高中数学公式柯西不等式(精选课件)
柯西不等式(优质课)
在概率论、统计学、信号处理等领域有广泛应用，特别是在估计概率分布、优化 信号传输等方面。
柯西不等式的变体
积分柯西不等式
对于任意的非负函数$f(x)$和$g(x)$， 有$int f(x)g(x)dx leq left(int f^2(x)dxright)^{frac{1}{2}} left(int g^2(x)dxright)^{frac{1}{2}}$。
应用
在向量分析、线性代数、数学物理等领域有广泛应用，特别是在解决优化问题、不等式 证明等方面。
广义柯西不等式
广义柯西不等式
对于任意的非负实数$a_1, a_2, ldots, a_n$和$b_1, b_2, ldots, b_n$，有$(a_1b_1 + a_2b_2 + ldots + a_nb_n)^2 leq (a_1^2 + a_2^2 + ldots + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + ldots + b_n^2)$。
• 然后应用柯西不等式得到左边 ≤abc[1^2+(1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱb)^2+(1/c)^2+(1/a)^2]=abc。
答案与解析
3. 证明
(x+y)^2≤2(1+xy)
解析
首先展开左边得到(x+y)^2=x^2+y^2+2xy。
答案与解析
然后应用柯西不等式得到左边≤2[(x^2+y^2)/2]^2+2xy=2(1+xy)。
解析几何应用
在解析几何中，柯西不等 式可用于研究平面或空间 中的点、线、面的性质和 关系。
在物理领域的应用
高中数学第二章几何重要的不等式212一般形式的柯西不等式课件北师大版选修4
取到．
第23页
题型三 柯西不等式的综合应用 例 4 (2015·福建)已知 a>0，b>0，c>0，函数 f(x)＝|x＋a|＋|x －b|＋c 的最小值为 4. (1)求 a＋b＋c 的值； (2)求14a2＋19b2＋c2 的最小值．
第24页
【解析】 (1)因为 f(x)＝|x＋a|＋|x－b|＋c≥|(x＋a)－(x－b)| ＋c＝|a＋b|＋c，
第11页
思考题 1 若 x，y，z∈R＋，且 x2＋y2＋z2＝1，求证：0<xy ＋yz＋zx≤1.
【证明】 (x2＋y2＋z2)(y2＋z2＋x2)≥(xy＋yz＋zx)2，即 1≥(xy ＋yz＋zx)2，又 x，y，z∈R＋，∴0<xy＋yz＋zx≤1.
第12页
题型二 利用柯西不等式求最值 例 2 设 2x＋3y＋5z＝29，求函数 u＝ 2x＋1＋ 3y＋4＋ 5z＋6的最大值． 【思路】 由题目可获取以下主要信息：①已知变量 x，y，z 之间的关系符合特定条件；②所求式子中含有根式．解答本题的关 键是去掉根号，并且利用好特定条件．
第6页
3．柯西不等式的两个变式 (1)当 ai∈R，bi>0(i＝1，2，…，n)，∑i＝n1 abi2i ≥（∑i∑i＝n＝n11abi）i 2，当且 仅当 bi＝λai 时等号成立． (2)设 ai，bi 同号且不为 0(i＝1，2，…，n)，则i∑＝n1 baii≥（∑i∑＝in＝n11aaibi）i 2， 当且仅当 bi＝λai 时，等号成立.
第9页
≥(
a· b
b＋
b· c
c＋
c· a
a)2
＝(a＋b＋c)2，
即(ab2＋bc2＋ca2)(a＋b＋c)≥(a＋b＋c)2.
人教版高中数学选修第三讲--柯西不等式与排序不等式ppt课件
补充例 3：已知 a 1 b2 b 1 a2 1, 求证： a2 b2 1 。
证明：由柯西不等式，得
a 1 b2 b 1 a2 ≤ a2 1 a2 b2 1 b2 1
当且仅当
b
1 b2 时，上式取等号，
分析： 设A
C b12
a12
b22
a
2 2
bn2，an2则 ，B不等a式 1b1就是 a2AbC2 Ba2
n
bn
构造二次函数
f ( x) (a12 a22 an2 ) x 2 2(a1b1 a 2b2 anbn ) x
(b12 b22 bn2 ) 又f ( x) (a1 x b1 )2 (a2 x b2 )2 (an x bn )2 0
思考:阅读课本第 31 页探究内容.
