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伯努利不等式


伯努利不等式指出

 (1+x)^n>1+nx,
(1)

其中 x>-1!=0 是一个 实数,且 n>1 是一个 整数

这个不等式可以通过取 (1+x)^n麦克劳林级数来证明,

 (1+x)^n=1+nx+1/2n(n-1)x^2+1/6n(n-1)(n-2)x^3+....
(2)

由于对于整数 n,该级数在有限项后终止,因此对于 x>0,伯努利不等式可以通过截断到一阶项获得。

-1<x<0 时,需要稍微更精细的处理。在这种情况下,令 y=|x|=-x>0,使得 0<y<1,并取

 (1-y)^n=1-ny+1/2n(n-1)y^2-1/6n(n-1)(n-2)y^3+....
(3)

由于 y 的每个 都乘以一个小于 <1 的数,并且由于每个后续项的 系数绝对值小于前一项,因此三阶及后续项的和是一个数。因此,

 (1-y)^n>1-ny,
(4)

或者

 (1+x)^n>1+nx,    for -1<x<0,
(5)

完成不等式在所有参数范围内的证明。

对于 x>-1!=0,伯努利不等式的以下推广对于实数指数有效

 (1+x)^a>1+ax     if a>1 or a<0,
(6)

 (1+x)^a<1+ax     if 0<a<1
(7)

(Mitrinović 1970)。


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参考文献

Mitrinović, D. S. 解析不等式。 纽约:Springer-Verlag,1970年。

在 Wolfram|Alpha 中被引用

伯努利不等式

引用为

Weisstein, Eric W. "伯努利不等式。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/BernoulliInequality.html

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