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Michael Spivak del Cálculo - Capítulo 1 Problema 7 : ¿hay una alternativa (más limpio) prueba?

La pregunta es para probar el hecho bien conocido, que la media geométrica es siempre menor o igual a la media aritmética de dos números.

Problema. Probar que si $0<a<b$, luego

$a<\sqrt{ab}<{\frac{a+b}{2}}<b$

Prueba. He utilizado la siguiente lógica para demostrar la desigualdad anterior. Desde $0<a<b$,

${(\sqrt{a}-\sqrt{b})^2}>{0}$

${a-2{\sqrt{ab}}+b}>{0}$

$\sqrt{ab}\le{\frac{a+b}{2}}$

También,

$0<a<b$

$0<{a^2}<ab$

$0<a<{\sqrt{ab}}$

La combinación de los dos resultados anteriores, tenemos $a<\sqrt{ab}<{\frac{a+b}{2}}<b$.

Mi pregunta es, "¿existe una prolija prueba disponible para validar la anterior matemático de la desigualdad?"

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lhf Puntos 83572

Para $\sqrt{ab}<{\frac{a+b}{2}}$, yo prefiero esta prueba:

$0<(a-b)^2=a^2-2ab+b^2=a^2+2ab+b^2-4ab=(a+b)^2-4ab$.

Por lo tanto $4ab < (a+b)^2$. Ahora tome las raíces cuadradas.

Pero mi favorito es la prueba geométrica (o ilustración):

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(dibujo tomado de esta página).

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