【數(shù)學畢業(yè)論文】Jensen不等式的推廣27935

本科畢業(yè)論文（設計）題 目： Jensen不等式的推廣院（系）專業(yè)： 數(shù)學系（數(shù)學與應用數(shù)學）學生姓名： 馮德文 學 號： 2003701107 導師（職稱）： 楊慧章 (助教) 日 期： 2012年6月 紅河學院本科畢業(yè)論文(設計)摘 要凸函數(shù)是一種性質特殊的函數(shù)，而凸函數(shù)的Jensen 不等式是一個很重要的不等式，由它可推出一系列不等式，而凸函數(shù)的構造也有其妙處。為使其更廣泛應用于不等式的證明，本文利用凸函數(shù)的性質對Jensen不等式進行了推廣，得到幾個重要的積分不等式并進行了證明。關鍵詞：凸函數(shù) ； 積分 AbstractThe convex function is one function with special properties, but the Jensen inequality of convex function is a very important inequality. According to the function, we can evolve a series of inequalities, and use it more easily to prove some important inequalities, but the convex function structures also have their advantages, In order to make good use of proving inequalities widely, in this paper, we use the properties of convex function to expand the Jensen inequality, obtain several important integral inequalities and give the proof of them.Key word：Convex Function；IntegralII目 錄緒論11 預備知識21.1 凸函數(shù)21.2 Jensen不等式22 Jensen不等式的推廣42.1 積分型Jensen不等式42.2 其它積分不等式52.3 應用8結論10感謝信11參考文獻12緒論緒 論不等式是研究分析數(shù)學的重要工具，在高等數(shù)學中我們要用到各種形式的不等式。本文主要利用凸函數(shù)的定義及性質去證明不等式。其關鍵是尋找合適的凸函數(shù),若不能直接找出,則對不等式進行適當?shù)淖冃?從而達到證明不等式的目的。本文內容安排如下：第一章 預備知識。先介紹凸函數(shù)的定義及充要條件，再給出凸函數(shù)的Jensen不等式及其證明。第二章 Jensen不等式的推廣。先利用凸函數(shù)的定義及性質把前一章給出的Jensen不等式推廣到積分形式，并給出證明。再由前章給出的知識以及積分型的Jensen不等式推出幾個重要積分不等式并進行證明。最后給出兩個例子介紹它們的應用。 11預備知識1 預備知識1.1 凸函數(shù)定義 設為定義在區(qū)間上的函數(shù)，若對上的任意兩點和任意實數(shù)總有則稱為上的凸函數(shù)。反之，如果總有則稱為上的凹函數(shù)。定理1 設為上的可導函數(shù)，則為上的凸函數(shù)的充要條件是， 或 對上的任意兩點，有 1.2 Jensen不等式定理2 (Jensen不等式) 為區(qū)間上的凸函數(shù)，則對任意，且，有 (1-1)2再把上式兩端分別相加，得由 及，上式變?yōu)?即注：當時，有，則(1-1)式變?yōu)?(1-2) 3結論2 Jensen不等式的推廣2.1 積分型Jensen不等式命題1 若在區(qū)間上連續(xù)，處處2階可導且，則有 (2-1)證法：把區(qū)間等分，把代入(1-2)式，有 即 因為，在上連續(xù)，當時，有 所以2.2 其它積分不等式命題2 若在連續(xù)，則 (2-3)證明：設，則，所以為凸函數(shù)。由命題1可得 即 所以 注：命題2為命題1的一般形式，相當于命題一中的。因為為凹函數(shù)，所以符號相反。命題3 若在區(qū)間連續(xù)且，則 (2-4)證法一：設，則。因為，所以，即為凸函數(shù)。根據(jù)命題1有 即 結論得證。 注：命題3由命題1所得，相當于。證法二：把 等分，分點為。因為算術平均值大于調和平均值，所以有 =由有 令，取極限得 結論得證。命題5 設在連續(xù)，且則有證：因為函數(shù) 為凸函數(shù)，由Jensen不等式有 =。 =綜上可得 注：上式為均值不等式。2.3 應用例1 證明。證：令因為且的連續(xù)性，所以由Jensen不等式有 = = =。結 論凸函數(shù)是一個傳統(tǒng)研究課程，具有廣泛的實際背景和應用價值。對凸函數(shù)性質的探討是一個重要的研究方向。 本文凸函數(shù)Jensen不等式的應用僅僅是限于一元函數(shù)而言，可將其推廣到多元函數(shù)，將空間擴充到凸集的范圍，這些類似定理和結論以及相關應用有待一步研究。9紅河學院本科畢業(yè)論文(設計)感謝信在畢業(yè)論文完成之際,向給予我?guī)椭椭笇У母魑焕蠋熀屯瑢W表示衷心的感謝!首先,我要感謝我的論文導師楊慧章老師,因為有她耐心的指導、鼓勵和幫助我才順利完成我的畢業(yè)論文。借此機會我向數(shù)學系老師表示衷心的感謝,感謝他們四年來的精心指導和培養(yǎng)。10參考文獻1林玎,劉偉.Jensen不等式的幾個推論及其應用J.吉林師范大學學報,2003,8(3)：28-232劉飛燕.Jensen不等式及其應用J.云南民族大學學報,2003,7(3)：148-1513徐偉.積分形Jensen不等式的巧用J.高等數(shù)學研究,2002,6(4)：15-164陳欣.關于Jensen不等式的應用J.武漢工業(yè)學院學報,2005,9(3)：113-1155劉鴻雁.由Jensen不等式導出某些重要不等式 J.成都大學學報 ,2003,12(4)：32-356尚亞東,游淑軍.凸函數(shù)及其在不等式證明中的應用J.廣州大學學報,2005,2(1):1-6. 11