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#100692

Пусть a,  b,  c,  d> 0  и abcd= 1.  Докажите, что

---1--  ---1--  ---1--  ---1--
(1+ a)2 + (1+ b)2 + (1+ c)2 + (1+ d)2 ≥1
Показать доказательство

Положим a= ex,b= ey,c =ez,d= et.  Тогда x+ y+ z+ t=0  и необходимо доказать, что  ∑ --1---≥ 1.
sym(1+ex)2  Пусть в таком случае f(x)= (1+1ex)2,  тогда f′′(x)= 4e(12x+−e2xe)4x.  Тогда при x≥ −ln(2)  функция выпукла вверх, а при x ≤− ln(2)  — выпукла вниз.

Пусть x≥ y ≥z ≥t≥ −ln(2).  Тогда по неравенству Йенсена

∑  ---1---≥ 4⋅---1--= 1
sym (1+ ex)2    (1+ 1)2

Пусть x≥ y ≥z ≥− ln(2)≥t.  Тогда по неравенству Йенсена

 ∑                 x+y+z
    (1+1ex)2-≥3 ⋅(1+ e--3-)−2+ (1+1et)2-
sym

что в терминах изначальной задачи равносильно случаю, когда 3  из четырех переменных равны.

Пусть x≥ y ≥− ln(2)≥z ≥t.  Тогда по неравенству Йенсена

∑  ---1---        x+y− 2  ----1----  ------1------
sym (1 +ex)2 ≥ 2⋅(1+ e 2 ) + (1+ eln(2))2 + (1 +ez+t−ln(2))2

что отправляет нас в предыдущий случай.

Пусть x≥ −ln(2)≥y ≥z ≥t.  Тогда по неравенству Йенсена

∑  ---1---  ---1---    ----1----  -------1-------
sym (1+ex)2 ≥ (1+ex)2 + 2⋅(1+eln(2))2 + (1+ ey+z+t− 2ln(2))2

что отправляет нас в первый случай.

Вариант, где все переменные меньше ln(2)  невозможен в силу того, что общая сумма равна нулю, тогда достаточно доказать неравенство, когда 3  переменные совпадают.

--1---+ --1---+ --1---+ ---1--- ≥1 ⇔ 3a4-− 8a3+-9a2-− 6a+-2≥ 0⇔ (a−-1)2(3a2-− 2a+-2)≥ 0
(1 +a)2  (1 +a)2  (1+a)2  (1+ 1a3)2           (1+ a3)2                (1+ a3)2

Последнее очевидно в силу отрицательности дискриминанта.

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!