置 则 且
于是
这就是要证明的。
这种题是基本功啊,看到这个取等条件应该就可以联想到柯西不等式的。
为了揭示本质,我把条件改成
两边积分,并使用一次分部积分法
当 时候,由于前面一项的系数也变成 ,所以可以合并到一起。
取等条件就是柯西不等式的成比例条件。
当然,这题还有个更简单的做法:
令
从而
利用柯西不等式
所以 ,故