a12 a22 an2 )(b12 b22 bn2 ) (a1b1 a2b2 anbb )2
分析:设A a12 a22 an2,B a1b1 a2b2 anbn
C b12 b22 bn2, 则不等式就是AC B2
构造二次函数
f (x) (a12 a22 an2 )x2 2(a1b1 a2b2 anbn )x
从平面向量的几何背景能得到 ,
将平面向量的坐标代入, 化简后得二维形式
的柯西不等式: (a12 a22 ) (b12 b22 ) (a1b1 a2b2 )2
当 且 仅 当a1b2 a2b1时, 等 号 成 立.
类似地,从空间向量的几何背景也能得到 ,
将空间向量的坐标代入, 化简后得
通过以上证明,得知猜想成立,于是有
定 理(一 般 形 式 的 柯 西 不 等 式) 设a1 , a2 , a3 ,, an , b1 , b2 , b3 ,, bn是 实 数,则
a12 a22 an2 )(b12 b22 bn2 ) (a1b1 a2b2 anbn )2
当 且 仅 当bi 0(i 1,2,, n)或 存 在 一 个 数 k, 使 得ai kbi (i 1,2,, n)时, 等 号 成 立。
当且仅当f(x)有唯一零点时,判别式Δ=0,以上不等
式取等号。此时有唯一实数x,使 ai x bi 0i 1,2,n
若x=0,则 b1 b2 bn 0 ,上式成立;
若x≠0,则有
1 a x bi
.
总之,当且仅当 bi 0(i 1,2,, n) 或 ai kbi (i 时1,2,,n) 等号成立。
又f
(x)
(b12 b22 bn2 ) (a1 x b1 )2 (a2 x