第一篇:大学中常用不等式
大学中常用不等式,放缩技巧 一: 一些重要恒等式
ⅰ:12+22+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6 ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2 Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2na=sin2n+1a/2n+1sina ⅳ: e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n)(0 ︱︱x︱-︱y︱︱≤∣x±y∣≤︱x︱+︱y︱(别看简单,常用)2:伯努利不等式 (1+x1)(1+x2)…(1+xn)≥1+x1+x2+…+xn(xi符号相同且大于-1)3:柯西不等式 (∑ ai bi)2≤∑ai2∑bi2 4:︱sin nx︱≤n︱sin x︱ 5;(a+b)p≤2pmax(︱ap︱,︱bp︱)(a+b)p≤ap+ bp(0 1)6:(1+x)n≥1+nx(x>-1)7:切比雪夫不等式 若a1≤a2≤…≤an, b1≤b2≤…≤bn ∑aibi≥(1/n)∑ai∑bi 若a1≤a2≤…≤an, b1≥b2≥…≥bn ∑aibi≤(1/n)∑ai∑bi 三:常见的放缩(√是根号)(均用数学归纳法证)1:1/2×3/4×…×(2n-1)/2n<1/√(2n+1); 2:1+1/√2+1/√3+…+1/√n>√n;3:n!<【(n+1/2)】n 4:nn+1>(n+1)n n!≥2n-1 5:2!4!…(2n)!>{(n+1)!}n 6:对数不等式(重要)x/(1+x)≤㏑(1+x)≤x 7:(2/∏)x≤sinx≤x 8:均值不等式我不说了(绝对的重点)9:(1+1/n)n<4 四:一些重要极限 (书上有,但这些重要极限需熟背如流) 假如高等数学是棵树木得话,那么 极限就是他的根,函数就是他的皮。树没有跟,活不下去,没有皮,只能枯萎,可见这一章的重要性。 为什么第一章如此重要? 各个章节本质上都是极限,是以函数的形式表现出来的,所以也具有函数的性质。函数的性质表现在各个方面 首先 对 极限的总结 如下 极限的保号性很重要 就是说在一定区间内 函数的正负与极限一致 极限分为 一般极限,还有个数列极限,(区别在于数列极限时发散的,是一般极限的一种) 2解决极限的方法如下:(我能列出来的全部列出来了!!!你还能有补充么???)等价无穷小的转化,(只能在乘除时候使用,但是不是说一定在加减时候不能用 但是前提是必须证明拆分后极限依然存在)e的X次方-1 或者(1+x)的a次方-1等价于Ax 等等。全部熟记 (x趋近无穷的时候还原成无穷小)LHopital 法则(大题目有时候会有暗示 要你使用这个方法) 首先他的使用有严格的使用前提!!! 必须是 X趋近而不是N趋近!!!!(所以面对数列极限时候先要转化成求x趋近情况下的极限,当然n趋近是x趋近的一种情况而已,是必要条件 (还有一点 数列极限的n当然是趋近于正无穷的 不可能是负无穷!) 必须是 函数的导数要存在!!!!(假如告诉你g(x), 没告诉你是否可导,直接用无疑于找死!) 必须是 0比0 无穷大比无穷大!!!!! 当然还要注意分母不能为0 LHopital 法则分为3中情况 1 0比0 无穷比无穷 时候 直接用 2 0乘以无穷 无穷减去无穷(应为无穷大于无穷小成倒数的关系)所以 无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。通项之后 这样就能变成1中的形式了 0的0次方 1的无穷次方 无穷的0次方 对于(指数幂数)方程 方法主要是取指数还取对数的方法,这样就能把幂上的函数移下来了,就是写成0与无穷的形式了,(这就是为什么只有3种形式的原因,LNx两端都趋近于无穷时候他的幂移下来趋近于0 当他的幂移下来趋近于无穷的时候 LNX趋近于0) 3泰勒公式(含有e的x次方的时候,尤其是含有正余旋 的加减的时候要 特变注意!!) E的x展开 sina 展开 cos 展开 ln1+x展开 对题目简化有很好帮助 4面对无穷大比上无穷大形式的解决办法 取大头原则 最大项除分子分母!!!!!! 看上去复杂处理很简单!!!!! 5无穷小于有界函数的处理办法 面对复杂函数时候,尤其是正余旋的复杂函数与其他函数相乘的时候,一定要注意这个方法。面对非常复杂的函数 可能只需要知道它的范围结果就出来了!! 6夹逼定理(主要对付的是数列极限!) 这个主要是看见极限中的函数是方程相除的形式,放缩和扩大。 