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探究柯西不等式在数学竞赛的重要性

2018-12-18代红军孔德宏

新教育时代电子杂志(学生版) 2018年15期
关键词:数学

代红军 孔德宏

(云南师范大学 云南昆明 650500)

一、柯西不等式内容

二、柯西不等式的二次函数证法

所以把上列n个不等式相加得

当b1=b2=… =bn=0时,已经研究。

∴f(x)是关于x的一元二次函数,∴f(x)=0方程判别式△≤0

下面研究(1)式取等号的情形

若(1)式取等号,则△=0,于是由(3)知方程f(x)=0有两个相等的实数根,即x=k,代入(2)得

所以从两方面证明了柯西不等式,在高考和数学竞赛中,柯西不等式主要解决最值问题、取得最值时满足的条件及推到其他重要的不等式。

柯西不等式应用特点:①构造两组数,即两组数对应乘积的完全平方不大于这两组数平方和之积,由于这点柯西不等式的地位就凸显出来了,可以培养和考察学生的创造性思维,与新课程标准相适应,所以柯西不等式依然在高中教材中以向量的方式出现。②从柯西不等式的二次函数证法发现,其实在初中阶段,可以有意识地讲解柯西不等式的内容,学生也能接受。所以全国初中数学联赛与全国高中数学联赛都在考查柯西不等式,柯西不等式可以拓展初中的知识视野。

三、柯西不等式的运用

证法一:(常用证法)

把上面n个不等式相加,得

证法二:(柯西不等式证法)

分析要证明的不等式左边,不难发现需要构造两组数;构造怎样的两组数?从已知条件和要证明不等式右边已经暗示,需要构造:

由柯西不等式(1)有

小结:对照两种证法,不难发现证法二,思考简洁,善于入手;证法一需要分析不等式的内部结构,不容易寻找。

分析:上不等式可写为

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