在数学分析、概率论以及优化理论中，Jensen不等式是一个极为重要的工具。它由丹麦数学家 Johan Jensen 在1906年提出，广泛应用于统计学、经济学、信息论等多个领域。Jensen不等式的核心思想是：对于一个凸函数或凹函数，其在某一点的期望值与其在该点函数值之间的关系具有特定的不等式形式。本文将详细阐述Jensen不等式的定义、证明过程，并探讨其在实际中的应用。
Jensen不等式是关于凸函数和凹函数的一个基本性质，它描述了函数在其期望值处的取值与期望值处函数值之间的关系。具体来说，设 $ f $ 是定义在实数集上的一个函数，$ X $ 是一个随机变量，且 $ f $ 在 $ X $ 的定义域上是凸函数（或凹函数），那么Jensen不等式可以表述为：
若 $ f $ 是凸函数，则有：
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