Question

（I）已知a₁，a₂∈R，a₁+a₂=1，求證：a₁²+a₂²≥

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；
（II）若a₁，a₂，…a_n∈R，a₁+a₂+…+a_n=1，求證：a₁²+a₂²+…+a_n²≥

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n

．

Answer 1

分析：（I）構(gòu)造函數(shù)f（x）=（x-a₁）²+（x-a₂）²=2x²-2x+a₁²+a₂²，因為對一切x∈R，恒有f（x）≥0，所以△≤0，從而得結(jié)論；
（II）由已知中已知a₁，a₂∈R，a₁+a₂=1，求證a₁²+a₂² ≥

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，及整個式子的證明過程，我們根據(jù)歸納推理可以得到一個一般性的公式，若a₁，a₂，…，a_n∈R，a₁+a₂+…+a_n=1，則a₁²+a₂²+…+a_n²≥

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n

，但此公式是由歸納推理得到的，其正確性還沒有得到驗證，觀察已知中的證明過程，我們可以類比對此公式進行證明．

解答：（I）證明：構(gòu)造函數(shù)f（x）=（x-a₁）²+（x-a₂）²=2x²-2x+a₁²+a₂²
因為對一切x∈R，恒有f（x）≥0，
所以△=4-8（a₁²+a₂²）≤0，從而得a₁²+a₂² ≥

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，
（II）證明：構(gòu)造函數(shù)
f（x）=（x-a₁）²+（x-a₂）²+…+（x-a_n）²
=nx²-2（a₁+a₂+…+a_n）x+a₁²+a₂²+…+a_n²
=2x²-2x+a₁²+a₂²+…+a_n²
因為對一切x∈R，都有f（x）≥0，所以△=4-4n（a₁²+a₂²+…+a_n²）≤0
從而證得：a₁²+a₂²+…+a_n²≥

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n

點評：歸納推理的一般步驟是：（1）通過觀察個別情況發(fā)現(xiàn)某些相同性質(zhì)；（2）從已知的相同性質(zhì)中推出一個明確表達的一般性命題（猜想）．（3）對歸納得到的一般性結(jié)論進行證明．