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柯西不等式和排序不等式在数学竞赛中的应用(3)

时间:2021-12-20 19:48来源:毕业论文
证明柯西不等式的方法有很多,在这里我就选择其中的两种方法,这两种证法都有一定的技巧与代表性。 证明1(数学归纳法证明) (ⅰ)当 时,有不等

证明柯西不等式的方法有很多,在这里我就选择其中的两种方法,这两种证法都有一定的技巧与代表性。

证明1(数学归纳法证明) 

(ⅰ)当 时,有不等式成立;     当 时,

因为所以有当且仅当即 时等号成立。

(ⅱ)假设当 时不等式成立,即有

当且仅当 时等号成立。那么当 时,

当且仅当即 时等号成立。

于是 时,上述不等式也成立。

综上所述:由(ⅰ)(ⅱ)可得,对于任意的自然数柯西不等式成立。

证明2(构造二次函数证明)当 或 时,不等式显然成立;文献综述

令当…, 中至少有一个不为零时,可以知道下面构造二次函数

展开可以得到:所以 的判别式为

移项,可得:故得证。

2。3 柯西不等式在数学竞赛中的应用

在数学竞赛中,柯西不等式应用地非常广泛。下面我将以一部分数学竞赛中的试题为例,分析讨论研究柯西不等式在求值、解方程或方程组、证明不等式、解三角问题以及求变量的取值范围等方面的应用。

2。3。1 求值

例1(2006年全国高中数学联赛浙江省预赛试题) 设 是非零实数,若则 _______。

解:根据柯西不等式,可得:

即当且仅当 时,上式等号成立,即有又有

可解得:所以有 。

例2(2014年全国高中数学联赛陕西预赛试题)若实数 满足求 的值。

解法1:由题意可得:由均值不等式,可得: 所以有来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

  即  所以可得即 。 从而可以联立方程组 解得:

 所以可得:解法2:由题意可得:变形,可得:  所以可得: 即     所以可得:解法3:由柯西不等式,可得:    由题意可知,上式左边=36=右边=36,所以上式只能取等号,而柯西不等式等号成立的条件为

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