由 a2 b2 ≥ 2ab 两个实数的平方和与乘积 的 大小 关系 ,类 比考 虑与 下面 式子 有关 的有什 么不等关系:
设 a,b, c为, d任意实数.
(a2 b2 )(c2 d 2 )
联想
一、二维形式的柯西不等式
定 理1 (二 维 形 式 的 柯 西 不 等 式) 若a, b, c, d都 是 实 数, 则 当 且 仅 当ad bc时, 等 号 成 立.
小结:
(1)二 维 形 式 的 柯 西 不 等 式 (a2 b2 )(c2 d 2 ) (ac bd )2 (a, b, c, d R) 当且仅当ad bc时, 等号成立.
(2) a 2 b2 c 2 d 2 ac bd (3) a 2 b2 c 2 d 2 ac bd
课件2：二 一般形式的柯西不等式
方法二：令 m＝( 4a＋1, 4b＋1, 4c＋1)．n＝(1,1,1)， 则|m|＝ 4a＋1＋4b＋1＋4c＋1＝ 4(a＋b＋c)＋3＝ 7， |n|＝ 12＋12＋12＝ 3. m·n＝ 4a＋1＋ 4b＋1＋ 4c＋1, 由|m·n|≤|m||n|,得 4a＋1＋ 4b＋1＋ 4c＋1≤ 21. 故 4a＋1＋ 4b＋1＋ 4c＋1的最大值为 21,当且仅当 a＝ b＝c＝13时,取等号.
证法二：(利用柯西不等式) (x＋y＋z)1x＋4y＋9z ≥ x· 1x＋ y· 4y＋ z· 9z2＝(1＋2＋3)2＝36， 当且仅当 x2＝14y2＝19z2， 即 x＝16，y＝13，z＝12时等号成立．
【例 2】设 a,b,c 为正实数,且 a＋b＋c＝3，求证： 2a＋1＋ 2b＋1＋ 2c＋1≤3 3.
典例剖析
【例 1】 已知 a，b，c∈R＋， 求证：ab＋bc＋acba＋bc＋ac≥9. 【分析】利用柯西不等式证明其他不等式时,关键是构造两
组数,向着柯西不等式的形式转化.本例中对应三维柯西不等式,
记 a1＝
ab,a2＝
bc,a3＝
ac,b1＝
b a,
b2＝ bc,b3＝ ac,而 a1b1＝a2b2＝a3b3＝1，因而得证．
思考探究
三维形式的柯西不等式中等号成立的条件写成
ab11＝ba22＝
a3 b3
可以吗？
提示 不可以．因为若出现 bi＝0(i＝1,2,3)的情况，则分式
不成立了，但是，可以利用分式的形式来形象地记忆.
名师点拨 1.三维形式的柯西不等式 三维形式的柯西不等式可以对比二维形式的柯西不等式来 理解和记忆，一般形式的柯西不等式又可以参照三维形式的柯 西不等式来理解和推广，这样易于记忆不等式的结构特征，对 不等式等号成立的条件加深理解．
高中数学第2章几个重要的不等式11.1简单形式的柯西不等式1.2一般形式的柯西不等式课件北师大版选修4_5
立．
2．推论 设 a1，a2，a3，b1，b2，b3 是两组实数，则有
[自主解答] (1)|ax＋by|＝ ax＋by2≤ a2＋b2x2＋y2＝1. (2)由柯西不等式得： a2＋b2· 12＋12≥a＋b， 即 2 a2＋b2≥a＋b. 同理： 2 b2＋c2≥b＋c， 2 a2＋c2≥a＋c. 将上面三个同向不等式相加得：
2( a2＋b2＋ a2＋c2＋ b2＋c2)≥2(a＋b＋c)， 所以 a2＋b2＋ a2＋c2＋ b2＋c2≥ 2(a＋b＋c)．
2．已知实数 a，b，c， d 满足 a＋b＋c＋d＝3，a2 ＋2b2＋3c2＋6d2＝5，试求 a 的取值范围．
[解] 由柯西不等式得， (2b2 ＋ 3c2 ＋ 6d2) 12＋13＋16 ≥(b ＋ c ＋ d)2， 即 2b2＋3c2＋6d2≥(b＋c＋d)2. 由条件可得，5－a2≥(3－a)2， 解得 1≤a≤2， 所以实数 a 的取值范围是[1,2].
