Proszę wykazać, że jeśli [tex]a\geq 0~~i~~b\geq 0, to[/tex]

[tex]\sqrt{ab} \leq \frac{a+b}{2}[/tex]


Odpowiedź :

Rozwiązanie:

[tex]a\geq 0, b\geq 0[/tex]

W zasadzie moglibyśmy od razu napisać, że podana nierówność jest prawdziwa, bo wynika z nierówności pomiędzy średnimi - arytmetyczną, a geometryczną.

Przekształćmy równoważnie podaną nierówność:

[tex]\sqrt{ab} \leq \frac{a+b}{2} \\2\sqrt{ab} \leq a+b\\a-2\sqrt{ab} +b\geq 0\\(\sqrt{a}-\sqrt{b})^{2}\geq 0[/tex]

Lewa strona jest kwadratem liczby rzeczywistej, który jest zawsze nieujemny, co kończy dowód.

[tex]\sqrt{ab}\leq\dfrac{a+b}{2}\\\\2\sqrt{ab}\leq a+b\\\\4ab\leq a^2+2ab+b^2\\\\a^2-2ab+b^2\geq 0\\\\(a-b)^2\geq0[/tex]

Co jest oczywiście prawdą dla dowolnych [tex]a,b\in\mathbb{R}[/tex] a więc tym bardziej dla [tex]a,b\geq 0[/tex].