☉寧夏彭陽(yáng)縣第三中學(xué) 王伯龍
人教A版數(shù)學(xué)選修專(zhuān)題4-5《不等式選講》模塊中給我們介紹了柯西不等式與排序不等式,是課標(biāo)教材中新增加的內(nèi)容,也是高考中的選考內(nèi)容.關(guān)于柯西不等式的應(yīng)用倍受青睞,多見(jiàn)于各級(jí)各類(lèi)考試的試題中或公開(kāi)發(fā)表的刊物上,而排序不等式卻很難見(jiàn)到,對(duì)于這樣一個(gè)形式簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)優(yōu)美的不等式似乎被人們淡忘,其實(shí)它在證明不等式中起到舉足輕重的作用.
排序不等式(又稱(chēng)排序原理):設(shè)a1≤a2≤…≤an,b1≤b2≤…≤bn為兩組實(shí)數(shù),c1,c2,…,cn是b1,b2,…,bn的任一排列,則有a1bn+a2bn-1+…+anb1≤a1c1+a2c2+…+ancn≤a1b1+a2b2+…+anbn,即反序和≤亂序和≤順序和.為了便于研究問(wèn)題,我們令矩陣
例1 已知a,b都是正數(shù),a≠b,求證a3+b3>ab2+a2b(文[1]第41頁(yè)習(xí)題).
證法1:由對(duì)稱(chēng)性,不妨設(shè)a>b>0,于是有a2>b2>0,則順序和為a3+b3,反序和為ab2+a2b,由排序原理得a3+b3>ab2+a2b.
評(píng)析:對(duì)于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單優(yōu)美的不等式,從兩個(gè)不同的角度出發(fā),用排序原理證明別具獨(dú)特,回味無(wú)窮.
評(píng)析:這是一道經(jīng)久不息的經(jīng)典賽題,流傳至今,證法多達(dá)幾十種,但用排序原理證明還尚未見(jiàn)到.
故原不等式成立.
評(píng)析:通過(guò)合理的排序,使一個(gè)原本較難的不等式賽題便可得到輕松愉快的證明,證法新穎獨(dú)特.
評(píng)析:原文的證法是先構(gòu)造了一個(gè)令人十分費(fèi)解的復(fù)雜函數(shù),接著研究函數(shù)的單調(diào)性,最后再利用單調(diào)性進(jìn)行證明,且證明過(guò)程過(guò)于復(fù)雜,不容易想到,而用排序原理證明則有心曠神怡的感受.
總之,用排序原理證明一些對(duì)稱(chēng)不等式問(wèn)題的關(guān)鍵,是合理的構(gòu)造出兩個(gè)數(shù)列,進(jìn)行恰當(dāng)?shù)呐判?然而,這一過(guò)程奧妙無(wú)窮,需要我們不斷地思考、分析、探究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)才能游刃有余.排序原理形式簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)優(yōu)美,為不等式的證明增添了一道靚麗的風(fēng)景線(xiàn).
1.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū) 數(shù)學(xué)選修4-5不等式選講[M].北京:人民教育出版社(A版),2007.