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1、讲 授 内 容备 注第十九讲3、在不等式两端取变限积分证明新的不等式例15 证明:当时,证 已知, (,只有时,等号成立)在此式两端同时取上的积分,得再次取上的积分,得 第三次取上的积分,得 所以 上式再在上的积分,得 即 再在上的积分,得 例16 设是上连续的凸函数试证:,有 证 令,则同理,令,则从而注意到与关于中点对称,又为凸函数,所以另一方面,由(1)式及的凸性 例17 设函数在上递增试证:函数为凸函数证 在上递增, 所以,为凸函数例18 设,在上连续,且,在上有定义,并且有二阶导数,试证:证I (利用积分和)将区间等分,记,为凸函数由詹禁定理,取 ,即 令,得证II (利用公式)记
2、则 注意 , 在上式中,令,然后两边乘以 ,得在上取积分即 其中 4.5 不等式一、不等式及不等式1不等式设为任意实数,则 (不等式)其中等号当且仅当与成比例时成立证1(判别式法)上式是关于的二次三项式,保持非负,故判别式证II(配方法)因此,不等式成立等号成立当且仅当,证III(利用二次型)即关于的二次型,非负定,因此即 2不等式设在上可积,则若在上连续,其中等号当且仅当存在常数,使得时成立(不同时为零)3不等式的应用例1 已知,在上连续,为任意实数求证:证 第一项应用不等式:同理 (1)+(2): 例2 设在上有连续的导数,试证:证 令则 由,知因此, 例3 设在上有连续的阶导数,且求证:其中证 先证明的情况此时设在上有连续的导数,下证 令 由不等式: 两端同时积分 两边同时开方:对一般情况,令 例4 设,在上连续,不恒为零,有正的下界记 试证: 证 只需证明存在先证单调增 即 再证有界因为在上连续,所以 使得故 既然单调有界,存在极限二、平均值不等式基本形式:对任意个实数,恒有(即几何平均值算术平均值)其中等号成立当且仅当例5 设正值函数在上连续试证:证 由条件知在上可积,将等分,作积分和3学时几何解释:方法III可推广不等式的积分形式称为不等式第二项积分值大于零10