Довести
Нехай х
≥ -1. Доведіть, що 2х3 +2х2 +1>х.
Доведення.
Якщо
х=0, тоді нерівність очевидна.
Нехай
х>0, тоді нерівність
еквівалентна нерівності
2х3
+х2 +х +х2 +1>2х, поділимо нерівність на х, отримаємо
2х2
+х +1+
x>2.
Останню
нерівність отримаємо із суми двох нерівностей:
х
2 + (х+0,5)2 +0,75>0 та
1/х+ х≥ 2.
Якщо
-1≤ х ≤ 0, то 2х3 +2х2 +1=2x2(x+1)≥1>х.
Довести
Нехай х, y – додатні дійсні числа, для яких х+у =1.
Доведіть, що (1+1/х) (1+1/y) ≥9.
Доведення. Оцінимо вирази: ху, х2
+ у2, х2у2, х2 +ху+ у2 на найбільше та найменше значення, а саме
0≤
х2у2 ≤ 0,0625=1/16,
якщо х>0, y>0,
y=1- x.
0≤
х2у2 ≤ ху≤0,25=1/4, якщо х>0, y>0,
y=1- x.
0,5≤
х2 + у2≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,75≤
х2 + ху + у2≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
Якщо х>0, y>0, y=1- x, тоді
Добуток
двох змінних xу =х(1-х)=х-х2
Квадратична
функція f(x)= х-х2 має вершину параболи (з вітками вниз) в точці (0,5; 0,25),
тому ху=х(1-х)=х-х2≤0,25.
Отже,
якщо х>0, y>0, х+у =1, то 0<ху≤0,25, при цьому
x = 0,5, y = 0,5.
Аналогічно
доводяться оцінки для інших виразів.
Остаточно,
отримаємо
(1+1/х) (1+1/y)=(1+(х+у)+ху)/ху=2/ху+1 ≥2:0,25+1=9.
Можна довести оцінки для різних цілих виразів:
0≤
х2у2 ≤ 0,0625=1/16, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0≤
х2у2 ≤ ху≤0,25=1/4, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,5≤
х2 + у2≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
-1≤ х2
- у2≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,25≤ х3 + у3≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
-1≤ х3 - у3≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,125≤ х4 + у4≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,0625≤ х5 + у5≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,03125≤ х6 + у6≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
1/2k-1≤ хk + уk≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0≤ хkуk≤ 1/2k, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
-1≤ хk - уk≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
2≤ 2k-хk + 2k-уk≤ 2k, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
0,75≤
х2 + ху + у2≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
(47-14(7)0,5/27≤ х3 + х2у + у3≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
(47-14(7)0,5/27≤ х3 + ху2 + у3≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
3/16≤ х4 + х2у2 + у4≤
1, якщо х>0, y>0,
y=1- x.
3/32≤ х5 + х3у2 + у5≤
1, якщо х>0, y>0,
y=1- x.
3/64≤ х6 + х3у3 + у6≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
3/22k≤ х2k + хkуk + у2k≤
1, якщо х>0, y>0,
y=1- x.
3/2k≤ хk + хk-nуn + уk≤ 1, якщо
х>0,
y>0,
y=1- x.
Якщо х>0, y>0, y=1- x, тоді
Добуток
двох змінних xу =х(1-х)=х-х2
Квадратична
функція f(x)= х-х2 має вершину параболи (з вітками вниз) в точці (0,5; 0,25),
тому ху=х(1-х)=х-х2≤0,25.
Отже,
якщо х>0, y>0, х+у =1, то 0<ху≤0,25, при цьому
x = 0,5, y = 0,5.
Аналогічно
доводяться оцінки для інших виразів.
Остаточно,
отримаємо
(1+1/х) (1+1/y)=(1+(х+у)+ху)/ху=2/ху+1 ≥2:0,25+1=9.
Узагальнення оцінок для випадку х + у = m.
Довести
Нехай
х, y – додатні дійсні числа, для яких х + у = m. Доведіть, що (1+1/х) (1+1/y) ≥ (2/m
+1)2.
