题目内容

已知a,b,c,d都是实数,且a2+b2=r2,c2+d2=R2,求证|ac+bd|≤(r>0,R>0).

证法一:(综合法)∵a、b、c、d都是实数,

∴|ac+bd|≤|ac|+|bd|≤+=.

∵a2+b2=r2,c2+d2=R2,∴|ac+bd|≤.

证法二:(比较法)显然|ac+bd|≤-(r2+R2)≤ac+bd≤(r2+R2).

先证ac+bd≤(r2+R2).

ac+bd-(r2+R2)=ac+bd-=-[(a-c)2+(b-d)2]≤0.

∴ac+bd≤(r2+R2).

再证ac+bd≥-(r2+R2).

ac+bd+(r2+R2)=ac+bd+(a2+b2+c2+d2)=[(a+c)2+(b+d)2]≥0.

∴ac+bd≥-(r2+R2).

综上,|ac+bd|≤.

证法三:(分析法)要证明|ac+bd|≤成立,

只要证明(ac+bd)2≤()2,只要证明a2c2+2abcd+b2d2[(a2+c2)2+2(a2+c2)(b2+d2)+(b2+d2)2].

∵a2c2(a2+c2)2,2abcd≤,b2d2(b2+d2)2.

∴a2c2+2abcd+b2d2[(a2+c2)2+2(a2+c2)(b2+d2)+(b2+d2)2]成立.

∴|ac+bd|≤.

这三种证法说明了证明不等式的方法是多种多样的,我们根据不等式的特点选择适当的证法.一般地说,如果能用分析法寻找出证明某个不等式的途径,那么就能用综合法证明不等式,同时还能启发我们是否能用比较法来证明.


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