1905年,自Jensen第一个用不等式定义了凸函数,Jensen不等式由此得名。凸函数在不等式证明中的应用很大程度上是由Jensen型不等式来体现的,特别是近些年里提出的凸函数概念中都有相应的Jensen型不等式。而在某些特殊类型的凸函数上,如几何凸函数、对数凸函数,可由Jensen型不等式推导出Hadamard型不等式。由此看来Jensen型不等式和 Hadamard型不等式是有着一定的联系的。
本文对几何凸函数、对数凸函数、P方凸函数、GA-凸函数,HG-凸函数这五种类型凸函数的定义、两类不等式的性质作出了较为详尽的介绍,并根据两类不等式的性质证明一些特殊的不等式。
2 关于凸函数
自凸函数的概念建立后,凸函数便是现代数学中最广泛使用的概念之一,凸函数的概念与方法在数学的各个分支中有着广泛的应用,尤其是在不等式的证明中的作用是无可替代的,它的应用价值和重要性被越来越多的人所熟悉。凸函数具有很多好的性质,其凸性是证明不等式的重要工具。利用凸函数的凸性证明一些不等式,就是它的一个应用领域。
3 各类凸函数的性质
3。1 几何凸函数文献综述
定义1 设区间 ,函数 满足条件:
,都有 (3。1)
则称 为 上的几何下凸函数;若不等式(3。1)反向,则称 为 上的几何上凸函数。
3。1。1 几何凸函数的Jensen型不等式
定理1 (Jensen型不等式) 设 为区间[ ]上的几何下凸函数,满足条件:
,其中 ,则有
若 为区间[ ]上的几何上凸函数,则(3。2)中不等号反向。
证明(用数学归纳法)
当 时,根据几何下凸函数定义知, , ,有 ,所以 =2时不等式成立。