再探“算术—几何平均值不等式”的证明及应用

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再探“算术—几何平均值不等式”的证明及应用

董小高陈明星

陕西商南县高级职业中学董小高陈明星

在初等数学中,有一个重要的不等式——算术—几何平均值不等式(或称平均值定理).之所以重要,是因为利用它可以解决很多不等式的证明问题、某些代数式和函数的最值或取值范围问题、与最值有关的几何与实际应用问题等.本文将介绍一种证明均值不等式的初等数学方法,并举例介绍均值不等式在初等数学中的几个重要应用类型,旨在帮助读者进一步理解平均值不等式的推导过程,熟练掌握平均值不等式的运用.

一、算术—几何平均值不等式及其推论

1.定义平均值的概念.

用均值不等式解决实际应用问题和几何问题的一般步骤:

(1)根据题意设变量,选取适当的变量设为自变量,把要求最大值或最小值的变量定为因变量(函数);

(2)建立相应的函数关系式,把实际问题、几何问题转化为函数的最大值或最小值问题;

(3)利用均值不等式求出函数的最大值或最小值;

(4)检验求得的函数最值和与之对应的自变量取值是否符合题意;

(5)回答问题.

例3某工厂去年的某产品的年产量为100万件,每件产品的销售价为10元,固定成本为8元.今年,工厂第一次投入100万元(科技成本),并计划以后每年比上一年多投入100万