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[不等式] $\max\{1,ab,a+b\}\ge\frac{4}{9}(1+a)(1+b)$,怎么推广?

本帖最后由 realnumber 于 2013-1-31 18:21 编辑

例4  任意$a,b\in R$,求证:$\max\{1,ab,a+b\}\ge\frac{4}{9}(1+a)(1+b)$. --mathlink上碰到的,做完了,总觉得没领会到什么,怎么推广?或....
证明:假设存在$a,b\in R$,令$s=1+a,t=1+b.$
有以下三式同时成立,\[1<\frac{4}{9}st---(1)\]\[s+t-2<\frac{4}{9}st---(2)\]\[(s-1)(t-1)<\frac{4}{9}st---(3)\]
由(1)(3),可得$s>0,t>0$,又$4st\le{(s+t)^2}$----(4).
由(1)(4),可解得$s+t>3$,由(2)(3)解得$s+t<6$.
由(2)(4),可解得$s+t<3或s+t>6$,矛盾.可见原不等式成立.

(4)?
还有,解答过程过于简略,
怎么推广?

2# yes94
修改好了,其实很简单的一次二次不等式,不需要写过程的.

2# yes94
修改好了,其实很简单的一次二次不等式,不需要写过程的.
realnumber 发表于 2013-1-30 18:41
你自己觉得简单罢了,
别人不拿草稿纸恐怕看不出来吧?

4# yes94
我也是草稿上算的,口算太费力,

先试试3元?

PS、max -> \max ;中间那三行公式可以试试用 align 环境,自动编号。
基本信息:kuing,GG,19880618~?,地道广州人,高中毕业,无业游民,不等式爱好者,论坛混混;
现状:冇钱又冇样、冇型又冇款、冇身材又冇文采、冇学历又冇能力、冇高度冇速度冇力度兼夹冇野做!(粤语)

话说,那个 max 和 4/9 让我回想起这道题:http://kkkkuingggg.5d6d.net/thread-388-1-1.html
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本帖最后由 yes94 于 2013-1-31 17:52 编辑

7# kuing
这么巧啊?
$(a+b)^2\ge4ab$成立。
那不是可以推广为:
$\min\{1,ab,a+b\}\leqslant \dfrac14(1+a)(1+b)$

7# kuing
这么巧啊?
$(a+b)^2\ge4ab$成立。
那不是可以推广为:
$\min\{1,ab,a+b\}\leqslant \dfrac14(1+a)(1+b)$
yes94 发表于 2013-1-31 17:45
应该是,这样看上去两道题说不定有关联……
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如果那个贴的条件可以弱化一些(将“正系数”改弱些)就可以利用它来证明1#及8#
先煮饭……
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10# kuing
好勤快!妹子最喜欢了!

那个贴子的一般系数情况已经证出,见:http://kkkkuingggg.5d6d.net/view ... &page=1#pid6360
现将该命题引用过来:
设 $a$, $b$, $c\in\mbb R$ 使得关于 $x$ 的方程 $ax^2+bx+c=0$ 有实根,则有
\begin{align*}
\max\{a,b,c\}&\geqslant\frac49(a+b+c);\\
\min\{a,b,c\}&\leqslant\frac14(a+b+c).
\end{align*}
由此命题知,因为方程 $(x+a)(x+b)=0$ 有实根,展开为 $x^2+(a+b)x+ab=0$,因此有
\begin{align*}
\max\{1,a+b,ab\}&\geqslant\frac49(1+a+b+ab)=\frac49(1+a)(1+b),\\
\min\{1,a+b,ab\}&\leqslant\frac14(1+a+b+ab)=\frac14(1+a)(1+b),
\end{align*}
这样就得到了 1# 及 8# 的结果。
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没想到啊!这个帖子居然和我发的那个帖子有关,可是我就不认识了,即便认识,也不知道怎么办,
还是斑竹厉害!

瞎蒙一个\[a,b,c\in R,\max{\{1,a+b+c,ab+bc+ca,abc\}}\ge\frac{3^3}{4^3}(1+a)(1+b)(1+c)\].

14# realnumber

前几天试三元的时候就猜这种形式,不过你这个系数肯定不正确。先猜 $a=b=c=t$ 取等,取 $t=1$ 知右边系数不能比 $3/8$ 大,我估计有可能就是
\[\max{\{1,a+b+c,ab+bc+ca,abc\}}\geqslant\frac38(1+a)(1+b)(1+c),\]
不过没证到
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你那个猜的时候应该是取 $t=3$ 来猜的吧,也是很合理的想法,因为此时后面两个相等,不过可惜计算发现 $t=1$ 得到的必要条件的更佳。
其实也可以通过画 $\max\{1,3t,3t^2,t^3\}$ 与 $k(1+t)^3$ 的图来找更好的 $k$,用类似方法试了下四元,找到了如下猜测:
\[\max\{1,a+b+c+d,ab+ac+ad+bc+bd+cd,abc+abd+acd+bcd,abcd\}\geqslant\frac{216}{625}(1+a)(1+b)(1+c)(1+d),\]
当然,暂时全都是猜测,估计要有突破性的证明方法才能搞定它们
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