人教版-高中数学选修4-5 柯西不等式

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人教版高中数学选修4-5《3.2 一般形式的柯西不等式》

人教版高中数学选修4-5《3.2 一般形式的柯西不等式》

五. 当堂检测:
[练1](1)已知2 x 3 y 4z 10, 求x 2 y 2 z 2最小值;
(2)若9 x 2 12 y 2 5z 2 9, 求x 6 y 5z的最大值.
[练2]设x1 , x2 ,..., xn是正数, 求证 : 1 1 1 2 ( x1 x2 ... xn )( ... )n x1 x2 xn
三、归纳推理,形成新知:
3、三维形式的柯西不等式:
(a1b1 a2b2 a3b3 ) (a a a )(b b b )
2 2 1 2 2 2 3 2 1 2 2 2 3
当且仅当 与共线时, 等号成立.
【探究】根据二维、三维形式的柯西不等式, 若 ( a1 , a 2 , a 3 ,...,a n ), (b1 , b2 , b3 ,...,bn )
3.2一般形式的柯西不等式
选修4-5
一、温故知新:
1、柯西不等式的向量形式: 【定理2】设 , 是两个向量, 则| | | | | |
将平面向量的坐标 (a1 , a2 ), (b1 , b2 )代入, 则上述 不等式可化简为:
2、二维形式的柯西不等式: 2 2 2 2 2 (a1b1 a2b2 ) (a1 a2 )(b1 b2 ) 适用范围: 对任意实数都成立.
六.课堂小结: 基础 三维形式 知识:
一般形式
证明不等式
柯西不等式
求最值
基本思想方法: 1.探究方法:从特殊到一般. 2.思维方法:观察→归纳→证明. 七.课后作业: 1.巩固性作业:P41 习题3.2 第1,2, 4,6. 2.探究作业: 小组合作证明一般形式的柯西不等式.

高中数学新人教A版选修4-5 一般形式的柯西不等式

高中数学新人教A版选修4-5   一般形式的柯西不等式

1xn2≥

x1·1x1+
x2·1x2+…+
xn·1xn2=n2,
∴x11+x12+…+x1n≥x1+x2+n2…+xn.
柯西不等式的结构特征可以记为: (a1+a2+…+an)·(b1+b2+…+bn)≥( a1b1+
a2b2+…+ anbn)2. 其中 ai,bi∈R+(i=1,2,…,n),在使用柯西不等式时 要善于从整体上把握柯西不等式的结构特征,正确地配凑 出公式两侧的数是解决问题的关键.
1.设 a,b,c 为正数,且不全相等. 求证:a+2 b+b+2 c+c+2 a>a+9b+c. 证明:构造两组数 a+b, b+c, c+a; a1+b, b1+c, c1+a,则由柯西不等式得 (a+b+b+c+c+a)a+1 b+b+1 c+c+1 a≥(1+1+1)2,① 即 2(a+b+c)a+1 b+b+1 c+c+1 a≥9,
+x1n≥x1+x2+n2…+xn.
[思路点拨] 根据一般柯西不等式的特点,构造两组数的 积的形式,利用柯西不等式证明.
[证明] ∵(x1+x2+…+xn)x11+x12+…+x1n =[( x1)2+( x2)2+…+( xn+…+
[点睛] 一般形式的柯西不等式是二维形式、三维形式、 四维形式的柯西不等式的归纳与推广,其特点可类比二维形式 的柯西不等式来总结,左边是平方和的积,右边是积的和的平 方.在使用时,关键是构造出符合柯西不等式的结构形式.
[例 1]

x1,x2,…,xn
都是正数,求证: 1 + 1 +… x1 x2
一般形式 设 a1,a2,a3,…,an,b1,b2,当 且 仅 当 bi = 0(i =
的柯西不 b3,…,bn 是实数,则(a21+a22 1,2,…,n)或存在一