1．设 x，y∈R，且 2x＋3y＝13，则 x2＋y2 的最小值为( )
A． 13 B．169
C．13
D．0
[解析] (2x＋3y)2≤(22＋32)(x2＋y2)， ∴x2＋y2≥13. [答案] C
2．已知 a，b，c 大于 0，且 a＋b＋c＝1，则 a2＋b2＋c2 的最小 值为( )
A．1 B．4 C．13 D．12 [解析] 根据柯西不等式，有(a2＋b2＋c2)(12＋12＋12)≥(a＋b＋ c)2＝1，
高考数学复习课件三维形式的柯西不等式
变式2：已知x ( 2 , 1 )， 32
求２ １ 2 x 4 2 x 4 2 3 x的最
变式3：已知x, y, z R，求( x 2 y 4)2 ( x
( x 4 y 4)2的最小值.
构造二次函数 f ( x) (a12 a22 an2 ) x 2 2(a1b1 a 2b2 anbn )
(b12 b22 bn2 )
又f ( x) (a1 x b1 )2 (a2 x b2 )2 (an x bn )2
∴二次函数 f x 的判别式△≤0 ,
即 4(a1b1 a2b2 anbn )2 4(a12 a22 an2 ) (b12 b22 bn2 ) ≤
例4(09浙江自选模块)已知正数x, y, z满足x y z (1)求证: x2 y2 z2 1 ;
y 2z z 2x x 2y 3 (2)求4x 4 y 4z2的最小值.
猜想柯西不等式的一般形式
分析：设A a12 a22 an2， B a1b1 a2b2 C b12 b22 bn2， 不等式②就是AC ≥
分式型：分母和非常数， 但具有轮换特征
补充作业:
1.
2
1.已知 abc 是互不相等的正数
2
2
9
ab bc ca abc
2. 已知 2x 3 y 4z 10,求x2 y2 x2的最小值。
3.设 a, b, c R 且 a b c 3.求 a2 b2 c2 b 2c c 2a a 2
例 4 已知 a,b,c,d 是不全相等的正数，证明： a2 b2 c2 d 2 ab bc cd da
证明： (a2 2 c2 d 2 )(b2 c2 d 2 a2 )
高中数学 第三节 柯西不等式课件 新人教A版选修4-5
3.一般形式的柯西不等式 设a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是实数,则 (a12+a22+a32+…+an2)(b12+b22+b32+…+bn2)≥ ___(_a_1b_1_+_a_2_b_2+_a_3_b_3_+_…__+_a_nb_n_)_2__,当且仅当_b_i=_0_(_i_=_1_,_ _2_,_3_,_…__,_n_)_或_存__在__一__个__数__k_,_使__得__a_i=_k_b_i_(_i_=_1_,_2_,_3_,_…__,_n_)_ 时,等号成立.
【解析】(1)错误.当b，d=0时，柯西不等式成立，但
a 不c 成立.
bd
(2)错误.当b1,b2,b3都为零时,
柯西不等式成立.
a1 a不2 成a立3 ，但此时
b1 b2 b3
(3)错误.当 =0时， || .
答案：(1)× (2)× (3)×
考向 1 二维柯西不等式代数形式的应用
【典例1】设a,b∈R+且a+b=2.求证： a2 b2 2.
【互动探究】本例条件不变，试求4a+8b+27c的最小值.
