柯西不等式课件

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一般形式的柯西不等式 课件

一般形式的柯西不等式 课件
答案:B
5.实数 ai(i=1,2,3,4,5,6)满足(a2-a1)2+(a3-a2)2+(a4-a3)2 +(a5-a4)2+(a6-a5)2=1,则(a5 +a6
B.2 2
C. 6
D.1
解析:因为[(a2-a1)2+(a3-a2)2+(a4-a3)2+(a5-a4)2+(a6 -a5)2](1+1+1+4+1)≥[(a2-a1)×1+(a3-a2)×1+(a4-a3)×1 +(a5-a4)×2+(a6-a5)×1]2=[(a6+a5)-(a1+a4)]2,所以[(a6+a5) -(a1+a4)]2≤8,即(a6+a5)-(a1+a4)≤2 2.
答案:B
3.设 x,y,z∈R,且 x+y+z=1. (1)求(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2 的最小值; (2)若(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2≥1成立,证明:a≤-3 或
3 a≥-1.
解:(1)[(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2](12+12+12)≥[(x-1)+(y +1)+(z+1)]2=(x+y+z+1)2=4,
答案:B
6.设 x1,x2,…,xn 都是正数,求证:
x11+x12+…+x1n≥x1+x2+n2…+xn.
证明:∵x1,x2,…,xn 都是正数,
∴(x1+x2+…+xn)x11+x12+…+x1n
=[(
x1)2+(
x2)2+…+(
xn)2]·
1x12+
1x22+…+
1 2 xn
≥ x1·1x1+ x2·1x2+…+ xn·1xn2=n2, ∴x11+x12+…+x1n≥x1+x2+n2…+xn.
知识点二 一般形式的柯西不等式的应用
4.已知 a,b,c 均大于 0,A= 则 A,B 的大小关系是( )

二维形式的柯西不等式人教版1课件

二维形式的柯西不等式人教版1课件

讨论 对一个代数结果进行最简单的诠释,往往要借助
设在平面直角坐标系xoy中有向量α=(a,b), =(c,d) ,与之间的夹角为θ,0≤ θ ≤π (如图)
根据向量数量积的定义,有α.β=│α││β│cos θ
0xy 设在平面直角坐标系xoy中有向量α=(
把该式首先展开,再用配方法,问题就可以解决。
分析 把该式首先展开,再用配方法,问题就可以解
解:
展开乘积得(a2+b2)(c2+d2)=a2c2+b2d2+a2d2+b2c2
由于a2c2+b2d2+a2d2+b2c2=(ac+bd)2+(ad-bc)2
即(a2+b2)(c2+d2)=(ac+bd)2+(ad-bc)2
知识与能力
1.认识二维柯西不等式的代数和向量形式.理解二维柯西不等式的几何意义.
教学目标知识与能力1.认识二维柯西不等式的代数和向量形式.理
3.掌握柯西不等式的应用.
2.通过探究,思考和讨论,使学生从数形两方面认识柯西不等式的代数和向量的等价关系。
3.掌握柯西不等式的应用.2.通过探究,思考和讨论,使学生从
证 明≥x12+y12+2│x1x2+y1y2│+x2
《二维形式的柯西不等式》ppt人教版1《二维形式的柯西不等式
不等式(3)对于任何实数都成立,于是可以得到:
分析 不等式(3)对于任何实数都成立,于是可以得到:《
请结合平面直角坐标系,解释不等式(4)的几何意义。
探究 请结合平面直角坐标系,解释不等式(4)的几何意
解:展开乘积得(a2+b2)(c2+d2)=a2c2+b2d

