一个不等式的改进与其"孪生"不等式

文 [1 ]给出了不等式 .已知ａ>13 ,ｂ>13 ,ａｂ=29,求证 :ａ+ｂ <1 (1 )的一个简证 ;文 [2 ]把它推广为 :ａｉ>1ｎ(ｉ =1 ,2 ,… ,ｎ-1 ;ｎ ≥ 3 ) ,∏ｎ - 1ｉ =1ａｉ=2ｎｎ- 1,求证 :∑ｎ - 1ｉ =1ａｉ <1 . (2 )本文首先用文 [2 ]的方法得到了不等式 (2 )的改进 :命题 1　已知ａｉ>ｐ>0 (ｉ =1 ,2 ,… ,ｎ ;ｎ≥2 ) ,∏ｎｉ =1ａｉ≤ｐｎ- 1ｑ,(ｑ >ｐ) ,则∑ｎｉ =1ａｉ<(ｎ-1 )ｐ +ｑ. (3 )(证明从略 )其次 ,从另一角度得到了“改进”的一个“孪生”不等式 :命题 2　已知 0 <ａｉ<ｐ(ｉ=1 ,2 ,… ,ｎ ;ｎ≥2 ) ,∏ｎｉ=1ａｉ≤ｐｎ- 1…     

对“关于圆锥曲线的又一组定理”一文中错误的订正

文 [1 ]中给出如下的结论 :引理 1　对于任意的正整数ｑ ,∑ｎ-1ｋ =0ｃｏｓｑ( +2ｋπｎ ) ≡ 0引理 2∑ｎ-1ｋ=0ｃｏｓｒ( +2ｋπｎ ) =0 ,　　　ｒ:奇数ｎ2 ｒＣｒｒ2 ,　　ｒ:偶数定理 4　设圆锥曲线的焦点Ｆ ,若Ａ1 ,Ａ2 ,… ,Ａｎ 是圆锥曲线上的ｎ个点 ,且∠Ａ1 ＦＡ2 =∠Ａ2 ＦＡ3=… =∠ＡｎＦＡ1 ,则对于 ｍ ∈Ｎ ,1ＦＡ1 ｍ +1ＦＡ2 ｍ +… +1ＦＡｎ ｍ 为定值 .笔者认为 ,上述三个结论都不严密 ,现分析如下 :1　对于引理 1 ,作者显然忽视了ｑ是ｎ的倍数的情形 .因为若ｑ =ｔｎ ,则 ∑ｎ-1ｋ =0ｃｏｓｑ( +2ｋπｎ ) =∑ｎ-1ｋ=…     

解不等式在实际问题中的应用

数学的应用是广泛的 .但现行高中课本《代数》(必修 )下册“解不等式”一节中却没有一道应用题 ,现举几例 ,以聊补课本的不足 .图 1　凸透镜成像图例 1　如图 ,一凸透镜焦距为ｆｃｍ ,一物体放置在离透镜 ｐｃｍ处( ｐ >ｆ) ,其成像距透镜为 ｑｃｍ ,若 ｆ =5ｃｍ ,为使成像与透镜距离超过 12ｃｍ ,物体应放在离透镜多远的位置 ?解　因 ｆ =5,由物理学公式 1ｐ 1ｑ=1ｆ.得 1ｐ 1ｑ=15,从而ｑ =5ｐｐ - 5,由题意5ｐｐ - 5>12 ,5ｐ >12 ( ｐ - 5) ,ｐ <607.又 ｐ >ｆ =5,因此有 5<ｐ <607.答 :物体应放在离透镜超过 5ｃｍ而不超过607ｃｍ的位…     

