内容正文:
1.二维形式的柯西不等式
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
2.二维形式的柯西不等式的变式
(1)·≥|ac+bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
(2)·≥|ac|+|bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
(3)(a+b)(c+d)≥(+)2(a,b,c,d≥0,当且仅当ad=bc时,等号成立).
3.二维形式的柯西不等式的向量形式
|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).
[典例] 已知x,y∈R,3x2+2y2≤6,求2x+y的最值.
[解] 方法一 由柯西不等式得
(2x+y)2≤[(x)2+(y)2]
=(3x2+2y2)≤11.
当且仅当x·=y·,
即或时等号成立,
于是2x+y的最大值为,最小值为-.
方法二 由柯西不等式得|2x+y|≤
=≤,
当且仅当x·=y·,
即或时等号成立,
于是2x+y的最大值为,最小值为-.
掌握柯西不等式及其变式的结构,常用巧拆常数、重新安排某些项的次序、改变结构、添项等方法.
设a=(1,-2),b=(x,y),若x2+y2=16,则a·b的最大值为________.
解析:∵a=(1,-2),b=(x,y),
∴a·b=x-2y.
由柯西不等式的向量形式可得
[12+(-2)2](x2+y2)≥(x-2y)2,
即5×16≥(x-2y)2,
∴-4≤x-2y≤4,(*)
当且仅当b=ka,
即时,(*)式中右边等号成立,
或时,(*)式中左边等号成立,
∴当x=,y=-时,
a·b的最大值为4.
答案:4
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