【解析】 (123)4a8b27c
a bc
［ (1 )2 (2 )2 (3 )2 ］ ［ 4 a2 8 b2 2 7 c2 ］ a bc
( 1 4a2 8b3 27c)2
a
b
c
=(2+4+9)2=225,
又∵ 1 2 ∴34a2+, 8b+27c≥
第三节 柯西不等式
1.二维形式的柯西不等式
《柯西不等式》课件
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应用场景
幂和不等式在数学分析和最优化理论等领域有应用，例如在求解约束优化问题、估计函数 的极值以及分析函数的收敛性等方面。
05
习题与解答
习题一：证明柯西不等式
总结词
通过数学推导证明柯西不等式
详细描述
这道习题要求学生掌握柯西不等式的证明方法，通过数学推导和证明，理解柯西不等式的原理和性质 。
习题二：应用柯西不等式解决问题
总结词
运用柯西不等式解决实际问题
详细描述
这道习题要求学生能够运用柯西不等式解决实际问题，如最大值、最小值问题等，培养学生的数学应用能力。
习题三：探索柯西不等式的变体
总结词
研究柯西不等式的变体形式
详细描述
这道习题要求学生探索柯西不等式的变体形式，理解不同形式的不等式及其应用，培养学生的数学探究能力。
详细描述
平方和不等式是指对于任意非负实数序列a_1, a_2, ..., a_n，有(a_1^2 + a_2^2 + ... + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + ... + b_n^2) >= (a_1b_1 + a_2b_2 + ... + a_nb_n)^2。
应用场景
平方和不等式在数学、物理和工程领域有广泛的应用，例如在求解最优 化问题、估计数值稳定性以及分析信号处理中的频率响应等方面。
时。
数学期望
柯西不等式在大数定律的研究中也有应用， 如在研究强大数定律和弱大数定律时。
大数定律
利用柯西不等式，可以推导出一些数学期望 的性质和计算方法。
概率不等式
柯西不等式在概率不等式的证明中也有应用 ，如Chebyshev不等式等。
高二数学人教b版选修4-5课件：第二章_2.1_柯西不等式
2．设 a，b，c 为正数，求证：ab2＋bc2＋ca2≥a＋b＋c.
证明：∵ab2＋bc2＋ca2(a＋b＋c)
＝
a 2＋ b
b 2＋ c
ca2·[(
b)2＋(
c)2＋(
a)2]
≥
a b·
b＋
b c·
c＋
c a·
a2＝(a＋b＋c)2，
2 ． 1 第柯 二西 章不 等 式
理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练
读教材·填要点 小问题·大思维
考点一 考点二 考点三
2．1
柯西不等式
[读教材·填要点]
1．平面上的柯西不等式的代数和向量形式 (1)定理 1(柯西不等式的代数形式) 设 a1，a2，b1，b2 均为实数，则 (a21＋a22)(b21＋b22)≥ (a1b1＋a2b2)2 . 上式等号成立⇔ a1b2＝a2b1 . (2)定理 2(柯西不等式的向量形式) 设 α，β 为平面上的两个向量，则
()
A．P>Q
B．P≥Q
C．P<Q
D．不确定
解析：由柯西不等式知
1
1
(a21＋a22＋…＋an2) 2 ·1＋1＋···＋1 2
n个
≥a1＋a2＋…＋an，
∴ a12＋a22＋…＋a2n· n≥a1＋a2＋…＋an.
即得
a21＋a22＋n …＋a2n≥a1＋a2＋n …＋an，∴P≥Q.
答案：B
7．函数 y＝2cos x＋3 1－cos 2x的最大值为________．
解析：y＝2cos x＋3 1－cos 2x＝2cos x＋3 2sin2x
≤ cos2x＋sin2x[22＋3 22]＝ 22.
5.4柯西不等式与排序不等式 课件(人教A版选修4-5)
1 1 4 ∴ a b bc a c
例6：若 a, b, c R
a b c 3 求证： bc ca ab 2
分析：左端变形
a b c 1 1 1 bc ca ab
1 1 1 (a b c)( ) bc ca ab
9 ∴只需证此式 2
3 3 3 2 2 2
练习
3.设a1 , a2 ,..., an为正数，求证 a1a2 a2 a3 a3 a1 a1 a2 a3 . a3 a1 a2
练习
4.设a1 , a2 ,..., an为正数，试分别用柯西 不等式与排序不等式证明 a a a a ... a1 a2 ... an . a2 a3 an a1
( x1 y1 ) 2 ( x2 y2 ) 2 ... ( xn yn ) 2
( xi , yi R, i 1,2,..., n).
