- 柯西不等式的几何意义
- 共100题
数列{an}满足,
(n∈N*).
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)证明:;
(III)证明:.
正确答案
(I)解:由得
,猜想:
下面用数学归纳法证明猜想:成立.
(ⅰ)当n=1时,,猜想成立;
(ⅱ)假设n=k(k∈N*)时,猜想成立,即;
那么当n=k+1时,,从而n=k+1时猜想成立.
综合(ⅰ),(ⅱ)知:猜想成立.即数列的通项公式为.
(II)证明:当x>0时,构造函数g(x)=ln(1+x)-x,则g′(x)=,∴函数g(x)在(0,+∞)上单调减
∴g(x)<g(0),∴ln(1+x)<x;
所以令得
,即
,
∴,于是
,
从而
∴
(III)证明:由柯西不等式得:
所以要证
即证 ,也就是需证:
,
即证:;
因为函数的导函数
当x>0时,f′(x)>0,所以当x>0时,,
取得
∴,所以
.
∴
解析
(I)解:由得
,猜想:
下面用数学归纳法证明猜想:成立.
(ⅰ)当n=1时,,猜想成立;
(ⅱ)假设n=k(k∈N*)时,猜想成立,即;
那么当n=k+1时,,从而n=k+1时猜想成立.
综合(ⅰ),(ⅱ)知:猜想成立.即数列的通项公式为.
(II)证明:当x>0时,构造函数g(x)=ln(1+x)-x,则g′(x)=,∴函数g(x)在(0,+∞)上单调减
∴g(x)<g(0),∴ln(1+x)<x;
所以令得
,即
,
∴,于是
,
从而
∴
(III)证明:由柯西不等式得:
所以要证
即证 ,也就是需证:
,
即证:;
因为函数的导函数
当x>0时,f′(x)>0,所以当x>0时,,
取得
∴,所以
.
∴
实数x,y,z 满足x2+y2+z2=1,则xy+yz的最大值是为______.
正确答案
解析
解:因为1=x2+y2+z2=(x2+y2)+(
y2+z2)≥2
xy+2
yz=
(
xy+yz),
所以xy+yz≤
,
故xy+yz的最大值为
.
故答案为:.
设n是不小于2的正整数,求证:<1-
+
-
+…+
-
<
.
正确答案
证明:1-+
-
+…+
-
=1+
+
+
+…+
+
-(1+
+
+…+
)
=+
+
+…+
,
当n=2时,+
=
>
,即有1-
+
-
+…+
-
>
;
由柯西不等式可得,
+
+
+…+
<
,
由<
-
+
-
+…+
-
=
-
=
,
即有<
=
.
故1-+
-
+…+
-
<
.
则有原不等式成立.
解析
证明:1-+
-
+…+
-
=1+
+
+
+…+
+
-(1+
+
+…+
)
=+
+
+…+
,
当n=2时,+
=
>
,即有1-
+
-
+…+
-
>
;
由柯西不等式可得,
+
+
+…+
<
,
由<
-
+
-
+…+
-
=
-
=
,
即有<
=
.
故1-+
-
+…+
-
<
.
则有原不等式成立.
求函数f(x)=2+
的最大值.
正确答案
解:由柯西不等式,f(x)=2+
=2
+
•
≤•
=
故当且仅当2=
•
,即x=-
时,f(x)取得最大值为
.
解析
解:由柯西不等式,f(x)=2+
=2
+
•
≤•
=
故当且仅当2=
•
,即x=-
时,f(x)取得最大值为
.
(选做题)已知a,b,c为正实数,且.
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)求的最小值.
正确答案
(Ⅰ)证明:,等号当且仅当a=2时成立
∴;
(Ⅱ)解:由柯西不等式知:
等号当且仅当a=b=c=2时成立.
∴所求的最小值为1.
解析
(Ⅰ)证明:,等号当且仅当a=2时成立
∴;
(Ⅱ)解:由柯西不等式知:
等号当且仅当a=b=c=2时成立.
∴所求的最小值为1.
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