『栖岸计划』柯西不等式 Cauc...

物理
『栖岸计划』柯西不等式 Cauchy-Schwarz inequality

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双生花 更新于2026-9-26 05:31:55

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原式:$(\sum_{i=1}^nx_iy_i) ^2≤(\sum_{i=1}^nx_i^2)(\sum_{i=1}^ny_i^2)$,且仅在$x_i$与$y_i$成比例时等号成立。


展开写就是:$(a_1b_1+a_2b_2+…+a_nb_n)^2≤(a_1^2+a_2^2+…+a_n^2)(b_1^2+b_2^2+…+b_n^2)$


我们现在给出证明:


设函数$f_i(t)=x_i^2t^2+2x_iy_it+y_i^2=(x_it+y_i)^2$

显然$f_i(t)≥0$

⇒$f(t)=\sum{f_i(t)}=\sum(x_it+y_it)^2$的值恒大于0

∴$\Delta\leq0$,$b^2-4ac≤0$,$b^2≤4ac$

∴$4(\sum~x_iy_i)^2≤4(\sum~x_i^2)(\sum~y_i^2)$

两边的4约掉后即得到$(\sum_{i=1}^nx_iy_i) ^2≤(\sum_{i=1}^nx_i^2)(\sum_{i=1}^ny_i^2)$


等号成立即Δ=0,此时存在某一t值使函数值为0,也就是$x_it+y_i=0$

显然,在$x_i=y_i=0$时以及$t=-\frac{y_i}{x_i}$时函数值为0。

而$x_i=y_i=0$时此不等式毫无意义,∴此时t值应为$-\frac{y_i}{x_i}$

∴在$y_i$与$x_i$成比例时等号成立


证毕

柯西不等式 柯西不等式的证明
柯西不等式 柯西不等式的证明
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双生花
20天前

我这个讲的挺浅显的,初中生也能看懂。

但对于柯西不等式最好的证明方法不是函数法,如果有兴趣可以去找即答问问,我觉得这一块它讲得挺好的

2条评论
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毅宝还不想退役
20天前

即答讲的啥方法

我觉得小蓝本上十几种方法都挺好的()

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双生花 回复 毅宝还不想退役
20天前

即答给的向量

666小蓝本还是太权威了💦,小蓝本很多东西根本看不懂💦💦💦,但编得还是不错的😋


(mol一下佬😋😋😋)

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穹星
20天前

这个内容有点少啊🤔

建议调整:

1.明确取等条件,考试的时候可不能这么表述

2.增加一些柯西不等式的常用推论

1条评论
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双生花
17天前

原来是那个三角洲帖子的帖主啊


是,我讲得确实有点简略😂,但其实我这个帖的目的是让初中同学也能看懂柯西不等式,嗯对,所以讲的非常之简单

高中的话一般是简化版是吧,我记得好像是$(ax+by)^2\leq(a^2+b^2)(x^2+y^2)$

至于应用嘛,我原来准备加的,但是该帖太麻烦了,尤其是这种一堆latex的帖(批评一下改帖吞反斜杠这件事),所以等我有空再把应用往上放吧。高中的应用也就是个两三维的,比较简单

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ZETA | Sitetampo
17天前

向量发法更好吧


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ZETA | Sitetampo
17天前

我一开始也想的你这个

向量:不会LaTeX

设向量a=(a1,a2...,an)

b=(b1,b2...bn)

cos<a,b>=a*b/|a|*|b|=a1b1+a2b2.../|a1||a2|...*|b1|b2|...

又cos<a,b>的方在[0,1]

则柯西不等式成立

(打这点字已力竭

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幸福健康
17天前

评论区别在说向量法了,想想内积是怎么定义的,看看是不是循环论证了

其实正规证明也不少除了这个判别式法,最直接的是拉格朗日恒等式,还有万能的归纳调整法

1条评论
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双生花
16天前

拉格朗日恒等式😍,爱si它了能秒很多高中题