ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
------------------
Mạc Văn Thư
MỘT SỐ LỚP BẤT ĐẲNG THỨC
DẠNG KARAMATA VÀ ÁP DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ TOÁN HỌC
Chuyên ngành: PHƯƠNG PHÁP TOÁN CẤP
số: 60.46.40
Người hướng dẫn khoa học
GS. TSKH. NGUYỄN VĂN MẬU
. .
THÁI
NGUYÊN
-
NĂM
2013
1
. .
Mục
lục
Mở
đầu
2
1
Biểu
diễn
lớp
các
hàm
số
lồi
(lõm)
và
tựa
lồi
(lõm)
khả
vi
1
1.1
Định
nghĩa
và
các
tính
chất
của
hàm
lồi
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
1.2
Biểu
diễn
hàm
lồi
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
8
1.3
Hàm
tựa
lồi,
tựa
lõm
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
11
1.4
Thứ
tự
sắp
xếp
được
của
y
số
sinh
bởi
hàm
lồi
.
.
.
.
.
18
2
Các
bất
đẳng
thức
dạng
Karamata
và
các
bài
toán
liên
quan
22
2.1
Định
Karamata
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
22
2.2
Bất
đẳng
thức
đan
dấu
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
26
2.3
Một
số
định
mở
rộng
đối
với
hàm
lồi
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
27
2.4
Các
định
dạng
Karamata
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
35
2.5
Một
số
bài
tập
áp
dụng
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
45
2.6
Bài
toán
tương
tự
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
50
3
Ứng
dụng
bất
đẳng
thức
Karamata
trong
đại
số
và
lượng
giác
53
3.1
Ứng
dụng
để
chứng
minh
một
số
bất
đẳng
thức
dạng
phân
thức
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
53
3.2
Ứng
dụng
để
chứng
minh
một
số
bất
đẳng
thức
dạng
căn
thức
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
56
3.3
Ứng
dụng
để
chứng
minh
một
số
bất
đẳng
thức
dạng
logarit
và
mũ
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
58
3.4
Ứng
dụng
để
chứng
minh
một
số
bất
đẳng
thức
dạng
lượng
giác
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
62
Kết
luận
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
67
Tài
liệu
tham
khảo
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
68
2
Mở đầu
Các vấn đề liên quan đến bất đẳng thức một b phận quan trọng
trong giải tích và đại số. nhiều dạng toán hình học lượng giác và nhiều
môn học khác cũng đòi hỏi cần giải quyết các vấn đề cực trị và tối ưu...Rất
nhiều học sinh và sinh viên gặp khó khăn khi phải đối mặt với vấn đề y.
Bất đẳng thức vị trí đặc biệt quan trọng trong toán học, không chỉ
đối tượng để nghiên cứu còn công cụ đắc lực trong các bài toán liên
tục, thuyết rời rạc, thuyết phương trình....Trong hầu hết các cuộc thi
học sinh giỏi quốc gia, thi Olimpic toán khu vực hay quốc tế...các bài toán
v bất đẳng thức cũng rất hay được đề cập và thường thuộc loại khó và
rất khó. Các bài toán v ước lượng và tính giá trị cực trị của các tổng tích
cũng như các bài toán xác định giới hạn của một số biểu thức cho trước
thường mối quan hệ ít nhiều đến các tính toán ước lượng tương ứng.
thuyết bất đẳng thức và đặc biệt, các bài tập về bất đẳng thức rất
phong phú và cực kỳ đa dạng. rất nhiều ý tưởng và cách tiếp cận khác
nhau để giải các bài toán y. Với đề tài" Một số lớp bất đẳng thức
dạng Karamata và áp dụng" tác giả trình y một cách khái quát nhất
v bất đẳng thức Karamata đồng thời đưa ra một số lớp bài toán thể
giải bằng bất đẳng thức Karamata.
Luận văn được chia thành ba chương với các nội dụng như sau:
Chương 1: Biểu diễn lớp các hàm số lồi (lõm) và tựa lồi (lõm)
khả vi.
