柯西不等式是怎么推出来的?
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 08:24:39
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
即
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
即
当 ,k为常数, 或 时等号成立
设
则
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:
即
(3)
当且仅当
(3)式取等号 即点到直线的距离公式
即
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:
故
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