高二数学选修4-5:第二章 2.1 柯西不等式

高二数学选修4-5:第二章 2.1 柯西不等式

又 a,b,c 为正实数,∴a+b+c>0.
∴ab2+bc2+ca2≥a+b+c.
利用柯西不等式求最值
[例 3] 设 2x+3y+5z=29,求函数 u= 2x+1+ 3y+4+ 5z+6 的最大值.
[思路点拨] 本题考查三维柯西不等式的应用,解答本题 需要利用好特定条件,设法去掉根号.
[精解详析] 根据柯西不等式 120=3[(2x+1)+(3y+4)+(5z+6)] ≥(1× 2x+1+1× 3y+4+1× 5z+6)2, 故 2x+1+ 3y+4+ 5z+6≤2 30.
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,
即ab2+bc2+ca2(a+b+c)≥(a+b+c)2,
8.已知 x,y,z 均为正实数,且 x+y+z=1,则1x+4y+9z的最小值 为________.
解析:利用柯西不等式.
由于(x+y+z)1x+4y+9z ≥
x·1x+
y·2y+
z·3z2=36,
所以1x+4y+9z≥36.
当且仅当 x2=14y2=19z2,即 x=16,y=13,z=12时,等号成立.∴
≥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
二、填空题 5.设 a,b,c,d,m,n 都是正实数,P= ab+ cd,Q=

高中新课程数学(新课标人教A版)选修4-5《32一般形式的柯西不等式》

高中新课程数学(新课标人教A版)选修4-5《32一般形式的柯西不等式》
第二节 一般形式的柯西不等式
【课标要求】 1.理解三维形式的柯西不等式,在此基础上,过渡到柯西
不等式的一般形式. 2.会用三维形式的及一般形式的柯西不等式证明有关不等
式和求函数的最值. 【核心扫描】 1.一般形式的柯西不等式的应用是本节考查的重点. 2.常与不等式、最值等问题综合考查.(难点)
课前自主学习
或存在一个数k,使得ai=kbi(i=1,2,3,…,n) 时,等号成立.
课前自主学习
课堂讲练互动
知能达标演练
想一想:在一般形式的柯西不等式中,等号成立的条件记为
ai=kbi(i=1,2,3,…,n),可以吗? 提示 不可以.不仅仅当ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等号 成立,当bi=0(i=1,2,…,n)时等号也成立.
b+1 c+
c+a·
1
2
c+a
=(1+1+1)2=9.
课前自主学习
课堂讲练互动
知能达标演练
∴a+2 b+b+2 c+c+2 a≥a+9b+c. ∵a,b,c 互不相等, ∴等号不可能成立,从而原不等式成立.
规律方法 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,就可以达到 利用柯西不等式的目的.
课堂讲练互动
知能达标演练
自学导引
1.三维形式的柯西不等式
设a1,a2,a3,b1,b2,b3∈R,则(a+a+a)·(b+b+b)≥
(a1b1+a2b2+a3b3)2
.当且仅当 b1=b2=b3=0或存在
一个数k,使得a1=kb1,a2=kb2,a3=kb3 时 , 等 号 成
立.
课前自主学习
课堂讲练互动
知能达标演练

解 4a+1+ 4b+1+ 4c+1 = 4a+1·1+ 4b+1·1+ 4c+1·1 ≤(4a+1+4b+1+4c+1)12(12+12+12)12 = 7× 3= 21. 当且仅当 4a1+1= 4b1+1= 4c1+1时取等号. 即 a=b=c=13时,所求的最大值为 21.

