介值定理在数学建模中的应用

把椅子放在不平的地面上，通常只有三个脚着地，然而只需稍挪动几次，就可以使四个脚同时着地、放稳。本文就这一现象建立数学模型，并给出理论上的证明。一、模型假设1．椅子四脚一样长，椅脚与地面的接触可视为一个点，四脚连线呈平行四边形。文[1]，[2]中对正方形的情形已给出了证明。2．地面可视为数学上的连续曲面。3．地面相对平坦，使椅子在任何位置可以三个脚着地。二、模型的建立与证明如右图，ABCD为椅子四脚的最低点，A’B’C’D’为平行四边形ABCD绕中心点O逆时针旋转角度θ而得，这样参数θ就决定了椅子的位置。设f（θ…     

仅靠旋转未必能将“椅子”放稳

《数学学习》在1997年第3期上发表了“介值定理在数学建模中的应用”一文（见文[1]）。文[1]针对椅脚呈平行四边形时能否在地面上放稳问题作了讨论，该文建立了数学模型，证明了一个定理、给出了“符脚呈平行四边形的椅子总可以经适当旋转，把椅子放稳”的结论。文[1]给出的定理是：设为连续非负函数，，则一定存在。，使。本文指出，该定理的结论是不对的，反例如下：例1取，则满足定理的一切条件，但对一切氏都有，可见定理不真。文[1]中定理的证明过程也是不对的，究其主要原因是证明过程中引用了定理条件以外的假设，从而导致了证明过程…     

一类无理分式对称不等式的研讨

<正>1引言加拿大数学杂志《Crux Mathematicorum》2009年第2期问题3419如下:问题3419^[1]设a,b,c是正实数,∑是关于a,b,c的循环和,(a)证明■(b)证明■《Crux Mathematicorum》2010年第2期刊登了问题3419(a)的一个证明,在该证明后编辑指出问题3419提供者已发表了问题3419(b)的一个证明.^[2]     

立足教材 注重通法——从一类不等式的证明看教材的深层次挖掘

《数学通报》的“数学问题”及国内、外数学竞赛中出现的一些不等式问题 .已有文 [1 ]、[2 ]等多篇文章给出了不同的证法 .这些证法或新颖独特 ,或用到了教材以外的结论 .虽然精彩纷呈 ,但一时恐难熟练运用 .实际上许多在《数学通报》的“数学问题”及国内、外数学竞赛中出现的不等式 ,都可以用高中教材上介绍的基本不等式ａ2 ｂ2 ≥ 2ａｂ予以证明 .例 1　设α ,β ,γ都为锐角 ,且ｃｏｓ2 α ｃｏｓ2 β ｃｏｓ2 γ =1 .则ｃｔｇ2 α ｃｔｇ2 β ｃｔｇ2 γ≥ 32 .(《数学通报》问题 839)证　由ｃｏｓ2 α ｃｏｓ2 β ｃｏｓ2 γ=1有 …     

关于非负独立同分布随机变量停止和的精确不等式的注记(英语)

Hitczenko[2]证明了不等式 E(sum from i=1 to γ(ζ_i))~γ≤2(γ-1)E(sum from i=1 to γ~2(ζ_i))~γ,1≤γ〈∞,其中(ζ_i)为非负独立随机变量,γ为停时,γ′为停时γ的一个复制品,且与(ζ_i)独立,2(γ-1)是最佳常数,我们证明了,对于非负独立同分布的(ζ_i),2(γ-1)也是最佳常数,从而解决了Hitczenko[2]提出的问题。     

罗尔定理的一个证明

本文利用连续函数的极值原理、介值定理以及极限的两边夹定理,给出了罗尔(Rolle)中值定理一个简洁证明。由于该方法迴避了运用(未被编入工科高等数学教程中的)区间套原理,从而比《美国数学月刊1979(86)》发表的Hans Samelson[1]和Alexander Abian[2]的两个新证明,在我国理工科数学有关的教学实践中更为通用。特别地,本文的方法还避免了使用文[1]所引用的P.Lévy平行弦定理[3]。     

两个不等式的统一推广与应用

2004年第16届亚太地区数学奥林匹克试题第5题[1]的内容为证明:对任意正实数a,b,c,均有(a2 2)(b2 2)(c2 2)≥9(ab bc ca)(1)而2004年美国第33届数学奥林匹克试题第5题[2]的证明包含下列不等式(a3 2)(b3 2)(c3 2)≥(a b c)3(2)其中a,b,c∈R .本文对此类不等式进行了统一推广,构造了一个含有三个参数的不等式,并且给出了一些重要应用(推论).定理对于a,b,c∈R ,λ,μ,γ∈R ,n∈R ,则有(1λa3 2n)(1μb3 2n)(1γc3 2n)≥3n2(a b c)3λ μ γ(3)为证明定理需要引用两个引理.引理1对于a,b,c∈R ,n∈R ,有(a3 2n)(b3 2n)(c3 2n)≥3n2(a3/2 b3/2 …     

