算术-几何平均值不等式

∴E2＝1k62 ·sin2θ·cos4θ＝3k22 (2sin2θ)·cos2θ·cos2θ ≤3k22 ·(2sin2θ＋co3s2θ＋cos2θ)3＝1k028， 当且仅当 2sin2θ＝cos2θ 时取等号， 即 tan2θ＝12，tan θ＝ 22时，等号成立． ∴h＝2tan θ＝ 2，即 h＝ 2时，E 最大． 因此选择灯的高度为 2米时，才能使桌子边缘处最亮．
∵2x2＋(1－x2)＋(1－x2)＝2，
∴y2≤12(2x2＋1－3x2＋1－x2)3＝247.
当且仅当 2x2＝1－x2，
即 x＝ 33时等号成立．
∴y≤2
9
3，∴y
的最大值为2 9
3 .
1．解答本题时，有的同学会做出如下拼凑： y＝x(1－x2)＝x(1－x)(1＋x)＝12·x(2－2x)·(1＋x)≤12 (x＋2－23x＋1＋x)3＝12. 虽然其中的拼凑过程保证了三个数的和为定值，但忽略了取 “＝”号的条件，显然 x＝2－2x＝1＋x 无解，即无法取“＝”号，也 就是说，这种拼凑法是不正确的． 2．解决此类问题时，要注意多积累一些拼凑方法的题型及数 学结构，同时也要注意算术－几何平均不等式的使用条件，三个 缺一不可．
用平均不等式求解实际问题 例 3 如图所示，在一张半径是 2 米的 圆桌的正中央上空挂一盏电灯．大家知道， 灯挂得太高了，桌子边缘处的亮度就小； 挂得太低，桌子的边缘处仍然是不亮的．
由物理学知识，桌子边缘一点处的照亮度 E 和电灯射到 桌子边缘的光线与桌子的夹角 θ 的正弦成正比，而和这一点 到光源的距离 r 的平方成反比．
变式训练
若 2a＞b＞0，试求 a＋
4
的最小值．
（2a－b）·b
【解】 a＋2a－4b·b＝2a－2b＋b＋2a－4b·b ＝2a－ 2 b＋b2＋2a－4b·b

算术-几何平均值不等式经常被简称为平均值不等式（或均值不等式），尽管后者是一组包括它的不等式的合称。
.可见
历史上的证明
的情况，设:
。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

B．3
C.523 5
D．4
3 2
解析：y＝3x＋
1 2x2
＝
3x 2
＋
3x 2
＋
1 2x2
≥3
3
33 1 2x·2x·2x2
＝
3 3
98＝323 9.
当且仅当32x＝21x2，即x＝ 3 13时，等号成立． 答案：A
3．设x＞0，则y＝x＋x42的最小值为(
)
ห้องสมุดไป่ตู้
A．2
B．2 2
C．3 2
D．3
解析：y＝x＋x42＝x2＋x2＋x42≥3· 3 x2·x2·x42＝3， 当且仅当x2＝x42时取“＝”号． 答案：D
(3)如果a，b，c∈R＋，那么abc≤
a＋b＋c 3
3
，当且
仅当a＝b＝c时，等号成立．( )
(4)如果a1，a2，a3，…，an都是实数．那么a1＋a2
n
＋…＋an≥n· a1a2…an.( )
解析：(1)根据定理3，只有在a，b，c都是正数才成
立．其他情况不一定成立，如a＝1，b＝－1，c＝－3，
第一讲 不等式和绝对值不等式
1.1 不等式 1．1.3 三个正数的算术—
几何平均不等式
[学习目标] 1.探索并了解三个正数的算术—几何平 均不等式的证明过程，会用三项的平均值不等式证明一 些简单问题(难点)． 2.能够利用三项的平均值不等式求 一些特定函数的最值(重点)． 3.会建立函数不等式模 型，会解决简单的应用问题(重点)．
解：设切去的正方形的边长为x，无盖盒子的容积为V， 则V＝(a－2x)2x＝14(a－2x)(a－2x)·4x≤14 （a－2x）＋（3 a－2x）＋4x3＝22a73， 当因且此仅V取当最a－大2值x＝22a473x，，即x＝a6时，等号成立． 故当切去的小正方形边长是原来的正方形的边长的16 时，盒子的容积最大．

