柯西不等式的证明及妙用

发表时间:2020/7/14   来源:《教育学文摘》2020年35卷第7期   作者:1.高建全 2.蔡肖楠
[导读] 在高等数学的应用领域,柯西不等式的重要性不言而喻。
        摘要:在高等数学的应用领域,柯西不等式的重要性不言而喻。本文致力于探究柯西不等式的证明方式,并在此基础上深入研究柯西不等式在其它方面的妙用。在求证不等式时,柯西不等式发挥着越来越重要的作用。除此之外,寻找方程的最优解,解析几何图形特别是三角形,以及更深层次的点线之间的距离关系,都可以与柯西不等式相互证明和解释。
关键词:柯西不等式,证明,妙用
        对于柯西不等式的证明与应用问题,可以说涉及数学研究的方方面面,是现代数学学习的重要鼎力。本文在讲述柯西不等式基本原则的基础上,深入研究其证明的方法以及与其他数学知识相结合产生的妙用。柯西不等式的重要性不言而喻,对于柯西不等式的证明问题也有很强的多样性,本文就列举了几种方法来证明柯西不等式。从另一个角度看,柯西不等式与其他的数学原则紧密结合,在多个方面列举了柯西不等式的妙用。
一、相关定理
柯西不等式是指下面的定理

二、柯西不等式的证明
常用的证明柯西不等式的方法有:
1)配方法:

2)利用判别式证明(构造二次函数法)

 

由i)ii)可得对于任意的自然数n,柯西不等式成立。
4)用向量法证明

由以上,命题得证。
三、柯西不等式的妙用
1)证明不等式
在不等式的证明中,柯西不等式的作用是很突出的。有些不等式的证明用常归方法很繁琐,而用柯西不等式却很简单。

证法二:(利用柯西不等式来证明)


证明:由柯西不等式:
 



因此原不等式转换为证明

 由柯西不等式有
2)求函数的极值
        柯西不等式也可以广泛应用于求函数的极值或最值。事实上,由

从对立的角度讲,柯西不等式的前端可以取一个乘法关系或者因果关系的算式,然后把它看做是一个函数关系,在假设后半段或者其他数学关系为已知关系时,可以从最小的层面上得出函数的值。
    

 
 
4)解三角与几何问题

5)线性关系函数与柯西不等式关系的妙用

6)推导点到直线的距离公式

四、结论
        本文探究了柯西不等式的证明以及在多个方面的妙用,不管是方程最优解的寻求,还是三角形或其他几何图形的解析问题,柯西不等式都发挥着重要的作用。通过对柯西不等式证明及妙用的研究,对于更有效的利用柯西不等式有重要作用。但是,柯西不等式的运用条件十分灵活,且技巧性强,很多时候都不能直接运用柯西不等式来解决某些数学问题。从哪里入手,如何创造条件,怎么创造,实际教学中不少同学找不到突破口,感到无所适从,所以这就要求我们还需要进一步去深入研究。

参考文献
[1]刘瑞香.不等式证明方法[J].高等数学研究,2019,22(06):25-28
[2]马进才.柯西不等式的应用初探[J].河北理科教学研究,2019(04):9-11.
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