Cauchy—Schwarz不等式的几种证明
2012-04-29王枫
王枫
[摘 要]Cauchy—Schwarz不等式是一个形式简单,使用方便的积分不等式,在证明某些含有乘积及平方项的积分不等式时,颇为有用。为加深对Cauchy—Schwarz不等式的理解,以便更好地应用,介绍了几种新的有代表性的证明方法。
[关键词]Cauchy—Schwarz不等式 判别式
[中图分类号] O122.3[文献标识码] A[文章编号] 2095—3437(2012)09—0064—02
Cauchy—Schwarz不等式在数学中的应用比较广泛,是异于均值不等式的另一个重要不等式,无论是代数,几何都有着广泛的应用。近年来在数学竞赛及研究生入学考试中Cauchy—Schwarz不等式同样作为测试的重点内容。但大部分高等数学教材中仅仅给出辅助函数法的证明,在教学过程中部分学生对其理解明显感到困难。本文给出了四种方法对Cauchy—Schwarz不等式加以证明,同时也为大学数学教师的教学提供参考。
定理(Cauchy—Schwarz不等式):
所以F′(t)≥0,t∈[a,b],可知F(t)是单调不减函数,当a
此法利用变上限积分作辅助函数,可把要证的积分不等式转化为判别函数值的符号,这是一种证明积分不等式的重要方法。有兴趣的读者也可以利用辅助函数法,通过拉格朗日中值定理和积分中值定理判别函数值的大小,从而证明结论。
证法二:判别式法
当f(x),g(x)中有一个恒为0时,不等式显然成立
当f(x),g(x)均不为0时,对?坌t∈R,有 即
上式是关于实数的二次三项式,其判别式应满足△=B2—4AC≤0,即
故
应用判别式法的关键是通过参数的引进,使问题转化为二次三项有无根的问题,判别式法是初等数学的重要方法,利用它来解决高等数学的问题值得注意。
证法三:利用重积分
由重……
