- 柯西不等式与排序不等式
- 共105题
(选修4-5:不等式选讲)
已知实数a,b,c,d满足a+b+c+d=3,a2+2b2+3c2+6d2=5,试求a的最值.
正确答案
解析
解:由柯西不等式得( +
+
)(2b2+3c2+6d2)≥(b+c+d) 2即2b2+3c2+6d2≥(b+c+d)2
将条件代入可得5-a2≥(3-a)2,解得1≤a≤2
当且仅当 =
=
时等号成立,
可知b=,c=
,d=
时a最大=2,
b=1,c=,d=
时,a最小=1.
已知实数a,b,c,d,e满足a+b+c+d+e=8,a2+b2+c2+d2+e2=16,则e的取值范围是______.
正确答案
解析
解:由柯西不等式得 (1+1+1+1)(a2+b2+c2+d2)≥(a+b+c+d)2
即4(16-e2)≥(8-e)2
解得
所以:a的取值范围是
故答案为:.
选修4-5不等式选讲
(1)已知x,y,z∈R,且x2+y2+z2=1,求2x+3y+4z的最小值;
(2)解关于x的不等式:|2x+1|+|x+2|>5.
正确答案
解析
解:(1)因为已知x2+y2+z2=1根据柯西不等式(ax+by+cz)2≤(a2+b2+c2)(x2+y2+z2)构造得:
即(2x+3y+4z)2≤(x2+y2+z2)(22+32+42)≤1×29=29
故2x+3y+4z≤.当且仅当
时取等号.
则2x+3y+4z的最大值是 .
故答案为:.
(2)解:f(x)=|2x+1|+|x+2|=,
当x<-2时,由-3x-3>5 可得 x<-,解得 x<-
.
当-2≤x≤-时,由1-x>5,可得 x<-4,不等式无解.
当 x>-时,由3x+3>5 可得 x>
,解得x>
.
综上可得 x<-或x>
.
故不等式的解集为:{x|x<- 或 x>
}.
选修4-5:不等式选讲
若正数a,b,c满足a+b+c=1,求的最小值.
正确答案
解:∵正数a,b,c满足a+b+c=1,
∴()[(3a+2)+(3b+2)+(3c+2)]≥(1+1+1)2,
即
当且仅当a=b=c=时,取等号
∴当a=b=c=时,
的最小值为1.
解析
解:∵正数a,b,c满足a+b+c=1,
∴()[(3a+2)+(3b+2)+(3c+2)]≥(1+1+1)2,
即
当且仅当a=b=c=时,取等号
∴当a=b=c=时,
的最小值为1.
已知x,y,z∈R+,且x+y+z=1.
(1)若+
+
=2
,求x,y,z的值.
(2)求证:+
+
≤
.
正确答案
(1)解:柯西不等式得:(x+1+y+1+z+1)(1+1+1)≥(+
+
)2,
∵+
+
=2
,x+y+z=1
∴x+1=y+1=z+1,
∴x=y=z=;
(2)证明:∵(1+x+1+y+1+z)(+
+
)≥(1+1+1)2,x+y+z=1.
∴+
+
≥
,
∴+
+
=1-
+1-
+1-
=3-(
+
+
)≤3-
=
.
∴+
+
≤
.
解析
(1)解:柯西不等式得:(x+1+y+1+z+1)(1+1+1)≥(+
+
)2,
∵+
+
=2
,x+y+z=1
∴x+1=y+1=z+1,
∴x=y=z=;
(2)证明:∵(1+x+1+y+1+z)(+
+
)≥(1+1+1)2,x+y+z=1.
∴+
+
≥
,
∴+
+
=1-
+1-
+1-
=3-(
+
+
)≤3-
=
.
∴+
+
≤
.
设x,y,z∈R且x+2y+3z=1
(I)当z=1,|x+y|+|y+1|>2时,求x的取值范围;
(II)当x>0,y>0,z>0时,求的最小值.