IMO42-2的推广的简证

第 42届 (2 0 0 1年 )国际数学奥林匹克试题第2题是 :对所有正实数ａ ,ｂ ,ｃ,证明 :ａａ2 +8ｂｃ+ｂｂ2 +8ｃａ+ｃｃ2 +8ａｂ ≥ 1 (1 )这个形式优美的不等式 ,看似简单 ,实则不易 ,文 [1 ]提供了一种反证法证明 .文 [2 ]、[3 ]则通过换元后 ,采用分析与综合相结合的证法 ,文[4]、[5 ]则给出了一种很简洁的叠加法证明 ,文[6 ]则采用文 [2 ]、[3 ]的方法 ,将 (1 )式推广为 :若ａ、ｂ、ｃ∈Ｒ+,λ≥ 8,则ａａ2 +λｂｃ+ｂｂ2 +λｃａ+ｃｃ2 +λａｂ≥ 31 +λ (2 )文 [4]、[5 ]为证 (1 )式 ,先证明ａａ2 +8ｂｃ ≥ ａ43ａ43 +ｂ43 +ｃ43(3 )(3…     

关于半离散Galerkin近似解的L_∞估计的一个注记

在《计算数学》和《高等学校计算数学学报》上最近发表的文章[1]和[2]中,分别讨论了抛物和二阶双曲方程半离散Galerkin近似解(分片线性函数情形)的L_∞估计。文章作者采用正则Green函数方法证明了阶为h~2ln(1/h)的误差估计式。值得指出,[1]和[2]中所给出的估计式的一个不足之处就是它们所需要的精确解的正则性过于强。在这个注记里,我们将说明如下事实,利用熟知的半离散Galerkin近似解的超收敛估计和有限元函数空间的一个弱嵌入性质,可以证明得到阶也是h~2ln(1/h)的误差估计式,然而对解的正则性的要求则较[1]和[2]中估计式所需要的弱得多。 先讨论抛物问题,文[1]讨论的是热传导问题     

《数学通报》问题2562的一个推广

1引言 《数学通报》2020年第9期问题2562提出了一个不等式如下: 问题2562[1]设 a,b,c＞0,且 a+b+c=3,证明: 1-√ab/1+√ab+1-√bc/1+√bc+1-√ca/1+√ca≥0.(1) 《数学通报》2020年第10期刊登了问题提供者给出的一种证明,[2]文[3]给出了(1)式的另一种...     

函数单调性问题中的恒成立问题

有一类关于函数单调性的判定问题 ,根据函数单调性的定义 ,可转化为恒成立问题后 ,方便、快捷地得以解决 .例 1　设函数 f(x) =logπ(ax2 + 2x)在 [2 ,4 ]上为单调递增函数 ,求a的取值范围 .浙江《中学教研 (数学 )》2 0 0 3年第 4期中 ,用分类讨论法求解此题 ,较繁 ,现简解之 .解　因为 f(x) =logπt在t∈ (0 ,+∞ )上为单调递增函数 ,所以只需t =ax2 + 2x在 [2 ,4 ]上为单调递增函数即可 .若设 2≤x1- 2x1+x2在 [2 ,4 ]上须恒成立 .由…     

确定非线性椭圆方程系数的反问题

文[6]、[7]分别研究了两个自变量确定椭圆方程第一和第三边值问题系数的反问题,文[8]考虑非线性的超定边值条件,证明反问题按最大模和L_2模下均是适定的.文[1]研究确定线性椭圆方程系数的反问题,但对线性方程采用迭代法证明反问题解的存在性时,证明不够完善.本文将采用Banach空间中的Schauder不动点原理来证明此问题. Ω和D分别是R~n和R~(n 1)中的有界域,(x,y)=(x_1,…,x_n,y),(y)是D中的点,x∈Ω,y有时记作x_(n 1).(?)Ω和分别是Ω和D的光滑边界.γ(或γ_i,i=1,…,N)是D中的n维超曲面,且设在R~n中的投影复盖Ω.     