最新人教版高中数学选修4-5《柯西不等式与排序不等式及其应用》本章概览

最新人教版高中数学选修4-5《柯西不等式与排序不等式及其应用》本章概览

第二章 柯西不等式与排序不等式及其应用本章概览内容提要1.柯西不等式(1)代数形式:(a 12+a 22)(b 12+b 22)≥(a 1b 1+a 2b 2)2,等号成立⇔a 1b 2=a 2b 1.(2)向量形式:|α||β|≥|α·β|,等号成立⇔α与β共线.(3)平面三角不等式:222211)()(b a b a -+-+222211)()(c b c b -+-2≥222211)()(c a c a -+-,等号成立⇔存在非负实数λ,u 使u (a 1-b 1)=λ(b 1-c 1),u (a 2-b 2) =λ(b 2-c 2).(4)一般形式:(a 12+a 22+…+a n 2)21(b 12+b 22+…+b n 2)21≥|a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n |,等号成立⇔2211b a b a ==…=nn b a . 2.排序不等式设a 1≤a 2≤…≤a n ,b 1≤b 2≤…≤b n 为两组实数,c 1,c 2,…,c n 为b 1,b 2,…,b n 的任一排列,有a 1b n +a 2b n-1 +…+a n b 1≤a 1c 1+a 2c 2+…+a n c n ≤a 1b 1+…+a n b n ,等号成立⇔a 1=a 2…=a n 或b 1=b 2=…=b n .3.平均值不等式:a 1,a 2,…,a n ∈R +,n n n a a a na a a ⋅⋅⋅≥+++......2121,等号成立⇔ a 1=a 2=…=a n .4.最值问题:把握好函数基本形式,再借用不等式,函数的性质求最值.学法指导根据本章的特点,学习时应加强数学思想方法的学习,加强对各类不等式性质的理解.理解柯西不等式,排序不等式,平均值不等式在具体问题中的作用.。

人教版高中数学选修4-5《第三讲柯西不等式与排序不等式一般形式的柯西不等式》

人教版高中数学选修4-5《第三讲柯西不等式与排序不等式一般形式的柯西不等式》
2 2 2 2
3 3 =3 ( x 0)
6
复习引入
设<m, n , 则m n | m | | n | cos | m n || m | | n | | cos || m | | n | | m n || m | | n | 当且仅当m // n时,等号成立. m (a, b, c), n (d , e, f ) m n ad be cf
2 2
1 1 2 (1 x 2 y ) 5 5
1 2 (当 x , y ) 5 5
4
复习引入 下面我们来做几个巩固练习: 1 2 3.设 x, y R ,且 x+2y=36,求 的最小值. x y
1 2 1 1 2 ( )( x 2 y) x y 36 x y 1 2 y 2x (1 4 ) 36 x y 1 2 y 2x (5 2 ) 36 x y
(a b c d ) (a b c d )(b c d a )
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(ab bc cd da )
2 2 2 2
2
(ab bc cd da )
即 a b c d ab bc cd da
同样这个不等式也有着向量(n维向量)及几何背景, 其应用广泛。
9
一般形式的柯西不等式示例源自例 1 已知 a1 , a2 , , an 都是实数,求证: 1 2 2 2 2 (a1 a2 an ) ≤ a1 a2 an n 1 1 2 2 ( a a a ) (1 a 1 a 1 a ) 证明: 1 2 n 1 2 n n n 1 2 2 2 2 2 (1 1 12 )(a1 a2 an ) n

人教版高中数学选修4-5《3.1 柯西不等式》

人教版高中数学选修4-5《3.1 柯西不等式》
2 1 2 2 2 n 2 1 2 2 2 n
2
k,使 得a i kbi ( i 1,2, , n)时, 等 号 成 立 。 2n 问题: 1、柯西不等式里一共涉及多少个实数? 个 2、柯西不等式的结构有何特征?
平方和的乘积不小于乘积和的平方
1、柯西是什么人?
• 法一:问柯西本人;
2、他是怎么发现该不等式的?
4 4 2 2 3 3 2
(2)复杂问题:变形后运用柯西不等式。
例3 求函数 y 5 x 1 10 2 x的最大值
思考:该题目用了哪些变形技巧? 凑配系数,平方。
2.已知x y 1, 那么2 x 2 3 y 2的最小值是( 5 A. 6 6 B. 5 25 C. 36 36 D. 25 )
( 2) a b c d ac bd2 ຫໍສະໝຸດ 2 2222
2
自主探究: 1、这两个变式 怎么来的呢? 2、这三个不等 式取“=” 的条 件分别是什么?
进一步—理解—柯西不等式
• 1、代数理解。
2 2 2 2
• 2、几何理解。
(1) a b c d ac bd
小组讨论:根据变式一,你能给出柯西不 等式的几何解释吗?
柯西不等式
选修4-5 不等式选讲
定 理(一 般 形 式 的 柯 西 不 等 ) 式 设a1 , a 2 , a 3 , , a n , b1 , b2 , b3 , , bn是 实 数 ,则
(a a a )( b b b ) (a1b1 a2b2 anbb ) 当且仅当 bi 0( i 1,2, , n)或 存 在 一 个 数
教学目标:
• 1、发现、推导
柯西不等式

