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[不等式] 比较大小

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lemondian 发表于 2023-3-22 08:04 |阅读模式
已知$a>b>1,x=\log_{a+b}(a^y+b^y),z=\log_a((a+b)^y-b^y)$,试比较$|x-y|,|y-z|,|z-x|$的大小。

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kuing 发表于 2023-3-24 03:49
先写个开头吧,后面还没想好。

引理:设 `a,b>0`,则当 `t<1` 时有 `(a+b)^t<a^t+b^t`,当 `t>1` 时有 `(a+b)^t>a^t+b^t`。(证明略)

回原题,如果 `y=1` 那 `x=y=z=1` 没啥好说的,下设 `y\ne1`,另外 `y` 必须为正否则 `z` 的真数为负。

显然 `x` 关于 `y` 递增,而 `y=1` 时 `x=1`,所以当 `y<1` 时 `x<1`,当 `y>1` 时 `x>1`。

由引理,当 `y<1` 时有 `x>\log_{a+b}(a+b)^y=y` 且 `z<\log_a(a^y+b^y-b^y)=y`,所以 `1>x>y>z`;
当 `y>1` 时反过来即 `1<x<y<z`。

对于 `1>x>y>z` 的情况大概可以用拉格朗证明 `x-y<y-z`,但另一种情况暂时未解决。
待续……水饺😪

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 楼主| lemondian 发表于 2023-3-25 10:27
kuing 发表于 2023-3-24 03:49
先写个开头吧,后面还没想好。

引理:设 `a,b>0`,则当 `t<1` 时有 `(a+b)^t<a^t+b^t`,当 ...


kuing :求待续。。。

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还没想出来🥲  发表于 2023-3-25 14:39

手机版|悠闲数学娱乐论坛(第3版)

GMT+8, 2025-3-4 11:55

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