三个优美不等式猜想的证明

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  摘要:笔者利用初等数学方法证明了安振平教师提出的第1、2和15个优美不等式问题的证明.
  关键词:优美不等式;初等数学方法
  
  安振平教师在《二十六个优美不等式》中提出了二十六个优美的不等式问题,吸引了大家的兴趣,其中第10个和第14个优美不等式已经分别由尚生陈和邹生书解决了. 本文将给出第1、2和15个优美不等式问题的证明.
  
  第1个优美不等式问题
  设a,b,c为正实数,且a≥b≥c,求证:
  ++≥a+b+c.?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 (1)
  证明不等式(1)等价于证明-a+-b≥c-,
  等价于证明+≥=+.
  因为a≥b≥c,所以≥,≥,
  从而≥,≥,因此+≥+=.
  于是不等式(1)成立.
  
  第2个优美不等式问题
  设a,b,c为正实数,求证:
  ++≥a+b+c.?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇(2)
  证明不妨设a≥b≥c,不等式(2)等价于++≥a+b+c,等价于证明++≥a+b+c,
  等价于证明-a+-b+-c≥0,
  等价于证明++≥0,
  等价于证明ab(a2-b2)-+ac(a2-c2)-+bc(b2-c2)-≥0,
  即ab+ac+bc≥0.
  因为a≥b≥c,,所以上式成立,因此不等式(2)成立.
  
  第15个优美不等式问题
  设a,b为正数,n为正整数,求证:
  a+b≤a+b≤a+b. (3)
  证明不妨设a≤b,等式(3)等价于证明两个不等式:
  a+b≤a+b,(4)
  且a+b≤a+b. (5)
  不等式(4)等价于证明a≤b.
  又a≤b,所以=≤=,从而易得不等式(4)成立.
  同理,不等式(5)整理得
  a≤b
  因为a≤b,所以≤,从而易得不等式(5)成立.
  综上,不等式(3)成立.
  
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