正确答案
解:(I)当z=1时,∵x+2y+3z=1,∴x+2y=-2,即
∴|x+y|+|y+1|>2可化简|x-2|+|x|>4,
∴x<0时,-x+2-x>4,∴x<-1;
0≤x≤2时,-x+2+x>4不成立;
x>2时,x-2+x>4,∴x>3
综上知,x<-1或x>3;
(II)∵()[(x+1)+2(y+2)+3(z+3)]≥(x+2y+3z)2∴(
)(x+2y+3z+14)≥(x+2y+3z)2,
∴
∴u,当且仅当
,又x+2y+3z=1,即x=
,y=
,z=
时,umin=
.
解析
解:(I)当z=1时,∵x+2y+3z=1,∴x+2y=-2,即
∴|x+y|+|y+1|>2可化简|x-2|+|x|>4,
∴x<0时,-x+2-x>4,∴x<-1;
0≤x≤2时,-x+2+x>4不成立;
x>2时,x-2+x>4,∴x>3
综上知,x<-1或x>3;
(II)∵()[(x+1)+2(y+2)+3(z+3)]≥(x+2y+3z)2∴(
)(x+2y+3z+14)≥(x+2y+3z)2,
∴
∴u,当且仅当
,又x+2y+3z=1,即x=
,y=
,z=
时,umin=
.
已知a,b,c均为正数
(1)证明:a2+b2+c2+(+
+
)2≥6
,并确定a,b,c如何取值时等号成立;
(2)若a+b+c=1,求+
+
的最大值.
正确答案
(1)证明:a2+b2+c2+(+
+
)2≥3
+9
≥6
取等条件a=b=c=;
(2)解:(+
+
)2≤(1+1+1)[(
)2+(
)2+(
)]2=18
所以+
+
的最大值为3
,取等条件a=b=c=
.
解析
(1)证明:a2+b2+c2+(+
+
)2≥3
+9
≥6
取等条件a=b=c=;
(2)解:(+
+
)2≤(1+1+1)[(
)2+(
)2+(
)]2=18
所以+
+
的最大值为3
,取等条件a=b=c=
.
已知x,y,z∈R+且x+y+z=1则x2+y2+z2的最小值是( )
正确答案
解析
解:∵(x2+y2+z2)×(1+1+1 )≥(x+y+z)2=1,
∴x2+y2+z2≥1×=
,
当且仅当x=y=z时取等号,
故 x2+y2+z2的最小值为,
故选B.
已知实数a、b、c满足a+2b+c=1,a2+b2+c2=1,求c的取值范围.
正确答案
解:因为a+2b+c=1,a2+b2+c2=1,所以a+2b=1-c,a2+b2=1-c2.
由柯西不等式:(12+22)(a2+b2)≥(a+2b)2,…(3分)
所以5(1-c2)≥(1-c)2,
整理得,3c2-c-2≤0,
解得.∴c的取值范围是
. …(7分)
解析
解:因为a+2b+c=1,a2+b2+c2=1,所以a+2b=1-c,a2+b2=1-c2.
由柯西不等式:(12+22)(a2+b2)≥(a+2b)2,…(3分)
所以5(1-c2)≥(1-c)2,
整理得,3c2-c-2≤0,
解得.∴c的取值范围是
. …(7分)
不等式选讲:已知x,y,z∈R,且x-2y-3z=4,求x2+y2+z2的最小值.
正确答案
解:由柯西不等式,得[x+(-2)y+(-3)z]2≤[12+(-2)2+(-3)2](x2+y2+z2),
即(x-2y-3z)2≤14(x2+y2+z2),…(5分)
即16≤14(x2+y2+z2).
所以,即x2+y2+z2的最小值为
.…(10分)
解析
解:由柯西不等式,得[x+(-2)y+(-3)z]2≤[12+(-2)2+(-3)2](x2+y2+z2),
即(x-2y-3z)2≤14(x2+y2+z2),…(5分)
即16≤14(x2+y2+z2).
