高中数学常用不等式

高中数学常用不等式

高中数学中常用的不等式包括:

基本不等式

$a^2 + b^2 \geq 2ab$,当且仅当$a = b$时等号成立。

$\sqrt{ab} \leq \frac{a + b}{2}$,当且仅当$a = b$时等号成立。

$\frac{b}{a} + \frac{a}{b} \geq 2$,当且仅当$a = b$时等号成立。

$a^3 + b^3 + c^3 \geq 3abc$,当$a, b, c$均为正数时等号成立。

$\frac{a + b + c}{3} \geq \sqrt{abc}$,当$a, b, c$均为正数时等号成立。

几何不等式

三角不等式:对于任意三角形,其任意两边之和大于第三边。

均值不等式

算术-几何不等式:对于任意非负实数$a_1, a_2, ..., a_n$,有$\frac{a_1 + a_2 + ... + a_n}{n} \geq \sqrt[n]{a_1a_2...a_n}$,当且仅当$a_1 = a_2 = ... = a_n$时等号成立。

特殊不等式

柯西不等式:对于任意实数序列$a_i$和$b_i$,有$\left(\sum_{i=1}^n a_i b_i\right)^2 \leq \left(\sum_{i=1}^n a_i^2\right) \left(\sum_{i=1}^n b_i^2\right)$。

阿米-格朗瓦尔不等式(AM-GM不等式):对于非负实数$a_1, a_2, ..., a_n$,有$\frac{a_1 + a_2 + ... + a_n}{n} \geq \sqrt[n]{a_1a_2...a_n}$,当且仅当$a_1 = a_2 = ... = a_n$时等号成立。

其他不等式

若$x > y$,则$x + z > y + z$(加法原则)。

若$x > y$且$z > 0$,则$xz > yz$;若$x > y$且$zy > 0$,则$x + m > y + n$(充分不必要条件)。

以上不等式在解决高中数学问题时非常有用,掌握它们有助于理解和解决各种数学问题,包括优化问题、概率问题等。