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柯西不等式
------二维形式的柯西不等式
问题:设平面上两个向量为α=(a1,a2),β=(b1,b2),如何证明|α||β|≥|α·β|?
∴|α||β|≥|α·β|,等号成立的充要条件为α=λβ (λ≠0).
1.二维形式的柯西不等式
定理1:若a,b,c,d都是实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥ ,当且仅当ad=bc时,等号成立.
(ac+bd)2
|ac+bd|
2.柯西不等式的向量形式
定理2:设α,β是两个向量,则|α·β|≤|α||β|,当且仅当β是零向量,或存在实数k,使α=kβ时,等号成立.
要点一 利用柯西不等式证明不等式
已知a,b∈R+,且a+b=1.求证:(ax+by)2≤ax2+by2.
则|ax+by|=|m·n|≤|m|·|n|
∴(ax+by)2≤ax2+by2.
规律方法 二维形式的柯西不等式可以理解为四个数对应的一种不等关系,对谁与谁组合是有顺序的,不是任意的搭配,因此要仔细体会,加强记忆.例如,(a2+b2)·(d2+c2)≥(ac+bd)2是错误的,而应有(a2+b2)(d2+c2)≥(ad+bc)2.
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要点二 利用柯西不等式求函数的最值
规律方法 利用柯西不等式求最值
①先变形凑成柯西不等式的结构特征,是利用柯西不等式求解的先决条件;
②有些最值问题从表面上看不能利用柯西不等式,但只要适当添加上常数项或和为常数的各项,就可以应用柯西不等式来解,这也是运用柯西不等式解题的技巧;
③有些最值问题的解决需要反复利用柯西不等式才能达到目的,但在运用过程中,每运用一次前后等号成立的条件必须一致,不能自相矛盾,否则就会出现错误.多次反复运用柯西不等式的方法也是常用技巧之一.
1.已知x+y=1,那么2x2+3y2的最小值是( )
跟踪演练3
方法二 因为x+y=1,所以利用柯西不等式得
答案 B
课堂小结
1.利用柯西不等式的关键是找出相应的两组数,应用时要对照柯西不等式的原型,进行多角度的尝试.
2.柯西不等式取等号的条件也不容易记忆,如(a2+b2)·(c2+d2)≥(ac+bd)2等号成立的条件是ad=bc,可以把a,b,c,d看作成等比,则ad=bc来联想记忆.