到这一 不等 式 ， 关 于这一 不 等式 的证 明方 法 ， 而 常见 的有 利 用数 学 归纳 法及 詹 生不 等式 的证 明 ， 面介 下 绍几种 另外 的证 明方 法 。
１ 利用二 项式 定理
证 明 ： 先 ， 于 口 ｂ ０由二项式 定 理 ， 首 对 ，＞ 得
（ 口＋ｂ ＋ｎ ｂ ）＞ ｃ
、，
因此有 ｆｘ ≥ｆ（。＋ ）２２） （） ） 厂 （。（－； ， ；。
取粕＝ ∑ （， ，：，， ，， （∈口 ） ２…， ６ （１ １ ）
ｎ ｌ
则 ＼ ｌ＋（ｉ） ∑ １２…，） 有 ，ｎ （ ｌ＝，， ， 刮ｎ ）＼ｆ『 （ １ 喜ｆ ｌ１ 一 ∑ 故∑ ） ≥ － 川 （ ∑ ） 喜） ＋ 即 喜
ｎ
故有 ｌ ２ …＋ ＋ ＋ ｎ≥
， ｌ
（ ＞Ｏ ｉ ｌ ２ … ， ） ， ， ， ｎ ＝
４ 利 用 函数 凹凸性
证明： 设 ）ｌ ＝。 口＞ ， ｏ ， 厂” ） 岛 （ １ ＞ ）则 ＝一
＜ｏ 故 ） 上凸 函数 ， ， 是 因此 有
∑ ） （ ） ≤ ∑ ， 取
由数 学归 纳法 ， ｎ １时 为真 ， 于 ／ 假设 ≥ 。 若 一 对 ７ ， ， ≥… ≥ｎ ２≥口Ｉ０ 。 ． ＞
又 ： ｌ ∑ ６ ￣Ｃ故 ， ｏ 设口— ： ｎ） 有口 ≥ 及 ， ‘ 一 （ ｔ －， ６
一 １ ／ ＝１ ／， ／
， ， Ｉ ＿１ ＼
３ 利 用泰 勒公 式
证明： 设 ）ｌ岛 （ １ ｏ ， 厂” ） ＝。 ｏ ，＞ ）则 ＝ ） ｆ（ｏ＋ ） 。＋ ＝ Ｘ） 厂 （。（ ）
＝ｘ ＋Ｏｘ ｘ）Ｏ＜ ＜１ ， ｏ （－ ｏ（ ）
＞ ， 厂（） ｏ 将 在点 。 处展 开 ， 有