7等比等差数列公式应用(对付数列极限)(q绝对值符号要小于1) 8各项的拆分相加(来消掉中间的大多数)(对付的还是数列极限)可以使用待定系数法来拆分化简函数 9求左右求极限的方式(对付数列极限)例如知道Xn与Xn+1的关系,已知Xn的极限存在的情况下,xn的极限与xn+1的极限时一样的,应为极限去掉有限项目极限值不变化 2 个重要极限的应用。这两个很重要!!!对第一个而言是X趋近0时候的sinx与x比值。地2个就如果x趋近无穷大 无穷小都有对有对应的形式 (地2个实际上是 用于 函数是1的无穷的形式)(当底数是1 的时候要特别注意可能是用地2 个重要极限)还有个方法,非常方便的方法 就是当趋近于无穷大时候 不同函数趋近于无穷的速度是不一样的!!!!!!!! x的x次方 快于 x!快于 指数函数 快于 幂数函数 快于 对数函数(画图也能看出速率的快慢)!!!当x趋近无穷的时候 他们的比值的极限一眼就能看出来了 换元法 是一种技巧,不会对模一道题目而言就只需要换元,但是换元会夹杂其中 13假如要算的话 四则运算法则也算一种方法,当然也是夹杂其中的 14还有对付数列极限的一种方法,就是当你面对题目实在是没有办法 走投无路的时候可以考虑 转化为定积分。一般是从0到1的形式。 15单调有界的性质 对付递推数列时候使用 证明单调性!!! 16直接使用求导数的定义来求极限,(一般都是x趋近于0时候,在分子上f(x加减麽个值)加减f(x)的形式,看见了有特别注意)(当题目中告诉你F(0)=0时候 f(0)导数=0的时候 就是暗示你一定要用导数定义!!) (从网上发现,谢谢总结者) 大学中常用不等式,放缩技巧 一: 一些重要恒等式 ⅰ:12+22+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6 ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2 Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2na=sin2n+1a/2n+1sina ⅳ: e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n)(0 ︱︱x︱-︱y︱︱≤∣x±y∣≤︱x︱+︱y︱(别看简单,常用)2:伯努利不等式 (1+x1)(1+x2)…(1+xn)≥1+x1+x2+…+xn(xi符号相同且大于-1)3:柯西不等式 (∑ ai bi)2≤∑ai2∑bi2 4:︱sin nx︱≤n︱sin x︱ 5;(a+b)p≤2pmax(︱ap︱,︱bp︱)(a+b)p≤ap+ bp(0 1)6:(1+x)n≥1+nx(x>-1)7:切比雪夫不等式 若a1≤a2≤…≤an, b1≤b2≤…≤bn ∑aibi≥(1/n)∑ai∑bi 若a1≤a2≤…≤an, b1≥b2≥…≥bn ∑aibi≤(1/n)∑ai∑bi 三:常见的放缩(√是根号)(均用数学归纳法证)1:1/2×3/4×…×(2n-1)/2n<1/√(2n+1); 2:1+1/√2+1/√3+…+1/√n>√n;3:n!<【(n+1/2)】n 4:nn+1>(n+1)n n!≥2n-1 5:2!4!…(2n)!>{(n+1)!}n 6:对数不等式(重要)x/(1+x)≤㏑(1+x)≤x 7:(2/∏)x≤sinx≤x 8:均值不等式我不说了(绝对的重点)9:(1+1/n)n<4 四:一些重要极限 (书上有,但这些重要极限需熟背如流)10 大学中常用不等式,放缩技巧 一: 一些重要恒等式 ⅰ:12+22+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6 ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2 Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2na=sin2n+1a/2n+1sina ⅳ: e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n)(0 ︱︱x︱-︱y︱︱≤∣x±y∣≤︱x︱+︱y︱(别看简单,常用)2:伯努利不等式(11)(1+x2)…(1+xn)≥1+x1+x2+…+xn(xi符号相同且大于-1)3:柯西不等式(∑ ai bi)2≤∑a2i∑b2i 4:︱sin nx︱≤n︱sin x︱ 5;(a+b)p≤2pmax(︱ap︱,︱bp︱)(a+b)p≤ap+ bp(0 1)6:(1+x)n≥1+nx(x>-1)7:切比雪夫不等式 若a1≤a2≤…≤an, b1≤b2≤…≤bn ∑aibi≥(1/n)∑ai∑bi 若a1≤a2≤…≤an, b1≥b2≥…≥bn ∑aibi≤(1/n)∑ai∑bi 三:常见的放缩(√是根号)(均用数学归纳法证)1:1/2×3/4×…×(2n-1)/2n<1/√(2n+1); 2:1+1/√2+1/√3+…+1/√n>√n;3:n!