函数单调性解题

在解函数问题时 ,用好函数的单调性有时可使问题迅速、简捷地得到解决 ;在解一些非函数问题时 ,如果能够联想函数的单调性 ,也可以有效地使问题从另一个角度去得到新的解题途径 .1 .比较大小例 1　设ａ >ｂ >0 ,ｍ >0 .　　ｐ =ａｂ+ ｂａ ,ｑ =ａ +ｍｂ +ｍ + ｂ +ｍａ +ｍ,ｒ=ａ + 2ｍｂ + 2ｍ + ｂ + 2ｍａ + 2ｍ,则 ｐ、ｑ、ｒ的大小关系是 (　　 ) .(Ａ)ｒ >ｐ >ｑ　　　　 (Ｂ) ｐ >ｑ >ｒ(Ｃ)ｒ >ｑ >ｐ (Ｄ) ｑ >ｐ >ｒ分析与简解　如果直接两两比较大小 ,计算量比较大 ,注意到ｐ、ｑ、ｒ三式的结构形式 ,考虑函数 ｆ(ｘ) =ｘ + 1ｘ…     

一阶二次递归数列的部分结论

在数列 {ａｎ}中 ,若已知ａ1,且满足　　ａｎ +1=ｐａ2 ｎ+ ｑａｎ+ｒ (1)其中 ｐ ,ｑ ,ｒ为常数 ,ｐ≠ 0 ,则数列 {ａｎ}叫做常系数一阶二次递归数列 ,(1)式叫做该数列的递归方程 .1　当 ｑ =ｒ =0时 ,递归方程为　　　ａｎ +1=ｐａ2 ｎ (2 )结论 1　满足 (2 )式的列 {ａｎ}的通项公式为ａｎ=1ｐ(ｐａ1) 2ｎ - 1.此结论用数学归纳法易得 ,证明从略 .2　当 ｑ =0 ,ｒ≠ 0时 ,递归方程为　　　ａｎ +1=ｐａ2 ｎ+ｒ (3)若 ｐ =1,ｒ =- 2 ,递归方程为　　　ａｎ +1=ａ2 ｎ- 2 (4)结论 2　数列 {ａｎ}若满足递归方程 (4) ,则令ａ1=ｍ + 1ｍ,可得…     

整边三角形的广义通解公式

整边三角形的通解问题 ,古今不少数学工作者进行过深入研究 ,取得一些可喜成果 .例如文[1 ]用初等数学方法就给出了一个很好的公式 .受文 [2 ]作者使用的恒等式方法的启发 ,本文也用初等数学方法给出一个与文 [1 ]公式不同的整边三角形的通解公式 .设△ＡＢＣ的三边之长为ａ ,ｂ ,ｃ,由余弦定理知ｃ2 =ａ2 ｂ2 - 2ａｂｃｏｓＣ .设ｃｏｓＣ =ｎｍ,其中ｍ ,ｎ是事先给定的互质的整数 ,且ｍ >｜ｎ｜ .我们来研究ａ ,ｂ ,ｃ为正整数的条件 .由ｃ2 =ａ2 ｂ2 - 2ａｂｎｍ,得 (ｍｃ) 2 =(ｍａ) 2 (ｍｂ) 2 - 2ｍｎａｂ ,或 (ｍｃ) 2 =(ｍａ-ｎ…     

世界各地数学奥林匹克试题摘编

1　 (第 4 7届拉脱维亚数学奥林匹克 )已知ａ ,ｂ是互不相同的自然数 ,求证 :存在无穷多个自然数ｎ ,使得ａ +ｎ与ｂ +ｎ互素 .证　不妨设ｃ =ａ -ｂ >0 ,则存在非负整数 ｑ ,ｒ ,使得ｂ =ｑｃ +ｒ ,这里 0≤ｒ≤ｃ -1 ,令ｎ =ｃ +1 -ｒ +ｋｃ ,这里ｋ为非负整数 ,则ａ +ｎ =(ｂ +ｃ) +(ｃ+1 -ｒ +ｋｃ)=ｑｃ+ｒ +2ｃ+1 -ｒ +ｋｃ=(ｑ +ｋ +2 )ｃ+1 .ｂ +ｎ =(ｑ +ｎ +1 )ｃ +1 .设ｄ是ａ +ｎ与ｂ +ｎ的最大公约数 ,则ｄ|(ａ +ｎ) - (ｂ +ｎ) =ａ -ｂ =ｃ,∴ｄ|1 ,∴ｄ =1 .∴ａ +ｎ与ｂ +ｎ互素 .2　 (拉脱维亚第 4 7届数学奥林匹克 )是否…     

