即调和平均数小于等于几何平均数小于等于算术平

巡山小妖精
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2021年01月28日 03:09
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学术会议邀请函范文-学习杨善洲先进事迹

2021年1月28日发(作者:天月二德)








极值点偏移问题的不等式解法

我们熟知平均值不等式:
a
,
b

R


a

b
a
2

b
2

a b


1
1
2
2


a
b
2
即“调和平均数”小于等于“几何平均数”小于等于“算术平均值”小于等于“平方平均值 ”

等号成立的条件是
a

b
.
我们还可以引入另一个平均值:对数平均值:

a

b
ln
a

ln
b

那么上述平均值不等式可变为:对数平均值不等式

a

b
a

b


a

b
,
a

b

ab



ln
a

ln
b
2
以下简单给出证明:

不妨设
a

b
,设
a

bx
,则 原不等式变为:


x

1,
2(
x
< br>1)
x

1


ln
x

x

1
x
以下只要证明上述函数不等式即可
.
以下我们来看看对数不等式的作用
.
题目
1


2015
长春四模题)已知函数
f
(
x
)

ex

ax
有两个零点
x
1

x
2,则下列说法错误的是










A.
a

e







B.
x
1

x
2

2








C.
x
1
x
2

1






D.
有极小值点
x
0
,且
x
1

x
2

2
x
0

【答案】
C
【解析】函数
f
(
x
)
导函数:

f
'(
x
)

e
x

a

有极值点
x

ln
a
,而极值
f
(ln< br>a
)

a

a
ln
a

0


a

e

A
正确
.
f
(
x
)
有两个零点:
e
x
1

ax
1

0

e
x
2

ax< br>2

0
,即:

x
1

ln
a

ln
x
1


x
2
ln
a

ln
x
2



-
②得:

x
1

x
2

ln
x
1

ln
x
2

根据对数平均值不等式:

x
1

x
2
x
1

x
2


1

x
1
x
2

2
ln
x
1

ln
x
2

x
1

x
2

2
,而
1

x
1
x
2


x1
x
2

1

B
正确,
C
错误

而①
+
②得:
x
1

x
2

2ln
a

ln< br>x
1
x
2

2ln
a
,即
D
成立
.
题目
2


2011
辽宁理)已知函数
f

x


ln
x

ax
2

(2

a
)
x
.
若函数
y

f

x

的图像与
x
轴交于
A
,
B
两点,线段
AB
中点的横坐标为
x
0
,证明:
f
'

x
0


0

【解析】原题目有
3
问,其中第二问为第三问的解答提供帮助,现在我们利用不等式直 接去
证明第三问:


A
(
x
1
,
f
(
x
1
))

B
(
x
2,
f
(
x
2
))

x
1
< br>x
2
,则
x
0

x
1

x
2



2
2
ln
x
1

ax
1

(2

a
)
x
1
0


2
ln
x
2

ax
2

(2

a
)
x
2

0



-
②得:
ln
x
1
< br>ln
x
2

a
(
x
1

x
2
)(
x
1

x
2
)

(2

a
)(
x
1

x
2
)
0
,化简得:


1
x
1

x
2


0


a
(
x
1

x
2
)

(2

a
)ln
x
1

ln
x
2
而根据对数平均值不等式 :

x
1

x
2
x

x

1
2

ln
x
1

ln
x2
2
③等式代换到上述不等式

1
x

x1

1
2


x
0

a
(
x
1

x
2
)

(2< br>
a
)
2
2
ax
0

(2

a
)
根据:
2
ax
0

(2

a
)
x
0

0
(由③得出)∴④式变为:


2
2
ax
0

(2

a
)
x
0

1

0

(2
x0

1)(
ax
0

1)

0


(2
x
0

1)

0
,∴
x
0

1
,∴
x
0
在函数单减区间中,即 :

a

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