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拉格朗日证明(拉格朗日证明对数平均不等式)

啤酒之家 2022-12-29 06:10 编辑:admin 259阅读

1. 拉格朗日证明对数平均不等式

拉格朗日中值定理是微积分中的重要定理之一,大多数是利用罗尔中值定理构建辅助函数来证明的。

扩展资料

  拉格朗日中值定理又称拉氏定理,是微分学中的基本定理之一,它反映了可导函数在闭区间上的.整体的平均变化率与区间内某点的局部变化率的关系。拉格朗日中值定理是罗尔中值定理的推广,同时也是柯西中值定理的特殊情形,是泰勒公式的弱形式(一阶展开)。

  法国数学家拉格朗日于1797年在其著作《解析函数论》的第六章提出了该定理,并进行了初步证明,因此人们将该定理命名为拉格朗日中值定理。

2. 利用拉格朗日定理证明不等式

罗尔定理可知。

fa=fb时,存在某点e,使f′e=0。

开始证明拉格朗日。

假设一函数fx。

目标:证明fb-fa=f′e(b-a),即拉格朗日。

假设fx来做成一个毫无意义的函数,fx-(fb-fa)/(b-a)*x,我们也不知道他能干啥,是我们随便写的一个特殊函数,我们令它等于Fx。

这个特殊函数在于,这个a和b,正好满足Fb=Fa,且一定存在这个a和b。

此时就有罗尔定理的前提了。

于是得出有一个e,能让F′e=0(罗尔定理)

即(fx-(fb-fa)/(b-a)*x)′,

上面求导等于f′x-(fb-fa)/(b-a)。

将唯一的x带换成e,并且整个式子等于0。

变成f′e-(fb-fa)/(b-a)=0→

f′e=(fb-fa)/(b-a)→

f′e(b-a)=(fb-fa)。

扩展资料

证明过程

证明:因为函数 f(x) 在闭区间[a,b] 上连续,所以存在最大值与最小值,分别用 M 和 m 表示,分两种情况讨论:

1. 若 M=m,则函数 f(x) 在闭区间 [a,b] 上必为常函数,结论显然成立。

2. 若 M>m,则因为 f(a)=f(b) 使得最大值 M 与最小值 m 至少有一个在 (a,b) 内某点ξ处取得,从而ξ是f(x)的极值点,又条件 f(x) 在开区间 (a,b) 内可导得,f(x) 在 ξ 处取得极值,由费马引理推知:f'(ξ)=0。

另证:若 M>m ,不妨设f(ξ)=M,ξ∈(a,b),由可导条件知,f'(ξ+)<=0,f'(ξ-)>=0,又由极限存在定理知左右极限均为 0,得证。

几何意义

若连续曲线y=f(x) 在区间 [a,b] 上所对应的弧段 AB,除端点外处处具有不垂直于 x 轴的切线,且在弧的两个端点 A,B 处的纵坐标相等,则在弧 AB 上至少有一点 C,使曲线在C点处的切线平行于 x 轴。

首先是式子进行整理,整理成左边是式子,右边是零,其次是构造函数,构造的这个函数的导数要等于原来的函数,这便于用罗尔定理,其次是要找出能使用罗尔定理的最后一个条件,即两个函数值相等,最后用罗尔定理证明必有一点导数值为零,即得证。

3. 用拉格朗日乘数法证明均值不等式

拉格郎日乘数法的适用条件是乘数不等于0。

求最值(最值是某个区间的最大或最小,注意最大/最小可能有同值的多个,所以也不唯一哈,极值是一个小范围,很小很小,内的最值).因为最值总是发生在极值点+区间边界点+间断点处,所以可以用拉朗乘数求出极值,用边界和间断点极限求出可疑极值,比较他们的大小,就可以找到区间内的最值了.特别地,若函数在区间内用拉朗求出仅一个极值,切很易判定没有其他可疑极值点,就可以直接判断那个极值是最值;或者可以判断函数在所给区间内单调(比如exp(x^2+y^2)在(x>0,y>0)时单调递增),就不用求极值(因为没有),直接求区间边界(或者间断点,有间断点也可以单调的)作为最值。

4. 拉格朗日证明不等式例题

约瑟夫·拉格朗日

外文名

Joseph-Louis Lagrange

别名

拉格朗日

性别

出生日期

1736年

去世日期

1813年4月10日

国籍

法国

出生地

意大利都灵

职业

数学家

物理学家

代表作品

《关于解数值方程》和《关于方程的代数解法的研究》

主要成就

拉格朗日中值定理等

数学分析的开拓者

5. 拉格朗日中值定理证明对数不等式

●【均值不等式的变形】

(1)对正实数a,b,有a^2+b^2≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号),a^2+b^2>0>-2ab(2)对非负实数a,b,有a+b≥2√(a*b)≥0,即(a+b)/2≥√(a*b)≥0(3)对负实数a,b,有a+b<0<2√(a*b)(4)对实数a,b(a≥b),有a(a-b)≥b(a-b)(5)对非负数a,b,有a^2+b^2≥2ab≥0(6)对非负数a,b,有a^2+b^2≥1/2*(a+b)^2≥ab(7)对非负数a,b,c,有a^2+b^2+c^2≥1/3*(a+b+c)^

