伯努利不等式
伯努利不等式
数学中的伯努利不等式指出:对任意整数formula_1,和任意实数formula_2有:
formula_3;
如果formula_4且是偶数,则不等式对任意实数formula_5成立。
可以看到在formula_6,或formula_7时等号成立,而对任意正整数formula_8和任意实数formula_2,formula_10,有严格不等式:
formula_11。
伯努利不等式经常用作证明其他不等式的关键步骤。
证明和推广.
伯努利不等式可以用数学归纳法证明:当formula_12,不等式明显成立。假设不等式对正整数formula_13,实数formula_2时成立,那么
formula_15
formula_16。
下面是推广到实数幂的版本:如果formula_17,那么:
若formula_18或formula_19,有formula_20;
若formula_21,有formula_22。
这不等式可以用导数比较来证明:
当formula_23时,等式显然成立。
在formula_24上定义formula_25,其中formula_26,
对formula_5求导得formula_28,
则formula_29当且仅当formula_7。分情况讨论:
在这两种情况,等号成立当且仅当formula_7。
相关不等式.
下述不等式从另一边估计formula_51:对任意formula_52,都有
formula_53。
我们知道formula_54(formula_55),因此这个不等式是平凡的。
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