1、3.3排序不等式,柯西不等式与排序不等式,1用向量递归方法讨论排序不等式2了解排序不等式的基本形式,用排序不等式解决简单的数学问题,1基本概念一般地,设有两组数:a1a2a3,b1b2b3,我们考察这两组数两两对应之积的和,利用排列组合的知识,我们知道共有6个不同的和数,它们是:,根据上面式子猜想,在这6个不同的和数中,应有结论:同序和a1b1a2b2a3b3最大,反序和a1b3a2b2a3b1最小练习:计算下列各组数并找出其中最大最小的数:,练习:220205215195185180,同序和a1b1a2b2a3b3220最大,反序和a1b3a2b2a3b1180最小2排序不等式的一般情形一般
2、地,设有两组实数:a1,a2,a3,an与b1,b2,b3,bn,且它们满足:a1a2a3an,b1b2b3bn,若c1,c2,c3,cn是b1,b2,b3,bn的任意一个排列,则和数a1c1a2c2ancn在a1,a2,a3,an与b1,b2,b3,bn同序时最大,反序时最小,即:a1b1a2b2anbna1c1a2c2ancna1bna2bn1anb1,等号当且仅当a1a2an或b1b2bn时成立,分析:观察不等式找出数组,并比较大小,并用排序原理证明,跟踪训练,点评:在证明不等式的过程中,往往将“n个互不相同的正整数”进行排序,这种排序并不失一般性,是证明中常常使用的一个技巧本题较难之处
3、是如何想到构造新的排列b1,b2,bn,这需要考生从正确的方向进行分析,根据分析的发展逐步想到,充分利用问题的条件,挖掘条件背后更深的内容,为使用已有经典不等式创造条件,证明:不妨设a1a2an,b1b2bn,则由排序原理得a1b1a2b2anbna1b1a2b2anbn,a1b1a2b2anbna1b2a2b3anb1,a1b1a2b2anbna1b3a2b4an1b1anb2,,一层练习,A,1车间里有5台机床同时出了故障,从第1台到第5台的修复时间依次为4 min,8 min,6 min,10 min,5 min,每台机床停产1 min损失5元,经合理安排损失最少为( )A420元B40
4、0元C450元D570元2某班学生要开联欢会,需要买价格不同的礼品4件、5件及2件,现选择商店中单价为3元、2元和1元的礼品,则最少和最多花的钱数为( )A19元,24元 B20元,19元C19元,25元 D25元,27元,C,5有10人各拿一只水桶去接水,设水龙头注满第i(i1,2,10)个人的水桶需要ti分钟,假定这些ti各不相同,问只有一个水龙头时,应如何安排10人的顺序,使他们等候的总时间最少?这个最少的总时间等于多少?,分析:这是一个实际问题,需要将它数学化,即转化为数学问题若第一个接水的人需t1分钟,接这桶水时10人所需等候的总时间是10t1分钟;第二个接水的人需t2分钟,接这桶水
5、时9人所需等候的总时间是9t2分钟;如此继续下去,到第10人接水时,只有他一个在等,需要t10分钟所以,按这个顺序,10人都接满水所需的等待总时间(分钟)是10t19t22t9t10.这个和数就是问题的数学模型,现要考虑t1,t2,t10满足什么条件时这个和数最小,解析:等待总时间(分钟)是10t19t22t9t10.根据排序不等式,当t1t2t9t10时总时间取最小值这就是说,按水桶的大小由小到大依次接水,10人等候的总时间最少,这个最少的总时间是10t19t22t9t10,其中t1t2t9t10.,6设a1,a2,an为实数,且a1a2a3an,用排序不等式证明:a1c1a2c2ancna
6、aa,其中c1,c2,cn为a1,a2,an的任一排列,二层练习,9已知a,b,c为正数,且两两不相等,求证:2(a3b3c3)a2(bc)b2(ac)c2(ab),三层练习,11设x0,求证:1xx2x2n(2n1)xn.,证明:(1)x1时,1xx2xn,由排序原理得11xxx2x2xnxn1xnxxn1xn1xxn1,即1x2x4x2n(n1)xn,又因为x,x2,xn,1为序列1,x,x2,xn的一个排列,,1xxx2xn1xnxn11xnxxn1xn1xxn1,xx3x2n1xn(n1)xn,得1xx2x2n(2n1)xn.(2)当0x1时,1xx2xn,仍成立,也成立,1排序不等式也是基本而重要的不等式,它的思想简单明了,便于记忆和使用,许多重要不等式可以借助排序不等式得以证明2排序原理是对不同的两个数组来研究不同的乘积和的问题,能构造的和按a数组中的某种“搭配”的顺序被分为三种形式:顺序和、反序和、乱序和,对这三种不同的搭配形式只需注重是怎样的“次序”,两种较为简单的是“顺与反”,而乱序和也就不按“常规”的顺序了,对于排序定理的记忆,我们只需记住用特殊例子的方法来说大小关系,比如教材上的例子3对于排序不等式取等号的条件不难理解,a1a2an或b1b2bn,但对于我们解决某些问题则非常关键,它是命题成立的一种条件,所以要牢记,祝,您,学业有成,