高中数学选修4-5柯西不等式与排序不等式第3讲3人教版

高中数学选修4-5柯西不等式与排序不等式第3讲3人教版
11 11 11

数学 选修4-5
第三讲 柯西不等式与排序不等式
预习学案 课堂学案 课后练习
再次由排序不等式:反序和≤乱序和,得 a11 b11 c11 a11 b11 c11 + + ≤ + + , a b c b c c
11 11 11 a b c 即 a10+b10+c10≤ + + . b c a
[ 思路点拨]
由于题目中已明确 a≥b≥c, 所以解答本题时
可直接构造两个数组,再用排序不等式证明即可.
数学 选修4-5
第三讲 柯西不等式与排序不等式
预习学案 课堂学案 课后练习
[ 解题过程]
1 1 ∵a≥b>0,于是 ≤ , a b
1 1 又 c>0,从而 ≥ , bc ca 1 1 同理 ≥ , ca ab 1 1 1 从而 ≥ ≥ . bc ca ab
数学 选修4-5
第三讲 柯西不等式与排序不等式
预习学案 课堂学案 课后练习
1.顺序和、乱序和、反序和的概念 设a1≤a2≤a3≤…≤an,b1≤b2≤b3≤…≤bn为两组实数,c1, c2,…,cn是b1,b2,…,bn的任一排列,则称ai与bi(i=
a1b1+a2b2+…+anbn 1,2,…,n)的相同顺序相乘所得积的和____________________ a1c1+a2c2+…+ancn 为乱序和,称相反顺序 为顺序和,称_____________________
数学 选修4-5
第三讲 柯西不等式与排序不等式
预习学案 课堂学案 课后练习
课堂学案
数学 选修4-5
第三讲 柯西不等式与排序不等式
预习学案 课堂学案 课后练习
字母的大小顺序已确定的不等式的证明
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注意观察此不等式的简洁性,对称性,深刻体现出 数学形式的美。
(二)柯西不等式的证明方法
共同思考,讨论发现。借助以往的知识和经验, 运用类比联想与化归转化的思想,探究用什么方法来 证明它。
归纳总结 1.向量法:(类比数学模型) 2.比较法:(不等式证明的基本方法) 3.构造法:(类比联想,利用二次函数的性质) 4.几何法:(利用余弦定理)
(二)柯西不等式的推广与应用
柯西不等式是一个非常重要的不等式,它在数学和物 理方面,尤其在解决不等式证明的有关问题中有着十分广 泛的应用。
进一步的论证可以得到N维形式的柯西不等式 :
由柯西不等式可以导出几个著名的不等式
推广1:(闵可夫斯基不等式 )
推广2:(赫尔德(H0lder)不等式 )
推广3:(赫尔德不等式一个极好的变式) :

