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问题:不等式

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发表于 26-3-2004 02:45 PM | 显示全部楼层 |阅读模式
整理整理一下问过的问题:



1.设  S = 1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * 99/100
  试证:
  (i)   S < 1/10    (已解)(解对者:flyingfish)
  (ii)  S < 1/12    (已解)(解对者:sinchee)
  (iii) 1/2*3/4*...*(2n - 1)/2n > √ (n + 1)/(2n + 1) (已解)(解对者:微中子)

2.设 x, y 为任意实数。
  证明:
  (i)  |(sin x)^2 - (sin y)^2|≤ |x - y|           (已解) (解对者:微中子,pipi)
  (ii) |(sin x)^2 - (sin y)^2|≤ |x^2 - y^2|       (已解) (解对者:微中子,pipi)

3. 若 x, y, z > 0
   求证:
  (i)  (y/(y+x))^2 + (z/(z+y))^2 + (x/(x+z))^2 ≥ 3/4   (已解)(解对者:情~風)
  (ii) (x/(y+z)) + (y/(x+z)) + (z/(x+y)) ≥ 3/2         (已解)(解对者:sinchee,梵谷)
  (iii)(y/(y+x))^3 + (z/(z+y))^3 + (x/(x+z))^3 ≥ 3/8   (待解)
  (iv) (x+y)^z + (x+z)^y + (y+z)^x > 2                  (待解)

4.若a,b,c为正数, a+b+c=1,求证:
  (i)   (1/a - 1)(1/b - 1)(1/c - 1)≥ 8             (已解)(解对者:pipi)
  (ii)  (1/a + 1)(1/b + 1)(1/c + 1)≥ 64            (已解)(解对者:sinchee)
  (iii)  a^2 + b^2 + c^2 ≥ 1/3                     (已解)(解对者:sinchee)
  (iv)   a^(-2) + b^(-2) + c^(-2) ≥ 27             (已解)(解对者:sinchee)

5.(sinchee 提供)
  求证:
  (i)  1 + 1/(1·2) + 1/(1·2·3) + ... + 1/(1·2...·n) < 2       (已解)(解对者:铁蛋)
  (ii) 1/2^2 + 1/3^2 + ... + 1/n^2 < (n-1)/n   [n>=2]      (已解)(解对者:铁蛋)
(iii) [1·3·5...(2n-1)]/[2·4·6...(2n)] > sqrt(n+1) / (2n+1)   (待解)

6.(第三题(ii)的一般化)
(待解)

6*.
(待解)


7.
(已解)(解对者:sinchee)

8. 若 a^2+b^2=1,  c^2+d^2=1
   求证: ac + bd <= 1 , ad + bc <=1  (已解)(解对者:sinchee)

9.(sinchee 提供)
设 a>=c, b>=c, c>=0, 求证
(i)  sqrt[c(a-c)] + sqrt[c(b-c)] <= (a+b)/2   (已解)(解对者:sinchee)
(ii) sqrt[c(a-c)] + sqrt[c(b-c)] <= sqrt(ab)  (已解)(解对者:pipi)




(不管是 已解 待解 的题目,欢迎网友们多多支持!让大家分享你们的 idea
也欢迎你们提供好玩,有趣的问题     谢谢  

[ Last edited by pipi on 31-8-2004 at 03:12 PM ]
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sMIL3 该用户已被删除
发表于 27-3-2004 02:25 AM | 显示全部楼层
let s'<1/10 is true where s'=s/(9/10)=1/2*3/4*5/6*7/8*11/12...*99/100,s<s'
:.s=9/10*s'=0.9*s' where s'<0.1
:.s<0.09

since s=0.9s' and s<0.09
:.s'<0.1 is true
:.s<0.09 is true
:.s<1/10

不知道对不对,请多多指教!

[ Last edited by sMIL3 on 27-3-2004 at 02:28 AM ]
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 楼主| 发表于 29-3-2004 01:48 PM | 显示全部楼层
let s'<1/10 is true where s'=s/(9/10)=1/2*3/4*5/6*7/8*11/12...*99/100,s<s'
(这个假设...有问题)

试想想,若这样子可行,那 s 便可小于任何号码。

p/s: 应该是 "Let ... be ..."
       不可 "Let ... is ..."
     
     共勉之。
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sMIL3 该用户已被删除
发表于 29-3-2004 11:34 PM | 显示全部楼层
?? 试想想,若这样子可行,那 s 便可小于任何号码。??

假设说,x<5,我们可以说x<6,x<7,当然不能说x<1啊!

怎么说?
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 楼主| 发表于 30-3-2004 08:36 AM | 显示全部楼层
sMIL3 于 29-3-2004 11:34 PM  说 :
?? 试想想,若这样子可行,那 s 便可小于任何号码。??

假设说,x<5,我们可以说x<6,x<7,当然不能说x<1啊!

怎么说?

ok.
Let s'< a  where s'=s/(a/10)  (若这个假设可行)
This implies that s = (a/10)*s' < (a/10)*a = 1/10.

