柯西不等式在不等式证明中的应用

发表时间:2021/3/19   来源:《教育学文摘》2020年第33期   作者:娄雨涵、付庄艺、万慧琳、姚敏欣、张黛茨
[导读] 利用柯西不等式及其灵活变形能简化诸多不等式的证明
       娄雨涵、付庄艺、万慧琳、姚敏欣、张黛茨
        (江汉大学 人工智能学院, 湖北 武汉  430056)
        [摘要]利用柯西不等式及其灵活变形能简化诸多不等式的证明,拓宽思维视角。笔者利用柯西不等式的向量形式及积分形式证明了基本不等式、均值不等式、三角不等式、嵌入不等式和积分不等式。
        [关键词]柯西不等式、三角不等式、嵌入不等式、积分不等式
1、引言
        柯西不等式是是由大数学家柯西在研究数学分析中的“流数”问题时得到的,同时由德国数学家Schwarz与乌克兰数学家Bunyakovsky各自于1885年与1861年独立发现并在积分学中推广应用,使其逐步完善。柯西不等式是一个具有重要应用价值的经典不等式,在数学中有着广泛应用,它是推证许多其他不等式的基础。因此,在大学数学的提升与研究中非常之重要,是高等数学研究的主要内容之一。也由此,柯西不等式对于本科生而言并不陌生,在数学分析的无穷级数和积分乘积,线性代数中的矢量,以及概率论的方差和协方差中都有相应的柯西不等式。
        柯西不等式在各个领域中都有广泛使用,在不同的领域有不同的表现形式,但其本质是一样的。下面笔者总结了柯西不等式在证明基本不等式、均值不等式、三角不等式、嵌入不等式和积分不等式中柯西不等式的重要应用。
2、柯西不等式在不等式证明中的具体应用

    
3)证明三角不等式


         
3、总结
       柯西不等式在数学中是一个非常重要的不等式,它是推证许多其他不等式的基础,因此要理解柯西不等式并熟练运用。柯西不等式还有诸多的推广形式,如闵可夫斯基不等式,Holder不等式等。有不少学者利用柯西不等式及其推广的不等式来研究不确定性问题。柯西不等式有很好的对称性及广泛的选择性。可灵活选取元素的顺序,遵守取等条件,依照等号成立的条件,巧妙地变化出应用的前提条件,将项进行匹配调整,分拆项或者凑因子等,可以得到不同的结合形式,从而可以有效使得不等式更紧致。因此熟练地应用柯西不等式能使复杂问题得到简化,从而在解决问题时可以达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]韩玮.用柯西不等式证明一类三角不等式[J].中学数学教学参考,2020(10):71-72.
[2]刘瑞香.不等式证明方法[J].高等数学研究,2019,22(06):25-28.
[3]冀建军,王伟.柯西不等式的多视角证明及应用[J].中学数学研究(华南师范大学版),2019(05):15-17.
[4]宋波.柯西不等式的变形及应用[J].河北理科教学研究,2020(01):51-52.
作者简介:娄雨涵(2000.7-)女,汉族?,湖北省武汉市?,本科,职称:无?
现工作或学习单位:江汉大学
指导老师:胡晓莉,(1984.04-),女,汉,湖北武汉,博士研究生,副教授,工作年限7年,江汉大学,数学与计算机科学学院,数学
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