利用概率方法证明不等式.pdf
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2008年第2期牡丹江师范学院学报(自然科学版)No.2,2008(总第63期)JournalofMudanjiangNormalUniversityTDtalNO63M2也是非半正定的.一结论2若BB一BB,则M2一M3一,从I。c一(旦)v(BH-B')而M2,M3,M4的半正定性相同.合同,经过验证有N5是非半正定的,从而M5也证明若BB一BB,则必有(BB)专一是非半正定的.(BB)寺,根据M2,M3,M4的表达式必有M2一M3例3在例2数据的基础上已经验证M≥O,一M4.又因为在例2数据的选取中满足BB一BB,从而M2一M3一M均是非半正定的.又因为一(,告专结论3若M半正定,且M2半正定,则必有M3,半正定的结论成立.Nz一证明若M半正定,且M2半正定,则有N2一(loc一(B'B)专A一。(BB,){)J(BB)专一(BB)专,从而有M2一M3一,则有合同,经代人数据验证有N。是非半正定的,从而M2半正定,可推出M3,M半正定的结论成立.参考文献[1]曹重光.线性代效[M].内蒙古t内蒙古科学技术出版社,1999.[2]曹重光,张显.高等代效方法选讲[M].哈尔滨。哈尔滨出版社,2001.[3]白述伟.高等代效选讲[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,1996.[4]复旦大学数学系.高等代效[M].上海:上海科学技术出版社,1987.[5]张合瑞,郝新.高等代效[M].北京:人民教育出版社,1960.编辑:文心利用概率方法证明不等式朱蕴(黑龙江农垦职业学院,黑龙江哈尔滨150025)摘要:不等式是教学分析的重要内容,证明不等式常用的是代数方法,但有些问题不容易解决,运用概率方法可以对一些问题巧妙地解决,同时还可以为抽象的数学问题提供具体的概率背景。沟通各数学分支之间的联系.关键词:不等式;概率分布;数学期望;凹函数;随机变量[中图分类法]o211[文献标识码]A[文章编号]1OO3—6180(2008)02—0019一O3本文利用概率方法证明不等式,得到了几个P(e一i)一一1,f一1,2,⋯,.定理和推论,并对定理进行了推广.证明不等式常H11”用的是代数方法,但有些问题不容易解决,利用概由于E一∑三nf一三∑nf,率方法能够使阃题简单化,这是一种有效的方法,i叠1i=1同时概率方法使不同的数学分支之间架起桥梁.聩。一(壹)。一()。(奎n)。,定理1设e是一个随机变量,并且聩。存i=1在,则(髓)。≤髓.证明。.。O≤E(e—E)。:E[一2e(E)+由定理1得E()=砉n≥()。(i妻=1n)。,(E)。]一F4。一(E)。,因此有妻≥(妻)z.’..(髓)。≤髓。.当且仅当e—F4,随机变量e是一个常数时,不等推论2设函数,(z)为闭区间[O,1]上的可式中等号成立.积函数,则『LJ0)如]i。≤Jf0尸(z)如.由定理1可得到以下几个推论.推论1设n(一1,2,⋯,)为任意实数,证明设~U[O,1],即的概率密度函数1H则有∑n≥(∑n)。.为)={:,函数)为可积函数,—l一1证明由于定理1中不等式与随机变量概率一厂(e)为随机变量函数,则。一1尸()dx,分布的数学期望公式类似,因此,采取概率方法解题.构造一个离散随机变量,它的概率分布列为收疆日期:2007-12-24·19·2008年第2期牡丹江师范学院学报(自然科学版)NO.2,2008(总第63期)JournalofMuda~iangNormalUniversityTotalNO63由定理1得[fL4fI0厂()dx]JI≤JI0()(ix,由定理2可得(∑∑PY』)。≤(∑pix)(∑P』Y;).当且仅当厂()=c(常数)时,等号成立.1=lJ一1I皇1Jl1推论3若Ql,Q2∈R且Ql≠Q2,则有推广1设∑Plx;存在,P>O(i一1,2,⋯,a}+a;>Q}a2+QlQ;.,1),则[∑P]。≤∑Pf2.证明设随机变量的分布列为一L口)一,一)一-az,证明设离散型随机变量的分布列为2a1十a2口la1-tP(—i)一Pf(一1,2,⋯,),则E一∑P,E一∑;p,则一()。+(署)。一1a}+a;由定理1可得[∑P]。≤∑P2;.一—a—1—-—l-—a一2一ala2,推广2设∑-a,>O(一1,2,⋯,),则E()一一al卑+一1.因为a。≠a:,由定理1可得推论3,去[fix]。≤∑.即ai+口;>口}口2+a1a;.暑lf三l证明令推广1中的P一百Aiz.一1,2,⋯,类似地,若口l≠设P(一)一),即可证之.(一1,2,⋯,)