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[不等式] 代数不等式

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lihpb 发表于 2024-7-6 17:03 |阅读模式
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kuing 发表于 2024-7-7 21:49
本帖最后由 kuing 于 2024-7-7 21:59 编辑 自动脑补 `a_i` 全为正。

和式太复杂鸟,先看看 `n=3` 时是怎么样的再说,此时等价于:`a`, `b`, `c`, `d>0`,求证
\begin{align*}
&\frac{\left(\sqrt{ab(\frac1a+\frac1b)}+\sqrt{ac(\frac1a+\frac1c)}+\sqrt{bc(\frac1b+\frac1c)}\right)^2}{abc(\frac1a+\frac1b+\frac1c)}+\frac{\left(\sqrt{ab(\frac1a+\frac1b)}+\sqrt{ad(\frac1a+\frac1d)}+\sqrt{bd(\frac1b+\frac1d)}\right)^2}{abd(\frac1a+\frac1b+\frac1d)}\\
&+\frac{\left(\sqrt{ac(\frac1a+\frac1c)}+\sqrt{ad(\frac1a+\frac1d)}+\sqrt{cd(\frac1c+\frac1d)}\right)^2}{acd(\frac1a+\frac1c+\frac1d)}+\frac{\left(\sqrt{bc(\frac1b+\frac1c)}+\sqrt{bd(\frac1b+\frac1d)}+\sqrt{cd(\frac1c+\frac1d)}\right)^2}{bcd(\frac1b+\frac1c+\frac1d)}\\
\leqslant{}&\frac{2\left(\sqrt{abc(\frac1a+\frac1b+\frac1c)}+\sqrt{abd(\frac1a+\frac1b+\frac1d)}+\sqrt{acd(\frac1a+\frac1c+\frac1d)}+\sqrt{bcd(\frac1b+\frac1c+\frac1d)}\right)^2}{abc+abd+acd+bcd},
\end{align*}
也就是
\begin{align*}
&\frac{\left(\sqrt{a+b}+\sqrt{a+c}+\sqrt{b+c}\right)^2}{ab+ac+bc}+\frac{\left(\sqrt{a+b}+\sqrt{a+d}+\sqrt{b+d}\right)^2}{ab+ad+bd}\\
&+\frac{\left(\sqrt{a+c}+\sqrt{a+d}+\sqrt{c+d}\right)^2}{ac+ad+cd}+\frac{\left(\sqrt{b+c}+\sqrt{b+d}+\sqrt{c+d}\right)^2}{bc+bd+cd}\\
\leqslant{}&\frac{2\left(\sqrt{ab+ac+bc}+\sqrt{ab+ad+bd}+\sqrt{ac+ad+cd}+\sqrt{bc+bd+cd}\right)^2}{abc+abd+acd+bcd}.
\end{align*}

如果作置换 `(a,b,c,d)\mapsto(1/a,1/b,1/c,1/d)`,则变成
\begin{align*}
&\frac{\left(\sqrt{c(a+b)}+\sqrt{b(a+c)}+\sqrt{a(b+c)}\right)^2}{a+b+c}+\frac{\left(\sqrt{d(a+b)}+\sqrt{b(a+d)}+\sqrt{a(b+d)}\right)^2}{a+b+d}\\
&+\frac{\left(\sqrt{d(a+c)}+\sqrt{c(a+d)}+\sqrt{a(c+d)}\right)^2}{a+c+d}+\frac{\left(\sqrt{d(b+c)}+\sqrt{c(b+d)}+\sqrt{b(c+d)}\right)^2}{b+c+d}\\
\leqslant{}&\frac{2\left(\sqrt{d(a+b+c)}+\sqrt{c(a+b+d)}+\sqrt{b(a+c+d)}+\sqrt{a(b+c+d)}\right)^2}{a+b+c+d}.
\end{align*}

作上述置换的意义在于:假如允许上式的变量取零,则取等条件有以下三种:

  • `a=b=c=d>0`;
  • `a=b=c>0` 且 `d=0`,及其轮换;
  • 任意两个变量为零。


看来此题有难度,待续……🤔

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 楼主| lihpb 发表于 2024-7-8 08:08 来自手机
这个是我用几何不等式构造出来的,这些不等式我可以构造出无限个,就是不知道有没有代数方法可以证明(在不知道原几何不等式的情况下)

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 楼主| lihpb 发表于 2024-7-19 16:13
kuing 发表于 2024-7-7 21:49
自动脑补 `a_i` 全为正。

和式太复杂鸟,先看看 `n=3` 时是怎么样的再说,此时等价于:`a`, `b`, `c`, `d> ...


详细过程,因为这是用几何不等式构造出来的,有没有代数方法可以证明连我自己都不知道
kuing.cjhb.site/forum.php?mod=viewthread&tid=12547

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