一般形式的柯西不等式教学目标:1
认识柯西不等式的几种不同形式,理解其几何意义; 2
通过运用这种不等式分析解决一些问题,体会运用经典不等式的一般方法教学重点:一般形式柯西不等式的证明思路,运用这个不等式证明不等式
教学难点:应用一般形式柯西不等式证明不等式
教学过程:一、复习引入:定理 1:(柯西不等式的代数形式)设均为实数,则,其中等号当且仅当时成立
定理 2:(柯西不等式的向量形式)设, 为平面上的两个向量,则,其中等号当且仅当两个向量方向相同或相反(即两个向量共线)时成立
定理 3:(三角形不等式)设为任意实数,则: 二、讲授新课:类似的,从空间向量的几何背景业能得到|α
β|≤|α|| β|
将空间向量的坐标代入,可得到这就是三维形式的柯西不等式
对比二维形式和三维形式的柯西不等式,你能猜想出一般形式的柯西不等式吗
定理 4:(一般形式的柯西不等式):设 为大于 1 的自然数,(1,2,…, )为任意实数,则:即,其中等号当且仅当时成立(当时,约1定,1,2,…, )
证明:构造二次函数: 即构造了一个二次函数:由于对任意实数 ,恒成立,则其,即:,即:,等号当且仅当,即等号当且仅当时成立(当时,约定,1,2,…, )
如果()全为 0,结论显然成立
三、应用举例:例 3 已知 a1,a2,…, an都是实数,求证:分析:用 n 乘要证的式子两边,能使式子变成明显符合柯西不等式的形式
例 4 已知 a,b,c,d 是不全相等的实数,证明:a2 + b2 + c2 + d2 > ab + bc + cd + da 分析:上式两边都是由 a,b,c,d这四个数组成的式子,特别是右边式子的字母排列顺序启发我们,可以用柯西不等式进行证明
分析:由形式,联系柯西不等式,可以通过构造(12+22+32)作为一个因式而解决问题
四、巩固练习:练习:1.设 x,y,z 为正实