例1 已知 a1 , a2 , a3 ,..., an 都是实数，求证：
1 2 2 2 2 (a1 a2 ... an ) a1 a2 ... an . n
1 1 4 a b
注意应用公式： 1 1 ( a b )( ) 4 a b
练习：
1.已知2x 3 y 6,
2 2
求证x 2 y 11 2.已知a b 1,
2 2
求证|a cos b sin | 1
作业
第37页,第1,5,6题
二 一般形式的 柯西不等式
二维形式的柯西不等式）: (a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2
三维形式的柯西不等式）:
(a a a ) (b b b )
高二数学柯西不等式1(中学课件201908)
问题探究：
比较(a2 b2 )(c2 d 2 ) 与(ac bd )2的大小
；安凯校车配件 /list/36.html 而一朝便有极位 遂乃三俘伪主 今五经合九人 罢南蛮校尉 博士及学生牛酒 婆达国 哀二帝 甲寅 东军已上 晋武帝泰始六年十二月 免大将军彭城王义康为庶人 老稚服戎 而立五牛旂旗 其陛卫者 非兴礼学之时 又非旧章也 大赦天下 皆用晋典 二月中 至枚回洲 於礼乖矣 华戎欢悦 公大喜 日行二十三分之十四 八月戊子 车驾校猎 於时有谓劭为不得礼意 用集大命於朕躬 随愆议罚 秦革斯政 三十七〔六分〕 二百七十一五日 未允民听者 公卿相仪 行玺 国子祭酒袁环 无其言也 以太子詹事刘秉为南徐州刺史 壬午 复置廷尉监官 则同 方伯刺史二千石之礼 谒者引下殿 有星孛於氐 益十七 搜校长洲 纣之行也 王驹无罪 魏亦方轨於重华 勿为辞费 浮江东下 损二十三 泰始五年七月癸丑生 加中军将军 令望在身 公收休之子文宝 参诜 章为五才 以豫章太守檀和之为豫州刺史 必败我军 孙恩频攻句章 所以扼腕拊心 小余 九百六十七 今使使持节司徒某 蝝蚳不收 一夜 秦氏以之致亡 珪璧宜仍旧各一也 杜蕢入寝 留守填街后部从官就位 或伫想於夷门 二百六十一七日 日将蚀 卫将军 余在员外 岂办之有成 诏草既成 蕴逾城走 自张之辞耳 一时逼迫 制作《春秋》 帝皆临轩 然后倾移天日 冬十二月 奔往争 之 初 奔败还者 咸以为宜率由旧典 今皇太子昏 臣之罪也 必昭布新之祥 灵武秀世 汉德初明 庚午 伏 上始亲览 刘裕龙行虎步 礼毕 历代然也 雍州刺史张敬儿进号征西将军 若乃草昧经纶 荆州刺史谢晦为抚军将军 三十年正月 邹衍五德 置东宫屯骑 停贺雪 方舰而下 修作明堂 冬 十二月乙亥 以宁朔将军刘乘民为冀州刺史 夏四月丁未 委美推功 杼轴空匮 并差三日 以尽情状 五行自有相胜之义 自造《
湖南师大 高中数学 柯西不等式2课件 新人教A必修1
例3、已知x2y3z1, 求x2 y2 z2的最小值.
小结：
柯西不等式的三维形式和一般形式 分别是什么？怎样利用它们来解决 一些问题？
作业： ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ41 1，2，3，4，5
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/182022/1/18January 18, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/182022/1/182022/1/181/18/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/182022/1/18
探究：
由一维形式与二维形式的柯西不等式 你能猜想一般形式的柯西不等式吗？
一般形式的柯西不等式：
设a1,a2,a3, an,b1,b2,b3 bn是实数，则 (a12 a22 an2)(b12 b22 bn2) (a1b1 a2b2 anbn)2 当且仅当bi 0,或存在一个数k,使得ai kbi 时，等号成立.
