spq法的简单运用

PART 1 准备工作
方法是解决三元对称不等式的“通法”,是通过换元来简化命题的手段。
对于仅有三个变量,且关于
轮换对称的不等式,可以作以下换元:
之后使用仅有的不等式对原命题进行放缩,目标是尽量使得
不出现在大于的一端,或者直接消去
。
字母使用是有其道理的,
分别为和
、二次轮换和
、积
的缩写。当然,大多数人使用
换元,这并未有不同之处。
先给出下面将会用到的不等式:
(三次
不等式)
(四次
不等式)
下面所有运用到的恒等式都可以在我的这篇文章中找到(定理四~定理九):
PART 2 实践
例一:非负实数满足
,求证:
此题是在某代数不等式上看到的,米尔赫德不等式确实是“好方法”,我们还是使用换元来解决此题。
证明:原不等式
由,知上式
(定理四)
(定理六)
记,
则
于是,原命题
可以观察到这个式子仅有两个变量,显然将
通过放缩转化成
为最优的选择
我们选择为数不多出现在大于的一边的不等式——三次
不等式进行放缩
由三次不等式:
,变形可得:
那么,我们可以得到:
我们不妨画出此函数的图像:

注意是有取值范围的,由
非负且
,知
那么,在时,
是恒成立的,我们用导数的工具证明之:
记,则
,
这是一个开口向下,的二次函数,
故而恒成立,即
在
上单调递减,
故时,
,原不等式得到了证明。
但我们仍未证明时原不等式成立。
其实,这个范围内的原不等式更加容易证明,
记,则
,
当时,
,从而
,
于是当时,
当且仅当时,等号成立
综上,原不等式得证!
B站只允许插入100张图片,还有一道题只能放在下面一篇文章中了。