已知:a,b,c,d∈R,求证:(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).在线课程证明:解法1 (分析法)要证(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2),(2分)
即证:a2c2+b2d2+2abcd≤a2c2+a2d2+b2c2+b2d2 ,(4分)
即证:2abcd≤a2d2+b2c2 ,(6分)
即证:0≤a2d2+b2c2-2abcd=(ad+bc)2,(8分)
上式明显成立.(10分) 故(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2)(12分)
解法2 (综合法)因为a2d2+b2c2≥2abcd(重要不等式)(3分)
所以(ac+bd)2=a2c2+b2d2+2abcd(6分)≤a2c2+a2d2+b2c2+b2d2(9分)=(a2+b2)(c2+d2)(12分)
解法3 (作差法)因为(a2+b2)(c2+d2)-(ac+bd)2(2分)=(a2c2+a2d2+b2c2+b2d2)-(a2c2+b2d2+2abcd)(5分)
=b2c2+a2d2-2abcd(8分)=(b2c2-a2d2)2≥0(10分)
所以(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2). (12分)
分析:解法1 分析法:分析使不等式成立的充分条件,经过分析,使不等式成立的充分条件显然成立,从而证得结论.
解法2 综合法:利用重要不等式 a2d2+b2c2≥2abcd,把(ac+bd)2=a2c2+b2d2+2abcd 放大,即得要证的不等式.
解法3 作差法:把(a2+b2)(c2+d2)-(ac+bd)2 展开化简化成完全平方的形式判断符号,可得其值大于或等于0,从而证得不等式成立.
点评:本题考查用分析法、综合法、作差比较法证明不等式,式子的变形时解题的关键.
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