设a1,a2,...,an(n>=2)都是正数且a1+a2+...+an<1,求证: 1(1+a1+a2+...+an)>(1-a1)(1-a2)...(1-an)

宝宝妈妈2023-08-04  51

证明:由题易知(1-a1),(1-a2),...,(1-an)∈(0,1)

对1/(1+a1+a2+...+an)>(1-a1)(1-a2)...(1-an)两边同时取ln对数即证

-ln(1+a1+a2+...+an)>ln(1-a1)+ln(1-a2)+...+ln(1-an)

用不等式ln(1+x)<x,x≠0即可证。

【该不等式证明如下:引入函数f(x)=ln(1+x)-x,x∈(-1,1)

求导f'(x)=-x/(x+1),当x∈(-1,0),f'(x)>0,f(x)单增,当x∈(0,1),f'(x)<0,f(x)单减。那么f(x)在x=0处取得极大值,且该极大值必为最大值,则f(x)<f(0)=0,即ln(1+x)<x】

于是

ln[1+(a1+a2+...+an)]<(a1+a2+...+an)

即有-ln[1+(a1+a2+...+an)]>-(a1+a2+...+an)

ln(1-a1)<-a1

ln(1-a2)<-a2

...

ln(1-an)<-an

累加可得

ln(1-a1)+ln(1-a2)+...+ln(1-an)<-(a1+a2+...+an)<-ln[1+(a1+a2+...+an)]

那么ln(1-a1)+ln(1-a2)+...+ln(1-an)<-ln[1+(a1+a2+...+an)]

还原即1/(1+a1+a2+...+an)>(1-a1)(1-a2)...(1-an),命题得证。

2(ab+bc+ac)可变形为

ab+bc+ac+ab+bc+ac

a(b+c)+b(a+c)+c(a+b)

因三角形两边和大于第三边,即b+c>a,a+c>b,a+b>c

故a^2=aXa<a(b+c),b^2=bXb<b(a+c),c^2=cXc<c(a+b)

所以a2+b2+c2<a(b+c)+b(a+c)+c(a+b)

a2+b2+c2<2(ab+bc+ac)


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