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求助

求助一道不等式

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摘自某乎,原链接https://www.zhihu.com/question/661935010?utm_psn=1797390046753607680


IP属地:上海来自Android客户端1楼2024-07-18 22:00回复
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    IP属地:上海来自Android客户端2楼2024-07-18 22:03
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      @73Dsi @printf @蔸蔸白 帮忙康康谢谢喵


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2024-07-18 22:08
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        灵感来自08年糕烤数学江西卷压轴


        IP属地:上海来自Android客户端5楼2024-07-18 22:10
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          初步猜想是λ在合适范围内那两个取值范围都是(1,n-1),但具体的有待证明和讨论


          IP属地:上海来自Android客户端6楼2024-07-18 22:11
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            IP属地:上海来自Android客户端7楼2024-07-21 19:18
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              可以先证明如果a, b≥1,则1/(1+a)+1/(1+b) ≤ 1/(1+ab)+1/2
              ( 通分之后相当于(2+a+b)(2+2ab) ≤ (3+ab)(1+a)(1+b),右边减左边等于(ab-1)(a-1)(b-1)≥0 )
              而如果0<a, b≤1,则1/(1+a)+1/(1+b) ≤ 2/(1+√ab)
              ( 这个通分之后相当于(2+a+b)(1+√ab)≤2(1+a)(1+b),右边减左边等于(a+b-2√ab)(1-√ab)≥0 )
              所以在∏a[i]为定值, n≥2时,如果∑1/(1+a[i])取到最大值,不可能有两项a[i], a[j]>1
              否则可以把a[i], a[j]换成a[i]*a[j] 和 1,这时∑1/(1+a[i]) 的值增大
              同理,也不可能存在0<a[i]<a[j]≤1,否则a[i], a[j]可以换成√a[i]*a[j]和√a[i]*a[j]
              假设a[1]≥a[2]≥…≥a[n],n≥2
              要么a[1]>1而且其余项不超过1,则存在x>1, 0<y≤1使得a[1]=x, a[2]=a[3]=…=a[n]=y,并且xy^(n-1)=λ^n
              此时 ∑1/(1+a[i]) = 1/(1+x) + (n-1)/(1+y) = y^(n-1) / (λ^n+y^(n-1)) + (n-1)/(1+y)
              要么每一项都不超过1,全都相等,a[1]=a[2]=…=a[n]=λ
              此时 ∑1/(1+a[i]) = n/(1+λ)
              然后对λ 分类比较y^(n-1) / (λ^n+y^(n-1)) + (n-1)/(1+y) 和 n/(1+λ) 大小就好了
              设f(y)= y^(n-1) / (λ^n+y^(n-1)) + (n-1)/(1+y)
              n≥3时f'(y)= -(λ^n-y^n)(λ^n-y^(n-2)) / (y+1)²(λ^n+y^(n-1))²
              如果λ≥1,在(0, 1]上f'(y)≤0,f(y)单调递减,y→0时f(y)→n-1,并且此时n-1>n/(1+λ),所以最大可以趋于n-1
              如果0<λ<1,在(0, λ^(n/(n-2)))和(λ, 1]上f'(y)<0,在(λ^(n/(n-2)), λ) 上f'(y)>0
              按照单调性还是要比较 n-1和n/(1+λ)
              当λ>1/(n-1)时n-1>n/(1+λ),最大趋于n-1
              当0<λ≤1/(n-1)时n-1≤n/(1+λ),可以在a[1]=a[2]=…=a[n]=λ时取最大值n/(1+λ)
              n=2, 0<λ<1时f'(y)在(0, λ)上为正,在(λ, 1)上为负,最大值同样是 2/(1+λ),当a[1]=a[2]=λ 时取到
              n=2,λ≥1时f'(y)在(0, 1]上非负,最大值当a[1]=1, a[2]=λ²时取到,等于1/2+1/(1+λ²)


              IP属地:北京来自Android客户端8楼2024-07-21 21:04
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                类似这样子也可以求最小值(下界),最后综合起来是这样子
                如果n≥3
                当λ≥n-1 时∑1/(1+a[i])∈[n/(1+λ), n-1)
                当1/(n-1)<λ<n-1时∑1/(1+a[i])∈(1, n-1)
                当0<λ≤1/(n-1) 时∑1/(1+a[i])∈(1, n/(1+λ)]
                如果n=2
                当λ>1时∑1/(1+a[i])∈[2/(1+λ), 1)
                当0< λ < 1时∑1/(1+a[i])∈(1, 2/(1+λ)]
                当λ = 1时∑1/(1+a[i])恒等于1


                IP属地:北京来自Android客户端9楼2024-07-21 21:21
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                  吧主,后面那个式子你加油


                  IP属地:北京来自Android客户端10楼2024-07-21 22:38
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                    群主可以建个群讨论


                    IP属地:湖北来自Android客户端11楼2024-08-22 02:43
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