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柯西不等式.doc

上传人:wxc6688 2021/1/16 文件大小:1001 KB

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柯西不等式.doc

文档介绍

文档介绍:柯西不等式
  
,设其各边长为a,b,c,外接圆半径为R,求证:
证明:左边³
,b,c为正数,且a+b+c=1,求证:
证明:左边=
     ³
     =
     =
证明
   (1)(ab+cd) (ac+bd)≥4abcd;
   (2)若a、b、c∈R+,则
  
   (3)若a、b、c∈R
+,且ab+bc+cd=1,则.
   (4).
   证明
   (1)∵(ab+cd)(ac+bd)
  
等式当且仅当且a=d 即b=c,a=d 时成立.
   (2)
  
       =(1+1+1)2=9
当且仅当a=b=c时,等式成立.
   (3)注意到
   (a2+b2+c2)2=(a2+b2+c2)·(b2+c2+a2)≥(ab+bc+ca)2=1 ,
   ∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥1+2=3 ,
又由a+b+c>0,故
   ,
当且仅当时,等式成立.
   (4)注意到
  
柯西不等式(3)
: 若,
则 .
当且仅当 时, 等号成立.
变式10. 若,则或;
变式20. 若,则 ;
变式30.(三角形不等式)设为任意实数,则:

3. 一般形式的柯西不等式:设为大于1的自然数,(1,2,…,),
则: .
当且仅当 时, 等号成立.
(若时,约定,1,2,…,).
变式10. 设 则: .
当且仅当 时, 等号成立.
变式20. 设 则:.
当且仅当时,等号成立.
变式30. (积分形式)设与都在可积,
则,
当且仅当时,等号成立.

如果一个定理与很多学科或者一个学科的很多分支有着密切联系,那么这个定理肯定很重要. 而柯西不等式与我们中学数学中的代数恒等式、复数、向量、几何、三角、函数等各方面都有联系. 所以, 它的重要性是不容置疑的!
☆ 柯西不等式的应用:
例1. 已知实数满足, . 试求的最值

例2 在实数集内 解方程
例3 设是三角形内的一点,是到三边的距离,是外接圆
的半径, 证明

例4 (证明恒等式) 已知 求证:。
例5 (证明不等式)设
求证:
§(3)
1、已知,求证:


2、已知是不全相等的正数,求证:


3、已知.

4、 设 求证:


5、已知实数满足, 求的取值范围.

6、已知 且 求证:

7、已知正数满足 证明

8、解方程组


9、若n是不小于2的正整数,试证:。







参考答案:
一般形式的柯西不等式:
设为大于1的自然数,(1,2,…,),则:,
其中等号当且仅当时成立(当时,约定,1,2,…,).
等号成立当且仅当 柯西不等式不仅在高等数学中是一个十分重要的
不等式,而且它对初等数学也有很可的指导作用,利用它能高