课件2:二 一般形式的柯西不等式

课件2:二 一般形式的柯西不等式

方法二:令 m=( 4a+1, 4b+1, 4c+1).n=(1,1,1), 则|m|= 4a+1+4b+1+4c+1= 4(a+b+c)+3= 7, |n|= 12+12+12= 3. m·n= 4a+1+ 4b+1+ 4c+1, 由|m·n|≤|m||n|,得 4a+1+ 4b+1+ 4c+1≤ 21. 故 4a+1+ 4b+1+ 4c+1的最大值为 21,当且仅当 a= b=c=13时,取等号.
证法二:(利用柯西不等式) (x+y+z)1x+4y+9z ≥ x· 1x+ y· 4y+ z· 9z2=(1+2+3)2=36, 当且仅当 x2=14y2=19z2, 即 x=16,y=13,z=12时等号成立.
【例 2】设 a,b,c 为正实数,且 a+b+c=3,求证: 2a+1+ 2b+1+ 2c+1≤3 3.
典例剖析
【例 1】 已知 a,b,c∈R+, 求证:ab+bc+acba+bc+ac≥9. 【分析】利用柯西不等式证明其他不等式时,关键是构造两
组数,向着柯西不等式的形式转化.本例中对应三维柯西不等式,
记 a1=
ab,a2=
bc,a3=
ac,b1=
b a,
b2= bc,b3= ac,而 a1b1=a2b2=a3b3=1,因而得证.
思考探究
三维形式的柯西不等式中等号成立的条件写成
ab11=ba22=
a3 b3
可以吗?
提示 不可以.因为若出现 bi=0(i=1,2,3)的情况,则分式
不成立了,但是,可以利用分式的形式来形象地记忆.
名师点拨 1.三维形式的柯西不等式 三维形式的柯西不等式可以对比二维形式的柯西不等式来 理解和记忆,一般形式的柯西不等式又可以参照三维形式的柯 西不等式来理解和推广,这样易于记忆不等式的结构特征,对 不等式等号成立的条件加深理解.

《一般形式的柯西不等式》课件 (共14张PPT)

《一般形式的柯西不等式》课件 (共14张PPT)
2 2 2 2 1 2 2 2 n
(1 a1 1 a2 1 an )
2 1 2 2 2 n
2
n(a a a ) (a1 a2 an ) 1 2 2 2 2 (a1 a 2 a n ) a1 a2 a n n
2
例2 已 知a , b, c , d是 不 全 相 等 的 正 数 ,证明 a b c d ab bc cd da
2 2 2 2
证明 : (a 2 2 c 2 d 2 )(b 2 c 2 d 2 a 2 ) (ab bc cd da )2 a b c d a , b, c , d是不全相等的正数, 不成立 b c d a (a 2 b 2 c 2 d 2 )2 (ab bc cd da )2 即 a 2 b 2 c 2 d 2 ab bc cd da
一般形式的柯西不等式
教学要求:认识一般形式的柯西不等式, 会用函数思想方法证明一般形式的柯西 不等式,并应用其解决一些不等式的问 题. 教学重点:会证明一般形式的柯西不等 式,并能应用. 教学难点:理解证明中的函数思想.
一、复习准备: 提问:1、二维形式的柯西不等式?
提问:2、柯西不等式的向量形式?
提问:3、(2)式如何得到(1)式?
二、讲授新课: 1. 一般形式的柯西不等式:
2. 教学柯西不等式的应用:
例1 已 知a1 , a2 , , an都 是 实 数 ,求 证 1 2 2 2 (a1 a2 an )2 a1 a2 an n
证 明: (1 1 1 )(a a a )
P 41 6. 设x1 , x 2 ,xn R , 且x1 x2 xn 1,