Доведення. Оцінимо вирази: ху, х2у2, х3у3, хnуn, х2 + у2,
х2у2, х2 +ху+ у2 на найбільше та
найменше значення, а саме
0 ≤ х2у2 ≤ 0,0625m2=m2/16, якщо
х>0,
y>0,
y=m - x.
0
≤ ху ≤ 0,25m2=m2/4, якщо
х>0,
y>0,
y=m - x.
0,5m2
≤ х2
+ у2 ≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
-m2 ≤ х2 - у2 ≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,75m2≤ х2 + ху + у2≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0
≤ хnуn ≤ 0,25nmn=mn/4n, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
3m2/22k≤ х2k + хkуk + у2k≤ m2k, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
3m2/2k≤ хk + хk-nуn + уk≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
-m2≤ х2 - у2≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,25m3≤ х3 + у3≤ m3, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
-m3≤ х3 - у3≤ m3, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,125m4≤ х4 + у4≤ m4, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,0625m5≤ х5 + у5≤ m5, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,03125m6≤ х6 + у6≤ m6, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
mk/2k-1≤ хk + уk≤ mk, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0≤ хkуk≤ mk/2k, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
-mk≤ хk - уk≤ mk, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
2≤ 2k-хk + 2k-уk≤ 2kmk, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
0,75m2≤
х2 + ху + у2≤ m2, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
m3(47-14(7)0,5/27≤ х3 + х2у + у3≤ m3, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
m3(47-14(7)0,5/27≤ х3 + ху2 + у3≤ m3, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
3m4/16≤ х4 + х2у2 + у4≤ m4, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
3m5/32≤ х5 + х3у2 + у5≤ m5, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
3m6/64≤ х6 + х3у3 + у6≤ m6, якщо
х>0,
y>0,
y=m- x.
Доведення.
Якщо х>0, y>0, y=m- x, тоді
Добуток
двох змінних xу =х(m-х)=mх-х2
Квадратична
функція f(x, m)= mх-х2 має вершину параболи (з вітками вниз) в точці (0,5m; 0,25m2), тому
0≤
ху = х(m-х) = mх-х2 ≤ 0,25m2.
Отже,
якщо х>0, y>0, х+у = m, то
0<ху≤0,25m2, при
цьому
x = 0,5m, y = 0,5m.
Аналогічно
доводяться оцінки для інших виразів.
Остаточно,
отримаємо
(1+1/х)(1+1/y)=(1+(х+у)+ху)/ху=(1+m)/ху+1 ≥
≥ (1+m)/0,25m2+1= 4/m2 +4/m +1 =(2/m +1)2
(2/m +1)2≤ (1+1/х)(1+1/y) <+oo
Довести
1/((a+1)2+b2+1) + 1/((b+1)2+c2+1) + 1/((c+1)2+a2+1) ≤ 0,5,
якщо a>0, b>0, c>0, abc=1.
Доведення.
Нехай
а=y/x, b=z/y,
c=x/z,
1/((a+1)2+b2+1)
≤ 1/2(ab+a +1)=
x/2(x+y +z)
1/((b+1)2+c2+1) ≤ 1/2(cb+b
+1)= y/2(x+y +z)
1/((c+1)2+a2+1) ≤ 1/2(ca+c
+1)= z/2(x+y +z)
1/((a+1)2+b2+1) + 1/((b+1)2+c2+1) + 1/((c+1)2+a2+1)
≤ x/2(x+y +z)
+ y/2(x+y +z) + z/2(x+y +z)
= 0,5.
НЕЛІНІЙНІ
НЕРІВНОСТІ
1. ap+bp < cp, якщо p>2,a>0, b>0, c>0, a2+b2=c2.
2. cp < ap+bp, якщо p<2, a>0, b>0, c>0, a2+b2=c2.
3. (a+b)2/3 <
a2/3+b2/3, якщо a>0, b>0.
4. a+b+c ≤ ab/c+bc/a+ca/b,
якщо a>0, b>0, c>0.
5. (a0,5+b0,5 +c0,5)a0,5b0,5c0,5≤ a2+b2 +c2 , якщо a ≥0, b ≥0, c ≥0.
