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击 阳 大学学报
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一个不等式定理及若干著名不等式峋加 强
基础课 部 孙明保
摘要 本文给出了一不等式定理 , 由此 推得 了 9 石∗: ;∋ 不等式 、 < 1( = % > 3=1 不等式 ,
算术一 几何平 均不等式及算术 一 幂平均值不等式 的加强 。
关键词 不等式
本文中约定 ? ) ≅ Α % , Β 。Α # Χ1 Δ ∗ , , ⋯ , ( Ε
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Γ ( Η ΧΙ 护 #Ε
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(艺同
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Κ 。 Δ 从 “Λ�Η (
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ΗΣ、、Η了8、Γ
等号成立 , 当且仅当 Ν ( Δ Ε 召 Ρ当 “ Ο % 且 。Ο 又Ο Μ∃了 , 或 。Ο ? Ο � 且 又Α盆 一
Μ 。 “ 时 , Χ Ε的反 向不等式成 立 。
证 有 Χ# , Τ 印 Ε上定 义函数
坟·, 一Χ蕙’Μ 分一 Μ⋯Ε一 又Π ( Ν
易知 ?
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方程∋ ΧΝ Ε二 # 当 ? Α � 且 。Ο 又Ο Μ乒
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∀
厂义Ν Ε“ Μ , Χ“一 ∗ΕΝ “ 一
· Χ馨’。。一Ε‘一 ‘· Χ馨’Μ 。⋯Ε ΧςΕ当 “Α � 时 , 由 ΧςΕ有 Ω’Χ ΝΕ Α % , 可知在 Χ# , Τ ;% Ε内 +ΧΝΕ 仅当 Υ 二 Ν 。时有最小值 , 于是
Χ么Μ 。一Ε? 一 , Μ⋯ 》。·。Ε( Ρ Ξ
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从而不等式 Χ�Ε 成立 , 其中等号成 立 , 当且仅当
( 一 ∗
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由 +,�知 −’+ %� . / , 从而 0+% �仅 当 % 二 % 。时有最大值 , 类似上面的过 程可 知 + !�的反向
不等式 也成立 , 证毕 。
注 1+ )� 的等价形式 +2� 有时应用起来更为方便 3
下面 , 我们用 此定理加强 4 ∋ )5 6 − 不等式 , 7 8 9∋ : ;9 8 不等式 , 算术 一 几何 平均 不
等式及算术 一 幂平均值不等式等 。
推论 ! 设 生 < 牛− = ( ! , 则当 − > )时 , 有
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+训告+列令一 +刊子+氢寸
+列告+。睿寸、蜘 8一 +落劝告+暮Α8Α−’� 1
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一 )
等号成立 , 当且仅当共≅孟 冬
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二 ∗窟葫 ’ 当 − . !时 , +Β�的反向不等式成立 。
证 当
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2Δ
Χ� Ε得 ?Χ列争, , ΧΛ 一三。令Χ慧∗)8∋Ε 子· , ⋯ Β · ΧΖΕ
在 几Χ3Ε 中取 Λ 一Χ暮41?’ΕΦΦ 奋, 易证 。· [ · Μ二 , 于是 ,
“当脚告一兴Ε子 , 从而 、∀。、等号成 立 ,
得不等式 Χ∀ Ε , ΧΖ Ε中等号成 立 , 当且
( 一 】) ? 艺 ),∋当且仅 当 一汁二 号升一一7 二 一 , ∋’1白∴ 1
、] ‘ , , 当 ∋ Ο� 时 , 由 Χ∗Ε 的反向不等式 , 类似上面的证明过程可知 Χ⊥Ε 的反 向不等 式成立 ,
址毕 。
由 9 _ ∗: − ∋ 不等式 Χ【∗】, Μ Θ‘Ε , 可知 Χ∀ Ε为 9 _ ∗: − ∋ 不等式的加强 。
推论 设 生 十 生
∋ ∋
‘ ∗ , 则 当 ∋ Α ∗时 , 有
仁鱼呈兰一〕∋ ’ 几冬) 亩Β ? 刁∋ ‘ 一昨犷」Φ 以爵到 簇 Β“ Χ_Ε
( ( 一 �即 简 ‘ 暮叭曰 ∋泣馨甘
等 号成立 , 当且仅当
( 一 ∗属“厂
) 。 8 Β 。 Δ 一节丁了一一属) , Β , 当
∋ Ο � 时 , Χ_ Ε的反 向不等式成立
证 ∋ Α ∗ 时 , 在定理中 , 令 比二 ∋,一即 ∋ Μ Θ一脚Η ) 二、咨‘厂 戈可夕‘ 又二 ΧΠ Λ Τ ΠΘ 则 , % Ο , Ο Μ ?带 , 由不等式 Χ∗ Ε得Χ。到争多 [ ΧΛ 一址 Β拭急劝告一 Χ� Ε