算术几何平均不等式与其应用算术几何平均不等式是数学中的一种重要的不等式关系，它在数学推导和实际问题中具有广泛的应用。

本文将介绍算术几何平均不等式的概念、证明以及一些常见的应用。

一、算术平均与几何平均的定义与性质在介绍算术几何平均不等式之前，我们先来了解一下算术平均和几何平均的定义与性质。

1. 算术平均：对于一组数a₁，a₂，...，aₙ，它们的算术平均记为A，即A=(a₁+a₂+...+aₙ)/n。

算术平均是指将一组数的和除以这组数的个数所得到的值。

2. 几何平均：对于一组正数a₁，a₂，...，aₙ，它们的几何平均记为G，即G=(a₁a₂...aₙ)^(1/n)。

几何平均是指将一组数的乘积开n次方所得到的值。

算术平均和几何平均都是常见的求平均值的方法，它们有以下性质：性质1：对于任意一组正数a₁，a₂，...，aₙ，有G≤A。

性质2：当且仅当a₁=a₂=...=aₙ时，有G=A。

二、算术几何平均不等式的概念与证明算术几何平均不等式是指对于一组正数a₁，a₂，...，aₙ，有G≤A，即几何平均不大于算术平均。

下面我们将给出算术几何平均不等式的证明。

假设a₁，a₂，...，aₙ是一组正数，我们来证明G≤A。

首先，我们考虑当n=2的情况。

此时，算术平均和几何平均分别为A=(a₁+a₂)/2，G=(a₁a₂)^(1/2)。

我们可以通过平方的方式来证明G≤A。

由(a₁-a₂)²≥0可得a₁²-2a₁a₂+a₂²≥0，进一步变形得到a₁²+a₂²≥2a₁a₂。

再对不等式两边同时开2次方，即得到(a₁²+a₂²)^(1/2)≥(2a₁a₂)^(1/2)。

即G≥(2a₁a₂)^(1/2)，进一步化简得到G≥(a₁+a₂)/2=A。

所以，当n=2时，算术几何平均不等式成立。

接下来，我们假设当n=k时，算术几何平均不等式成立。

即对于一组正数a₁，a₂，...，aₙ，有G≤A。

均值不等式公式完全总结归纳均值不等式是数学中常用的一种不等式，它可以用来比较数列或者函数中数值的大小关系。

均值不等式有很多种形式，常用的有算术均值不等式、几何均值不等式、调和均值不等式以及均方根不等式。

下面将逐个进行详细介绍：1.算术均值不等式：算术均值不等式又称为平均不等式，它是最基本的均值不等式。

对于非负实数a和b，算术均值不等式的表达式为：(a+b)/2≥√(a*b)其中，等号成立当且仅当a=b。

2.几何均值不等式：几何均值不等式也是比较常见的一种不等式。

对于非负实数a和b，几何均值不等式的表达式为：√(a*b)≤(a+b)/2其中，等号成立当且仅当a=b。

3.调和均值不等式：调和均值不等式用来比较两个正实数的大小关系。

对于正实数a和b，调和均值不等式的表达式为：2/(1/a+1/b)≤(a+b)/2其中，等号成立当且仅当a=b。

4.均方根不等式：均方根不等式是一种用于比较多个非负实数大小关系的不等式。

对于非负实数a1, a2, ..., an，均方根不等式的表达式为：√((a1^2 + a2^2 +... + an^2)/n) ≥ (a1 + a2 + ... + an)/n 其中，等号成立当且仅当a1=a2=...=an。

以上四种形式的均值不等式都是基于平均值的概念推导出来的。

它们在数学中有广泛的应用，例如在证明其他不等式时常常被用到。

需要注意的是，以上只是四种常见的均值不等式形式，实际上还存在很多种不同形式的均值不等式。

比如幂均值不等式、可重均值不等式等，它们在一些特定的条件下有着重要的应用。

总结起来，均值不等式是数学中非常重要的一类不等式，它包含了算术均值不等式、几何均值不等式、调和均值不等式以及均方根不等式等形式。

这些不等式在数学推导和证明过程中发挥着非常重要的作用。

算数-几何平均值不等式几应用1.设a ＞1，b ＞1.求证：81122≥-+-a b b a .2.设a,b,c 都是正数，求证：)(211222c b a b a c a b c b a ++≥++-++.3.设a,b,c ∈R +，且abc=1.求证：23)(1)(1)(1333≥+++++b a c a c b c b a .4.已知a,b,c ∈R +，求证：481)1()1()1(333≥+++++a c c b b a .5.已知实数a ＞1，b ＞1，c ＞1.求证：239111232323≥-+-+-a c c b b a .6.对任意正数a 1,a 2,...,a n ,记a n+1=a 1,问不等式∑∑=+=+≥n i i i n ni i i a a a a 1111)(，是否成立？7.设.,...,2,1,,n i R y x i i =∈+试证：)...()...(...213213232131n n n n y y y x x x y x y x y x ++++++≥+++。