<【(n+1/2)】n 4:nn+1>(n+1)n n!≥2n-1 5:2!4!…(2n)!>{(n+1)!}n 6:对数不等式(重要)x/(1+x)≤㏑(1+x)≤x 7:(2/∏)x≤sinx≤x 8:(1+1/n)n<4 3 龙源期刊网 http://.cn 大学数学中不等式的证明方法 作者:吴莹 来源:《学园》2013年第01期 【摘 要】不等式在科学研究中的地位很重要,但对不等式的证明有些同学无从下手,用什么方法是个难题,所以本文对大学数学中遇到的不等式的各种证明方法进行归纳总结,并给出了相应的例子。 【关键词】数学归纳法 导数 单调性 中值定理 最值 积分 【中图分类号】O211 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)01-0076-02 考研数学中的不等式证明 陈玉发 郑州职业技术学院基础教育处450121 摘要:在研究生入学考试中,中值定理是一项必考的内容,几乎每年都有与中值定理相关的证明题.不等式的证明就是其中一项.在不等式的证明中,利用函数的单调性,构造辅助函数是一种常用并且非常有效的方法.但是,有时这种方法非常繁琐.巧用中值定理可使一些不等式的证明简化. 关键词:考研数学不等式中值定理幂级数 (作者简介:陈玉发,男,汉族,出生于1969年5月工作单位:郑州职业技术学院,副教授,硕士,从事数学教育研究.邮编:450121) 微分中值定理是微积分学中的一个重要定理,在研究生入学考试中,几乎每年都会有与中值定理相关的证明题.不等式就是其中一项。下面就考研数学中的不等式证明谈一下中值定理的应用. 在不等式的证明中,利用函数的单调性,构造辅助函数是一种常用并且非常有效的方法.但是,有时这种方法非常繁琐.巧用中值定理可以使一些不等式的证明过程得到简化.下面就历年考研数学中的不等式证明题谈一下. 例1(1993年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题) (2)设bae,证明ab ba xa对此不等式的证明,一般我们会想到构造辅助函数,f(x)ax,f(a)0,然后证明 在xa时,f(x)0.这个想法看似简单,而实际过程非常繁琐,有兴趣的读者可以试着证明一下.下面笔者给出几个简便的证明. 证:Ⅰ利用拉格朗日中值定理:abbabalogabbalnb lna lnblna lna lnblnalna baa 1lna,其中eablnabaa 1 1lna,其中eab. a 原命题得证. 证:Ⅱ 利用微分中值定理,abeblnaalnb blnb alnablnblna1 alnab1b1ln alnaab1b1(lnln1)alnaablnln1lna(微分中值定理)1a 1 lna,(1b)a 原命题得证. 证明Ⅲ 利用幂级数展开: 设bax,原不等式等价于 aaxa (ax)aaaax(a)x xa(1 而 xa),a ln2a2a1lnaxx2!xlnnanxn!,xxa(a1)x2a(a1)(an1)xn(1)a1a()(). aa2!an!a a(a1)(an1)n由于x0,ae,所以lna1,lna.通过比较以上两个级数可知原na 不等式成立. 对于不等式a(1 一下. 例2(1992年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题)xxa)的证明仍可以利用拉格朗日中值定理证明,有兴趣的读者可以自己证a 设f(x)0,f(0)0,证明对任何x10,x20,有f(x1x2)f(x1)f(x2). 证:不妨设x1x2,f(x1x2)f(x1)f(x2)f(x1x2)f(x2)f(x1) f(x1x2)f(x2)f(x1)f(0)(x1x2)(x2)x10 f(1)f(2),x21x1x2,02x1x2,显然21,而f(x)0,所以f(x)单调递减.原不等式得证. 例3(1999年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题) 论证:当x0时,(x21)lnx(x1)2 .(x21)lnx 证:(x1)lnx(x1)(x1)21 22 (x1)lnx1 x1 (x1)lnx(11)ln11,(柯西中值定理)x1 ln(1) 1,(介于1与x之间) 1ln0. 当1时,上式显然成立;当01时,我们可以证明, 命题得证. 例4(2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第三题) (15)设eabe2,证明lnblna 22224(ba). 2e4ln2bln2a4证:lnblna2(ba)2 e(ba)e 142ln2,(eabe2)e 1 ln2,2e 因为eabe2,所以,lnelne222. eee 所以,原不等式成立. 