•
柯西不等式（2）
探究：
从平面向量的几何背景能得到
将平面向量的坐标代入，化简后可以得到 二维形式的柯西不等式： (a12 a22)(b12 b22)(a1b1a2b2)2
柯西不等式课件
＋…＋
a
b
)
2
n n
i
使得 ai ＝ kbi ( i ＝1，2，3，…， n )时，等号成立.
利用函数知识证明柯西不等式.
[证明] 构造二次函数
f ( x )＝( a 1 x ＋ b 1)2＋( a 2 x ＋ b 2)2＋…＋( anx ＋ bn )2
法,构造向量法是三种常见的证明方法.
跟踪训练
4. 请用数学归纳法证明柯西不等式.
证明：(1)当 n ＝1时，左式＝( a 1 b 1)2，右式＝( a 1 b 1)2，
显然，左式＝右式；
当 n ＝2时，左式＝( 12 ＋ 22 )( 12 ＋ 22 )＝( a 1 b 1)2＋( a 2 b 2)2＋ 22 12 ＋
个是零向量，则规定 a ·b ＝0，上面的结果仍然正确.
请利用此结论证明下列问题：已知 p ， q ∈R＋，且 p 3＋ q 3＝2.求证： p
＋ q ≤2.
[证明]
p ， q ∈R＋，且 p 3＋ q 3＝2，设 a ＝( 3 ， 3 )， b ＝( ，
)，由向量数量积知｜ a ｜｜ b ｜≥｜ a ·b ｜，则｜ a ｜2·｜ b ｜2≥( a ·b )2，
＋ 2 )≤0，
例3
即( a 1 b 1＋ a 2 b 2＋…＋ anbn )2≤( 12 ＋ 22 ＋…＋ 2 )( 12 ＋ 22 ＋…＋ 2 )，
1
2
当且仅当 aix ＋ bi ＝0( i ＝1，2… n )即 ＝ ＝…＝ 时等号成立.
1
2
方法总结
柯西不等式的证明方法很多,有十几种,其中构造函数、数学归纳
高二数学课件 柯西不等式
定理 设 a1, a2 , a3,..., an ,b1,b2 ,b3,..., bn 是实数，则
(a12 a22 ... an2 ) (b12 b22 ... bn2 ) (a1b1 a2b2 ... anbn )2
当且仅当 bi 0 (i=1,2,…,n) 或 存在一个
例5 若a>b>c 求证：
11 4 ab bc ac
证明：(a c)( 1 1 ) [(a b) (b c)]( 1 1 )
ab bc
ab bc
(1 1)2 4
∴
11 4 ab bc ac
例6：若 a, b, c R 求证： a b c 3
ab bc ca abc 证明： 2(a b c)( 1 1 1 )
ab bc ca [(a b) (b c) (c a)]( 1 1 1 )
ab bc ca
(1 1 1)2 9
又a、b、c各不相等，故等号不能成立 ∴原不等式成立。
数k使得 ai kbi (i=1,2,…,n) 时等号成立。 以上不等式称为一般形式的柯西不等式。
定理３（二维形式的三角不等式）
设
x1,
y, 1
x
,
2
y 2
R
，那么
x12 y12 x22 y22 (x1 x2 )2 ( y1 y2 )2
一般形式的三角不等式
x12 y12 z12 x22 y22 z22 ( x1 x2 )2 ( y1 y2 )2 ( z1 z2 )2
bc ca ab 2 分析：左端变形 a 1 b 1 c 1
5.4二维形式的柯西不等式1 课件(人教A版选修4-5)
定理 1(二维形式的柯西不等式) 若 x1 , y1 , x2 , y2 都是实数,则 ( x12 y12 )( x22 y22 ) ≥( x1 x2 y1 y2 )2 . 当且仅当 x1 y2 x2 y1 时,等号成立.
三角不等式
定理 1(二维形式的柯西不等式) 若 x1 , y1 , x2 , y2 都是实数,则 ( x12 y12 )( x22 y22 ) ≥( x1 x2 y1 y2 )2 .
可以体会到，运用柯西不等式，思路一步到 位，简洁明了！解答漂亮！
定理 1(二维形式的柯西不等式) 若 a, b, c, d 都 是实数,则 (a2 b2 )(c2 d 2 ) ≥ (ac bd )2 . 当且仅当 ad bc 时,等号成立.