金融计划概率网络模型可行解的存在性

高荣兴在 [1]中提出的具有增益的概率网络金融计划模型可概括为如下多目标规划模型 :Ｍａｘ ∑ｉ,ｋ ,ｈｘ(ｉ)ｋｈ ｒ( (ｋｉ,ｈｉ 1) ) ｑ( (ｋｉ,ｈｉ 1) ) ,- ∑ｉ,ｋ ,ｈｘ(ｉ)ｋｈ ｐ( (ｋｉ,ｈｉ 1) ) ｑ( (ｋｉ,ｈｉ 1) )( 1)ｓ .ｔ.∑ｍｈ =1ｘ( 0 )ｓｈ =Ｃ(常数 )∑ｍｈ=1ｘ(ｉ)ｋｈ ≤ａ(ｉ)ｋ,　ｉ=1,… ,ｎ ;ｋ=1,… ,ｍ或ｔ;∑ｍｋ=1ｘ(ｉ)ｋｈ ≤ｂ(ｉ)ｈ,　ｉ=1,… ,ｎ ;ｈ=1,… ,ｍ或ｔ;0 ≤ｘ(ｉ)ｋｈ ≤ｅ(ｉ)ｋｈ ,　ｉ=0 ,1,… ,ｎ ;ｋ=ｓ或 1,… ,ｍ ;ｈ=1,… ,ｍ或ｔ.其中 ,ｍ为可供选择的资产种类数 ,ｒ为收益函数…     

两个组合恒等式的联系及其组合意义和概率论证法

贵刊 2 0 0 1年第 6期刊载的文 [1 ]证明了组合等式 :∑ｎｉ=0(-1) ｉＣｉｎｉｋ =0　　　　　当ｋ≤ｎ-1且ｋ∈Ｎ时(-1) ｎｎ !　当ｋ =ｎ时笔者发现上述结论正是贵刊 1 996年第 6期刊载的文 [2 ]定理的推论的另外一种表述 .文 [2 ]的定理及推论如下 :定理　设ｆ(ｘ) =ａｘｎ+1 +ｂｘｎ+ｃｎ- 1 ｘｎ- 1 +…+ｃ1 ｘ+ｃ0 是ｎ+ 1次多项式 .则 ∑ｎｉ=0( - 1 ) ｉｆ(ｉ)Ｃｉｎ= ( - 1 ) ｎｎ !(ａＣ2 ｎ+1 +ｂ)… ( )推论 :设ｆ(ｘ) =ａｘｍ+ｂｍ- 1 ｘｍ- 1 +… +ｂ0 是ｍ次多项式 ,则　∑ｎｉ =0( - 1 ) ｉｆ(ｉ)Ｃｉｎ =( - 1 ) ｎｎ !ａ…     

