题目
已知x,y都是正数,且x≠y,求证:(1)(x)/(y)+(y)/(x)>2;(2)(2xy)/(x+y)<sqrt(xy).
已知x,y都是正数,且x≠y,求证:
(1)$\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$>2;
(2)$\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$.
(1)$\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$>2;
(2)$\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$.
题目解答
答案
证明:(1)x,y都是正数,且x≠y,$\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$=$\frac{{x}^{2}+{y}^{2}}{xy}$≥$\frac{2xy}{xy}$=2,当且仅当x=y时,等号成立.因为x≠y,
所以$\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$>2;
(2)x,y都是正数,且x≠y,$\frac{2xy}{x+y}$=$\frac{2\sqrt{xy}•\sqrt{xy}}{x+y}$≤$\frac{\sqrt{xy}(x+y)}{x+y}$=$\sqrt{xy}$,当且仅当x=y是等号成立,
因为x≠y,
所以$\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$.
所以$\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$>2;
(2)x,y都是正数,且x≠y,$\frac{2xy}{x+y}$=$\frac{2\sqrt{xy}•\sqrt{xy}}{x+y}$≤$\frac{\sqrt{xy}(x+y)}{x+y}$=$\sqrt{xy}$,当且仅当x=y是等号成立,
因为x≠y,
所以$\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$.
解析
步骤 1:证明 $\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$>2
首先,我们利用基本不等式(算术平均数大于等于几何平均数)来证明这个不等式。对于任意两个正数a和b,有$\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab}$,等号成立当且仅当a=b。将a和b分别设为$\frac{x}{y}$和$\frac{y}{x}$,则有:
$$\frac{\frac{x}{y}+\frac{y}{x}}{2} \geq \sqrt{\frac{x}{y} \cdot \frac{y}{x}}$$
化简得:
$$\frac{x}{y}+\frac{y}{x} \geq 2$$
由于x≠y,等号不成立,因此:
$$\frac{x}{y}+\frac{y}{x} > 2$$
步骤 2:证明 $\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$
我们同样利用基本不等式来证明这个不等式。对于任意两个正数a和b,有$\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab}$,等号成立当且仅当a=b。将a和b分别设为x和y,则有:
$$\frac{x+y}{2} \geq \sqrt{xy}$$
两边同时乘以2xy,得:
$$xy(x+y) \geq 2xy\sqrt{xy}$$
两边同时除以$(x+y)$,得:
$$xy \geq \frac{2xy\sqrt{xy}}{x+y}$$
两边同时除以$\sqrt{xy}$,得:
$$\sqrt{xy} \geq \frac{2xy}{x+y}$$
由于x≠y,等号不成立,因此:
$$\frac{2xy}{x+y} < \sqrt{xy}$$
首先,我们利用基本不等式(算术平均数大于等于几何平均数)来证明这个不等式。对于任意两个正数a和b,有$\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab}$,等号成立当且仅当a=b。将a和b分别设为$\frac{x}{y}$和$\frac{y}{x}$,则有:
$$\frac{\frac{x}{y}+\frac{y}{x}}{2} \geq \sqrt{\frac{x}{y} \cdot \frac{y}{x}}$$
化简得:
$$\frac{x}{y}+\frac{y}{x} \geq 2$$
由于x≠y,等号不成立,因此:
$$\frac{x}{y}+\frac{y}{x} > 2$$
步骤 2:证明 $\frac{2xy}{x+y}$$<\sqrt{xy}$
我们同样利用基本不等式来证明这个不等式。对于任意两个正数a和b,有$\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab}$,等号成立当且仅当a=b。将a和b分别设为x和y,则有:
$$\frac{x+y}{2} \geq \sqrt{xy}$$
两边同时乘以2xy,得:
$$xy(x+y) \geq 2xy\sqrt{xy}$$
两边同时除以$(x+y)$,得:
$$xy \geq \frac{2xy\sqrt{xy}}{x+y}$$
两边同时除以$\sqrt{xy}$,得:
$$\sqrt{xy} \geq \frac{2xy}{x+y}$$
由于x≠y,等号不成立,因此:
$$\frac{2xy}{x+y} < \sqrt{xy}$$