8.设a,b,c ∈R +，求333)1()1()1(),,(cc b b a a c b a f +++++=，在下列条件下的最小值：（1）a+b+c=3（2）a+b+c=1（3）a+b+c=6（4）a+b+c=A （＞0）.9.设x ＞-1，则（1）当0＜a ＜1时，（1+x ）a ≤1+ax（2）当a ＜0,或a ＞1时，（1+x ）a ≥1+ax.其中等号成立的充要条件是x=0.10.已知非负实数a,b,c 满足a+b+c ≤3，求证：c b a c c b b a a +++++≤≤+++++11111123111222.11.设a,b,c 都大于1，求证：c b a a c c og c b b og b a a og a c b ++≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++91112.12.设a,b,c 为非负实数，求证：ab c ac b bc a c b a ++≥++2)(31.13.设a,b,c,d 都是正数，求证：d c b a +++++++≥214.设a 1,a 2,...,a n 同号，记∑==n i i a s 1，求证：1221-≥-∑=n n a s a n i i i .15.设a 1,a 2,...,a n ,都是正数，且对任意，且对任意1≤k ≤n ，有a 1,a 2,...,a k ≥1，求证：2)1)...(1...)1)(1(2111211＜n a a n a a a ++++++++.16.设a 1,a 2,...,a n ,为n 个非负实数，且设a 1,a 2,...,a n ,=n ，证明：nn n a a a a a a a a a ++++++≤++++++11...11111...11214242224121.17.已知实数x ，y 满足x 2-xy+2y 2=1,求x 2+2y 2的最大值与最小值的和等于多少？18.已知a,b,c ∈R +，abc=1，证明：(a+b)(b+c)(c+a)≥4(a+b+c-1).19.已知a,b,c 为正数，求证：23≥+++++cb a b ac a c b .20.给定a 1,a 2,...,a n ＞0，（n ∈N ，n ≥2），试证：⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=n n n a a a n a a a n x f ......)(2121是单调增函数。

高为 h，表面积为 S. 则 V＝πr2h， ∴h＝πVr2. ∴S＝2πr2＋2πrh＝2πr2＋2rV ＝2πr2＋Vr ＋Vr ≥3 3 2πV2.
即当 2πr2＝Vr ，
3 r＝
2Vπ时表面积最小．此时 h＝2r.
3 即饮料盒的底面半径为 r＝
2Vπ，
高为 2 3 2Vπ时，用料最省．
本课时经常考查算术-几何平均不等式在求最值中的应
n 当且仅当 a1＝a2＝…＝an 时，等号成立．
[问题思考]
1．满足不等式a＋3b＋c≥3 abc成立的 a，b，c 的范 围是什么？
提示：a，b，c 的范围为 a≥0，b≥0，c≥0．
2．应用三个正数的算术－几何平均不等式，求最 值应注意什么？
提示：三个正数的和为定值，积有最大值；积为 定值，和有最小值．当且仅当三个正数相等时取得．
三个正数的算术-几何平均不等式定理，是根据不等式 的意义、性质和比较法证出的，因此，凡是可以利用该定 理证明的不等式，一般都可以直接应用比较法证明，只是 在具备条件时，直接应用该定理会更简便．若不直接具备 “一正二定三相等”的条件，要注意经过适当的恒等变形 后再使用定理证明．
连续多次使用平均不等式定理时要注意前后等号成立 的条件是否保持一致．
已知 x∈R＋，求函数 y＝x(1－x2)的最大值．
[精讲详析] 本题考查三个正数的算术-几何平 均不等式在求最值中的应用．解答本题要根据需要拼 凑出利用其算术-几何平均不等式的条件，然后再求 解．
∵y＝x(1－x2)， ∴y2＝x2(1－x2)2 ＝2x2(1－x2)(1－x2)·12.
∵2x2＋(1－x2)＋(1－x2)＝2， ∴y2≤122x2＋1－3x2＋1－x23＝247. 当且仅当 2x2＝1－x2＝1－x2，

三角形内角的嵌入不等式三角形内角的嵌入不等式，在不至于引起歧义的情况下简称嵌入不等式。

该不等式指出，若A、B、C是一个三角形的三个内角，则对任意实数x、y、z，有：算术-几何平均值不等式在数学中，算术-几何平均值不等式是一个常见而基本的不等式，表现了两类平均数：算术平均数和几何平均数之间恒定的不等关系。