我们也可有以下的假设:
Let s'< a  where s'=s/(a/b)  (b是任何号码)
This implies that s = (a/b)*s' < (a/b)*a = 1/b.
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发表于 10-4-2004 10:17 PM | 显示全部楼层
let A=1/2x3/4x5/6x......x99/100
let B= 2/3x4/5x..98/99

A.B= 1/100
A/B <1
A<B

A.A<A.B
A.A<1/100
A<1/10
<1/10这题微中子网友问过..

<1/12我就不会了..
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 楼主| 发表于 11-4-2004 10:16 PM | 显示全部楼层
flyingfish 于 10-4-2004 10:17 PM  说 :
<1/10这题微中子网友问过..

多谢提醒!
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 楼主| 发表于 26-4-2004 05:12 PM | 显示全部楼层
设  S = 1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * 99/100

试证:
(i)   S < 1/10
(ii)  S < 1/12

试试证明:
1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * (2n-1)/(2n) <= 1/sqrt(3n+1)
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sinchee 该用户已被删除
发表于 4-5-2004 08:31 AM | 显示全部楼层
pipi 于 26-4-2004 05:12 PM  说 :

试试证明:
1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * (2n-1)/(2n) <= 1/sqrt(3n+1)


比较 [(2n - 1)/2n]^2 和 (3n - 2)/(3n + 1) ,

     (1 - 1/2n) ^2 - [1 - 3/(3n + 1)]
=  - 1/n + 1/4n^2 + 3/(3n + 1)                        (展开)
=  (1 - n)/[4n^2 (3n + 1)]                        (通分母)

因为  n >= 1,
     1 - n <= 0, 且 4n^2 (3n + 1) > 0
     (1 - n)/[4n^2 (3n + 1)] <= 0
所以  [(2n - 1)/2n]^2 <= (3n - 2)/(3n + 1)
即   (2n - 1)/2n <= √ (3n - 2)/ √ (3n + 1)

1/2*3/4*5/*...*(2n - 1)/2n <= 1/2*2/√7*√7/√10*...*√ (3n – 2)/ √ (3n + 1)
                                  = 1/√ (3n + 1)

Special case,
当 n = 50 时,
{151 > 144 -> √151 > 12}
1/2*3/4*5/6*...*99/100 <= 1/√151 < 1/12

其他类似题,
试证 1/2*3/4*...*(2n - 1)/2n > √ (n + 1)/(2n + 1)
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 楼主| 发表于 5-5-2004 05:34 PM | 显示全部楼层

又来一题不等式:

sinchee 网友答对了!!
她的问题,大家试试。。。

现在又来一题不等式:
设 x, y 为任意实数。
证明:|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x^2 - y^2|

[ Last edited by pipi on 11-5-2004 at 09:08 AM ]
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发表于 6-5-2004 01:04 AM | 显示全部楼层
sinchee 于 4-5-2004 08:31  说 :


比较 [(2n - 1)/2n]^2 和 (3n - 2)/(3n + 1) ,

     (1 - 1/2n) ^2 - [1 - 3/(3n + 1)]
=  - 1/n + 1/4n^2 + 3/(3n + 1)                        (展开)
=  (1 - n)/[4n^2 (3n + 1)]                        (通分母)

因为  n >= 1,
...


sinchee网友的方法太神奇了。。
pipi网友能想出这问题也太厉害了。。

一些想法:
试试把sinchee网友的方法generalise,可看出如何能找到1/(3n+1)^(1/2)..

设(an - c)/(an+b)为用于与[(2n - 1)/2n]^2
比较的function.

为了能让分子和前一项的分母约简,
(an+b)-(an-c)=a
b+c=a
c=a-b

function变成[an-(a-b)]/(an+b).

(1 - 1/2n) ^2 - [1 - a/(an + b)]
= - 1/n + 1/4n^2 + a/(an + b) (展开)
= (-4nb+an+b)/[4n^2 (an + b)] (通分母)

(-4nb+an+b)/[4n^2 (an + b)] <=0
[n(a-4b)+b]//[4n^2 (an + b)] <=0

1) 4n^2 (an + b)>=0
2) n(a-4b)+b<=0

能符合以上(1),(2)式子的a,b就能用,而
1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * (2n-1)/(2n) <= [b/(an+b)]^(1/2)

[b/(an+b)]^(1/2)=1/[(a/b)n+1]^(1/2)
假如要用这方法找最近1/2 * 3/4 * 5/6 * ... * (2n-1)/(2n) 的[b/(an+b)]^(1/2)
要maximise (a/b)...

from (2),
an-b(4n-1)<=0 for all n
假如a,b都是正数,
(a/b)<=(4n-1)/n,  for all n
for min n=1,
(a/b)<=3