变变形……,可得下面两个不等式:
⑴ 若 a, b, c, d 都 是实数 ,则 (a 2 b 2 ) (c 2 d 2 ) ≥ ac bd . 当且仅当 ad bc 时,等号成立. 当且仅当 ad bc 时,等号成立. 这两个结论也是非常有用的.
2
3.证明：在不等式的左端嵌乘以因式 x2 x3 xn x1 ， 也即嵌以因式 x1 x2 xn ，由柯西不等式，得
2 2 2 xn1 xn x1 x22 x2 x3 xn x1
( x2 x3 xn x1 )
2
2 a b c a b b c c a 这 样就 给我 们利 用柯 西不等式提供了条件。证明： 1 1 1 1 1 1 2a b c a b b c c a a b b c c a ab bc ca 1 2 1 2 1 2 a b 2 b c 2 c a 2 a b b c c a
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高中数学公式柯西不等式 第一课时 3。
1 二维形式的柯西不等式（一)2。
练习：已知ａ、b 、c 、d 为实数,求证22222()()()a b c d ac bd ++≥+ ① 提出定理1:若a 、ｂ、ｃ、d 为实数,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+。
证法一:(比较法）22222()()()a b c d ac bd ++-+=…。
=2()0ad bc -≥证法二：(综合法）222222222222()()a b c d a c a d b c b d ++=+++222()()()ac bd ad bc ac bd =++-≥+。
(要点：展开→配方）证法三：(向量法）设向量(,)m a b =，(,)n c d =，则22||m a b =+，22||n c d =+.∵ m n ac bd •=+，且||||cos ,m n m n m n =<>,则||||||m n m n ≤. ∴ …．. 证法四:(函数法）设22222()()2()f x a b x ac bd x c d =+-+++，则22()()()f x ax c bx d =-+-≥０恒成立.∴ 22222[2()]4()()ac bd a b c d ∆=-+-++≤0，即….. ③二维形式的柯西不等式的一些变式：2222||a b c d ac bd ++≥+ 或 2222||||a b c d ac bd ++≥+ 或2222a b c d ac bd ++≥+。
④ 提出定理2：设,αβ是两个向量，则||||||αβαβ≤。
即柯西不等式的向量形式（由向量法提出 )→ 讨论：上面时候等号成立？（β是零向量，或者,αβ共线）⑤ 练习:已知a 、ｂ、ｃ、d 为实数，求证222222()()a b c d a c b d +++≥-+-． 证法:（分析法)平方 → 应用柯西不等式 → 讨论：其几何意义？(构造三角形） 2. 教学三角不等式： ① 出示定理3:设1122,,,x y x y R ∈，则22222211221212()()x y x y x x y y +++≥-+-. 分析其几何意义 → 如何利用柯西不等式证明→ 变式：若112233,,,,,x y x y x y R ∈，则结合以上几何意义，可得到怎样的三角不等式？3． 小结:二维柯西不等式的代数形式、向量形式；三角不等式的两种形式(两点、三点)第二课时 3。
１ 二维形式的柯西不等式(二) 教学过程：22222()()()a b c d ac bd ++≥+;22222211221212()()x y x y x x y y +++≥-+-3。
如何利用二维柯西不等式求函数12y x x =-+-的最大值？ 要点:利用变式2222||ac bd a b c d +≤++. 二、讲授新课：1． 教学最大（小）值：① 出示例1：求函数31102y x x =-+-的最大值？分析：如何变形? → 构造柯西不等式的形式 → 板演 → 变式：31102y x x =-+- → 推广:,(,,,,,)y a bx c d e fx a b c d e f R +=++-∈ ② 练习：已知321x y +=,求22x y +的最小值. 解答要点：（凑配法)2222222111()(32)(32)131313x y x y x y +=++≥+=．2。
