-2) d_{k-2}-\cdots-d_{1}\right)^{2} \\ \leqslant &\left(\sum\limits_{i=1}^{k-1} i^{2}+\sum\limits_{i=1}^{n-k} i^{2}\right)\left(\sum\limits_{i=1}^{n-1} d_{i}^{2}\right) \\ \leqslant &\left(\sum\limits_{i=1}^{n-1} i^{2}\right)\left(\sum\limits_{i=1}^{n-1} d_{i}^{2}\right)\\ =&\dfrac{n(n-1)(2 n-1)}{6}\left(\sum\limits_{i=1}^{n-1} d_{i}^{2}\right) \\ \leqslant & \frac{n^{3}}{3}\left(\sum\limits_{i=1}^{n-1} d_{i}^{2}\right), \end{aligned}
所以.

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