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柯西不等式的证明及几何解释

2018-01-10龚加安

读与写·教育教学版 2018年12期

摘 要:本文以柯西不等式为讨论对象,从其定义、证明、几何解释等几个方面进行阐述,展现柯西不等式灵活应用知识时转化思想的关键作用,文章从柯西不等式的定义入手,从不同角度、以不同方法对其进行证明,并且重点分析柯西不等式等号成立的条件.运用数形结合的思想方法引入对其的几何解释,从幾何角度提供证明不等式的新思路。

关键词:柯西不等式 几何解释 数形结合

中图分类号:O151 文献标识码:A 文章编号:1672-1578(2018)12-0034-02

法国大数学家柯西(Cauchy)在研究数学分析时,从“流数”问题中得到柯西不等式。经考证相应历史资料,我们发现该不等式本应当被称为Cauchy-Schwarz不等式,后来这两位数学家在积分学中从不同角度相互独立的推广该不等式,使得该不等式快速发展拓广,其应用的广度和深度不断加大,应用价值几乎达到完美的地步。

随着新课程改革的进行,柯西不等式已经被选入高中数学选修4-5的课本,并且在高考和竞赛试题中也经常出现,可见在中学数学中柯西不等式地位逐渐被提升起来,和均值不等式一起发挥重要作。经考证相关资料,发现柯西不等式作为材料在数学探究题中出现比较多,这对于学生探究思维的培养、数学思想方法的领会有很大的帮助,同时可以促进学生了解新知识并解决问题,体会学数学、用数学的过程,激发学习数学的兴趣和热情。因此,对于柯西不等式讨论显得十分必要。

1 柯西不等式的定义

柯西不等式的应用非常广泛,在大学数学分析、高等代数和概率论中均有其应用价值,灵活巧妙地应用该不等式,可以简化很多问题,使得问题的解决变得简单方便。……

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