一般形式的柯西不等式 课件

一般形式的柯西不等式  课件

类型 1 利用柯西不等式求最值(自主研析)
[典例 1] (1)求函数 f(x)= x-6+ 12-x的最大值 及此时 x 的值;
(2)设 2x+3y+5z=29,求函数 u= 2x+1+ 3y+4 + 5z+6的最大值.
解:(1)由柯西不等式得( x-6+ 12-x)2≤(12+ 12)[( x-6)2+( 12-x)2]=2(x-6+12-x)=12,
(1)求 a+b+c 的值; (2)求 1a2+1b2+c2 的最小值.
49 解:(1)因为 f(x)=|x+a|+|x-b|+c≥|(x+a)-(x-b)| +c=|a+b|+c,当且仅当-a≤x≤b 时,等号成立.
又 a>0,b>0,所以|a+b|=a+b,所以 f(x)的最小 值为 a+b+c,
归纳升华 1.我们在使用柯西不等式解决问题时,往往不能直 接应用,需要先对式子的形式进行变化,拼凑出与柯西不 等式相似的结构,继而达到使用柯西不等式的目的,在应 用柯西不等式求最值时,不但要注意等号成立的条件,而 且要善于构造,技巧如下:
(1)巧拆常数;(2)重新安排某些项的次序;(3)改变结 构;(4)添项.
(2)由柯西不等式知:
左边= ab2+ bc2+ ac2·
ba2+
bc2+
ac2≥
ab·
ba+
b c·
bc+
c a·
ac2=
(1+1+1)2=9.
所以原不等式成立.
归纳升华 利用柯西不等式证明某些不等式时,有时需将表达式 适当地变形,因此必须善于分析题目的特征,根据题设条 件,利用添、拆、分解、组合、配方、变量代换、数形结 合等方法,才能发现问题的突破口.
3.定理 3(二维形式的三角不等式)
设 x1,y1,x2,y2∈R,那么 x12+y21+ x22+y22≥ (x1-x2)2+(y1-y2)2.

柯西不等式(一)教学课件

柯西不等式(一)教学课件
2 2
例 3、已知 x、y R 且 3x2 2 y 2 „ 6 ,求证: 2 x y „ 11.
证明:由柯西不等式可得
a c b d
证法四、 (全量不小于部分) 由于 (a2 b2 )(c2 d 2 ) (ac bd )2 (ad bc)2 所以 (a2 b2 )(c2 d 2 ) …(ac bd )2 .
当且仅当 ad bc 即 时,等号成立
a c b d
定理 1 对任意实数 a,b,c,d ,有 (a2 b2 )(c2 d 2 ) …(ac bd )2 . 当向量 (a, b) 与 (c, d ) 共线,即 时,等号成立.




a

b
A
a 2 b 2 c 2 d 2 卆 ac bd
即 (a b )(c d ) …(ac bd )
2 2 2 2
2
a
c
当且仅当 OB OA 即
a c
b 时,等号成立. d
定理 1 对任意实数 a,b,c,d ,有 (a2 b2 )(c2 d 2 ) …(ac bd )2 . 当向量 (a, b) 与 (c, d ) 共线,即 时,等号成立.
若 a、b 不全为 0,构造函数
f ( x) (a2 b2 ) x2 2(ac bd ) x (c2 d 2 )
由 f ( x) (ax c)2 (bx d )2 …0 对任意 x R 恒成立 所以 4(ac bd )2 4(a2 b2 )(c2 d 2 ) „ 0 即 (a2 b2 )(c2 d 2 ) …(ac bd )2
注: (1)该不等式称为(二维)柯西不等式;