数学归纳法及其应用

1　基本原理数学归纳法是一种重要的数学证明方法 ,在与自然数有关的命题研究中 ,我们常用数学归纳法进行推理和证明 .下面的问题是大家十分熟悉的 .例 1　证明 :13 2 3 … ｎ3=[ｎ(ｎ 1)2 ] 2 . ( 1)　　分析 :要证明上面的等式对所有的自然数ｎ成立 ,只要证明1)它对ｎ =1成立 (起步 ) ;2 )设它对ｎ =ｋ成立可以推出它对ｎ =ｋ 1也成立 (递推 ) .事实上 ,ｎ =1时 ,13=[1·( 1 1)2 ] 2 ,等式成立 ,假设当ｎ =ｋ时等式成立 ,即 13 2 3… ｋ3=[ｋ(ｋ 1)2 ] 2 ,上式两端同时加上 (ｋ 1) 3,得 13 2 3 … ｋ3 (ｋ 1) 3=[ｋ(ｋ 1)2 ] 2 …     

一道竞赛题推广的简证

题　 (第 2 6届独联体数学奥林匹克竞赛试题 )证明 :对任意实数ａ >1,ｂ >1,有不等式 ａ2ｂ - 1 ｂ2ａ - 1≥ 8.文 [1]将其推广为 :设ａｉ>0 (ｉ=1,2 ,… ,ｎ) ,则(ａ1 1) 2ａ2 (ａ2 1) 2ａ3 … (ａｎ - 1 1) 2ａｎ (ａｎ 1) 2ａ1≥ 4ｎ (1)文 [2 ]将 (1)式进一步推广为 :设ａｉ(ｉ=1,2 ,… ,ｎ)∈Ｒ ,ｍ≥ 2 ,ｍ∈Ｎ ,则(ａ1 1) ｍａ2 (ａ2 1) ｍａ3 … (ａｎ - 1 1) ｍａｎ (ａｎ 1) ｍａ1≥ｎ·ｍｍ· 1(ｍ - 1) ｍ - 1(2 )李超同学在文 [2 ]中采用待定系数法证明了 (2 )式 .经探究发现 ,采用拆项法可以简洁地证明 (2 )…     

证明3~(1/2)是无理数的方法推广

《中学生数学》的文[1]、[2]证明(1/2)~3是无理数的方法均带有特殊性．不易推广．本文将用反证法给出证明(1/2)~3是无理数方法的两种推广,供同学们参考．     

"魔(n,k)方"的广义Fibonacci数列解

文 [1 ]将文 [2 ]中的“魔八方”问题推广为“魔(ｎ,ｋ)方”问题 ,研究不定方程ｘ2 +ｘｙ-ｙ2 +ｋ=0　　 (1 )的广义Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ数列解 .结束时 ,提出可以证明“魔 (ｎ ,2 )方”和“魔 (ｎ ,3 )方”不可实现 ,未能方便地给出证明 ,也未能很好地实现进一步的探讨 .本文将在文 [1 ]的基础上 ,得出广义Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ数列解的首项的充要条件 ,并应用这个充要条件进行简便求解和证明 ,最后对ｋ进行分类讨论 .为了本文叙述的连贯性 ,先摘录文 [1 ]中的 2个定义和定理 1 .1　广义Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ数列和“魔 (ｎ ,ｋ)方”问题定义 1…     

定常Navier-Stokes方程的有限元法

的近似解。为叙述简单起见,术文只讨论Ω是R~2中的有界开集,且其边界Γ是足够光滑的情形。在[1]中作者利用[2]的想法把[3]的方法应用于非凸光滑区域上的Stokes问题。术文则是把[1]中的方法应用于(1.1)。 本文§2给出问题(1.1)有限元近似解所满足的方程,§3证明有限元解的存在唯一,§4给出误差估计。     

Banach空间上线性算子的伪条件数与最小模

本文用算子的最小模来估计伪条件数ω_i(A) (见[1][2])。主要结果是ω(A)≥‖A‖/γ(A) (i=1,2)和ω_i(A)=‖A‖/γ(A) (i=3,4)。由此得出判断的一个简单而有用的定理,它包含了[2]的结果。顺便也肯定地回答了[2]中所提出的问题。 在本文中X、Y是Banach空间,A∈[X,Y),A的最小模γ(A)=inf{‖Ax‖;p(x N(A))=1}。文中用到γ(A)的性质见[3.pp94—100] 定理Ⅰ 设A∈[X,Y],m(A) inf{‖Ax‖;‖x‖=1 l>0。那么ρ(A,M_0∩N_0)=     

"众口"不能"铄金"——关于数学归纳法加强命题的再思考

关于用数学归纳法证明一些含有自然数的命题,已有许多文章给予了详细的论述,特别是用数学归纳法证“f(n)相似文献   

关于“拉特马吼级数表示的函数”一文中一个定理的简单证明和推广

王斯雷在[1]中建立了下述定理1。但是他的证明似乎太长,本文指出,这个定理只需用初等微积分的方法就可以很简单地证明出来。用新证明的类似方法我们还可以得到定理2及定理3。定理2将原定理中F(x)连续的条件减弱为近似连续,定理3又在定理2的基础上把定理1进一步推广。定理1.设F(x)是[0,1]上的连续函数,级数