BÊt ®¼ng thøc
Ph¬ng ph¸p chøng minh
Gi¸o viªn híng dÉn: PGS.TS. §µm V¨n NhØ
T¸c gi¶: NguyÔn TiÕn Thµnh
Khoa To¸n - Trêng §¹i häc Khoa häc Th¸i Nguyªn
.
®Çu
BÊt
®¼ng
thøc
t
vÊn
®Ò
kh¸
®n,
nhng
xt
hiÖn
trong
mäi
lÜnh
vùc
a
to¸n
häc.
Trong
ch¬ng
tnh
to¸n
p
tng,
t
®¼ng
thøc
cã
t
ë
tÊt
c
m«n
häc,
§¹i
sè,
Gi¶i
tÝch,
nh
häc
vµ
Lîng
gi¸c.
§Æc
biÖt,
trong
thi
§¹i
häc,
Häc
sinh
giái
quèc
gia
vµ
qc
tÕ
®Òu
cã
bµi
t
®¼ng
tc.
ChÝnh
t
chuyªn
®Ò
t
®¼ng
thøc
t
thiÕt
thùc
®èi
i
nh÷ng
ai
muèn
t×m
hiÓu
s©u
vÒ
tn
cÊp.
H¬n
n÷a,
t
®¼ng
thøc
cßn
liªn
quan
®Õn
®¸nh
gi¸,
m
i
chÆn
hoÆc
cùc
t
cho
mét
biÓu
thøc.
Bëi
y
bÊt
®¼ng
thøc
lµ
t
trong
sè
nh÷ng
i
to¸n
®îc
t
nhiÒu
ngêi
thuéc
nhiÒu
lÜnh
c
quan
m
®Õn.
BÊt
®¼ng
thøc
kh«ng
ph¶i
lµ
bµi
to¸n
k,
nhng
chän
ch
chøng
minh
nh
thÕ
nµo
cho
®¬n
gn.
ng
c
bÊt
®¼ng
tc
còng
kh«ng
khã,
nhng
biÓu
diÔn
nh
thøc
ë
hai
thÕ
o
cho
®Ñp
m¾t.
NÕu
®Ó
ý
ty
c¸c
bµi
to¸n
bÊt
®¼ng
thøc
®îc
chia
ra
m
hai
nhãm.
Nhãm
I
lµ
vËn
dông
mét
bÊt
®¼ng
thøc
lu«n
®óng
®Ó
chøng
minh
mét
t
®¼ng
thøc
míi
qua
c¸c
phÐp
biÕn
®æi
nhãm
II
lµ
m
cùc
t
mét
biÓu
thøc.
§©y
cnh
lµ
i
to¸n
m
mét
c¸i
chÆn
t
xem
khi
o
biÓu
thøc
®¹t
®îc
c¸i
cn
Êy.
Nh
vËy,
chuyªn
®Ò
tr×nh
bµy
ë
®©y
nh»m
gii
quyÕt
®îc
hai
vÊn
®Ò
chÝnh:
(i)
Chøng
minh
i,
nhng
theo
ph¬ng
ph¸p
ng
c,
mét
bÊt
®¼ng
thøc
g¾n
liÒn
víi
tªn
tuæi
nh÷ng
nhµ
tn
häc
vµ
tr×nh
bµy
viÖc
vËn
dông
®Ó
gi¶i
quyÕt
t
vµi
vÝ
dô.
(ii)
T×m
cùc
t
cho
mét
biÓu
thøc
®Ó
®ã
suy
ra
tÝnh
chÊt
®Æc
biÖt
n
quan
t©m
a
t
®èi
tîng
nµo
®ã.
LuËn
v¨n
nµy
m
ba
ch¬ng.
Ch¬ng
1
tr×nh
bµy
kh¸i
niÖm
mét
vµi
tÝnh
chÊt
®Æc
biÖt
a
t
®¼ng
thøc
®îc
nh¾c
l¹i
cïng
víi
mét
vµi
vÝ
vËn
dông
ë
môc
1.1.
Môc
1.2
giíi
thu
mét
vµi
ph¬ng
pp
®¬n
gin
thêng
ng
®Ó
chøng
minh
bÊt
®¼ng
thøc.
1
2Số . .
2
Ch¬ng 2: TËp trung tr×nh bµy ph¬ng ph¸p hµm ®Ó x©y dùng bÊt ®¼ng
thøc cïng víi viÖc chøng minh l¹i mét bÊt ®¼ng thøc ®iÓn.
