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摘 要:柯西-布涅科夫斯基不等式是数学中的重要不等式之一。它有多种表示形式及变形表达式,不论是在初等数学还是高等数学当中都有着重要应用。在中学数学中,熟练运用柯西不等式巧妙解决代数及几何相关问题往往事半功倍。笔者将主要通過具体的典型实例来分析运用柯西不等式解决解析几何中关于距离最值问题的技巧。
关键词:柯西不等式 中学数学 几何 最值问题
1821年法国数学家柯西最先提出了柯西不等式并将其应用于研究“流数问题”,而后俄国数学家布涅科夫斯基提出它的积分形式,而积分形式的现代证明则由法国数学家施瓦兹给出。因此不等式全称为柯西-布涅科夫斯基-施瓦兹不等式。这个不等式有许多运用,例如Cramér-Rao在1945到1946年证明了C-R不等式。后来,又有不少文献进行了这方面的研究。这类结果被称为C-R型不等式。《统计与真理》中C-R型不等式给出了可估参数的无偏估计量的方差下界,在估计理论中它也有着重要作用。1927年,海森堡发表的《量子理论运动学和力学的直观内容》提出的著名的不确定性原理(Uncertainty principle)同样也运用了柯西不等式。
柯西不等式是新课标选入的高等数学中的内容之一,具有对称和谐的结构,它的变换形式多样,在微积分、线性代数与概率论等领域都有着广泛的应用。这充分说明了不同数学领域之间的内通性,渗透性以及完备性。柯西不等式是中学数学证明命题中最强有力的一个工具。笔者对柯西不等式在几何上的应用产生了浓厚兴趣,从简单的初等问题受到启发,纵观其证明和应用,大致可分为距离问题和极值问题。
1 柯西不等式在几何问题中的应用
本题是求椭圆切线方程的问题,利用常规思路求解不仅计算量很大而且也很复杂。巧妙利用柯西不等式对本题求解不仅能减少计算量还十分简洁,容易理解与掌握。
2 结论
柯西不等式在中学数学课本中有着重要地位,其在距离问题和圆锥曲线等解析几何上应用广泛,熟练运用柯西不等式能简明快捷地解决一些初等数学问题。值得注意的问题是,在解题中根据需要构造柯西不等式的适当形式至关重要。另外,验证柯西不等式等号成立条件同样至关重要,其往往是求解几何上临界值和最值的关键思想。
参考文献:
[1] 黄涛,王勇.柯西不等式在解析几何中的应用[N].湖北省襄阳市第一中学,2012.
[2] 张雪峰.柯西不等式在解题中的应用[J].中学数学研究,2016.
[3] 丘维声.高等代数[M].北京:高等教育出版社,1996.
[4] 李胜宏.平均值不等式与柯西不等式[M].上海:华东师范大学出版社,2005.
[5] 解析几何中的不等式利器-柯西不等式[DB/OL]https://zhuanlan.zhihu.com/p/137532280?utm_source=qq&utm_medium=social&utm_oi=848327686576295936,2020.
关键词:柯西不等式 中学数学 几何 最值问题
1821年法国数学家柯西最先提出了柯西不等式并将其应用于研究“流数问题”,而后俄国数学家布涅科夫斯基提出它的积分形式,而积分形式的现代证明则由法国数学家施瓦兹给出。因此不等式全称为柯西-布涅科夫斯基-施瓦兹不等式。这个不等式有许多运用,例如Cramér-Rao在1945到1946年证明了C-R不等式。后来,又有不少文献进行了这方面的研究。这类结果被称为C-R型不等式。《统计与真理》中C-R型不等式给出了可估参数的无偏估计量的方差下界,在估计理论中它也有着重要作用。1927年,海森堡发表的《量子理论运动学和力学的直观内容》提出的著名的不确定性原理(Uncertainty principle)同样也运用了柯西不等式。
柯西不等式是新课标选入的高等数学中的内容之一,具有对称和谐的结构,它的变换形式多样,在微积分、线性代数与概率论等领域都有着广泛的应用。这充分说明了不同数学领域之间的内通性,渗透性以及完备性。柯西不等式是中学数学证明命题中最强有力的一个工具。笔者对柯西不等式在几何上的应用产生了浓厚兴趣,从简单的初等问题受到启发,纵观其证明和应用,大致可分为距离问题和极值问题。
1 柯西不等式在几何问题中的应用
本题是求椭圆切线方程的问题,利用常规思路求解不仅计算量很大而且也很复杂。巧妙利用柯西不等式对本题求解不仅能减少计算量还十分简洁,容易理解与掌握。
2 结论
柯西不等式在中学数学课本中有着重要地位,其在距离问题和圆锥曲线等解析几何上应用广泛,熟练运用柯西不等式能简明快捷地解决一些初等数学问题。值得注意的问题是,在解题中根据需要构造柯西不等式的适当形式至关重要。另外,验证柯西不等式等号成立条件同样至关重要,其往往是求解几何上临界值和最值的关键思想。
参考文献:
[1] 黄涛,王勇.柯西不等式在解析几何中的应用[N].湖北省襄阳市第一中学,2012.
[2] 张雪峰.柯西不等式在解题中的应用[J].中学数学研究,2016.
[3] 丘维声.高等代数[M].北京:高等教育出版社,1996.
[4] 李胜宏.平均值不等式与柯西不等式[M].上海:华东师范大学出版社,2005.
[5] 解析几何中的不等式利器-柯西不等式[DB/OL]https://zhuanlan.zhihu.com/p/137532280?utm_source=qq&utm_medium=social&utm_oi=848327686576295936,2020.