《柯西不等式》课件

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THANKS
应用场景
幂和不等式在数学分析和最优化理论等领域有应用,例如在求解约束优化问题、估计函数 的极值以及分析函数的收敛性等方面。
05
习题与解答
习题一:证明柯西不等式
总结词
通过数学推导证明柯西不等式
详细描述
这道习题要求学生掌握柯西不等式的证明方法,通过数学推导和证明,理解柯西不等式的原理和性质 。
习题二:应用柯西不等式解决问题
总结词
运用柯西不等式解决实际问题
详细描述
这道习题要求学生能够运用柯西不等式解决实际问题,如最大值、最小值问题等,培养学生的数学应用能力。
习题三:探索柯西不等式的变体
总结词
研究柯西不等式的变体形式
详细描述
这道习题要求学生探索柯西不等式的变体形式,理解不同形式的不等式及其应用,培养学生的数学探究能力。
详细描述
平方和不等式是指对于任意非负实数序列a_1, a_2, ..., a_n,有(a_1^2 + a_2^2 + ... + a_n^2)(b_1^2 + b_2^2 + ... + b_n^2) >= (a_1b_1 + a_2b_2 + ... + a_nb_n)^2。
应用场景
平方和不等式在数学、物理和工程领域有广泛的应用,例如在求解最优 化问题、估计数值稳定性以及分析信号处理中的频率响应等方面。
时。
数学期望
柯西不等式在大数定律的研究中也有应用, 如在研究强大数定律和弱大数定律时。
大数定律
利用柯西不等式,可以推导出一些数学期望 的性质和计算方法。
概率不等式
柯西不等式在概率不等式的证明中也有应用 ,如Chebyshev不等式等。

柯西不等式(二)教学课件

柯西不等式(二)教学课件
1 4 9 即 …36. a b c
例 3、已知 a、b、c、x、y、z R 且 a2 b2 c2 25, x2 y 2 z 2 36 ,
abc ax by cz 30 ,求 的值. x yz
证明:由于柯西不等式有
302 (ax by cz)2 „ (a2 b2 c2 )( x2 y 2 z 2 ) 25 36 900 ,
1 4 9 例 2、已知 a、b、c R ,且 a b c 1 ,求证: …36. a b c

证明:由于柯西不等式可知
1 4 9 1 4 9 1 2 3 2 (a b c)( ) …( a b c ) 36. a b c a b c a b c
1.2一般形式的柯西不等式
一、复习回顾
定理 1(二维柯西不等式) 对任意实数 a,b,c,d ,有 (a2 b2 )(c2 d 2 ) …(ac bd )2 .
a b 当向量 (a, b) 与 (c, d ) 共线,即 时,等号成立. c d
注:(1)不等式的证明方法 (2)柯西不等式的应用技巧
a1 x b1 0 a x b 0 a a 2 当且仅当 2 即 1 2 b1 b2 an x bn 0

an 时,等号成立. bn

2
设 a1, a2 , , an 与 b1 , b2 , , bn 是 两 组 实 数 , 则 有
an2 )(b12 b22 bn2 ) …(a1b1 a2b2 anbn )2 .
a1 a2 即 b1 b2 an 时,等号成立. bn
定理 2 设 a1, a2 , , an 与 b1 , b2 , , bn 是两组实数,则有
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15
7 4 4 x 5 y 6 z 15
2 7
而(4x+5y+6z)2≤(x2+y2+z2)(42+52+62)
x2+y2+z2
225 44
例 5 .已知 x 1 , x 2 , , x n R , 求证 x1
2


x2
2

x n 1 xn
2

xn
2
x2
x3
x1
x1 x 2 x n .
2 2 2
a , b , c , d , e 满足 a b c d e 8 ,
2
e 16 , 求 e 的取值范围
2
.
解 : 4(a
2
b c d )
2
2
2
2
( 1 1 1 1 )( a (a b c d)
2 2 2
b c d )
变式 .设 x 1 ,x 2 , x n R , 且 x 1 x 2 x n 1, 求证 : x1
2

1 x1

x2
2
1 x2

xn
2
1 xn

1 n 1
变式 .设 x 1 ,x 2 , x n R , 且 x 1 x 2 x n 1, 求证 : x1
2
9 y 的最小值为
2
1
1 1 , 最小值点为 ( , ) 2 4 6
例 3 .已知实数 m , n 0 (1)求证: a
2

b
2

(a b) mn 9 1 2x
2
; 1 2 )的最小值。
m ( 2)求函数 y
n 2 x
, x (0,
例4.Δ ABC之三边长为4,5,6,P为三角形 內部一点P,P到三边的距离分別为x,y,z, 求x2+y2+z2的最小值。
( x 1 + y 1 + z1 ) + ( x 2 + y 2 + z 2 )
2 2 2 2 2 2
( x 1 - x 2 ) +( y 1 - y 2 ) ( z 1 - z 2 )
2
2
2
柯西不等式的一般形式
设a1,a2 ,a3 , … ,an ,b1 ,b2 ,b3 , …,bn 是实数,则
变式引申:
若 2 x 3 y 1, 求 4 x
解 : 由柯西不等式 4x
2
2
9 y 的最小值 , 并求最小值点
2
2
.
(4 x .
9 y )( 1 1 ) ( 2 x 3 y )
2
2
2
2
1,
9y
2