一些问题:
1。为什么要与[(2n - 1)/2n]^2 比较?而不用其他的式子如[。。]^3等?
2。有没有方法找出比1/[(151)^(1/2)]更小而又大于S = 1/2 * 3/4 * 5/6 * ...
* 99/100的近似值?
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发表于 6-5-2004 10:46 AM | 显示全部楼层
骗吃的,


2S = 3/4 * 5/6 * ... * (2n-1)/2n
S' = 2/3 * 4/5 * ... * (2n-2)/(2n-1) * (2n * 2(n+1))/(2n+1)^2

2SS' = 2 * 2(n+1)/(2n+1)^2

不过, 0 < 2n*2(n+1)/(2n+1)^2 = (4n^2 + 4n)/(4n^2 + 4n + 1) < 1, 如果n>0
而且, (2n-1)/2n > (2n-2)/(2n-1), n>0

2S>S'

所以,
2S > √(2SS') = 2√(n+1) / (2n+1)
S > √(n+1) / (2n+1)
1/2*3/4*...*(2n - 1)/2n > √ (n + 1)/(2n + 1)
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sinchee 该用户已被删除
发表于 6-5-2004 11:05 PM | 显示全部楼层
对啦!!
所谓:不管是黑猫白猫,会捉老鼠的就是好猫!
所以,不管是什么方法,证到答案的就是好方法!!!
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 楼主| 发表于 7-5-2004 12:31 PM | 显示全部楼层
pipi 于 5-5-2004 05:34 PM  说 :
设 x, y 为任意实数。
证明:|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x^2 - y^2|

哪只猫要捉这只老鼠??
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 楼主| 发表于 13-5-2004 03:52 PM | 显示全部楼层
pipi 于 5-5-2004 05:34 PM  说 :
设 x, y 为任意实数。
证明:|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x^2 - y^2|

给个提示:
(i)  若用三角学里的恒等式,最后得证 |sin(x)|<=|x|。
(ii) 若有修大学的微积分,用一个简单的定理(先买个关子)(不须用提示(i)),便行!!

[ Last edited by pipi on 13-5-2004 at 03:53 PM ]
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发表于 13-5-2004 04:26 PM | 显示全部楼层
我这只三脚猫不懂能不能捉到老鼠呢?


x ≠ y, x ≠ -y
考虑
(sin x - sin y)/(x - y)

(sin x + sin y)/(x + y) = (sin x - sin (-y))/(x - (-y))

用Mean Value Theorem,
让f(x) = sin x
(f(x1) - f(x2))/(x1 - x2) = cos c, c 在 x1 和 x2之间.

所以,
|((sin x)^2 - (sin y)^2)/(x^2 - y^2)| = |sin c sin d|,
c 在 x 和 y 之间, d 在 x 和 -y 之间.

0 <= |sin c| <= 1
0 <= |sin d| <= 1
0 <= |sin c sin d| <= 1
所以,
|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x^2 - y^2|

当 x = y, 0 < = 0
当 x = -y, 0 < = 0


对吗?
觉得好像不太好.
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 楼主| 发表于 13-5-2004 04:38 PM | 显示全部楼层
pai se, pai se,
pipi 患了老人痴呆症了。。。
那不等式的题目应该是:

设 x, y 为任意实数。
证明:|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x - y


而不是之前的
设 x, y 为任意实数。
证明:|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x^2 - y^2
(这个题目也没错,只是我给的提示就不太美了。。。)

抱歉,请原谅

[ Last edited by pipi on 13-5-2004 at 09:23 PM ]
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 楼主| 发表于 14-5-2004 12:06 PM | 显示全部楼层
微中子 于 13-5-2004 04:26 PM  说 :
用Mean Value Theorem,
让f(x) = sin x
(f(x1) - f(x2))/(x1 - x2) = cos c, c 在 x1 和 x2之间.

所以,
|((sin x)^2 - (sin y)^2)/(x^2 - y^2)| = |sin c sin d|,
c 在 x 和 y 之间, d 在 x 和 -y 之间.


应该是
"|((sin x)^2 - (sin y)^2)/(x^2 - y^2)| = |cos c cos d|,
c 在 x 和 y 之间, d 在 x 和 -y 之间"吧??

方法对了!!!
用同样的方法,可证
|(sin x)^2 - (sin y)^2|<= |x - y|

[ Last edited by pipi on 14-5-2004 at 12:07 PM ]
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 楼主| 发表于 14-5-2004 12:10 PM | 显示全部楼层
若没有人再尝试,下个礼拜一我会贴上答案(用高中的三角学里的恒等式)。
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发表于 14-5-2004 08:00 PM | 显示全部楼层
pipi 于 14-5-2004 12:06 PM  说 :


应该是
"|((sin x)^2 - (sin y)^2)/(x^2 - y^2)| = |cos c cos d|,
c 在 x 和 y 之间, d 在 x 和 -y 之间"吧??

方法对了!!!
用同样的方法,可证
|(sin x)^2 - (s ...


哎呀...
paise...

竟然连简单的微分也做错了.
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