Trình y các khái niệm, tính chất bản của lớp hàm lồi, tựa lồi, hàm
lõm và thứ tự sắp xếp của hàm số sinh bởi hàm lồi.
Chương 2: Các bất đẳng thức dạng Karamata và các bài toán liên
quan.
Trình y định Karamata, bất đẳng thức đan dấu, một số định mở
rộng với hàm lồi. Đưa ra một số bài toán tương tự và áp dụng vào giải bài
. .
3
tập cụ thể.
Chương 3: Ứng dụng bất đẳng thức Karamata trong đại số và
lượng giác.
Trình y một số ứng dụng của định Karamata vào việc chứng minh
một số bất đẳng thức dạng phân thức, căn thức, lượng giác...
Luận văn được thực hiện và hoàn thành tại trường Đại học Khoa học -
Đại học Thái Nguyên. Qua đây tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy
giáo Khoa Toán, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo nhà trường đã trang bị
kiến thức bản và tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học
tập và nghiên cứu.
Tác giả xin y tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới GS.TSKH
Nguyễn Văn Mậu, người đã tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện và giúp đỡ tác
giả thêm nhiều kiến thức, khả năng nghiên cứu, tổng hợp tài liệu để
hoàn thành luận văn.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ tác giả quá trình học tập của mình.
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi
những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự góp ý của các thầy để
luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 05 tháng 08 năm 2013.
Học viên
Mạc Văn Thư
. .
1
. .
Chương
1
Biểu
diễn
lớp
các
hàm
số
lồi
(lõm)
và
tựa
lồi
(lõm)
khả
vi
1.1
Định
nghĩa
và
các
tính
chất
của
hàm
lồi
Định
nghĩa
1.1
(Xem
[1]-[2]).
Hàm
số
f
(x)
được
gọi
hàm
lồi
(lồi
dưới)
trên
tập
[a;
b)
R
nếu
với
mọi
x1,
x2
[a,
b)
và
với
mọi
cặp
số
dương
α,
β
tổng
α
+
β
=
1,
ta
đều
f
(αx1
+
βx2)
αf
(x1)
+
βf
(x2)
(1.1)
Nếu
dấu
đẳng
thức
trong
(1.1)
xảy
ra
khi
và
chỉ
khi
x1
=
x2
thì
ta
nói
hàm
số
f
(x)
hàm
lồi
thực
sự
(chặt)
trên
[a,
b).
Hàm
số
f
(x)
được
gọi
hàm
lõm
(lồi
trên)
trên
tập
[a,
b)
R
nếu
với
mọi
x1,
x2
[a,
b)
và
với
mọi
cặp
số
dương
α,
β
tổng
α
+
β
=
1,
ta
đều
f
(αx1
+
βx2)
αf
(x1)
+
βf
(x2)
(1.2)
Nếu
dấu
đẳng
thức
trong
(1.2)
xảy
ra
khi
và
chỉ
khi
x1
=
x2
thì
ta
nói
hàm
số
f
(x)
hàm
lõm
thực
sự
(chặt)
trên
[a,
b).
Tương
tự
ta
cũng
định
nghĩa
v
hàm
lồi
(lõm)
trên
các
tập
(a,
b),
(a,
b]
và
[a,
b].
Ta
sử
dụng
hiệu
I
(a,
b)
để
chỉ
một
trong
bốn
tập
hợp
(a,
b),
(a,
b],
[a,
b)
và
[a,
b].
Tính
chất
1.1.
Nếu
f
(x)
lồi
(lõm)
trên
I
(a,
b)
thì
hàm
g(x)
=
c.f
(x)
hàm
lõm
(lồi)
trên
I
(a,
b)
khi
c
<
0
(c
>
0).
Tính
chất
1.2.
Tổng
hữu
hạn
các
hàm
lồi
trên
I
(a,
b)
cũng
một
hàm
lồi
trên
I
(a,
b).
Các
tính
chất
trên
đều
dễ
dàng
nhận
thấy.