整理 , 便得不 等式 Χ#Ε 。 Χ2Ε 中等号成立的充要 条件为厂笃、告Γ Β二Η冬‘Ε
Η [吝)8∋ 、子Δ Χ砚万, 刃Λ Ξ’ , 从 而 Χ_Ε 中Γ万 ’ 一Β众Η
等号成 立的充要条件为 ) ‘ 8 Β 二 下荞万Φ属) 户Β
当 ∋ Ο � 时 , 由 Χ�Ε 的反向不等式 , 类似上 面的证明过程可知
不难发 现 , Χ_ Ε为 9斑: % ∋ 不等式的又一加强 。 Χ_Ε 的反 向不等式成立
推论 ς
分
设 ∋ Α � , 则
·?Ε告·Χ暮Β厂Ε告一Χ愈Χ一Β 1Ε∋Ε争
( 一 ∗
艺 Χ) 1 Τ Β , Ε’ ( 一 ∗共
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等号成立 , 当且仅 当箭 % & 且 ∋盖
( 一 �溉∋∃
( 一 �
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( , ∋ ( − % 二 & 下忿% 一一& 一一 . 当 % / 0 且不) ∗ , , ∋ . − %# 1
% 护 2 时 , )3 − 的反 向不等式成 立 。
证 当 4 5 � 时 , 在定理 中取 4 1 % , 6 。1 )∗ 。, ∋。− ‘ 7 + 1 石不百了 , )+ &∗
,
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不等式 )8− 得 二 )+到争一 9 :+冬)∗ , , ∋
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当
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二 ( 一 �凰)∗ + , ∋ , − %
在 )02 − 中 ∗ , 与 ∋ 9 互换 , 则有:+暮)一 − %Χ’ 一告· )睿∋4−争一 :+氢)一+ − %一〕
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)0 0− 中等号成立 , 当且仅当 ∋二)∗ 。, ∋ 。− % ( 一各)∗ + , ∋ + − %
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∗一∋飞∗狡Ξ8∃将 Χ�。Ε、 Χ� � Ε两边对应相加 , 再乘以「暮‘一Β , Ε∋ 一 � , 即得 不等式 ΧαΕ , ΧαΕ 中等号
( 一 ∗
成立 当且仅 当 Χ�。Ε和 Χ� Λ Ε 中等号同时成立 , 即 书浩⎯∋火乙。下0 (少
艺 ) Λ
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Χ) 8 Τ Β 8 Ε∋ Δ 一五刁 —一恿Χ) 。Τ Β 。Ε‘
当 ∋ Ο � 且 ∋ 笋 # 时 , 由 Χ Ε 的反 向不等式 , 类似上面的证 明过程可得 ΧαΕ 的反 向不等式
成立 , 证毕 8
由 < 1( =% > 3 =1不等式 Χβ∗χ, Π ς%Ε可 知 Χα Ε为 < 1( = % > 3= 1不等式的加强 8
推论 ∀ 设 ∋ Α � , 则
〔属Χ) 。Τ Β , Ε∋」争、 Λ 到争二 Χ列告 Χ� Ε∃了认、厂� 、Ξ4、
〔客Χ一‘ Β。’‘ 一 �令 又Δ 属) 。Χ) [ Τ Β , Ε‘ Φ 击一Ψ’ 一争 ,∗一∋刁∃∗−−−−
一「暮Χ一 , ∋〕⎯ 告一Ψ’ 一告 。
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Χ� Ε 中等号成立 , )盖
一 ∗
当且仅 当 , 二冬下,δ) 。Τ Β ( Ε ’ 一 且 , 一Δ 下不二∋ 一 � δ) 。Τ Β ( Ε Φ
Β二一 ∗
二 , 不万一一属Β 1Χ) 1 Τ Β 。Ε’一 ‘一Β
Σ)一我
,曰ΦΕ了#、
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当 % / 0 且 % 笋Φ 时 , ) 08 −的反 向不等式成 立 。
证 4 在定理中 , 取 ( 二 8 , 4 二 % 5 0 , 「馨
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6 , 一 )∗ ·, ∋ 。− ‘ ,
Η 4 一阵置华 」告 ,Β 。冬“ ? )∗ 。, ∋。− % 一 ’ 」 ∗ 4 0 一 Ι7 # 1 万一一一戈一芍Β∗ 。, ∋ 。 − , 又1 ) 6 � , 6 ϑ −下 , 由不等式 )8 −得
�一%、�≅∗。艺问80、
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各∗ ‘)∗ , , ∋。− ‘一 ’ 击 , )∗ 。, ∋ 。− 『Γ ) 0Κ −
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等号成立 , 当且仅 当 二一竺毕兴δ) 。Τ Β ( Ε Φ
Χ�ςΕ中 ) 。与 Β 8 互换 , 则得 ?
