- 柯西不等式与排序不等式
- 共105题
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u=+
+
的最小值.
正确答案
(I)当z=1时,∵x+2y+3z=1,∴x+2y=-2,即y=
∴|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
(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.
若均为正实数,并且
,求证:
正确答案
见详解 .
试题分析:根据柯西不等式和不等式的基本性质证明.
试题解析:
. (3分)
,
. (6分)
又
.
(10分)
(1)过点P(-3,0)且倾斜角为30°的直线l和曲线C:(s为参数)相交于A,B两点,求线段AB的长.
(2)若不等式|a-1|≥x+2y+2z,对满足x2+y2+z2=1的一切实数x,y,z恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)直线的参数方程为 (s 为参数),曲线
可以化为 x2-y2=4.
将直线的参数方程代入上式,得 s2-6s+ 10 = 0.
设A、B对应的参数分别为 s1,s2,∴s1+ s2= 6 ,s1•s2=10.
∴AB=|s1-s2|==2
.
(2)由柯西不等式9=(12+22+22)•(x2+y2+z2)≥(1•x+2•y+2•z)2
即x+2y+2z≤3,当且仅当
即 x=,y=
,z=
时,x+2y+2z取得最大值3.
∵不等式|a-1|≥x+2y+2z,对满足x2+y2+z2=1的一切实数x,y,z恒成立,
只需|a-1|≥3,解得a-1≥3或a-1≤-3,∴a≥4或∴a≤-2.
即实数的取值范围是(-∞,-2]∪[4,+∞).
故答案为:a≥4或a≤-2.
函数y=5+12
的最大值是______.
正确答案
由柯西不等式得,
y=5+12
≤
=13,
当且仅当5 =12
时取等号,
此时函数取得最大值为 13.
故答案为:13.
(选修4—5:不等式选讲)
已知a、b、x、y均为正实数,且>
,x>y. 求证:
>
.
正确答案
略
证法一:(作差比较法)∵-
=
,又
>
且a、b∈R+,
∴b>a>0.又x>y>0,∴bx>ay. ∴>0,即
>
.
证法二:(分析法)
∵x、y、a、b∈R+,∴要证>
,只需证明x(y+b)>y(x+a),即证xb>ya.
而由>
>0,∴b>a>0.又x>y>0,知xb>ya显然成立.故原不等式成立.
D.选修4-5:不等式选讲
已知实数满足
,求
的最小值;
正确答案
略
(不等式选讲)若实数a,b,c满足a2+b2+c2=4,则3a+4b+5c的最大值为______.
正确答案
因为已知a、b、c是实数,且a2+b2+c2=4根据柯西不等式(a2+b2+c2)(x2+y2+z2)≥(ax+by+cz)2
故有(a2+b2+c2)(32+42+52)≥(3a+4b+5c)2
故(3a+4b+5c)2≤200,即3a+4b+5c≤10
即2a+b+2c的最大值为10.
故答案为:10.
设都为正数,且
,则
的最小值是 .
正确答案
由柯西不等式,得
,所以
.
(不等式选讲选做题)
已知实数a,b,c,d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
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0≤e≤
所以:a的取值范围是0≤e≤
故答案为:0≤e≤.
已知实数x、y、z满足x+2y+3z=1,则x2+y2+z2的最小值为______.
正确答案
由柯西不等式可知:(x+2y+3z)2≤(x2+y2+z2+)(12+22+32)
故x2+y2+z2≥,当且仅当
=
=
,
即:x2+y2+z2的最小值为.
故答案为:
已知 .
正确答案
12
,所以
.
【考点定位】本题考查柯西不等式的使用,考查学生的化归与转化能力.
(I)试证明柯西不等式:
(II)已知,且
,求
的最小值.
正确答案
(1)对于不等式的证明可以运用综合法也可以运用分析法来得到。也可以运用作差法加以证明。
(2)根据题意,由于,那么结合均值不等式来求解最值。
试题分析:(Ⅰ)证明:左边=,
右边=,
左边右边
, 2分
左边
右边, 命题得证. 3分
(Ⅱ)令,则
,
,
,
, 4分
由柯西不等式得:, 5分
当且仅当,即
,或
时 6分
的最小值是1 . 7分
解法2:,
,
, 4分
, 5分
当且仅当,或
时 6分
的最小值是1. 7分
点评:主要是考查了不等式的证明,以及均值不等式求解最值的运用,属于中档题。
已知,则
正确答案
利用三角形的三边的不等关系,通过构造共顶点的三个120度的角,来分析证明得到。
本试题考查了不等式的证明
试题分析:证如下:
作ÐAOB = ÐBOC = ÐCOA = 120°,
设|OA| = x, |OB| = y, |OC| = z
两边之和小于第三边得证。
(不等式证明方法很多,请阅卷老师酌情给分)
点评:对于不等式的证明,可以构造函数来结合函数的单调性来得到不等式的关系,也可以直接运用均值不等式来放缩得到结论,也可以结合两点的距离公式理解不等式来求解得到,是一道有难度的试题。
设正数,
(1)满足,求证:
;
(2)若,求
的最小值。
正确答案
(1)不等式的证明,可以运用均值不等式来得到证明。
(2)根据均值不等式的一正二定三相等来求解最值。
试题分析:⑴证明:(利用柯西不等式)
⑵根据题意,由于,那么
,在可以根据均值不等式同时取得等号得到其最小值为
点评:主要是考查了不等式的证明以及最值的求解,属于中档题。
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