第12课时几个著名的不等式之一:柯西不等式目的要求:重点难点:教学过程:一、引入:除了前面已经介绍的贝努利不等式外,本节还将讨论柯西不等式、排序不等式、平均不等式等著名不等式
这些不等式不仅形式优美、应用广泛,而且也是进一步学习数学的重要工具
1、什么是柯西不等式: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
证明:几何意义:设,为平面上以原点O为起点的两个非零向量,它们的终点分别为A(),B(),那么它们的数量积为,而,,所以柯西不等式的几何意义就是:,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
2、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
3、定理3:(三角形不等式)设为任意实数,则:分析:思考:三角形不等式中等号成立的条件是什么
4、定理4:(柯西不等式的推广形式):设为大于1的自然数,(1,2,…,)为任意实数,则:,其中等号当且仅当时成立(当时,约定,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
柯西不等式有两个很好的变式:变式1设,等号成立当且仅当变式2设ai,bi同号且不为0(i=1,2,…,n),则:,等号成立当且仅当
二、典型例题:例1、已知,,求证:
例2、设,求证:
例3、设为平面上的向量,则
例4、已知均为正数,且,求证:
方法1:方法2:(应用柯西不等式)例5:已知,,…,为实数,求证:
分析:推论:在个实数,,…,的和为定值为S时,它们的平方和不小于,当且仅当时,平方和取最小值
三、小结:四、练习:1、设x1,x2,…,xn>0,则2、设(i=1,2,…,n)且求证:.3、设