正n边形所有对角线与边长的2p-1次方幂和

文 [1]给出了正ｎ边形所有对角线和边长的 2 ｐ( ｐ∈Ｎ)次方幂和 ,本文将给出正边形所有对角线和边长的 2 ｐ - 1( ｐ∈Ｎ)次方幂和 .引理 1　ｓｉｎ2ｐ - 1θ =4 1-ｐ ｐ -1ｋ =0 ( - 1) ｐ- 1 ｋＣｋ2 ｐ - 1·ｓｉｎ( 2 ｐ - 1- 2ｋ)θ.证　设ｚ =ｃｏｓθ ｉｓｉｎθ , ｚ =ｃｏｓθ -ｉｓｉｎθ ,则ｓｉｎ2 ｐ - 1θ =ｚ - ｚ2ｉ2 ｐ - 1=( 2ｉ) 1- 2 ｐ 2 ｐ -1ｋ =0 ( - 1) ｋＣｋ2ｐ - 1ｚ2 ｐ - 1-ｋ ｚｋ=( 2ｉ) 1- 2 ｐ ｐ -1ｋ =0 ( - 1) ｋ　·Ｃｋ2ｐ - 1(ｚ2 ｐ - 1- 2ｋ- ｚ2 ｐ - 1- 2ｋ)(应用了Ｃｍｎ =Ｃｎ -ｍｎ …     

一道“条件不足”数列题的六种解法

有这样一道数列题 :已知等差数列 {ａｎ}中 ,Ｓｐ=Ｓｑ(ｐ≠ｑ) ,求Ｓｐ ｑ的值 .学生解此题时 ,由等差数列求和公式和Ｓｐ=Ｓｑ 列出等式 .因为未知数太多而无法解下去 ,误以为此题条件不足 ,其实 ,此题还是有多种解法的 .解　 [方法 1]设该数列的公差为ｄ ,由条件得ｐａ1 12 ｐ(ｐ - 1)ｄ =ｑａ1 12 ｑ(ｑ - 1)ｄ ,整理得(ｐ - ｑ)ａ1 12 ｄ(ｐ - ｑ) (ｐ ｑ - 1) =0 ,∵ｐ≠ｑ ,∴ａ1 12 ｄ(ｐ ｑ - 1) =0 .∴Ｓｐ ｑ=(ｐ ｑ)ａ1 12 (ｐ ｑ) (ｐ ｑ - 1)ｄ=(ｐ ｑ) [ａ1 12 ｄ(ｐ ｑ - 1) ]=0 .[方法 2 ]　∵Ｓ…     

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 )…     

正n边形所有对角线与边长的2p次方幂和

关于半径为Ｒ的圆内接正ｎ边形所有对角线和边长的 2 ｐ ( ｐ∈Ｎ)次方幂的和 ,文[1 ]研讨了 ｐ <ｎ且ｎ为大于 3的偶数时的情形 ,文 [2 ]进一步得到 ｐ <ｎ时的情形 ,但当 ｐ≥ｎ时的情形 ,没有解决 ,本文给出 ｐ∈Ｎ时的情形 .引理　设ｄ表示半径为Ｒ的圆内接正ｎ边形Ａ1Ａ2 Ａ3 …Ａｎ 的任意一个顶点到其余各顶点距离的 2 ｐ ( ｐ∈Ｎ)次方幂的和 ,则ｄ =ｎＲ2 ｐ ∑[ｐｎ]ｔ=- [ｐｎ]( - 1 ) ｔｎＣｐ -ｔｎ2 ｐ .证　∵顶点Ａｎ 按逆时针方向到顶点Ａｋ(ｋ =1 ,2 ,3,… ,ｎ - 1 )的弧ＡｎＡｋ所对的圆周角为ｋπｎ,由正弦定理 ,得Ａｎ…     

一个优美的代数不等式

文 [1 ]有一个优美的不等式猜想 :若ａｋ∈Ｒ (ｋ =1 ,2 ,… ,ｎ) ,则 ｎｋ=1ａｋ ｎｋ=11ａｋ ≥ｎ2 2ｎ 1≤ｉ<ｊ≤ｎ(2ｎ ａｊａｉ-2ｎ ａｉａｊ) 2 (1 )本文证明这个猜想 .记Ｆｎ=ｘｎ 1ｘｎ (ｘ∈Ｒ ,ｎ∈ Ｚ-) ,则Ｆｎ≥ 2 .容易验证有如下引理 1　若ｍ1,ｍ2 ∈Ｚ ,ｍ1≥ｍ2 ,则Ｆｍ1 ｍ2 =Ｆｍ1Ｆｍ2 -Ｆｍ1-ｍ2 .引理 2　当ｎ≥ 2时 ,Ｆｎ≥ 2ｎＦ1- 2 (2ｎ- 1 ) (2 )证明　当ｎ =2 ,3时 ,文 [1 ]已证 (2 )式成立 ,即有Ｆ2 ≥ 4Ｆ1- 6 ,Ｆ3≥ 6Ｆ1- 1 0 .假设ｎ <ｋ时 ,(2 )式成立 .则当ｎ =ｋ (ｋ≥ 4)时 ,1 )若ｋ为奇数 ,…     

