因此本文通过查阅相关文献,旨在讲述柯西、均值以及Young不等式这几种特殊不等式的形式、证明方法以及推广应用。
2 Cauchy不等式的证明与推广
2。1 Cauchy不等式的形式
柯西不等式是著名数学家柯西(Cauchy)研究数学分析中得到[1]。它在不等式学习中非常重要,是数学研究内容之一[2]。柯西不等式有多种形式,以下进行简要介绍。
1)。 柯西不等式二维形式
二维柯西不等式是我们最熟悉也是运用最广泛的一种形式。它的数学表达式和变形式分别如式2。1和式2。2所示。
, (2。1)
。 (2。2)
上述两式中,当且仅当 (即 )时,等号才能成立。另外,若当 且 时,则柯西不等式可以退化为如式2。3所示的均值不等式。
。 (2。3)
2)。柯西不等式的一般形式及推广式
柯西不等式的一般形式如式2。4所示。
。 (2。4)
上式中,等号成立的条件为 ,或者 、 中有一个为 。
积分形式为
。
概率论形式为
。
由于篇幅限制,还有一些其他的推广式就不一一列举了。
柯西不等式最先也只是一种假设猜想,通过柯西的严谨数学方法得以证明后,随后被推广应用到了微积分高等数学领域,获得了高度的认可。我在参考旧文献资料得到柯西不等式的证明方法、过程以及相关的推广应用。文献综述
2。2 Cauchy不等式的证明
2。2。1 二维形式和三角形式的证明
这两种形式的证明相对来说,十分简单。只需将式2。1中不等号左边的式子进行展开,然后变形为 的形式,从而很容易得出结论,不等式得证。
而三角形形式的证明相对来说要复杂一点,做推导如下:
,
则有
。
2。2。2 向量和积分形式的证明
1)向量形式的证明
。
2)积分形式的证明
积分形式的证明需要构造一个二次函数,再利用微分来考察函数的单调性,从而使得命题得证。具体步骤如下。
构造一个二次函数为
。
所以该二次函数与 轴没有交点, ,即
,
因此不等式得证。
2。2。3 一般形式的证明
证 方法一:判别式法
一般形式的证明则需要构造一般形式的矩阵向量来分析。其过程如下
假设 ,则 。其中 因此方法二:数学归纳法
(I) 时, ,不等式成立。
(II)如果 时,不等式成立,则
令综上所述,对于任意的正整数 , 、 为常数时,均有式2。4成立。
2。3 Cauchy不等式的推广
柯西不等式是一个重要的不等式,灵活应用可以很轻松处理复杂问题,如不等式和恒等式的证明,求极值等。因此,它的推广和应用十分广泛,且意义重大。
2。3。1 Cauchy不等式的推广来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
柯西不等式的一般形式推广
(2。5)
此推广形式又称为卡尔松不等式,其表述是:在 矩阵中,各列元素之和的几何平均不小于各行元素的几何平均之和。二维形式是卡尔松不等式 时的特殊情况。