( 一 ∗属“厂
二 云Δ ∋一一属) , Χ) 8 Τ Β 。Ε‘一 ’
各Β。Χ) ‘Τ Β Ε’一 ’ 《 ⎯「8 8禁书月告七δ 又属叼 ‘ 一Ψ’一告· Χ、Ζ ?Ε告 Χ� ∀Ε
Β曰艺冈
等号成立 , 当且仅当 Β盖
一 ∗
Χ) 。Τ Β。Ε’ 一 ∗ 石刁 一 一 Φ恿Β , Χ) , Τ Β 。Ε’一 ’
将 Χ� ς Ε、
Χ�∀ Ε两边对应相加 , 再乘以「暮Χ一 Β 。Ε∋」争一 ’ , 即可证得 Χ� Ε , 其中等号成
87曰Θ间
) 盖一 ∗
口 一 ∗各“乒
立的充要条件是 ? 石弄瓦≅两 Φ 各) 。Χ) 。Τ Β。Ε∋一 ’且
, 一共 8Δ 二Χ) 。Τ Β 8 Ε“
Β二一 ∗
Δ 石二 ∗各Β , Χ) , Τ Β 8 Ε‘一 ’
当 ∋ Ο � 且 ∋ 护7 时 , 由 Χ Ε 的反 向不等式类似上 面的证 明过程可证得 Χ� Ε 的反 向不等
式也成立 。
由 9 _ ∗: − ∋ 不 等式 易 知 又簇 ∗ , 井簇 � , 从而 Χ� Ε为 < 1( = % > 3 = 1不 等式 的 又 一 加 强 8
推论 3 ( Χϑ 。 一 Κ (ΕΕ Χ( 一 ∗ΕΧ人 一 ? 一 Κ 。 一 �Ε Χ� Ζ Ε
了ϑ 。、“ Η ϑ 。 一八” 一 ’
Ξ−− ? 丁−3 Σ 急 ΞΡ 代二3− 3− 3− ΣΓ行。 Η 一 Γ。 ? 一 Η Χ� _Ε
不等式 Χ� Ζ Ε Χ见 β χ Ε中等号成立 , 当且仅当 ) 。 Δ Κ 。 一 � Λ 不等式 Χ� _ ΕΧ见 βς χ 中例 _Ε中等
号成立 , 当且仅 当 ) 。 二ϑ 。 一 ? Λ
Χ�ΖΕ 和 Χ�_Ε 都为算术一 几何平均值不等式 人 》Κ 8 的加强 。
证 ? 在定理中令 Μ 。Δ
Χ Ε 的反 向不等式 , 得
( < 。 一又( ϑ 。
, Ν 。Δ ) 。Χ1Δ ∗ , , ” ‘ , (,Ε , ? Δ Ι Ο % , 又满足定理的条件 , 用
簇又Χ( 一 ∗Ε ‘ Χ( 又Ρ 一 ∗Ε, 一‘ · < 。 一 � 一 几Χ( 一 ∗Εϑ 。 一 , 。 Χ�� Ε令 Ι Ρ 7, 易证 ?