设为n个正实数，它们的算术平均数是，它们的几何平均数是。

算术-几何平均值不等式表明，对任意的正实数，总有：等号成立当且仅当。

算术-几何平均值不等式仅适用于正实数，是对数函数之凹性的体现，在数学、自然科学、工程科学以及经济学等其它学科都有应用。

算术-几何平均值不等式经常被简称为平均值不等式（或均值不等式），尽管后者是一组包括它的不等式的合称。

例子在n = 4 的情况，设: ，那么.可见。

历史上的证明历史上，算术-几何平均值不等式拥有众多证明。

n = 2的情况很早就为人所知，但对于一般的n，不等式并不容易证明。

1729年，英国数学家麦克劳林最早给出了一般情况的证明，用的是调整法，然而这个证明并不严谨，是错误的。

柯西的证明1821年，法国数学家柯西在他的著作《分析教程》中给出了一个使用逆向归纳法的证明[1]：命题P n：对任意的n个正实数，1. 当n=2 时，P2显然成立。

2. 假设P n成立，那么P2n成立。

证明：对于2n个正实数，3. 假设Pn成立，那么P n− 1成立。

证明：对于n- 1 个正实数，设，，那么由于P n成立，。

但是，，因此上式正好变成综合以上三点，就可以得到结论：对任意的自然数，命题P n都成立。

这是因为由前两条可以得到：对任意的自然数k，命题都成立。

因此对任意的，可以先找k使得，再结合第三条就可以得到命题P n成立了。

归纳法的证明使用常规数学归纳法的证明则有乔治·克里斯托（George Chrystal）在其著作《代数论》（algebra）的第二卷中给出的[2]：由对称性不妨设xn + 1是中最大的，由于，设，则，并且有。

平均值不等式是数学分析中解决许多极限问题以及其他应用问题的一个重要依据，特别是算术平均值－几何平均值不等式（以下简称算几不等式）的应用更是尤为广泛，许多极限问题的证明都要应用到这一不等式，而关于这一不等式的证明方法，常见的有利用数学归纳法及詹生不等式的证明，下面介绍几种另外的证明方法。

