算了一天也没找到初等方法


姑且回个帖吧,谁有初等证明请告诉我一声。
下面是用二元凸函数的证明方法。
做变换y=1/(1+x)-1/2,将目标式化成

注意函数f(x,y)=(1+x)(1+y)/[(1+x)(1-y)+(1-x)(1+y)]的凸性。我懒得算了,用wolfram alpha画个图,看图说话。

然后用jensen不等式即得结论。(不得不说jensen不等式是大杀器,一步就出来了)
由于我们用的是jensen不等式,所以该证明对以下的概率论命题也成立:
设X是非负随机变量,E[1/(1+X)]=1/2,X'和X独立同分布,则
E[1/(X+X')]>=1/2.