台湾金马奖2017完整版:试用3种不同的方法证明ac+bd≤√(a2+b2)(c2+d2).

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/29 11:19:35
已知a,b, c,d∈R,( √表示后面的开根号 题中的2表示平方)

[证法1] (比较法)
(ac+bd)2-(a2+b2)(c2+d2)
=a2c2+2abcd+b2d2-(a2c2+a2d2+b2c 2+b2d2)
=-(a2d2-2abcd+b2c 2)
=-(ad-bc)2≤0(当ad=bc时取等号,以下同).
∴(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).

[证法2] (构造二次函数法)
令函数f(x)=(a2+b2)x2-2(ac+bd)x+(c2+d2),
则f(x)=a2x2-2acx+c2+b2x2-2bdx+d2
=(ax-c)2+(bx-d)2≥0.
又知二次系数大于0,故
△=4(ac+bd)2-4(a2+b2)(c2+d2)≤0.
∴ (ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).

[证法3] (三角代换法)
设a=mcosα ,c=ncos β,则
b=msin α,d=nsinβ ,从而
(ac+bd)2=m2n2cos2(α -β )≤m2n2=(a2+b2)(c2+d2).
∴(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).

佩服