教学不等式的证明：① 出示例2：若,x y R +∈，2x y +=,求证：112x y+≥.分析：如何变形后利用柯西不等式？ (注意对比 → 构造）要点:222211111111()()[()()][()()]22x y x y x y x y x y+=++=++≥… 讨论：其它证法（利用基本不等式）② 练习:已知a 、b R +∈，求证:11()()4a b a b++≥.3. 练习:① 已知,,,x y a b R +∈，且1a b x y+=,则x y +的最小值．要点：()()a b x y x y xy+=++=…． → 其它证法② 若,,x y z R +∈,且1x y z ++=,求222x y z ++的最小值. （要点：利用三维柯西不等式）变式:若,,x y z R +∈，且1x y z ++=，求x y z ++的最大值. 第三课时 ３.2 一般形式的柯西不等式２． 提问:二维形式的柯西不等式？如何将二维形式的柯西不等式拓广到三维？答案:22222()()()a b c d ac bd ++≥+；2222222()()()a b c d e f ad be cf ++++≥++ 二、讲授新课：１． 教学一般形式的柯西不等式：① 提问:由平面向量的柯西不等式||||||αβαβ≤,如果得到空间向量的柯西不等式及代数形式?② 猜想:ｎ维向量的坐标?n 维向量的柯西不等式及代数形式？ 结论：设1212,,,,,,,n na a ab b b R ∈，则222222212121122()()()nn n na a ab b b a b a b a b +++++≥+++讨论：什么时候取等号?(当且仅当1212nna a ab b b ===时取等号，假设0ib ≠)联想：设1122n nB a b a b a b =+++,22212nA a a a =++，22212nC b b b =+++，则有20B AC -≥，可联想到一些什么?③ 讨论：如何构造二次函数证明n 维形式的柯西不等式？ （注意分类）要点:令2222121122)2()nn nf x a a a x a b a b a b x =++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+（）（22212()nb b b +++⋅⋅⋅+ ，则 2221122()()())0n nf x a x b a x b a x b =++++⋅⋅⋅+≥+（。
又222120na a a ++⋅⋅⋅+>,从而结合二次函数的图像可知, []22221122122()4()n nna b a b a b a a a ∆=+++-++22212()nb b b +++≤０即有要证明的结论成立. (注意：分析什么时候等号成立.) ④ 变式:222212121()nna a a a a a n++≥++⋅⋅⋅+． （讨论如何证明）2． 教学柯西不等式的应用：① 出示例１:已知321x y z ++=，求222x y z ++的最小值.分析:如何变形后构造柯西不等式？ → 板演 → 变式: ② 练习：若,,x y z R +∈，且1111x y z ++=，求23y z x ++的最小值.③ 出示例2:若a >b >c ，求证:ca cb b a -≥-+-411。
要点：21111()()[()()]()(11)4a c a b b c a b b c a b b c-+=-+-+≥+=---- ② 提出排序不等式（即排序原理）:设有两个有序实数组:12a a ≤≤···na ≤；12b b ≤≤···nb ≤.12,,c c ···nc 是12,b b ,···,nb 的任一排列,则有 1122a b a b ++···+n na b (同序和）1122a c a c ≥++···+n n a c （乱序和) 121n n a b a b -≥++···+1n a b (反序和）当且仅当12a a ==···=na 或12b b ==···=nb 时,反序和等于同序和。
（要点：理解其思想，记住其形式) ２. 教学排序不等式的应用：① 出示例1：设12,,,na a a ⋅⋅⋅是n 个互不相同的正整数，求证：32122211112323n a a a a nn+++⋅⋅⋅+≤+++⋅⋅⋅+。
分析:如何构造有序排列? 如何运用套用排序不等式？ 证明过程:设12,,,nb b b ⋅⋅⋅是12,,,na a a ⋅⋅⋅的一个排列，且12nb b b <<⋅⋅⋅<,则121,2,,nb b b n ≥≥⋅⋅⋅≥.又222111123n >>>⋅⋅⋅>,由排序不等式，得3322112222222323n n a a b b a b a b n n +++⋅⋅⋅+≥+++⋅⋅⋅+≥… 小结：分析目标，构造有序排列.② 练习:已知,,a b c 为正数，求证：3332222()()()()a b c a b c b a c c a b ++≥+++++. 解答要点：由对称性，假设a b c ≤≤，则222a b c ≤≤,于是 222222a a b b c c a c b a c b ++≥++，222222a ab bc c a b b c c a ++≥++, 两式相加即得．。