一道数学题
设a,b,c,d是满足ab+bc+cd+ad=1的非负实数,求证:a^3 /(b+c+d) +b^3/(a+c+d) +c^3/(a+b+d) +d^3/(a+b+c)≥1/3
1个高数的方法:使用等比级数。 1)ab+bc+cd+da=1=(a+c)(b+d) 所以S= a+c+b+d≥2√(a+c)(b+d)=2, 且a+c,b+d>0,S> a,c,b,d 2)T=a^3/(b+c+d)+ b^3/(a+c+d)+c^3/(b+a+d)+d^3/(b+c+a)= = a^3/(S-a)+ b^3/(S-b)+c^3/(S-c)+d^3/(S-d)= = (a^3/S)∑{0≤k≤+∞}(a/S)^k+ (b^3/S) ∑{0≤k≤+∞}(b/S)^k + +(c^3/S) ∑{0≤k≤+∞}(c/S)^k +(d^3/S) ∑{0≤k≤+∞}(d/S)^k = =(1/S)∑{0≤k≤+∞}[a^(k+3)+ b^(k+3)+ c^(k+3)+ d^(k+3) ] /S^k 3)使用如下不等式:r≥1时,[(a1+a2+。
。。+an)/n] ^r≤(a1^r+a2^r+。。。+an^r)/n 得a^(k+3)+ b^(k+3)+ c^(k+3)+ d^(k+3) ≥S^(k+3)/4^(k+2), 所以[a^(k+3)+ b^(k+3)+ c^(k+3)+ d^(k+3) ] /S^k≥S^3/4^(k+2), 则T≥ S^2∑{0≤k≤+∞}1/4^(k+2)= S^2/12, 4)由1)得T≥2^2/12=1/3。
5)当a=c=b=d=1/2时T=1/3。 方法2:用上面的记号。用两个常用不等式。 1)(A1^2+A2^2+A3^2+A4^2)(B1^2+B2^2+B3^2+B4^2)≥ (A1B1+A2B2+A3B3+A4B4)^2。 2)r>1,(A1^r+A2^r+A3^r+A4^r)/4≥[(A1+A2+A3+A4)/4]^r 用第一个不等式得T*3S= [a^3/(S-a)+ b^3/(S-b)+c^3/(S-c)+d^3/(S-d)][(S-a)+ (S-b)+(S-c)+(S-d)] ≥[a^(3/2)+ b^(3/2)+c^(3/2)+d^(3/2)]^2。
用第二个不等式得 [a^(3/2)+ b^(3/2)+c^(3/2)+d^(3/2)]/4 ≥[(a+ b+c+d)/4]^(3/2)=[S/4]^(3/2) 则T*3S/16≥[a^(3/2)+ b^(3/2)+c^(3/2)+d^(3/2)]^2/16 ≥[S/4]^3。
==》 T≥ S^2/12≥2^2/12=1/3。 。
先证y=Ax+B/x(A,B>0), 当0√(B/A)时单调递增。(*) 证明:设00,即y1>y2, 故y单调递减,同理,当x>√(B/A)时y单调递增。 再证原不等式。 证明:由已知得(a+c)(b+d)=1,显然a+c与b+d对称, 故设a+c=e,b+d=f,则ef=1。
左边=[a^3/(1/e+c)+c^3/(1/e+a)]+[b^3/(1/f+d)+d^3/(1/f+b)] =[ea^3/(1+ce)+ec^3/(1+ae)]+[fb^3/(1+df)+fd^3/(1+bf)] 其中ea^3/(1+ce)+ec^3/(1+ae) =e[a^3+c^3+e(a^4+c^4)]/(1+ce)(1+ae) =e[(a+c)(a^2-ac+c^2)+e(a^4+c^4)]/(1+ce)(1+ae) =e^2(a^4+c^4+a^2-ac+c^2)/[(ac)e^2+e^2+1] =e^2{(a+c)^4-4ac[(a+c)^2-2ac]-6(ac)^2+(a+c)^2-3ac}/[(ac)e^2+e^2+1] =e^2[2(ac)^2-(4e^2+3)(ac)+e^4+e^2]/[(ac)e^2+e^2+1] 设ac=x,则0=e(e/2)^3/(1+e*e/2)+e(e/2)^3/(1+e*e/2) =(1/2)e^4/(e^2+2),当且仅当a=c=e/2时“=”成立。
同理,fb^3/(1+df)+fd^3/(1+bf)>=(1/2)f^4/(f^2+2), 当且仅当b=d=f/2时“=”成立。 左边>=(1/2)[e^4/(e^2+2))+f^4/(f^2+2)] =(1/2)[2(e^2+f^2)^2+(e^2+f^2)-4]/[2(e^2+f^2)+5] =(1/2)[(e^2+f^2+5/2)+3/(e^2+f^2+5/2)]-9/4 而e^2+f^2+5/2>=2ef+5/2=2+5/2>√3 故由(*)知 左边>=(1/2)[2+5/2+3/(2+5/2)]-9/4=1/3=右边 当且仅当e=f=1,即a=c=b=d=1/2时“=”成立。
。
这道题实在是太难了,我想,能答出这道题的网友,他一定是个高手,而且是个大学生,你说是吧?
强
??????????
答:设a,b,c为正实数,且满足abc=1,证明(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)≤1。 如果(a-1+1/b)、(b-1+1/c)、(c-1+...详情>>
问:小华5/1小时行了3/2千米他行1千米需要多少小时,他行1小时可行多少千米?(为...
答:1/5÷2/3=1/5×3/2=3/10小时详情>>
问:甲车每小时行38km乙车每小时行41km甲乙车同时两地开岀相向行了2.5小时后相...
答:(38+41)x2.5=197.5千米详情>>