二位柯西不等式的几何证明方法

二位柯西不等式((ac+bd)^2≤(a^2+b^2)(c^2+d^2))

如图,两张图片中颜色相同的三角形全等,且均为直角三角形,不妨设蓝色三角形的直角边边长分别为a、b,黄色三角形的直角边边长分别为c、d。显然,两种图片中中心白色的部分分别为平行四边形和矩形,且两图形对应边长分别相等,设平行四边形的某一内角大小为θ,则平行四边形面积(S_平=(a^2+b^2)^{1/2}(c^2+d^2)^{1/2}sinθ),矩形面积(S_矩=(a^2+b^2)^{1/2}(c^2+d^2)^{1/2}),因为sinθ≤1,所以平行四边形面积小于等于矩形面积,设图一整体面积为(S_1=(a+d)(b+c)),图二整体面积为(S_2=ab+cd+(a^2+b^2)^{1/2}(c^2+d^2)^{1/2}),显然(S_1≤S_2),即(ac+bd≤(a^2+b^2)^{1/2}(c^2+d^2)^{1/2},即(ac+bd)^2≤(a^2+b^2)(c^2+d^2))

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