课外练习

高一年级1 .当函数 ｙ =2ｃｏｓｘ - 3ｓｉｎｘ取最大值时 ,求ｔａｎｘ的值 . 2 .求证 :ｔａｎ5=ｔａｎ2 +ｔａｎ3 +ｔａｎ2·ｔａｎ3·ｔａｎ5.3 .函数 ｆ(ｘ)是定义在 {ｘ|ｘ≠ 0 ,ｘ∈ｋ}上的奇函数 ,且 ｆ(ｘ)在 ( 0 ,+∞ )上为减函数 ,又ｆ( 3 ) =0 ,ｇ(θ)=ｃｏｓ2θ - 2ｍｃｏｓθ + 4ｍ ,θ∈ [0 ,π2 ] .若集合Ｍ ={ｍ| ｇ(θ) >0 },Ｎ ={ｍ| ｆ[ｇ(θ) ] <0 }.求Ｍ∩Ｎ .高二年级1 .已知不等式 1ｎ + 1 + 1ｎ + 2 +… + 12ｎ>11 2 ｌｏｇａ(ａ -1 ) + 23 对一切大于 1的自然数都成立 ,求实数ａ的取值范围 .(2 .已知 :△ＡＢＣ的顶…     

交叉分类列表速记幂函数图象

设幂函数为 ｙ =ｘｐｑ ,其中 ｐｑ 为既约分数 ,且 ｐ≠ｑ ,当 ｐｑ为整数时 ,则视 ｑ =1 .若按ｐｑ的大小分类 ,可分为三类 :(1 ) ｐｑ >1 ,(2 )0 <ｐｑ<1 ,(3) ｐｑ<0 .若按 ｐ ,ｑ的奇偶性分类 ,也可分为三类 :(1 ) ｐ奇 ｑ奇 ,(2 ) ｐ偶 ｑ奇 ,(3) ｐ奇ｑ偶 .于是幂函数 ｙ =ｘｐｑ的各类图象的简图可列表如下 :按奇偶分类按大小分类ｐ为奇数ｑ为奇数ｐ为偶数ｑ为奇数ｐ为奇数ｑ为偶数ｐｑ >10 <ｐｑ <1ｐｑ <0奇函数偶函数非奇非偶函数　　从表中第一象限的图象可知 ｐｑ>1的图角为凹型 ,0 <ｐｑ<1时图象为凸型 ,ｐｑ<0时图象为双曲线…     

谈谈圆锥曲线的几个定值

圆锥曲线有许多丰富、有趣的性质 ,是高中各类考试考查的重点内容 ,本文对其中的几个定值问题加以总结 .1　焦点弦性质圆锥曲线过焦点的弦被焦点分成长为ｍ ,ｎ的两部分 ,则 1ｍ +1ｎ =2ｅｐ.证明　由圆锥曲线统一的极坐标方程ρ= ｅｐ1 -ｅｃｏｓθ.可设ｍ =ｅｐ1 -ｅｃｏｓθ,ｎ=ｅｐ1 -ｅｃｏｓ(θ+π)所以 1ｍ +1ｎ =2ｅｐ.2　定点弦性质抛物线ｙ2 =2ｐｘ(ｐ>0 )的动弦ＡＢ恒过定点Ｍ(2ｐ,0 )的充要条件是ＫＯＡ·ＫＯＢ =-1 .证明　充分性 .若ＫＯＡ·ＫＯＢ =-1设弦ＯＡ的方程为ｙ=ｋｘ,①则弦ＯＢ的方程为ｙ=-1ｋｘ ,②由抛物线方程…     

