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柯西不等式的典型应用归纳

 信息熵 2023-02-07 发布于福建

柯西不等式的典型应用归纳

柯西不等式是一个非常重要的不等式,本文用五种不同的方法证明了柯西不等式,介绍了如何利用柯西不等式技巧性解题,在证明不等式或等式,解方程,解三角形相关问题,求函数最值等问题的应用方面给出几个典型例子。最后用其证明了点到直线的距离公式,更好的解释了柯西不等式。

1.柯西不等式的一般形式为:

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2. 柯西不等式的证明:

证明柯西不等式的方法总共有6 种,下面我们将给出常用的2种证明柯西不等式的方法:

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3. 柯西不等式在解题中的应用

3.1证明恒等式

利用柯西不等式来证明恒等式,主要是利用其取等号的充分必要条件来达到目的,或者是利用柯西不等式进行夹逼的方法得证。

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3.2证明不等式

很多重要的不等式都可以由柯西不等式导出,而利用柯西不等式的技巧有很多。如常数的巧拆、结构的巧变、巧设数组等,下面略举一、二说明怎样利用柯西不等式证明不等式。

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因此,有些问题本身不具备运用柯西不等式的条件,但是我们只要改变一下多项式的形态结构,认清其内在的结构特征,就可以达到利用柯西不等式解题的目的。下面略举一例加以说明。

3.3证明条件不等式

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3.4解方程组

用柯西不等式解无理方程,是先把方程的(含有无理式的)运用柯西不等式化为不等式,然后结合原方程把不等式又化成等式,在判定为等式后再利用柯西不等式取等号的特性,得到与原方程同解的且比原方程简单的无理方程,进而得到简单的整式方程,从而求得原方程的解。

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3.5求函数的极值

柯西不等式也可以广泛应用于求函数的极值或最值。事实上,由

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反过来,如果把柯西不等式右边的一个因式或两个的积当作函数,而其他的因式已知时,则可求出此函数的最小值。

下面略举例加以说明怎样利用柯西不等式来求解一些极值问题。

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3.6利用柯西不等式解三角问题与几何问题

三角问题包括三角不等式,三角方程。三角极值等到,对于一些三角问题,我们为了给运用柯西不等式创造条件,经常引进一些待定的参数,其值的确定由题设或者由等号成立的充要条件共同确定,也有一些三角极值问题我们可以反复运用柯西不等式进行解决。

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4.推导点到直线的距离公式

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在许多问题中,如果我们能够利用柯西不等式去解决,往往能收到事半功倍的效果,使人耳目一新。当遇到类似的题目,应用柯西不等式时,尽量联系已知条件,转化成柯西不等式的形式来求解。

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