Тема . Классические неравенства

Неравенство Йенсена

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела классические неравенства
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#100687

Даны положительные числа a,  b,  c>0.  Докажите, что

(a)  a∕(a+b+c) b∕(a+b+c)  c∕(a+b+c)  a2+-b2+-c2
a       ⋅b      ⋅c       ≤  a+ b+ c ;

(b) a+-b+-c  a∕(a+b+c) b∕(a+b+c)  c∕(a+b+c)
   3   ≤ a       ⋅b      ⋅c       .

Подсказки к задаче

Подсказка 1, пункт (a)

Слева в неравенстве у нас степени, а справа дробь. Какая функция могла бы их связать?

Подсказка 2, пункт (a)

Верно! Функция y = ln(x) вогнута (выпукла вниз). Если прологарифмировать неравенство, то знак сохранится. А можно ли доказать неравенство, которое получится после этого?

Подсказка 1, пункт (b)

С помощью неравенства Йенсена и функции y = ln(x) легко доказать неравенство из пункта (a). Однако на этот раз знак не совсем в нужную сторону. А можно ли "развернуть неравенство"?

Подсказака 2, пункт (b)

Верно! Если записать неравенство для обратных величин, то знак неравенства сменится. Можно ли теперь применить неравенство Йенсена и функцию y = ln(x)?

Показать доказательство

(a) Рассмотрим функцию y = logx.  Она, очевидно, выпукла вниз. Тогда по неравенству Йенсена получаем

   a           b           c          a2+ b2+ c2
a+-b+c-loga+ a+-b+-clogb+ a+-b+-clogc≤ log--a+b-+c-

Слева объединим все в один логарифм и потенциируем неравенство, получим

   (                      )      2  2   2
log aa∕(a+b+c)bb∕(a+b+c)cc∕(a+b+c) ≤log a-+b-+-c
                                 a+ b+ c

aa∕(a+b+c)⋅bb∕(a+b+c)⋅cc∕(a+b+c) ≤ a2+b2+-c2
                             a+ b+c

(b) Сначала перевернем наше неравенство и получим

---3---   −a∕(a+b+c) − b∕(a+b+c) −c∕(a+b+c)
a+ b+ c ≥ a       ⋅b        ⋅c

По неравенству Йенсена для функции y = logx  имеем

---a---log 1+ ---b---log 1 +--c---log 1≤ log---3---
a +b+ c   a  a+ b+c   b  a +b+ c   c    a +b+ c

Далее аналогично пункту (a)  собираем слева все в один логарифм и потенциируем, тогда получается нужное неравенство

a−a∕(a+b+c)⋅b−b∕(a+b+c)⋅c−c∕(a+b+c) ≤--3----
                               a+b+ c

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!