- 反证法与放缩法
- 共66题
已知x,y,z∈Z,且满足x+y+z=3,x3+y3+z3=3,求x2+y2+z2所有可能的值组成的集合.
正确答案
解:设x2+y2+z2=t,则
∵(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz),
即9=t+2(xy+yz+xz),
∴xy+yz+xz=,
∵x3+y3+z3-3xyz=(x+y+z)(x2+y2+z2-xy-yz-zx),
∴3-3xyz=3(t-),
∴xyz=,
∵x,y,z∈Z,t>0,
∴t=3,5,7或1(舍去),
∴x2+y2+z2所有可能的值组成的集合为{3,5,7}.
解析
解:设x2+y2+z2=t,则
∵(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz),
即9=t+2(xy+yz+xz),
∴xy+yz+xz=,
∵x3+y3+z3-3xyz=(x+y+z)(x2+y2+z2-xy-yz-zx),
∴3-3xyz=3(t-),
∴xyz=,
∵x,y,z∈Z,t>0,
∴t=3,5,7或1(舍去),
∴x2+y2+z2所有可能的值组成的集合为{3,5,7}.
若a12+a22+…+an2=1,b12+b22+…+bn2=1,则a1b1+a2b2+…+anbn的最大值为______.
正确答案
1
解析
解:∵a12+a22+…+an2=1,b12+b22+…+bn2=1,则由柯西不等式可得
(a12+a22+…+an2)•(b12+b22+…+bn2)≥,
即 1×1≥,故
的最大值为1,
故a1b1+a2b2+…+anbn的最大值为1,
故答案为:1.
已知正数a,b,c满足a+2b+3c=6,求证:+
+
≤6.
正确答案
证明:∵因为a+2b+3c=6,∴(a+1)+(2b+2)+(3c+3)=12,
由柯西不等式,可得[(a+1)+(2b+2)+(3c+3)][12+12+12]≥,即12×3≥
,
∴+
+
≤6,当且仅当
=
=
时取等号,此时a=3 b=2 c=
.
解析
证明:∵因为a+2b+3c=6,∴(a+1)+(2b+2)+(3c+3)=12,
由柯西不等式,可得[(a+1)+(2b+2)+(3c+3)][12+12+12]≥,即12×3≥
,
∴+
+
≤6,当且仅当
=
=
时取等号,此时a=3 b=2 c=
.
设x,y,z∈R,且满足:x2+4y2+9z2=3,则x+2y+3z的最大值为______.
正确答案
3
解析
解:由柯西不等式可知:(x+2y+3z)2≤(x2+4y2+9z2)(12+12+12)
∵x2+4y2+9z2=3,
∴(x+2y+3z)2≤9,
∴x+2y+3z≤3,
∴x+2y+3z的最大值为3.
故答案为:3.
若实数a,b,c满足a2+b2+c2=1,则3ab-3bc+2c2的最大值为( )
正确答案
解析
解:不妨考虑c,当c=0时,有3ab-3bc+2c2=3ab≤=
,
当c≠0时,3ab-3bc+2c2==
,
设x=,y=
,则可令M=3ab-3bc+2c2=
,
即有Mx2-3xy+My2+M+3y-2=0,
由于x为实数,则有判别式△1=9y2-4M(My2+M+3y-2)≥0,
即有(9-4M2)y2-12My-4M(M-2)≥0,
由于y为实数,则△2=144M2+16M(9-4M2)(M-2)≤0,
即有M(M-3)(2M2+2M-3)≤0,
由于求M的最大值,则M>0,则M≤3.
故选:C.
已知x,y,z均为实数,
(1)x+y+z=1,求证:+
+
≤3
;
(2)若x+2y+3z=6,求x2+y2+z2的最小值.
正确答案
(1)证明:由题意,根据柯西不等式有(+
+
)2≤(12+12+12)[(
)2+(
)2+(
)2]=3[3(x+y+z)+6]=3×9=27,
所以+
+
≤3
;
(2)12+22+32=14,∴由柯西不等式可得(12+22+32)(x2+y2+z2)≥(x+2y+3z)2=36,
∴x2+y2+z2≥,即x2+y2+z2的最小值是
.
解析
(1)证明:由题意,根据柯西不等式有(+
+
)2≤(12+12+12)[(
)2+(
)2+(
)2]=3[3(x+y+z)+6]=3×9=27,
所以+
+
≤3
;
(2)12+22+32=14,∴由柯西不等式可得(12+22+32)(x2+y2+z2)≥(x+2y+3z)2=36,
∴x2+y2+z2≥,即x2+y2+z2的最小值是
.
已知a>0,b>0,c>0,a2b+b2c+c2a=1,则abc(abc-2)的最小值为______.
正确答案
-
解析
解:∵a>0,b>0,c>0,a2b+b2c+c2a=1,
∴1≥3,
∴0<abc≤,
设t=abc,则0<t≤,
abc(abc-2)=t(t-2)=(t-1)2-1,
∴t=时,abc(abc-2)的最小值为-
,
故答案为:-
已知a+b+c=0,则ab+bc+ca的值______0.( 选填“>,<,≥,≤”).
正确答案
≤
解析
解:因为a+b+c=0,
所以(a+b+c)2=0.
展开得ab+bc+ca=-,
所以ab+bc+ca≤0.
故答案为:≤.
设正数x、y、z满足2x+2y+z=1.
(1)求3xy+yz+zx的最大值;
(2)证明:+
+
≥
.
正确答案
解:(1)由题意可得,z=1-2x-2y,故M=3xy+yz+zx=3xy+(x+y)z=3xy+(x+y)[1-2(x+y)]
=3xy+(x+y)-2(x+y)2≤3•+(x+y)-2(x+y)2=-
(x+y)2+(x+y),当且仅当x=y时,取等号.
令t=x+y,则M≤-t2+t=-
+
≤
,当且仅当t=x+y=
时,取等号.
综上可得,当且仅当 x=y=时,M=3xy+yz+zx 取得最大值为
.
(2)证明:由柯西不等式和(1)的结果可得[3(1+xy)+(1+yz)+(1+xz)]•[+
+
]≥(3+1+1)2,
可得 +
+
≥
=
≥
=
,
不等式得证.
解析
解:(1)由题意可得,z=1-2x-2y,故M=3xy+yz+zx=3xy+(x+y)z=3xy+(x+y)[1-2(x+y)]
=3xy+(x+y)-2(x+y)2≤3•+(x+y)-2(x+y)2=-
(x+y)2+(x+y),当且仅当x=y时,取等号.
令t=x+y,则M≤-t2+t=-
+
≤
,当且仅当t=x+y=
时,取等号.
综上可得,当且仅当 x=y=时,M=3xy+yz+zx 取得最大值为
.
(2)证明:由柯西不等式和(1)的结果可得[3(1+xy)+(1+yz)+(1+xz)]•[+
+
]≥(3+1+1)2,
可得 +
+
≥
=
≥
=
,
不等式得证.
二维形式的柯西不等式可用( )表示.
正确答案
解析
解:根据二维形式的柯西不等式的代数形式:
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2
故选C
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