2.1.1平面上的柯西不等式的代数和向量形式
【课标要求】1.认识并理解平面上的柯西不等式的代数和向量形式,以及定理1、定理2、定理3等几种不同形式,理解它们的几何意义.2.会用柯西不等式的代数形式和向量形式以及定理1、定理2、定理3,证明比较简单的不等式,会求某些函数的最值.第一节 二维形式的柯西不等式
【核心扫描】1.二维形式的柯西不等式的应用是本节考查的重点.2.常与不等式知识综合考查.(难点)
自学导引1.二维形式的柯西不等式(1)定义:若a,b,c,d都是实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥,当且仅当ad=bc时,等号成立.(ac+bd)2
2.柯西不等式的向量形式设α,β是两个向量,则|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.试一试:设平面上两个向量为α=(a1,a2),β=(b1,b2),证明|α||β|≥|α·β|.
规律方法1.二维形式的柯西不等式可以理解为四个数对应的一种不等关系,对谁与谁组合是有顺序的,不是任意的搭配,因此要仔细体会,加强记忆.例如,(a2+b2)·(d2+c2)≥(ac+bd)2是错误的,而应有(a2+b2)(d2+c2)≥(ad+bc)2.2.柯西不等式取等号的条件也不容易记忆,如(a2+b2)·(c2+d2)≥(ac+bd)2等号成立的条件是ad=bc,可以把a,b,c,d看作成等比,则ad=bc来联想记忆.
规律方法利用柯西不等式求最值①先变形凑成柯西不等式的结构特征,是利用柯西不等式求解的先决条件;②有些最值问题从表面上看不能利用柯西不等式,但只要适当添加上常数项或和为常数的各项,就可以应用柯西不等式来解,这也是运用柯西不等式解题的技巧;③而有些最值问题的解决需要反复利用柯西不等式才能达到目的,但在运用过程中,每运用一次前后等号成立的条件必须一致,不能自相矛盾,否则就会出现错误.多次反复运用柯西不等式的方法也是常用技巧之一.
【变式3】已知x+y=1,求2x2+3y2的最小值.
方法技巧 二维柯西不等式向量形式的应用【示例】已知a,b∈R+,且a+b=1.求证:(ax+by)2≤ax2+by2.