关于双条件证明的求助(数论基础不等式)
关于双条件证明的求助(数论基础不等式)
嗨,别担心,这个正向推导其实没那么复杂,我们来一步步理清楚!
首先明确我们的目标:已知x、y都是正实数,且( x \leq y ),要推出( x^3 \leq y^3 ),本质上就是要证明( y^3 - x^3 \geq 0 )。
你刚才展开得到的式子( 0 \leq -x^3 + 3x^2y - 3xy^2 + y^3 ),其实就是( (y - x)^3 )的展开式哦!我们可以验证一下:
(y - x)^3 = y^3 - 3xy^2 + 3x^2y - x^3
现在看已知条件:因为x和y都是正实数,且( x \leq y ),所以( y - x \geq 0 )。一个非负数的立方必然还是非负数,也就是( (y - x)^3 \geq 0 ),这不就直接得到( y^3 - x^3 \geq 0 ),也就是( x^3 \leq y^3 )了嘛!
另外还有一种更通用的思路,就是对( y^3 - x^3 )做因式分解:
y^3 - x^3 = (y - x)(y^2 + xy + x^2)
因为x、y都是正实数,所以( y^2 + xy + x^2 )肯定是正数(三个正数相加,结果不可能为负)。而我们已经知道( y - x \geq 0 ),正数乘以非负数的结果还是非负数,所以( (y - x)(y^2 + xy + x^2) \geq 0 ),同样能得出( y^3 - x^3 \geq 0 )的结论。
两种方法都能轻松搞定这个正向推导,选你觉得更顺手的就行~
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Turing
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