均值不等式
数学定理
均值不等式,又称基本不等式,是数学中一个非常重要的“恒不等式”。它描述了对于任意两个正数,其几何平均值算术平均值之间的关系,也可以推广到调和平均值和平方平均值构成一条不等式链。均值不等式有多种证明方法,可以推广至多元情形、幂均值不等式、矩阵不等式等,具有广泛的应用价值。
定理内容
二元情形
对于任意正数,有均值不等式
其中,被称作两个正数的算术平均值(Arithmetic Mean,缩写为AM),被称作两个正数的几何平均值(Geometric Mean,缩写为GM),故该不等式又被称作“算术-几何均值不等式”。该不等式可以表述为:两个正数的算术平均值不小于它们的几何平均值。
该不等式又被称作“基本不等式”,这是由于其容易推广,得到其它各种不等式。例如,用两个平方数 来代换不等式中的,可以得到
该不等式对于任意实数都是成立的,且其被发现早于基本不等式。
多元情形
均值不等式对任意有限个正数均成立。即对于任意正数,有