1 2
当且仅当 2 x 1 3 y 1 , 即 2 x 3 y 时取等号 . 1 x 4 2 x 3 y 由 得 1 2 x 3 y 1 y 6 4x
1 x1

1 x2
x2
) ( 1 x1 xn 1 xn
2
x1 1 x1
1 x2
1 x2
2

1 xn
) ( x1 x 2 x n ) 1

x1
2
1 x1

x2
2
1 x2

xn
2
1 xn

1 n1
例 6 已知实数 a b c d
2

1 x1

x2
2
2
1 x2


x2
2
xn
2
1 xn

xn
2
1 n 1
) x2
2
证明 : ( n 1 ) (
x1
1 x1
1 x2

1 xn x1
2
(1 x 1 1 x 2 1 x n ) ( xn 1 xn
2
2 2 2 2 2
当且仅当 a d = b c 时等号成立. (二维形式的柯西不等式) 若 a ,b ,c ,d 都是实数,则
a b c d | ac bd |
2 2 2 2
当且仅当 a d = b c 时等号成立.
柯西不等式的向量形式
β 设 α , 是两个向量,则
| || || |
(a1 a2 an )(b1 b2 bn ) (a1b1 a2b2 anbn )
2 2 2 2 2 2 2
当且仅当bi=0(i=1 ,2 ,3 , …,n)或 bi≠0(i=1 ,2 ,3 , … ,n)时, 等号成立.
a1 b1 = a
2
2
2
即 4 ( 16 e ) ( 8 e ) , 即 64 4 e 5 e 16 e 0 , 故 0 e
2
2
64 16 e e
2
16 5
(二维形式的柯西不等式)
若 a ,b ,c ,d 都是实数,则
(a + b )(c + d ) (ac + bd)
C
6 F z x A D 4 B P y E 5
C
6
解: s
456 2

15 2
A
F z x D 4 B P y E 5
ABC面积=
s ( s a )( s b )( s c ) 15 2
7 2

5 2

3 2

15 4
7

1 2
(4 x 5 y 6 z )
柯西不等式
例1. 求函数
引:
y 5
x 1
10 2 x
的最大值
若 2 x 3 y 1, 求 4 x 9 y 的 最 小 值 , 并 求 最 小 值 点 .
2 2
例2.设实数 x , y , z 满足 x 2 y 3 z 3 ,
2 2 2
求 S x 2 y 3 z 的最大值
当且仅当 β 是零向量,或存在k实数使
α = kβ
时,等号成立.
二维形式的三角不等式
设 x 1 ,y 1 ,x 2 ,y 2 R , 那么
(x1 + y1 ) + (x 2 + y 2 )
2 2 2 2
( x 1 - x 2 ) +( y 1 - y 2 )
2
2
三维形式的三角不等式
设 x 1 ,y 1 ,z 1 ,x 2 ,y 2 ,z 2 R , 那么
注:简记;积和方不大于方和积

n
ai
2
i 1

n
bi
2
i 1
( a i bi )
i 1
n
2
练习:
1.已知: n m
2
2
2, a
2
b
2
1 ,
证明:
2 am bn
2
2 。
2x y z x 2y z
2 2
2.设x,y,zR,求 最大值。

3.求函数 f ( x ) a sin x b cos x 在 ( 0 , ) 上 2 的最大值,其中a,b为正常数.
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