一个优美不等式的证明及推广*
2017-05-12袁一丹桐庐中学浙江桐庐311500施刚良德清县第三中学浙江德清313201
●袁一丹(桐庐中学 浙江桐庐 311500)●施刚良(德清县第三中学 浙江德清 313201)
一个优美不等式的证明及推广*
●袁一丹
(桐庐中学 浙江桐庐 311500)
●施刚良
(德清县第三中学 浙江德清 313201)
文章利用代数和三角证法证明了安振平老师提出的第6个不等式,并找到了此题命制的三角背景,最后借助代数证法对第6个不等式作了相应的推广,并给出它的下界.
凹凸性;柯西不等式;代数法;三角法
安振平老师在文献[1]中提出了26个优美不等式供有兴趣的读者研讨,此后得到了全国各地不等式爱好者的积极响应.笔者对第6个不等式产生了好感,陷入深思并反问自己:这是个代数不等式,应该可以用代数法证明吧?
在证明此不等式之前,先给出以下引理.
x2y2+y2z2+z2x2+2xy2x+2yz2x+2zx2y≥3(xy2x+yz2x+zx2y)=3xyz(x+y+z)=3xyz.
同理可得
于是
著名数学家波利亚说过:“当你找到第一个蘑菇或做出第一个发现后,再四处看看,它们总是成群生长的.”考虑到一些代数不等式往往可以用三角加以转化,联想到已知条件“x,y,z是正实数,且满足x+y+z=1”,于是设
著名数学家波利亚又说过:“没有任何一个题目是彻底完成了的,总还会有些事情可以做;在经过充分的研究和观察以后,我们可以将任何解题方法加以改进;而且无论如何,我们总可以深化我们对答案的理解.”尽管三角证法非常简洁和优美,但与代数证法相比,后者更有味道——蕴含着新的结果,根据上面的引理1,结合代数证法的过程,笔者发现还可以将第6个不等式加以推广:
推广1 设x,y,z是正实数,且满足x+y+z=1,则
利用几何平均不等式可知
综合上面的讨论,得到了如下更加优美的不等式:
推广2 设x,y,z是正实数,且满足x+y+z=1,则
[1] 安振平.二十六个优美的不等式[J].中学数学教学参考:上旬,2010(1/2):136.
2017-02-20;
2017-03-21
袁一丹(1981-),女,浙江桐庐人,中学一级教师.研究方向:数学教育.
O122.3
A
1003-6407(2017)05-31-02