“公差”与“斜率”

对等差数列 {ａｎ} ,(ｎ ,ａｎ)构成共线的点列 ,其直线的斜率即为公差ｄ .我们可以利用这一性质来解题 .例 1　设等差数列 {ａｎ}中 ,ａｐ =ｑ ,ａｑ=ｐ ,则ａｐ ｑ=.分析 :由 ( ｐ ,ａｐ) ( ｑ ,ａｑ) ,( ｐ ｑ ,ａｐ ｇ)三点共线 ,根据直线的斜率公式得 ａｐ ｑ-ａｐ( ｐ ｑ) - ｐ=ａｑ-ａｐｑ - ｐ ,即 ａｐ ｑ- ｑｑ =ｐ - ｑｑ - ｐ.解得　ａｐ ｑ=0 .例 2　设等差数列 {ａｎ}前ｎ项和为Ｓｎ,且Ｓｐ=ｑ ,Ｓｑ=ｐ ,求Ｓｐ ｑ的值 .这道题的解法较多 .同学们大都直接设首项ａ1,公差ｄ ,列方程组 :ｑ =ｐａ1 12 ｐ( ｐ - 1)ｄ ,ｐ …     

一类根式的无理性研究

我们首先考虑一个简单的问题 :例 1　证明ｎ2 (ｎ≥ 2 ,ｎ∈Ｎ)为无理数 .证明　设ｎ2 =ｑｐ ,(ｐ ,ｑ) =1,ｐ ,ｑ∈Ｚ .则　 2 =ｑｎｐｎ,　　　 2 ｐｎ=ｑｎ (1)∴ ｑｎ 为偶数 ,∴ｑ为偶数 .设 ｑ =2 ｑ1,代入 (1)式 ,得2 ｐｎ=2 ｎｑｎ1,ｐｎ=2 ｎ - 1ｑｎ1,∴ 2 |ｐ .所以 ,2 |(ｐ ,ｑ) ,与 (ｐ ,ｑ) =1矛盾 ,故ｎ2为无理数 .以上的证明可以说是证明无理数的经典方法 ,在中学教材以及各种参考书中也都是采用这种方法 .但我们不难发现 :对于例 1这个比较简单的问题 ,其证明略显复杂 .于是 ,我们想 :能否找到比较简捷而又行之有效的方法…     

一个代数不等式的再研究

文 [1]发表了宋庆老师新发现的一个代数不等式及其证明 .笔者发现此代数不等式的背后蕴含着更一般的结论 .同样可利用幂函数的单调性来证明下面的定理成立 .定理 1　若ｘ ,ｙ ,ｚ∈Ｒ .则ｘｍ(ｘｎ- ｙｎ) ｙｍ(ｙｎ-ｚｎ) ｚｍ(ｚｎ-ｘｎ)≥ 0(1)其中ｍ·ｎ≥ 0 ;当ｍ·ｎ≤ 0时 ,不等式 (1)反向 .等号当且仅当ｘ =ｙ =ｚ或ｍ =0或ｎ =0时成立 .证　设ｘ≥ｙ >0 ,ｘ≥ｚ >0 .当ｍ·ｎ≥ 0时1)若ｍ≥ 0且ｎ≥ 0 ,则ｘｍ≥ｚｍ>0 ,ｘｎ≥ｙｎ>0 ,即ｘｎ- ｙｎ≥ 0 ,故ｘｍ(ｘｎ- ｙｎ)≥ｚｍ(ｘｎ- ｙｎ) ;2 )若ｍ≤ 0且ｎ≤ 0 ,则 0 <ｘ…