１利用二项式定理证明：首先，对于ａ，ｂ＞０由二项式定理，得（ａ＋ｂ）ｎ＞ａｎ＋ｎａｎ－１ｂ由数学归纳法，若ｎ－１时为真，对于ｎ，假设ａｎ≥ａｎ－１≥…≥ａ２≥ａ１≥０．又设ａ＝１ｎ－１ｎ－１ｉ＝１"ｘｉ，ｂ＝１ｎ（ｘｎ－ａ），故有ａ，ｂ≥０及１ｎｎ－１ｉ＝１"ｘｉ#$ｎ＝（ａ＋ｂ）ｎ＞ａｎ＋ｎａｎ－１ｂ＝ｘｎ１ｎ－１ｎ－１ｉ＝１"ｘｉ%&ｎ－１≥ｘｎ（ｘ１ｘ２…ｘｎ－１）即ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎｎ≥ｘ１ｘ２…ｘｎｎ’（ｘｉ≥０，ｉ＝１，２，…，ｎ）．２利用不等式ｅｘ≥１＋ｘ（ｘ≥－１）证明：设Ａｎ＝ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎｎ，Ｇｎ＝ｘ１ｘ２…ｘｎｎ’（ｘｉ＞０，ｉ＝１，２，…，ｎ）由不等式ｅｘ≥１＋ｘ（ｘ≥－１）可知，对于每一ｉ，有ｅｘｐｘｉＡｎ－%&１≥ｘｉＡｎ求乘积，得１＝ｎｉ＝１(ｅｘｐｘｉＡｎ－%$１＝ｅｘｐｎｉ＝１"ｘｉＡｎ－%$１%$≥ｎｉ＝１(ｘｉＡｎ＝ＧｎＡｎ%$ｎ算术－几何平均值不等式的证明故Ａｎ≥Ｇｎ，即ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎｎ≥ｘ１ｘ２…ｘｎｎ"（ｘｉ＞０，ｉ＝１，２，…，ｎ）．３利用泰勒公式证明：设ｆ（ｘ）＝ｌｏｇａｘ（０＜ａ＜１，ｘ＞０），则ｆ″（ｘ）＝１ｘ２１ｎａ＞０，将ｆ（ｘ）在点ｘ０处展开，有ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ０）＋ｆ′（ｘ０）（ｘ－ｘ０）＋ｆ″（ｘ）２（ｘ－ｘ０）２，!＝ｘ０＋"（ｘ－ｘ０）（０＜"＜１）因此有ｆ（ｘ）≥ｆ（ｘ０）＋ｆ′（ｘ０）（ｘ－ｘ０），取ｘ０＝１ｎｎｉ＝１#ｘｉ（ｘｉ∈（ａ，ｂ），（ｉ＝１，２，…，ｎ），则有ｆ（ｘｉ）≥ｆ１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&’＋ｆ′１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&(ｘｉ－ｎｉ＝１%ｘｉ&(（ｉ＝１，２，…，ｎ）故ｎｉ＝１%ｆ（ｘｉ）≥ｎｆ１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&(＋ｆ′１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&(＋ｎｉ＝１%ｘｉ－ｎｉ＝１%ｘｉ&(＝ｎｆ１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&(即ｆ１ｎｎｉ＝１%ｘｉ&(≤１ｎｎｉ＝１%ｆ（ｘｉ）．因此有ｌｏｇａ１ｎ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）≤１ｎ（ｌｏｇａｘ１＋ｌｏｇａｘ２＋…ｌｏｇａｘｎ）即１ｎｌｏｇａ（ｘ１ｘ２…ｘｎ）≥ｌｏｇａ１ｎ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）亦即ｌｏｇａ（ｘ１ｘ２…ｘｎ）１ｎ≥１ｎｌｏｇａ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）（０＜ａ＜１）故有ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎｎ≥ｘ１ｘ２…ｘｎｎ"（ｘｉ＞０，ｉ＝１，２，…，ｎ）．４利用函数凹凸性证明：设ｆ（ｘ）＝ｌｏｇａｘ（ａ＞１，ｘ＞０），则ｆ″（ｘ）＝－１ｘ２１ｎａ＜０，故ｆ（ｘ）是上凸函数，因此有ｎｉ＝１%ａｉｆ（ｘｉ）≤ｆｎｉ＝１%ａｉｘｉ&(，取ａｋ＝１ｎ（ｋ＝１，２，…，ｎ），有１ｎ（ｌｏｇａｘ１＋ｌｏｇａｘ２＋…ｌｏｇａｘｎ）≤ｌｏｇａ１ｎ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）即１ｎｌｏｇａ（ｘ１ｘ２…ｘｎ）≤ｌｏｇａ１ｎ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）亦即ｌｏｇａ（ｘ１ｘ２…ｘｎ）１ｎ≤ｌｏｇａ１ｎ（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎ）故有ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｎｎ≥ｘ１ｘ２…ｘｎｎ"（ｘｉ＞０，ｉ＝１，２，…，ｎ）．。

平均值不等式公式四个
叫做bai平方平均数、算术平均数、几何平均数du、调和zhi平均数
1.平方平均数：
又名均方根（Root Mean Square），英dao文缩写为RMS。

它是2次方的广义平均数的表达式，也可称为2次幂平均数。

英文名为，一般缩写成RMS。

2.算术平均数：
又称均值，是统计学中最基本、最常用的一种平均指标，分为简单算术平均数、加权算术平均数。

它主要适用于数值型数据，不适用于品质数据。

3.几何平均数：
是对各变量值的连乘积开项数次方根。

求几何平均数的方法叫做几何平均法。

如果总水平、总成果等于所有阶段、所有环节水平、成果的连乘积总和时，求各阶段、各环节的一般水平、一般成果，要使用几何平均法计算几何平均数，而不能使用算术平均法计算算术平均数。

4.调和平均数：
是总体各统计变量倒数的算术平均数的倒数。

调和平均数是平均数的一种。

但统计调和平均数，与数学调和平均数不同，它是变量倒数的算术平均数的倒数。

扩展资料
在数学中调和平均数与算术平均数都是独立的自成体系的。

计算结果前者恒小于等于后者。

因而数学调和平均数定义为：数值倒数的平均数的倒数。

但统计加权调和平均数则与之不同，它是加权算术平均数的变形，附属于算术平均数，不能单独成立体系。

且计算结果与加权算术平均数完全相等。

主要是用来解决在无法掌握总体单位数（频数）的情况下，只有每组的变量值和相应的标志总量，而需要求得平均数的情况下使用的一种数据方法。

平均值不等式目的要求： 重点难点： 教学过程： 一、引入：1、定理1：如果R b a ∈,，那么ab b a 222≥+（当且仅当b a =时取“=”） 证明：222)(2b a ab b a -=-+⇒⎭⎬⎫>-≠=-=0)(0)(22b a b a b a b a 时，当时，当ab b a 222≥+ 1．指出定理适用范围：R b a ∈, 强调取“=”的条件b a =。

