伯努利不等式
- ;
如果且是偶數,則不等式對任意實數成立。
可以看到在,或時等號成立,而對任意正整數和任意實數,,有嚴格不等式:
- 。
伯努利不等式經常用作證明其他不等式的關鍵步驟。
證明和推廣
伯努利不等式可以用數學歸納法證明:當,不等式明顯成立。假設不等式對正整數,實數時成立,那麼
- 。
下面是推廣到實數冪的版本:如果,那麼:
- 若或,有;
- 若,有。
這不等式可以用導數比較來證明:
當時,等式顯然成立。
在上定義,其中, 對求导得, 則當且僅當。分情況討論:
- ,則對,;對,。因此在時取最大值,故得。
- 或,則對,;對,。因此在時取最小值,故得。
在這兩種情況,等號成立當且僅當。
相關不等式
下述不等式從另一邊估計:對任意,都有
- 。
我们知道(),因此这个不等式是平凡的。
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