、 , 一 , 8 Η ( 一 � 、带
��Ι < 。 Δ 订 。 , ∗∗Ι ⎯一一二下三二, Φ ΨΓ ” 」丁二而 ] � Η� � , 8 �
Δ 又ε 二万−−
在 Χ��Ε 两边令 Ι Ρ 一 # , 便得 ?
( − 。 一 又( ϑ 。簇丸下及( 一 ∗Ε− ( 一 ? 一 又Χ( 一 ∗Εφ 。 一 , Χ�αΕ
第 � 卷第 ∗、 期
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空心投兰 的抛物线 的生物一力学分析
基拙课部 胡满香 刘 明
摘 要 本文运用 生物力学对投兰的抛物线进行分析 。 根 据 射点低于 落点 的抛 物
运动 , 推导 出各 种投兰距离和各 种 出 手 高 度 时的 投 兰 命 中 的最 小 仰 角 。 得出 投 兰 的
最好弧线为 中等 弧线 。
关键词 空心 投兰 、 抛射运动 、 抛物线 、 下降阶段 。
一 、前言
投兰的抛 物线在投兰 中起何 作 用 呢 η 这 是 投兰 技术 中不 可 缺 少 而 又 容 易 忽视 的
问题 η 那么究竟选择什么样的抛物 线 呢 η 我们知道抛物线是球出手后在 空 中飞 行的弧
形路线 , 国 内杂志运用生 物力学对投 兰的抛 物线谈得 较 少 , 从 技 术方 面谈得 较 多 , 本文
将扼要引用 生物力学观点对兰球抛射运 动的理 论来进行分析 , 现分析 如下 二
勺+ 勺尸勺歹勺+ 勺下勺』下勺 Λ价匀归勺下勺下勺+ 勺+ 角夕勺+ 勺尸勺 Λ下勺∃长勺+ 勺挤Λ 勺下勺二Ω 协下勺 ∗乍勺Λ下勺+ 勺夕 勺人夕勺下勺』份勺下勺占夕衡下勺下
其中等号成立 , 当且 仅 当 ) 。 二又一 · Κ 。 一 � 。在 Χ� � Ε中 , 令 又Δ ∗ 即证得 Χ� Ζ Ε 。
在 Χ� α Ε中令 只Δ Κ ( Ηϑ ( ? 便证得 Χ�_ Ε 。
推论 _ 设 Ι Α � , 则
( Χ< ( 一 ϑ 。ΕΕ Χ( 一 ∗ΕΧ人� 。 � 一 ϑ 。 一 、Ε Χ� !Ε
等号成 立 , 当且仅 当 ) Λ Δ < 、 � Λ 当 Ι Ο � 且 Ι 笋7 时 , Χ∗ !Ε 的反 向不等 式成立 。
Χ�!Ε 为算术 一 幂 平均值不等式 < 。 Ε ϑ 。ΧΙ Α �Ε的加 强 。
证 ? 在定理 中令一 Α , , ‘一 , , Μ , 一音, Υ ≅一 , Χ1 一 , , , ⋯ , (Ε , 由不等式 Χ Ε
即可证得 Χ� ! Ε 。
当 Ι Ο � 且 Ι 笋 7 时 , 由 Χ Ε 的反向不等式可知 Χ� ! Ε的反 向不等式也成立 。
值得 指 出的是 , 本文 的定理是一 内容 十分丰富的结论 , 如果再 适 当选取 Χ�Ε 或 Χ Ε 中
某些量 , 则还 可得到一些 有趣的不等式 Χ如 �ςχ 中例 Ζ 的加 强等 Ε , 限于 篇幅 , 只好留给 读
者自己去探索 了 。
参 考 文 献
川 Κ · 9 · 哈托 , ∃8 肠 李堆伍德 , Κ8 波 利亚《不 等式》, 越 民 又译 , 科 学出版社 , Ξ夕“ 年 。
β Ψ 高灵 , 《算术 一 几何平 均值 不等式 的一加 强》, 上 海师 大《中学数学教学》, ∀Χ Ξ夕α ΖΕ 。
4ςχ 叶 军 , 《推微 对偶 不 等式》设计八例 , 数 学通报 , 叮四 α幻 。
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