Ch¬ng 3: Mét øng dông bÊt ®¼ng thøc viÖc t×m gi¸ trÞ lín nhÊt
nhá nhÊt cña mét biÓu thøc ë môc 3.1, chøng minh bÊt ®¼ng thøc trong h×nh
cÊp ë môc 3.2, ¸p dông gi¶i ph¬ng tr×nh vµ ph¬ng tr×nh víi nh÷ng
®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh ë môc 3.3 .
®· rÊt g¾ng, nhng ch¾c ch¾n néi dung ®îc tr×nh bµy trong luËn
v¨n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu xãt nhÊt ®Þnh vµ t¸c gi¶ rÊt mong nhËn
®îc gãp ý cña c¸c thÇy gi¸o c¸c b¹n.
LuËn v¨n nµy ®îc hoµn thµnh díi híng dÉn khoa häc cña PGS. TS.
§µm V¨n NhØ. Xin ®îc lßng c¶m ¬n ch©n thµnh nhÊt tíi thÇy. T¸c gi¶
xin c¶m ¬n ch©n thµnh tíi Trêng §¹i häc Khoa Häc Th¸i Nguyªn, n¬i t¸c
gi¶ ®· nhËn ®îc mét häc vÊn sau ®¹i häc c¨n b¶n cuèi cïng, xin c¶m ¬n
gia ®×nh, b¹n bÌ, ®éng nghiÖp ®· c¶m th«ng, ñng gióp ®ì trong suèt
thêi gian trong thêi gian t¸c gi¶ häc Cao häc viÕt luËn v¨n.
Néi, ngµy 09 th¸ng 09 n¨m 2011
NguyÔn TiÕn Thµnh
3Số . .
Môc lôc
1 BÊt ®¼ng thøc 4
1.1 Kh¸i niÖm mét vµi tÝnh chÊt a bÊt ®¼ng thøc . . . . . . . 4
1.2 Mét vµi ph¬ng ph¸p chøng minh ®¬n gi¶n . . . . . . . . . . . 8
2 Mét vµi ph¬ng ph¸p x©y dùng bÊt ®¼ng thøc 40
2.1 Ph¬ngph¸phµmsè.......................40
2.2 BÊt ®¼ng thøc víi d·y kh«ng gi¶m . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.3 BÊt ®¼ng thøc cña Karamata, Schur, Muirheard . . . . . . . . . 67
2.4 BÊt ®¼ng thøc Abel ®¸nh gi¸ tæng . . . . . . . . . . . . . . 72
3 Mét øng dông bÊt ®¼ng thøc 77
3.1 Gi¸ trÞ n nhÊt-nhá nhÊt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.2 Mét vµi bÊt ®¼ng thøc trong h×nh cÊp . . . . . . . . . . . . 96
3.3 Ph¬ng tr×nh ph¬ng tr×nh . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3
4Số . .
Ch¬ng
1
BÊt
®¼ng
thøc
1.1
Kh¸i
niÖm
t
i
nh
chÊt
cña
bÊt
®¼ng
thøc
§Þnh
nghÜa
1.1.1
.
Cho
hai
sè
thùc
a
b.
a
®îc
i
lín
n
b,
hiÖu
a
>
b,
u
hiÖu
a
b
mét
sè
d¬ng;
a
®îc
gäi
lµ
lín
h¬n
hoÆc
b»ng
b,
hiÖu
a
>
b,
nÕu
hiÖu
a
b
mét
kh«ng
©m;
a
®îc
gäi
nhá
h¬n
b,
hiÖu
a
<
b,
nÕu
hiÖu
a
b
mét
©m;
a
®îc
gäi
lµ
nhá
n
hoÆc
ng
b
,
ký
hiÖu
a
6
b,
nÕu
hiÖu
a
b
mét
kh«ng
d¬ng.
Gi¸
trÞ
tut
®èi
cña
a
|a|
=
(
a
khi
a
>
0
a
khi
a
<
0.
nh
chÊt
1.1.2
.
Víi
c¸c
sè
thùc
a,
b,
c
nhiªn
n
lu«n
cã
tÝnh
chÊt:
a
>
b
a
b
>
0
a
>
b
a
+
c
>
b
+
c
a
>
b
a2n+1
>
a2n+1
|a|
>
|b|
a2n
>
a2n
a
>
b
a=b
a>b.
Víi
a
>
b,
c
>
0
ac
>
bc
c
<
0
ac
<
bc.
a
>
b,
b
>
c
=
a
>
c.
|a|
6
α
(α
>
0
α
6
a
6
α.
Khi
chøng
minh
bÊt
®¼ng
thøc,
nh÷ng
®ång
nhÊt
thøc
thêng
®îc
dông:
4
5Số . .