2(8)对非负数a,b,c,有a^2+b^2+c^2≥ab+bc+ac(9)对非负数a,b,有a^2+ab+b^2≥3/4*(a+b)^22/(1/a+1/b)≤√ab≤a+b/2≤√((a^2+b^2)/2)

例一证明不等式:2√x≥3-1/x(x>0)证明:2√x+1/x=√x+√x+1/x≥3*3次√(√x)*(√x)*(1/x)=3所以,2√x≥3-1/

x例二长方形的面积为p,求周长的最小值解:设长,宽分别为a,b,则a*b=p因为a+b≥2√ab,所以2(a+b)≥4√ab=4√p周长最小值为4√p例三长方形的周长为p,求面积的最大值解:设长,宽分别为a,b,则2(a+b)=p因为a+b=p/2≥2√ab,所以ab≤p^2/1粻尝纲妒蕺德告泉梗沪6面积最大值是p^2/16

6. 拉格朗日中值定理证明对数平均不等式

log2(x)^2+2log0.5(x)-3

令log2(x)=a,所以long0.5(x)=-a

即a^2-2a-3>=0,a>=3或者a<=-1

所以x>=8或者0<x<=0.5

(log₂x)²+2log(0.5)x-3≥0

log(0.5)x=-log₂x

原不等式即

(log₂x)²-2log₂x-3≥0

这是关于log₂x的二次不等式

解得:

log₂x≤-1或log₂x≥3

∴ log₂x≤log₂(1/2)或log₂x≥log₂8

∴0<x≤1/2或x≥8

∴不等式的解集为(0,1/2]U[8,+∞)

7. 用拉格朗日公式证明不等式

1拉格朗日公式

拉格朗日方程

对于完整系统用广义坐标表示的动力方程,通常系指第二类拉格朗日方程,是法国数学家J.-L.拉格朗日首先导出的。通常可写成:

式中T为系统用各广义坐标qj和各广义速度q'j所表示的动能;Qj为对应于qj的广义力;N(=3n-k)为这完整系统的自由度;n为系统的质点数;k为完整约束方程个数。

插值公式

线性插值也叫两点插值,已知函数y = f(x)在给定互异点x0, x1上的值为y0= f(x0),y1= f(x1)线性插值就是构造一个一次多项式

P1(x) = ax + b

使它满足条件

P1(x0) = y0P1(x1) = y1

其几何解释就是一条直线,通过已知点A (x0, y0),B(x1, y1)。

8. 拉格朗日证明不等式的方法

一个推论,利用拉格朗日恒等式可以证明柯西不等式,好了,下面开始给你证明.‘

有一个适合中学生的拉格朗日恒等式:

[(a1)^2+(a2)^2][(b1)^2+(b2)^2]=

[(a1)(b1)+(a2)(b2)]^2+[(a2)(b1)-(a1)(b2)]^2

[(a1)^2+(a2)^2+(a3)^2][(b1)^2+(b2)^2+(b3)^2]=

=[(a1)(b1)+(a2)(b2))+(a3)(b3)]^2+[(a2)(b1)-(a1)(b2)]^2+

+[(a3)(b1)-(a1)(b3)]^2+[(a2)(b3)-(a3)(b2)]^2

[(a1)^2+...+(an)^2][(b1)^2+...+(bn)^2]=

=[(a1)(b1)+...+(an)(bn)]^2+[(a2)(b1)-(a1)(b2)]^2+

+[(a3)(b1)-(a1)(b3)]^2+..+[(a(n-1))(bn)-(an)(b(n-1))]^2

.

9. 怎么利用拉格朗日证明不等式

拉格朗日定理存在于多个学科领域中,分别为:流体力学中的拉格朗日定理;微积分中的拉格朗日定理;数论中的拉格朗日定理;群论中的拉格朗日定理。

正压理想流体在质量力有势的情况下,如果初始时刻某部分流体内无涡,则在此之前或以后的任何时刻中这部分流体皆为无涡。以某一起始时刻每个质点的坐标位置(a、b、c),作为该质点的标志。 如果在一个正整数的因数分解式中,没有一个数有形式如4k+3的质数次方,该正整数可以表示成两个平方数之和。

10. 用拉格朗日中值定理证明对数均值不等式

均值不等式的使用条件:

一正:数字首先要都大于零,两数为正

二定:数字之间通过加或乘可以有定值出现,乘积为定值——可以不是具体的数字,但在题目中必须是不变的量;

三相等:检验等号是不是取得到,当且仅当两数相等才有不等式的等号成立,一般第三步很容易被忽略,因此这也是均值不等式的易错点之一。

用均值不等式求函数的最值,在具体求解时,应注意考查下列三个条件:

1、函数的解析式中,各项均为正数;

2、函数的解析式中,含变数的各项的和或积必须有一个为定值;

3、函数的解析式中,含变数的各项均相等,取得最值扩展资料:均值不等式的常见公式:a^2+b^2 ≥ 2ab√(ab)≤(a+b)/2 ≤(a^2+b^2)/2a^2+b^2+c^2≥(a+b+c)^2/3≥ab+bc+ac

a+b+c≥3×三次根号abc均值不等式,又名平均值不等式、平均不等式,是数学中的一个重要公式。

公式内容为Hn≤Gn≤An≤Qn,即调和平均数不超过几何平均数,几何平均数不超过算术平均数,算术平均数不超过平方平均数。

均值不等式的四大证明方法:

1、直接归纳法

2、取对数证明法

3、排序不等式法

4、最后一个证明法

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