学习报告 3000字左右 科学小论文 1500~2000字左右 规则 1. 严格按照报告或论文格式书写(自查) 2. 学习报告独立完成,论文可以2~3人合作 完成 时间 两个月完成上交 1.明确问题 2.制定计划 4.获得结论 5.书写成文 3.收集资料
步骤 建议
论文题目可以自定,也可以选择我们在课堂中提出 的合作探究题或是研究性课题。
(二)评价
1.客观性评价
概念形成,方法运用,解题能力 2.发展性评价
(1) 、 学 习 态 度 , 积 极 思 考 , 主 动 参 与 , 合 作交流,勤奋刻苦,不畏艰难等方面。 (2)、开放性考查课题完成情况。 (3)、报告与论文的表述 (4)、学习反思与学习方式的改进。
衷心感谢大家的合作 与支持!
大胆假设,小心求证,运用发散思维,自主探求。不断提升 思维层次,提炼出其中蕴含的数学思想方法。
有待于进一步研究的问题: 合作探究问题1:
除了以上我们归纳的几种方法以 外,还能不能发现其他的途径来证明 它呢? 合作探究问题2:
两个重要的不等式均值不等式和柯 西不等式之间是否存在着某种联系?两 者之间究竟存在着一种什么关系?
思维提升
今后我们在学习中要有意识地归 纳数学方法,并将经验性的知识上 升到“理论性”的层次。比如向量 是代数和几何连接的桥梁,向量法 所体现的是一种数形结合的数学思 想。应主动地培养自身的数学素养, 为终身发展奠定基础。
三、探索研究,知识深化
(一)柯西不等式的几种不同的表达形式:
进一步感受柯西不等式的和谐统一性,从不同角度体验它的 协调一致性。
高中数学模块教学选修系列4
----《不等式选讲》专题课例
《柯西不等式》
主讲人:山东师范大学附属中学 史 宏 伟
数学是智能的一种形式,利 用这种形式,我们可以把现象世 界中的种种对象,置之于数量概 念的控制之下。
------------Howison.G.H
大数学家柯西(Cauchy)
法国数学家、力学家。1789年8月 21 日生于巴黎, 1857 年 5 月 23 日卒于 索镇。曾为巴黎综合工科学校教授, 当选为法国科学院院士。曾任国王查 理十世的家庭教师。 柯西在大学期间,就开始研读拉格朗日和拉普拉斯 的著作。柯西最重要的数学贡献在微积分、复变函数和 微分方程等方面。 此外,柯西对力学和天文学也有许多贡献。著作甚 丰,共出版了七部著作和800多篇论文,1882年开始出 版他的全集,至1970年已达27卷之多。
要想获得真理和知识,唯 有两种武器,那就是清晰的直 觉和严格的演绎。
-----Descartes(笛卡尔)
一、创设情景,共同探究,d)
P(a,b)
o
x
考察如图所示的三角形POQ,则有三角不等式: |OP|+|OQ|≥|PQ|
二、诱思发现,剖析论证
(一)柯西不等式的表达形式(二维形式)
(三)柯西不等式的特殊化
我们从中可进一步观察体验柯西不等式所蕴含的形式上的 对称美,简洁美及和谐性。
四、应用举例,能力提高
尝试解决:
选作 1:
选作 2:
例2:
尝试解决:
选作1:
选作2:
五、归纳提升,总结反思
我们共同探究了柯西不等式的几何背景, 表示形式,得出其不同证明方法,同时也 发现了很多值得我们进一步研究的有价值 的问题。更重要的是我们通过自主探究, 发现问题,解决问题,更多的体验到数学 发展过程。数学是一门通过数学思想方法 逐渐将问题化繁为简的科学,它有深刻的 文化底蕴和内涵,我们更应该在今后的学 习中不断的挖掘和发现,真正体验到数学 学习带来的美感和快感。
研究性学习的课题
数学具有现实的性质,它来源于现实生活, 再应用到现实生活中去。正如均值不等式在 实际生活中有许多应用,那么,柯西不等式 在现实生活中也应该有它的数学情境。
建议同学们以科学研究的态度,利用各种信息技 术手段,搜集、判断和处理相关的资料,加强合作与 交流,共同探讨一下我们发现并提出的这一研究性学 习的课题《柯西不等式在现实生活中的应用》,要注 重研究的过程,及时发现更有价值的新问题,逐渐地 培养自己的科学素养。
推广4:
以上所介绍的柯西不等式的推广都有着极为广泛的应 用,特别是后三个推广之间有着密切的联系.应用推广的 柯西不等式,许多不等式的证明问题就能够轻而易举地解 决,并且某些特殊结论的不等式,也能够很自然地推广到 一般性结论。
合作探究问题3: 尝试给出以上柯西不等式的推广 的严密证明。 合作探究问题4: 尝试发现柯西不等式其他的推 广与应用。
六、开放考查,发展评价
(一)考查
1.客观考查部分课后练习题(详见学案)
思考:柯西不等式与排序不等式之间的关系,并收集有关 排序不等式的相关资料。
2.开放性考查题:
结合今天所学习的《柯西不等式》内容,要求 同学们写出一篇学习报告或者是内容与柯西不等 式相关的科学小论文(任选其一)。

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