所以,即x2+y2+z2的最小值为
.…(10分)
已知|x+2y+3z|≥4(x,y,z∈R)
(Ⅰ)求x2+y2+z2的最小值;
(Ⅱ)若|a+2|≤(x2+y2+z2)对满足条件的一切实数x,y,z恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解析
解:(Ⅰ)∵(x+2y+3z)2≤(12+22+32)(x2+y2+z2),且|x+2y+3z|≥4(x,y,z∈R).
∴x2+y2+z2,当且仅当
时取等号.
即x2+y2+z2的最小值为.
(Ⅱ)∵x2+y2+z2的最小值为.
∴|a+2|≤=4,
∴-4≤a+2≤4,
解得-6≤a≤2,
即a的取值范围为[-6,2].
已知a>0,b>0,c>0,函数f(x)=|x+a|+|x-b|+c的最小值为4.
(1)求a+b+c的值;
(2)求a2+
b2+c2的最小值.
正确答案
解:(1)因为f(x)=|x+a|+|x-b|+c≥|(x+a)-(x-b)|+c=|a+b|+c,
当且仅当-a≤x≤b时,等号成立,
又a>0,b>0,所以|a+b|=a+b,
所以f(x)的最小值为a+b+c,
所以a+b+c=4;
(2)由(1)知a+b+c=4,由柯西不等式得,
(a2+
b2+c2)(4+9+1)≥(
•2+
•3+c•1)2=(a+b+c)2=16,
即a2+
b2+c2≥
当且仅当=
=
,即a=
,b=
,c=
时,等号成立.
所以a2+
b2+c2的最小值为
.
解析
解:(1)因为f(x)=|x+a|+|x-b|+c≥|(x+a)-(x-b)|+c=|a+b|+c,
当且仅当-a≤x≤b时,等号成立,
又a>0,b>0,所以|a+b|=a+b,
所以f(x)的最小值为a+b+c,
所以a+b+c=4;
(2)由(1)知a+b+c=4,由柯西不等式得,
(a2+
b2+c2)(4+9+1)≥(
•2+
•3+c•1)2=(a+b+c)2=16,
即a2+
b2+c2≥
当且仅当=
=
,即a=
,b=
,c=
时,等号成立.
所以a2+
b2+c2的最小值为
.
已知函数f(x)=|x|,x∈R.
(Ⅰ)解不等式f(x-1)>2;
(Ⅱ)若[f(x)]2+y2+z2=9,试求x+2y+2z的最小值.
正确答案
解析
解:(Ⅰ)不等式f(x-1)>2即|x-1|>2.
解得 x<-1,或 x>3.
故原不等式的解集为 {x|x<-1,或 x>3}.
(II)[f(x)]2+y2+z2=9,即x2+y2+z2=9,
由于(x2+y2+z2)×(1+4+4 )≥(x+2y+2z)2,
∴9×(1+4+4 )≥(x+2y+2z)2,
∴-9≤x+2y+2z≤9.
则x+2y+2z的最小值为:-9.
选修4-5:不等式选讲
已知a>0,b>0,c>0,求证:(+
+
)(
+
+
)≥9.
正确答案
证明:由于a>0,b>0,c>0,设=x,
=y,
=z,得x>0,y>0,z>0.
(x+y+z)(+
+
)≥
=9.
当且仅当x=y=z时等号成立.
即(+
+
)(
+
+
)≥9,
当且仅当=
=
时等号成立.
解析
证明:由于a>0,b>0,c>0,设=x,
=y,
=z,得x>0,y>0,z>0.
(x+y+z)(+
+
)≥
=9.
当且仅当x=y=z时等号成立.
即(+
+
)(
+
+
)≥9,
当且仅当=
=
时等号成立.
(选修4-5:不等式选讲)
已知a,b,c都是正数,且a+2b+3c=6,求的最大值.
正确答案
解:由柯西不等式可得
()2≤[12+12+12][(
)2+(
)2+(
)2]=3×9
∴≤3
,当且仅当
时取等号.
∴的最大值是3
故最大值为3.
解析
解:由柯西不等式可得
()2≤[12+12+12][(
)2+(
)2+(
)2]=3×9
∴≤3
,当且仅当
时取等号.
∴的最大值是3
故最大值为3.
扫码查看完整答案与解析