舒尔不等式

舒尔提出的数学公式

a,b,c≥0,t∈R⇒a(a-b)(a-c)+b(b-c)(b-a)+c(c-a)(c-b)≥0。

介绍

当且仅当 ,或其中两个数 相等 而另外一个为零时,等号成立。

特别地,当 为非负偶数时,此 不等式 对任意 实数 成立。

Schur不等式虽不是联赛大纲中规定掌握的不等式,但在联赛不等式证明题中仍能发挥重要作用。

证明

对 的证明:

由对称性,不妨设 ,

,证毕。

对 的证明:

由对称性,不妨设 ,则 。

证毕。

推论

1、 。

2、三角形中, 为角 所对的三边 。

3、三角形中, 。

推广

假设 是正的 实数 。如果 和 是顺序的,则以下的 不等式 成立:

2007年, 罗马尼亚 数学家Valentin Vornicu证明了一个更一般的形式:

考虑 ,其中 ,而且要么 ,要么 。设 ,并设 要么是 凸函数 ,要么是 单调函数 。那么:

当 时,即化为舒尔不等式。

舒尔不等式的如下两个变形形式在解题中非常有用

变形1:

变形2:

事实上,把①展开即得变形1,因为 代入变形1,得

所以

下面引用三个例题来介绍舒尔不等式的用法

例题1: 设 , 且 , 求证: .

证明: 由舒尔不等式的变形2可得 :

有题设条件 可得

另一方面,

从而命题得证。

例题2

证明:在△ABC中有

证明:令 ,则由舒尔不等式可得

所以

例题3: 设 ,且 ,求证:

证明:因为 , 所以上式等价于

等价于

即

这就是舒尔不等式的变形1,故原命题得证!