2、定理2：如果b a ,是正数，那么ab ba ≥+2（当且仅当b a =时取“=”） 证明：∵ab b a 2)()(22≥+ ∴ab b a 2≥+即：ab b a ≥+2 当且仅当b a =时 ab ba =+2注意：1．这个定理适用的范围：+∈R a ；2．语言表述：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。

3、定理3：如果+∈R c b a ,,，那么abc c b a 3333≥++（当且仅当c b a ==时取“=”） 证明：∵abc ab b a c b a abc c b a 333)(32233333---++=-++)(3])())[((22c b a ab c c b a b a c b a ++-++-+++= ]32)[(222ab c bc ac b ab a c b a -+--++++= ))((222ca bc ab c b a c b a ---++++=])()())[((21222a c c b b a c b a -+-+-++=∵+∈R c b a ,, ∴上式≥0 从而abc c b a 3333≥++ 指出：这里+∈R c b a ,, ∵0<++c b a 就不能保证。

推论：如果+∈R c b a ,,，那么33abc c b a ≥++。

（当且仅当c b a ==时取“=”）abDBOAC证明：3333333333)()()(c b a c b a ⋅⋅≥++⇒33abc c b a ≥++⇒33abc c b a ≥++ 4、算术—几何平均不等式：①．如果++∈>∈N n n R a a a n 且1,,,,21Λ 则：na a a n+++Λ21叫做这n 个正数的算术平均数，n n a a a Λ21叫做这n 个正数的几何平均数；②．基本不等式：na a a n +++Λ21≥n n a a a Λ21（n i R a N n i ≤≤∈∈+1,,*）这个结论最终可用数学归纳法，二项式定理证明（这里从略） 语言表述：n 个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。

当且仅当x－a＝x－1 a2即x＝a＋1时，取等号．
∴2x＋x－1 a2的最小值为3＋2a. 由题意可得3＋2a≥7，得a≥2.
答案：2
8．设a，b，c∈R＋，求证：
(a＋b＋c)a＋1 b＋b＋1 c＋a＋1 c≥92. 证明：∵a，b，c∈R＋， ∴2(a＋b＋c)＝(a＋b)＋(b＋c)＋(c＋a)≥
6．若a>2，b>3，则a＋b＋a－21b－3的最小值为________．
解析：a>2，b>3，∴a－2>0，b－3>0. 则a＋b＋a－21b－3＝(a－2)＋(b－3)＋a－21b－3＋5
3 ≥3
a－2×b－3×a－21b－3＋5＝8.
当且仅当a－2＝b－3＝
解析：设圆柱半径h＝πr2·6－2 4r＝πr2(3－2r)≤πr＋r＋33－2r3＝π. 当且仅当r＝3－2r，即r＝1时取等号．
答案：B
5．设0<x<1，则x(1－x)2的最大值为 ________.
解析：∵0<x<1，∴1－x>0. 故3 2x1－x1－x ≤2x＋1－x3＋1－x＝23. ∴x(1－x)2≤247当且仅当x＝13时取等号. 答案：247
解：∵6＝x＋3y＋4z＝
x 2
＋
x 2
＋y＋y＋y＋
4z≥66 x2y3z， ∴x2x3z≤1当x2＝y＝4z时，取“＝”. ∴x＝2，y＝1，z＝14时，x2y3z取得最大值1.
10．有一块边长为36 cm的正三角形铁皮，从它的 三个角上剪下三个全等的四边形后做成一个无 盖的正三棱柱容器，要使这个容器的容积最大，剪下的 三个四边形面积之和等于多少？最大容积是多少？ 解：剪下的三个全等的四边形如图所示，设A1F1＝ x，则AF1＝ 3x， ∴A1B1＝F1F2＝36－2 3x. ∴V＝ 43(36－2 3x)2·x ＝32 3(6 3－x)(6 3－x)·2x.