6. 5a0,5b0,5 +5b0,5c0,5 +7a0,5c0,5≤ 7a+4b+7c, якщо a ≥0, b ≥0, c ≥0.
7. 2a2b2c2(20,5ab
+ 20,5ac+cb) ≤ 16a8+b8 +c8.
8. (a+b)/(a2+b2)+(b+c)/(b2+c2)+(a+c)/(a2+c2)≤1/a+1/b+1/c,
якщо a>0, b>0, c>0.
9. 9/a+b+c ≤ 2/(a+b) + 2/(b+c) +2/(a+c), якщо a>0, b>0,
c>0.
10. a< 2a3+2a2+1, якщо a≥0.
11. a2 -2a0,5
< 2+a3, якщо a≥0.
12. 1/2 ≤ 1/(a+1) + 1/(a+2) +1/(a+3) + … + 1/2a , якщо a- натуральне
число.
13. 1/9 +1/25 + …+1/(2a+2)2 < 1/4, якщо a- натуральне число.
14. b<ac+c/(c-1), якщо a0,5 +1≥b, c>1.
15. a0,5b0,5 +c0,5d0,5
≤(a+c)(b+d)0,5, якщо a ≥0, b ≥0, c ≥0, d ≥0.
16. 21/9
<a0,5/(b+c)0,5+b0,5/(a+c)0,5+b0,5/(a+c)0,5,
якщо a>0, b>0, c>0.
17. (4a+1)0,5+(4b+1)0,5+(4c+1)0,5<5,
якщо a>0, b>0, c>0, a+b+c=1.
18. (a+b)(a-b) ≤ a2+b2.
18. (a+b)(a-b) ≤ a2+b2.
19. 6a2b2 ≤ a4 +2a3b +2ab 3 + b4 , якщо a ≥0, b ≥0.
20. a4 -2a3b + 2a2b2 -2ab3 + b4≥0, якщо a ≥0, b ≥0.
Нерівності
для рядів чисел
1. 5/6<1/n+1 +1/n+2+ 1/n+3+…+1/3n<4/3
2. 1/2×3/4×5/6×7/8×…×2n-1/2n ≤ 1/(2n+3)0,5,
якщо n- натуральне число.
3. 2((n+1)0,5-1)<1+1/20,5
+ 1/30,5 +1/40,5
+ 1/50,5+…+1/n0,5 <2(n)0,5 , якщо n- натуральне
число.
4. 1/32 +1/42 + 1/52+…+1/n2<1-1/n, якщо
n- натуральне число.
5. 2n<xn+xn-2+xn-4+…+1/xn-4 +1/xn-2 + 1/xn, якщо
х>0, n- натуральне
число.
6. 4n/n+1≤ (2n!)/(n!)2 , якщо n- натуральне число.
7. (2+(2+(2+…+(2)0,5)0,5…)0, )0,5
≤ 2cos(p/2n+1), якщо n- натуральне число.
8. (2+(2+(2+…+(2)0,5)0,5…)0, )0,5
< 2, якщо
n- натуральне число.
Нерівності для експоненти
1. х+1 ≤ ex, якщо
x- дійсне число; e»2,718281828459…..
2. х2+1 ≤ ex, якщо
x- дійсне число, x>-1; e»2,718281828459…..
3. xe < ex, якщо
x- дійсне число.
4. x3+1 <ex, якщо
x- дійсне число, x<2; e»2,718281828459…..
5. ex < x4, якщо x- дійсне число, |x|>2; e»2,718281828459…..
6. ln(x)-x<0, якщо x- дійсне число, x>0.
7. pe <ep , 0,6815<ep - pe<0,6816; якщо e»2,718281828459….. ; p»3,1415926535…
8. 4lnx ≤ x2-1/x, якщо x>1.
9. 2ln(x+(x2+1)0,5)
≤ ex -
e-x, якщо x ≥0, e ®(1+1/x)x, x®oo.
10. (1+1/a)a > (1+1/aa) , якщо 0<a <1, a>2.
11. (1+1/a)a < (1+1/aa) , якщо 1<a <2.
