不等式:修订间差异
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我们经常用'''不等式'''来研究含有不等关系的问题. | |||
{{待补充|一元二次方程根的分布/二次函数的零点分布}} | |||
== 基本事实 == | == 基本事实 == | ||
如果 <math>a - b > 0</math>, 那么 <math>a > b</math> | * 如果 <math>a - b > 0</math>, 那么 <math>a > b</math> | ||
如果 <math>a - b = 0</math>, 那么 <math>a = b</math> | * 如果 <math>a - b = 0</math>, 那么 <math>a = b</math> | ||
如果 <math>a - b < 0</math>, 那么 <math>a < b</math> | * 如果 <math>a - b < 0</math>, 那么 <math>a < b</math> | ||
反过来也成立. 即 | 反过来也成立. 即 | ||
<math> a > b \Leftrightarrow a - b > 0</math> | * <math> a > b \Leftrightarrow a - b > 0</math> | ||
<math> a = b \Leftrightarrow a - b = 0</math> | * <math> a = b \Leftrightarrow a - b = 0</math> | ||
<math> a < b \Leftrightarrow a - b < 0</math> | * <math> a < b \Leftrightarrow a - b < 0</math> | ||
所以,如要证明 <math>x \le a</math>, 只需证明 <math>x - a \le 0</math> 即可. | 所以,如要证明 <math>x \le a</math>, 只需证明 <math>x - a \le 0</math> 即可. | ||
= | == 基本不等式 == | ||
'''把不等式 <math>\frac{a + b}{2} \ge \sqrt{ab}(a > 0, \; b > 0)</math> 称为<big>基本不等式</big>.''' | |||
对任意 <math>a, b \in R, a^2 + b^2 \ge 2ab</math>,当且仅当 <math>a = b</math> 时等号成立. | |||
对任意正数 <math>a, b, \frac{a + b}{2} \ge \sqrt{ab}</math>,当且仅当 <math>a = b</math> 时等号成立. | |||
一般地,对于正数 <math>a,\; b</math>,我们把 <math>\frac{a + b}{2}</math> 称为 <math>a,\; b</math> 的'''算术平均数''',<math>\sqrt{ab}</math> 称为 <math>a,\; b</math> 的'''几何平均数'''. | |||
== | === 拓展结论 === | ||
# 已知 <math>x, \; y</math> 都为正数,如果 <math>xy</math> 等于定值 <math>P</math>,那么当且仅当 <math>x = y</math> 时,和 <math>x + y</math>有最小值 <math>2 \sqrt{p}</math>; | |||
# 如果 <math>x + y</math> 是定值 <math>s</math>,那么当且仅当 <math>x = y</math> 时,积 <math>xy</math> 有最大值 <math>\frac{s^2}{4}</math>. | |||
'''由此可总结出''': | |||
* 对于两个正数,当它们的积为定值时,和取得最小值;当它们的和为定值时,积取得最大值,且两者均在两个数相等时取得。 | |||
== 糖水原理 == | == 糖水原理 == | ||
<math>a</math> 克糖水中有 <math>b</math> 克糖, | |||
它的质量分数就是 <math>\frac { | 它的质量分数就是 <math>\frac {b}{a}</math>. | ||
再向容器中加入 <math>c</math> | 再向容器中加入 <math>c</math> 克糖, | ||
得到质量分数为 <math>\frac{ | 得到质量分数为 <math>\frac{b+c}{a+c}</math> 的糖溶液. | ||
加入两次糖后的溶液更甜,即'''后者'''质量分数更大. | |||
即 | 即 | ||
<math>\frac { | <math>\frac {b}{a} < \frac {b + c}{a + c}</math>. | ||
=== 证明过程 === | === 证明过程 === | ||
其中,<math>a > b > 0, \; c > 0</math> | 其中,<math>a > b > 0, \; c > 0</math>. | ||
作差证明: | |||
<math>\frac {b}{a} - \frac {b + c}{a + c} = \frac {ab + bc - ab - ac}{a(a + c)} = \frac {bc - ac}{a(a + c)} = \frac {c(b - a)}{a(a + c)} < 0</math> | |||
所以 <math>\frac {b}{a} < \frac {b + c}{a + c}</math>. | |||
<math>\ | == 一元二次不等式 == | ||
{| class="wikitable" | |||
|+与二次函数的关系 | |||
! | |||
!<math>\Delta > 0</math> | |||
!<math>\Delta = 0</math> | |||
!<math>\Delta < 0</math> | |||
|- | |||
!<math>y = ax^2 + bx + c \quad (a > 0)</math> 的图象 | |||
|[[文件:Delta大于0.png|缩略图|140px|此时与x轴有两个交点]] | |||
|[[文件:Delta等于0.png|缩略图|140px|此时图像与x轴有且仅有一个交点(或有两个相同的实数解)]] | |||
|[[文件:Delta小于0.png|缩略图|140px|此时与x轴没有交点]] | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c = 0 \quad (a > 0)</math> 的根 | |||
|有两个不相等的实数根 <math>x_1, x_2 \quad (x_1 < x_2)</math> | |||
|有两个相等的实数根 <math>x_1 = x_2 = -\frac{b}{2a}</math> | |||
|没有实数根 | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c > 0 \quad (a > 0)</math> 的解集 | |||
|<math>\{x \mid x < x_1 \text{ 或 } x > x_2\}</math> | |||
|<math>\{x \mid x \neq -\frac{b}{2a}\}</math> | |||
|<math>\mathbb{R}</math> | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c < 0 \quad (a > 0)</math> 的解集 | |||
|<math>\{x \mid x_1 < x < x_2\}</math> | |||
|<math>\emptyset</math> | |||
|<math>\emptyset</math> | |||
|} | |||
== 一元二次方程根的分布/二次函数的零点分布(卡根法) == | |||
{| class="wikitable" | |||
|+两根与 0 的大小比较即根的正负情况(表一) | |||
!分布情况 | |||
!两个负根 即两根都小于 0 | |||
<math>(x_1 < 0, x_2 < 0)</math> | |||
!两个正根 即两根都大于 0 | |||
!一正根一负根 即一根小于 0,一根大于 0 | |||
|- | |||
!大致图象 <math>(a>0)</math> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|- | |||
!得出的结论 | |||
| | |||
| | |||
| | |||
|} | |||
{| class="wikitable" | |||
|+两根与 0 的大小比较即根的正负情况(表二) | |||
!分布情况 | |||
!两个负根 即两根都小于 0 | |||
!两个正根 即两根都大于 0 | |||
!一正根一负根 即一根小于 0,一根大于 0 | |||
|- | |||
!大致图象 (a<0) | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|- | |||
!得出的结论 | |||
| | |||
| | |||
| | |||
|} | |||
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[[分类:代数]] | |||