数学：第三讲《柯西不等式的证明及其应用》教案（1）（新人教选修4-5）.doc

1、柯西不等式的证明及应用柯西（Cauchy）不等式 等号当且仅当或时成立（k为常数，）现将它的证明介绍如下：证明1：构造二次函数 = 恒成立即当且仅当 即时等号成立证明（2）数学归纳法 （1）当时 左式= 右式=显然 左式=右式当 时， 右式 右式 仅当即 即时等号成立故时 不等式成立 （2）假设时，不等式成立即 当 ，k为常数， 或时等号成立设 则 当 ，k为常数， 或时等号成立即 时不等式成立综合（1）（2）可知不等式成立柯西不等式是一个非常重要的不等式，灵活巧妙的应用运用它，可以使一些较为困难的问题迎刃而解，这个不等式结构和谐，应用灵活广泛，利用柯西不等式可处理以下问题：1） 证明相关命题

2、例1 用柯西不等式推导点到直线的距离公式。 已知点及直线 设点p是直线上的任意一点， 则 （1） （2）点两点间的距离就是点到直线的距离，求（2）式有最小值，有由（1）（2）得： 即 （3）当且仅当 （3）式取等号 即点到直线的距离公式即2） 证明不等式例2已知正数满足 证明 证明：利用柯西不等式 又因为 在此不等式两边同乘以2，再加上得：故3） 解三角形的相关问题例3 设是内的一点，是到三边的距离，是外接圆的半径，证明证明：由柯西不等式得，记为的面积，则故不等式成立。4） 求最值例4已知实数满足， 试求的最值 解：由柯西不等式得，有即由条件可得， 解得，当且仅当 时等号成立，代入时， 时 5

3、）利用柯西不等式解方程例5在实数集内解方程解：由柯西不等式，得 又即不等式中只有等号成立从而由柯西不等式中等号成立的条件，得它与联立，可得 6）用柯西不等式解释样本线性相关系数在概率论与数理统计一书中，在线性回归中，有样本相关系数，并指出且越接近于1，相关程度越大，越接近于0，则相关程度越小。现在可用柯西不等式解释样本线性相关系数。现记，则，由柯西不等式有，当时，此时，为常数。点 均在直线上，当时，即而为常数。此时，此时，为常数点均在直线附近，所以越接近于1，相关程度越大当时，不具备上述特征，从而，找不到合适的常数，使得点都在直线附近。所以，越接近于0，则相关程度越小。高考资源网()来源：高考资源网版权所有：高考资源网(www.k s 5 )版权所有：高考资源网()版权所有：高考资源网()