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算术-几何平均不等式
算术-几何平均不等式是数学中的一个重要不等式，也被称为AM-GM不等式。

该不等式指出，对于一组非负实数，它们的算术平均值
（所有数的和除以数量）不小于它们的几何平均值（所有数的乘积开
根号）。

简单地说，对于一组非负实数a1，a2，...，an，有以下不等式成立：
(a1+a2+...+an)/n ≥ (a1 * a2 * ... * an)^(1/n)
其中，左边代表这些数的算术平均值，右边代表它们的几何平均值。

这个不等式在代数和数学证明中经常被使用，尤其在优化问题和
不等式证明中。

算术-几何平均不等式可以推广到更一般的情况，比如对于任意
数量的非负实数。

此外，还有类似的不等式，如几何-调和平均不等式、算术-调和平均不等式等，它们在数学中也有广泛的应用。

这个不等式的证明可以通过多种方法完成，包括数学归纳法、Cauchy-Schwarz不等式等。

无论如何，算术-几何平均不等式在数学中有着广泛的应用和研究价值。

均值不等式常用公式(一)均值不等式常用公式1. 算术平均数与几何平均数•算术平均数 (Arithmetic mean)：对一组数字相加后除以数字的个数，用于描述分布的集中趋势。

–公式：a1+a2+⋯+a nn–示例：假设有一组数字：2, 4, 6，其算术平均数为2+4+6=4。

3•几何平均数 (Geometric mean)：对一组数字相乘后开n次方根，用于描述分布的平稳性。

n–公式：√a1⋅a2⋅…⋅a n–示例：假设有一组数字：2, 4, 6，其几何平均数为 $ $ 2. 平均值与均值不等式•平均值不等式 (Mean Inequality)：用于比较不同种类平均数的大小关系，常用的有算术平均值不小于几何平均值和平均数大于等于极值的关系。

–算术平均值不小于几何平均值：对于非负实数集合a1,a2,…,a n，有a1+a2+⋯+a nn ≥√a1⋅a2⋅…⋅a n n–示例：考虑一组非负实数：2, 4, 6，根据算术平均数和几何平均数的不等式关系，有 $ = 4 $，结果符合不等式关系。

•平均数大于等于极值：对于一组非负实数a1,a2,…,a n，有a1+a2+⋯+a nn≥max(a1,a2,…,a n)–示例：考虑一组非负实数：2, 4, 6，根据平均数和极值的不等式关系，有2+4+63=4≥max(2,4,6)=6，结果符合不等式关系。

3. Cauchy-Schwarz不等式•Cauchy-Schwarz不等式：描述了内积空间中的两个向量之间的关系。

–公式：对于实数序列a1,a2,…,a n和b1,b2,…,b n，有(a12+a22+⋯+a n2)(b12+b22+⋯+b n2)≥(a1b1+a2b2+⋯+a n b n)2–示例：考虑向量 (1, 2, 3) 和 (4, 5, 6)，根据Cauchy-Schwarz不等式，有(12+22+32)(42+52+62)≥(1⋅4+2⋅5+3⋅6)2, 即14⋅77≥322, 确实成立。

算术——几何平均值定理的几种简短证明算术几何平均值定理（Arithmetic-GeometricMeanTheorem）是一种广泛应用于数学中的定理，它强调了两个数之间的平均值，也就是几何平均值，是等于其算术平均值的根号的积。

本文将介绍几种简短的证明方法，以帮助读者加深对这一定理的理解。

一种简短的证明方法是使用平方和公式进行推导。

具体的，根据平方和公式，如果a和b两个数之间的几何平均数是A，则：
A^2=(a*b)^2/(a+b)^2
同时，根据算术几何平均数定理，A等于两个数a和b的算术平均数:
A=(a+b)/2
经过代入推导，可以得出结果：
A^2=(a*b)^2/(a+b)^2=(a+b)^2/4
因此，可以证明，两个数之间的几何平均数等于其算术平均值的根号的积。

第二种简短的证明方法是使用不等式进行推导。

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