例5(2006年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题第(17)题) 证明:当0ab时,bsinb2cosbbasina2cosaa. 证:令f(x)xsinx2cosxx bsinb2cosbbasina2cosaa f(b)f(a) 0 f(b)f(a)0 ba f()cossin0,0ab 令f(x)xcosxsinx,f()0,f(x)cosxxsinxcosxxsinx0,0axb,所以在(0,)内,f(x)单调减少,即f(x)0. 原命题得证. 例6(2010年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第(17)题 (1)比较1 0lnt[ln(1t)]ndt与tnlnt的大小,说明理由。01 解:因为lnt[ln(1t)]n tnlnt[ln(1t)]n tn [ln(1t)nln(1t)ln(10)n][](拉格朗日中值定理)tt0 ()1,0t1,1n 所以lnt[ln(1t)]tlnt。即nn1 0lntt)]dtn10tnlnt。 例7(2012年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题第(18)题) 1xx2 cosx1,(1x1).证明:xln1x2 证:原不等式等价于: x2 x[ln(1x)ln(1x)]1cosx 2 xx2 (仅当x0时取等号)x[ln(1x)ln(1x)]2sin222 [ln(1x)ln(1x)]1(当x0时)2xxx2sin222 11111,(柯西中值定理,其中0x1),sinx 21,0x1 2(sin)(1)x 因为(sin)(12)22x,所以不等式成立. 利用同样的方法可以证明当1x0时,不等式成立. 综上所述,原不等式成立. xx例8 证明:当x0时,xe1xe. 证:当x0时,ex1xxe1xe1e xxx exe0 1ex,(利用柯西中值定理)x0 1eex,其中0x. 原不等式成立. 例9 证明:当0x 2时,sinxtanx2x. 证明:sinxtanx2xsinxtanx2 x sinxtanx(sin0tan0)2 x0 cossec22(柯西中值定理)1 cossec22,因为 cossec2所以,原不等式成立. 中值定理是证明不等式时常用的一个非常有效的工具.我们习惯于构造辅助函数,利用单调性来证明不等式.而函数的单调性还是通过拉格朗日中值定理进行证明的.因此,利用单调性证明不等式的基础还是微分中值定理.以上几例体现了中值定理在证明不等式时的效果. 2, 指导教师:杨晓静 摘要:本文探讨了利用拉格朗日中值定理,函数的单调性,极值,幂级数展开式,凹凸性等进行不等式证明的具体方法,给出了各种方法的适用范围和证明步骤,总结了应用各种方法进行证明的基本思路。 关键字:导数的应用不等式证明方法 引言 不等式的证明在初等数学里已介绍过若干种方法,比如比较法、分析法、综合法、放缩法、反证法、数学归纳法和构造法等。然而,有些不等式用初等数学的方法是很难证明的,但是应用导数证明却相对较容易些,在处理与不等式有关的综合性问题时,也常常需要构造辅助函数,把不等式的证明转化为利用导数来研究函数的性态。因此,很多时候可以以导数为工具得出函数的性质,从而解决不等式问题,现具体讨论导数在解决不等式有关的问题时的作用。 一、利用拉格朗日中值定理证明不等式 拉格朗日中值定理的意义在于建立了导数与函数之间的关系,证明不等式则是它的一个简单应用。 拉格朗日中值定理:若函数f(x)满足如下条件:(1)f在闭区间a,b上连续;(2)在开区间a,b内可导,则在a,b内至少存在一点,使得f()'f(b)f(a) ba 应用拉格朗日中值定理证明的不等式的类型有f(b)f(a)M(ba)或 证明步骤:(1)恰当的选取函数f(x)并使函数f(x)满足拉格朗日中值定理的条件,并考虑f(x)的导数形式和M或m形式上的联系。 (2)通过求拉格朗日中值定理得到不等式:f(b)f(a)f()(ba),(a,b) '(3)考察f(x)的有界性,若f(x)M,xa,b,则由上述等式得到不等式 f(b)f(a)M(ba),或由的不确定性,计算出若f'(x)的取值范围m,M,xa,b,则进而有不等式m(ba) 例:证明nbn1f(b)f(a)M(ba)(ab)ab nnnnan1(ab)证明:构造函数f(x)x,则显然f在区间b,a上满足拉格朗日中值定理,且 f(x)nx nn'n1,n1有abn(ab),又第二篇:大学中常用的不等式
第三篇:大学数学中不等式的证明方法
第四篇:考研数学中的不等式证明
第五篇:导数在不等式中的应用