1、柯西不等式与排序不等式二维形式的柯西不等式(一)教学目标:认识二维柯西不等式的几种形式,理解它们的几何意义, 并会证明二维柯西不等式及向量形式. 教学重点:会证明二维柯西不等式及三角不等式.教学难点:理解几何意义.教学过程:一、复习准备:1. 提问: 二元均值不等式有哪几种形式?答案: 及几种变式.(0,)2abab2. 练习:已知 a、 b、 c、 d 为实数,求证 222()()abcdacb证法:(比较法) =.=22()0二、讲授新课:1. 柯西不等式: 提出定理 1:若 a、 b、 c、 d 为实数,则 .222()()abcdacb 即二维形式的柯西不等式 什么时候取等号? 讨论:
2、二维形式的柯西不等式的其它证明方法?证法二:(综合法) 22222()abcdacdbcd. (要点:展开配方)()证法三:(向量法)设向量 , ,则 , .,)m,n2|ma2|ncd ,且 ,则 . .mnacbd|cosn|n证法四:(函数法)设 ,则222()()fxabxabdxc0 恒成立.2()fx 0,即.224()acbdcd 讨论:二维形式的柯西不等式的一些变式?变式: 或 22|abA22|abcdabA或 .abcd 提出定理 2:设 是两个向量,则 .,|即柯西不等式的向量形式(由向量法提出 ) 讨论:上面时候等号成立?( 是零向量,或者 共线), 练习:已知 a、
3、b、 c、 d 为实数,求证 .2222()()abcdacbd证法:(分析法)平方 应用柯西不等式 讨论:其几何意义?(构造三角形)2. 教学三角不等式: 出示定理 3:设 ,则 .12,xyR22221 11()()xyxyxy分析其几何意义 如何利用柯西不等式证明 变式:若 ,则结合以上几何意义,可得到怎样的三角不等式? 123,三、应用举例:例 1:已知 a,b 为实数,求证 2324)()(baba说明:在证明不等式时,联系经典不等式,既可以启发证明思路,又可以简化运算。所以,经典不等式是数学研究的有力工具。例题 2:求函数 的最大值。xxy2105分析:利用不等式解决最值问题,通常
4、设法在不等式的一边得到一个常数,并寻找不等式取等号的条件。这个函数的解析式是两部分的和,若能化为 ac+bd 的形式就能用柯西不等式求其最大值。 ( )22| dcbadc解:函数的定义域为【1,5】 ,且 y036427)5()1()(51222xxxy当且仅当 时,等号成立,即 时,函数取最大值x12736课堂练习:1. 证明: (x 2+y4)(a4+b2)(a 2x+by2)22.求函数 的最大值.xy653例 3.设 a,b 是正实数,a+b=1,求证 1ba分析:注意到 ,有了 就可以用柯西不等式了。)(1ba)(四、巩固练习:1. 练习:试写出三维形式的柯西不等式和三角不等式 2. 已知 x+2y=1, 求 x2+y2的最小值. 五、课堂小结:二维柯西不等式的代数形式、向量形式;三角不等式的两种形式(两点、三点)六、布置作业:P37 页,4,5, 7,8,9