證明:欲證①成立,先考慮最簡(jiǎn)單的情形,設(shè)n=3,即證
+
+
≥a
1+a
2+a
3…②
把②變形為
(
-a1)
2+(
-a2)
2+(
-a3)
2≥0…③
即證
(a1-a2)+
(a2-a3)+
(a3-a1)≥0…④
由于④中左邊有(a
1-a
2),(a
2-a
3),(a
3-a
1),其和為零,因此,我們猜想:若④式左邊相加,其和不小于(a
1-a
2),(a
2-a
3),(a
3-a
1)之和即可.為此,我們證更簡(jiǎn)單的事實(shí).
設(shè)a,b是任意正整數(shù),則有
(a-b)≥(a-b)…⑤
事實(shí)上,由(a-b)
2≥0有
a
2-ab≥ab-b
2,
所以a(a-b)≥b(a-b)
所以
≥(a-b)
根據(jù)⑤,④顯然成立,因?yàn)?br>
(a1-a2)+
(a2-a3)+
(a3-a1)≥(a
1-a
2)+(a
2-a
3)+(a
3-a
1)≥0,
從而③式成立,②式成立.
剩下來的工作是把②式推到一般情形①,這是很容易的.因?yàn)楦鶕?jù)⑤,①式必然成立,因?yàn)?br>
(a1-a2)+(a2-a3)+…+
(an-1-a2)+
(an-a1)≥(a
1-a
2)+(a
2-a
3)+…+(a
n-1-a
n)+(a
n-a
1)=0