Cao Yi

两数之积不大于两数之和一半的平方

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星期六(2023.07.16)在和Charles讨论某个问题时,他产生了一个猜想,经过我的证明,它是成立的。此文即记录此猜想和证明。

猜想:如果两数之和为某数的两倍,则这两数之积不大于某数的平方。

用代数的方式表达,即:

前提:问题限定在实数域。

已知: $x+y=2z, x \neq 0, y \neq 0$

则:$xy \leq z^2$

证明:

$x+y=2z$

$\therefore z = \dfrac{x+y}{2}$

要证 $xy \leq z^2$

即要证 $xy \leq (\dfrac{x+y}{2})^2$

展开右边得 $xy \leq \dfrac{x^2+y^2+2xy}{4}$

两边同乘以4得 $4xy \leq x^2+y^2+2xy$

移项得 $0 \leq x^2+y^2-2xy$

即 $0 \leq (x-y)^2$

此式在实数域恒成立,前述假设得证。