Задача
1)Разберите, как доказано неравенство
где и .
2)Пользуясь этим же приемом, докажите неравенство
где , , .
Краткий ответ:
1), где и :
Представим дробь в виде суммы дробей:
Так как и , то:
Тогда
Значит
2), где , и :
Представим дробь в виде суммы дробей:
Так как , и , то:
Тогда
Значит
Подробный ответ:
1), где и :
Для того чтобы доказать неравенство , начнем с того, что представим дробь в виде суммы двух дробей, равных :
Теперь необходимо доказать, что и . Мы имеем два неравенства:
: Это можно доказать следующим образом. Поскольку и , то для любого , не равного нулю, выполняется неравенство:
Аналогично, для второго неравенства:
Теперь, из этих двух неравенств получаем:
Таким образом, .
2), где , и :
Для того чтобы доказать неравенство , представим дробь в виде суммы трех дробей:
Теперь доказуем, что каждая из дробей меньше, чем соответствующая дробь из правой части неравенства.
:
Пусть . Очевидно, что если числитель остается неизменным, то дробь с большим знаменателем будет меньше, следовательно:
:
Аналогично, если , то:
:
Также, если , то:
Таким образом, сложив все три неравенства, получаем:
Итак, .