每日一题[2861]平均差值

已知 $a , b$ 是不相等的两个正数,在 $a , b$ 之间插入两组实数:$x_1, x_2, \cdots, x_n$ 和 $y_1, y_2, \cdots, y_n $,其中 $n \in \mathbb{N}^{\ast}$,且 $n \geqslant 2$,使得 $a, x_1, x_2, \cdots, x_n, b$ 成等差数列,$a, y_1, y_2, \cdots, y_n, b$ 成等比数列,下列命题正确的有(       )

A.$x_1+x_2+\cdots x_n=\dfrac{n(a+b)}{2}$

B.$\dfrac{1}{n}\left(x_1+x_2+\cdots x_n\right)>\sqrt{a b}+\left(\dfrac{\sqrt{a}-\sqrt{b}}{2}\right)^2$

C.$\sqrt[n]{y_1 y_2 \cdots y_n}=\sqrt{a b}$

D.$\sqrt[n]{y_1 y_2 \cdots y_n}<\dfrac{a+b}{2}$

答案    ABD.

解析  根据题意,倒序相加以及倒序相乘,可得\[2(x_1+x_2+\cdots+x_n)=n(a+b),\quad (y_1y_2\cdots y_n)^2=(ab)^n,\]因此选项 $\boxed{A}$ 正确,而考虑到 $n$ 为奇数时,$y_1y_2\cdots y_n$ 可以为负数,因此选项 $\boxed{C}$ 错误.

根据均值不等式,可得\[\sqrt[n]{y_1y_2\cdots y_n}\leqslant \sqrt[n]{|y_1y_2\cdots y_n|}=\sqrt{ab}< \dfrac{a+b}2,\]因此选项 $\boxed{D}$ 正确.

对于选项 $\boxed{B}$,有\[LHS-\sqrt{ab}=\dfrac{a+b}2-\sqrt{ab}=2\left(\dfrac{\sqrt a-\sqrt b}2\right)^2>\left(\dfrac{\sqrt a-\sqrt b}2\right)^2,\]选项 $\boxed{B}$ 正确.

综上所述,选项 $\boxed{A}$ $\boxed{B}$ $\boxed{D}$ 正确.

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