代数 含解答

加权均值视角下的三行证明——2025年高联二试不等式

正文文字 89 字公式 31 处

题目:

设m,n,k都是正整数,m≥2,且n≥k≥2,实数x_(1)≥x_(2)≥⋯≥x_(n)≥0,满足以下两个条件:

(1)xm1+xm2+⋯+xmn≥1;

(2)x_(1)+x_(2)+⋯+x_(n)≤k.

求证:x_(1)+x_(2)+⋯+x_(k)≥1.

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证明:

若x_(1)>1,结论直接成立.下面只看

0≤x_(1)≤x_(2)⋯≤x_(1)≤1

的情形.

考虑权重λ_(i)=xm−1i≤x_(i)≤1,有

∑_(i=1)^(n)λ_(i)≤∑_(i=1)^(n)x_(i)≤k

于是

∑_(i=1)^(k)x_(i)≥∑_(i=1)^(n)λ_(i)x_(i)=∑_(i=1)^(n)xmi≥1.

证毕.

注:

∑_(i=1)^(k)x_(i)≥∑_(i=1)^(n)λ_(i)x_(i)的意义是:

总权重不超过k,单个权重不超过1的变量之和,不超过集中在前k大的数进行求和(权重均为1).

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