被称为均值不等式。即
调和平均数
不超过
几何平均数
,
几何平均
数不超过
算术平均数
,
算术平均
数不超过
平方平均数
,简记为“调几算方”。均值不等式也可以看成是“对于若干个非负实数,它们的算术平均不小于几何平均”的推论。
,被称为
调和平均数
。
,被称为
几何平均数
。
,被称为
算术平均数
。
,被称为
平方平均数
。
关于均值不等式的
证明方法
有很多,
数学归纳法
(
第一数学归纳法
或
反向归纳法
)、
拉格朗日乘数法
、琴生不等式法、排序不等式法、柯西不等式法等等,都可以证明均值不等式,在这里简要介绍数学归纳法的证明方法:
(注:在此证明的,是对
n维
形式的均值不等式的证明方法。)
用
数学归纳法
证明,需要一个辅助结论。
引理:设A≥0,B≥0,则
,且仅当B=0或n=1时取等号。
注:引理的正确性较明显,条件A≥0,B≥0可以弱化为A≥0,A+B≥0,有兴趣的同学可以想想如何证明(用数学归纳法)(或用二项展开公式更为简便)。
原题等价于:
,当且仅当
时取等号。
当n=2时易证;
假设当n=k时命题成立,即
,当且仅当
时取等号。那么当n=k+1时,不妨设
......
中最大者,则