12. ln(1+a)<a, , якщо a >0.
13. 2a/(a+2) < ln(1+a)<a, якщо a >0.
14. 2abln(b/a)< b2 – a2, якщо 0<a <b.
15. 2 ln(a)<a2-1, якщо a >1.
16. ln(1+a)/ln(a) < ln(a)/ln(a-1) , якщо a >2.
Нерівності для синуса та косинуса
0. -20,5 ≤ sina+cosa ≤ 20,5, якщо a- дійсне число.
1. 1/2<sina/(1+sina) +cosa/(1+cosa)<6/7;
2. 2/3<sin2a/(1+cos2a) +cos2a/(1+sin2a)<1;
3. -1≤ sin3a+cos3a≤ 1,
якщо a- дійсне число.
4. 0,5 ≤ sin4a+cos4a≤ 1,
якщо a- дійсне число.
5. -1≤ sin5a+cos5a≤ 1,
якщо a- дійсне число.
6. 0,25≤ sin6a+cos6a≤1,
якщо a- дійсне число.
7. 0,125≤ sin8a+cos8a≤1, якщо a- дійсне
число.
8. 0,0625≤ sin10a+cos10a≤1, якщо a- дійсне
число.
9. -1≤ sin2n-1a+cos2n-1a≤ 1, якщо n - натуральне число.
10. 1/2n-1≤ sin2na+cos2na≤ 1, якщо n - натуральне число.
11. sin2a +4cos2a -2sin2a -3sina +4cosa +2 ≥ 0, якщо a - дійсне
число.
12. 2sin2a-
20,5sin2a + 20,5cos2a+3 ≥ 0, якщо a - дійсне
число.
13. cos4a- 4sin2a ≥ 2 sin2acosa, якщо a - дійсне
число.
16. 2sin2a ≥ 2sin2a-1, якщо a - дійсне
число.
17. sinacosbcosc + cosasinbsinc ≤ 1, якщо a, b, c - дійснi числa.
18. (sin(cos(a) ≤ (cos(sin(a)) , якщо a - дійсне
число.
Нерівності з декількома змінними
Нерівності з декількома змінними
39. a2+3b2 +6c2 +2ab -2ac -6abc > 0, якщо a2+b2+c2≠0.
40. |a+b| ≥ 2 ,
|a+1/a| ≥ 2 , якщо |ab|=1, a, b - дійснi числa.
41. |a/b+b/a| ≥ 2, якщо a, b - дійснi числa.
42. a2+b2 ≥ 2ab, якщо a, b - дійснi числa.
43. a1+a2+a3+a4+a5+…+am ≥ m, якщо a1∙a2∙a3∙a4∙a5∙…∙am =1
44. ab+bc+ac ≤ a2+b2+c2, якщо a, b, c - дійснi числa.
45. 3≤ a/b+b/c+c/a , якщо a, b, c – додатні
дійснi числa.
46. a/b+b/c+c/a ≤ -3, якщо a, b, c – від’ємні дійснi числa.
47. c/a <
(c+d)/(a+b) < b/d , якщо a >0, b >0, c >0, d >0.
48. (ab)0,5+1≤ (a+1)0,5(b+1)0,5
≤ 1+(ab)0,5/min{a,b}, якщо a >0, b >0,
49. (abc)1/3+1≤ (a+1)1/3(b+1)1/3(c+1)1/3≤ 1+(abc) 1/3/min{a,b,c}, якщо a >0, b >0, c >0.
50. 2/(1/a+1/b)
≤ (abc)1/2 ≤ (a+b)/2 ≤ ((a2+b2)/2
)0,5≤ ((ak+bk)/2)1/k
, якщо a >0, b >0.
51. 3/(1/a+1/b+1/c)
≤ (abc)1/3 ≤ (a+b+c)/3 ≤ ((a2+b2+c2)/3 )0,5≤ ((ak+bk+ck)/3
)1/k
, якщо a >0, b >0, c >0.
52. 3abc
≤ a3+b3+c3
, якщо a +b + c >0.
Немає коментарів:
Дописати коментар