柯西不等式的证明

我有柯西不等式的证明过程,可是看不懂,谁能帮我解答一下,不胜感激。

摘要:柯西不等式是一个非常重要的不等式,灵活巧妙的应用它,可以使一些较为困难的问题迎刃而解。本文在证明不等式,解三角形相关问题,求函数最值,解方程等问题的应用方面给出几个例子。

柯西(Cauchy)不等式

等号当且仅当 或 时成立(k为常数, )现将它的证明介绍如下:
证明1:构造二次函数
=

恒成立


当且仅当 即 时等号成立
证明(2)数学归纳法
(1)当 时 左式= 右式=
显然 左式=右式
当 时, 右式 右式
仅当即 即 时等号成立
故 时 不等式成立
(2)假设 时,不等式成立

当 ,k为常数, 或 时等号成立




当 ,k为常数, 或 时等号成立
即 时不等式成立
综合(1)(2)可知不等式成立
柯西不等式是一个非常重要的不等式,灵活巧妙的应用运用它,可以使一些较为困难的问题迎刃而解,这个不等式结构和谐,应用灵活广泛,利用柯西不等式可处理以下问题:
1) 证明相关命题
例1. 用柯西不等式推导点到直线的距离公式 。
已知点 及直线
设点p是直线 上的任意一点, 则
(1)
(2)
点 两点间的距离 就是点 到直线 的距离,求(2)式有最小值,有

由(1)(2)得:

(3)
当且仅当
(3)式取等号 即点到直线的距离公式


2) 证明不等式
例2 已知正数 满足 证明
证明:利用柯西不等式

又因为 在此不等式两边同乘以2,再加上 得:


3) 解三角形的相关问题
例3 设 是 内的一点, 是 到三边 的距离, 是 外接圆的半径,证明
证明:由柯西不等式得,

记 为 的面积,则

故不等式成立。
4) 求最值
例4 已知实数 满足 , 试求 的最值
解:由柯西不等式得,有


由条件可得,
解得, 当且仅当 时等号成立,
代入 时,

5)利用柯西不等式解方程
例5.在实数集内解方程

解:由柯西不等式,得




即不等式①中只有等号成立
从而由柯西不等式中等号成立的条件,得

它与 联立,可得

6)用柯西不等式解释样本线性相关系数
在《概率论与数理统计》〉一书中,在线性回归中,有样本相关系数 ,并指出 且 越接近于1,相关程度越大, 越接近于0,则相关程度越小。现在可用柯西不等式解释样本线性相关系数。
现记 , ,则,
,由柯西不等式有,
当 时,
此时, , 为常数。点 均在直线
上,
当 时,



为常数。
此时,此时, , 为常数
点 均在直线 附近,所以 越接近于1,相关程度越大
当 时, 不具备上述特征,从而,找不到合适的常数 ,使得点 都在直线 附近。所以, 越接近于0,则相关程度越小。

参考文献: 柯西不等式的微小改动 数学通报 2002 第三期
柯西不等式与排序不等式 南山 湖南教育出版社
普通高中解析几何 高等教育出版社
1990-年全国统一考试 数学试卷
李永新 李德禄 中学数学教材教法 东北师大出版社
盛聚,谢式千,潘承毅 概率与数理统计 高等教育出版
用用柯西不等式解释样本线性相关系数 数学通讯 2004年第七期
温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2009-08-10
要使等号成立的话,就需要△等于零,也就是f(x)等于零的时候,所以可以转化为f(x)等于零本回答被提问者采纳
第2个回答  2009-08-10
这个简单f(x)是大于等于0的
原函数是平方和的形式
每项都等于0 才能取到最小值0
也就是ax+bx=0了
第3个回答  2009-08-14
解疑:后面应该为An*X+Bn=0
然后得出An/Bn=-1/X
即可得出图中最后一句结论为等号成立的条件
本题还可用另一种更容易理解的方法解答〔n维向量法〕

我也是数学奥赛爱好者啊!能交个朋友不?希望以后能够多多探讨问题!
我的QQ:531159472
第4个回答  2020-05-26

柯西不等式怎么证明
证明柯西不等式如下:1、Cauchy不等式的形式化写法就是:记两列数分别是ai,bi,则有(∑ai^2) *(∑bi^2)≥(∑ai*bi)^2。令 f(x)=∑(ai+x*bi)^2=(∑bi^2)*x^2+2*(∑ai*bi)*x+(∑ai^2)。则恒有f(x)≥0。2、用二次函数无实根或只有一个实根的条件,就有Δ...

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柯西不等式证明!
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柯西不等式的证明方法?
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如何证明柯西不等式成立?
1.柯西不等式的特点:左边是平方和的积,简记为方和积,右边是乘积和的平方。2.柯西不等式的直接应用。例:已知x,y满足x+3y=4,求4x2+y2的最小值。分析:方法一,大家看到该题后的直接想法可能是换元,把关于x,y的双元变量变换为关于x或y的一元变量问题,再借助于二次函数的思想可以解决。方法...

柯西不等式怎么证?
证明: [√(a^2+b^2)+√(c^2+d^2)]^2 =a^2+b^2+c^2+d^2+2*√(a^2+b^2)*√(c^2+d^2)≥a^2+b^2+c^2+d^2-2(a*c+b*d)=(a-c)^2+(b-d)^2 两边开根号即得√(a^2+b^2)+√(c^2+d^2)≥√[(a-c)^2+(b-d)^2]...

求“柯西不等式”公式,知道的告诉一下…谢谢…
柯西不等式:二维形式:(a^2+b^2)(c^2 + d^2)≥(ac+bd)^2 等号成立条件:ad=bc 三角形式:√(a^2+b^2)+√(c^2+d^2)≥√[(a-c)^2+(b-d)^2]等号成立条件:ad=bc 注:“√”表示平方根,向量形式:|α||β|≥|α·β|,α=(a1,a2,…,an),β=(b1,b2,…,bn)...

柯西不等式证明
Cauchy不等式的形式化写法就是:记两列数分别是ai, bi,则有 (∑ai^2) * (∑bi^2) ≥ (∑ai *bi)^2.令 f(x) = ∑(ai + x * bi)^2 = (∑bi^2) * x^2 + 2 * (∑ai * bi) * x + (∑ai^2)则恒有 f(x) ≥ 0.用二次函数无实根或只有一个实根的条件,就有 Δ...

用柯西不等式证明简单结论
由柯西不等式:(a+b)(1+1)>=(根号a+根号b)^2 (展开)=a+b+2根号ab 即 2(a+b)>=a+b+2根号ab,所以 a+b>=2根号ab.

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