专业题材三柯西不等式的应用.doc

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1、,.专题三 不等式的证明 (柯西不等式)1下列不等式的证明明过程:若a,bR,则 若x,yR,则;若xR,则;若a,bR,ab0,则其中正确的序号是 2设a,bR+,a+b=1,则+的最小值为( )A.2+ B.2 C.3 D.3已知ab0,cd0,则与的大小关系为 4已知a,b,cR,且a+b+c=0,abc0,则+的值( )A.小于0 B.大于0 C.可能是0 D.正负不能确定5若不等式(1)na2+对任意nN*恒成立,则实数a的取值范围是( )A.2,) B.(2,) C.3,) D.(3,)6设a,b,c(,0),则对于a+,b+,c+,下列正确的是 都不大于2 都不小于2 至少有一个

2、不小于2 至少有一个不大于27定义在R上的函数f(x)=mx2+2x+n的值域是0,+),又对满足前面要求的任意实数m,n都有不等式恒成立,则实数a的最大值为( )A.2013 B.1 C. D.8已知a、b、c是ABC的三边长,A=,B=,则( )A.AB B.AB C.AB D.AB9设正实数满足,则当取得最小值时,的最大值为( )A.0 B. 2 C . D. 10设正实数满足,则当取得最大值时,的最大值为( )A B C D11(2012湖北)设a,b,c,x,y,z是正数,且a2+b2+c2=10,x2+y2+z2=40,ax+by+cz=20,则=( )A. B. C. D.12用

3、柯西不等式求函数y=的最大值为( )A. B.3 C.4 D.513若,则函数的最大值为( )A. B. C. D.14对任意正数x,y不等式(k)x+ky恒成立,则实数k的最小值是( )A.1 B.2 C.3 D.415已知x2+4y2+kz2=36,且x+y+z的最大值为7,则正数k等于( )A.1 B.4 C.8 D.916设x、y、z是正数,且x2+4y2+9z2=4,2x+4y+3z=6,则x+y+z等于( )A. B. C. D.17已知x,y,z均为正数,且x+y+z=2,则+的最大值是( )A.2 B.2 C.2 D.318实数ai(i=1,2,3,4,5,6)满足(a2a1)

4、2+(a3a2)2+(a4a3)2+(a5a4)2+(a6a5)2=1则(a5+a6)(a1+a4)的最大值为( )A.3 B.2 C. D.119设a,b,c,x,y,z均为正数,且a2b2c210,x2y2z240,axbycz20,则等于()A. B. C. D.,.参考答案1、【解析】试题分析:依次分析4个命题:a0,b0时,0,故不正确当x=,y=时,检验不正确,利用基本不等式可得正确,综合可得答案解:当a,bR且 a0,b0时,0,故不正确当x=,y=时,lgx 和lgy 都等于lg2,小于0,故不正确|=|x|+|2=4,故正确若a,bR,ab0,则,故正确故答案为 、点评:本题

5、考查不等式性质的应用,基本不等式的应用,注意考虑特殊情况和基本不等式的使用条件,属于中档题2D【解析】试题分析:利用二维形式的柯西不等式求得 的最小值为10,可得+的最小值解:a,bR+,a+b=1,a2+b2=12ab,又=a2+b2+5+262ab+2=62ab+2(ab+2)=10,+,当且仅当=时,等号成立,故+的最小值为,故选:D点评:本题主要考查利用二维形式的柯西不等式求函数的最小值,属于基础题3【解析】试题分析:将两个式子作差、变形、依据条件及不等式的性质判断符号,从而得到结论解:=因为 ab0,cd0,所以,ac0,bd0,ba0,又cd0,则有acbd,即 acbd,则 bd

6、ac0,所以(b+a)(ba)(bdac)0,所以,=0,即 故答案为 点评:本题考查用比较法证明不等式的方法和步骤,将两个式子作差、变形、判断符号,其中,判断符号是解决问题的关键当然,本题还可采用特殊值法进行比较这两个式子的大小关系4A【解析】试题分析:因为a+b+c=0,abc(乘积)是正数,则这三个数中只能有一个正数,另两个为负数把a+b+c=0变形代入代数式,运用柯西不等式即可判断解:a+b+c=0,abc0,a,b,c中只能有一个正数,另两个为负数,不妨设a0,b0,c0由a+b+c=0得a=(b+c)代入得,+=+,(b)+(c)()4,即,=0,故选A点评:本题主要考查柯西不等式

7、的运用,解题的关键是由条件正确判断a,b,c的符号5A【解析】试题分析:对n进行分类讨论,分离出参数a,将原问题转化为求函数的最小值问题解决解:当n为正偶数时,a2恒成立,又2为增函数,其最小值为2=a当n为正奇数时,a2+,即a2恒成立而2为增函数,对任意的正整数n,有22,a2故a2,)点评:本题主要考查了不等式的证明及恒成立问题,属于基础题6【解析】试题分析:因为a,b,c(,0),所以a+b+c+6,再假设三个数都小于2,则a+b+c+6,所以假设错误所以对立面成立,即至少有一个不小于2解:因为a,b,c(,0),所以a+b+c+6假设三个数都小于2则a+b+c+6所以假设错误所以至少

8、有一个不小于2故正确的序号为,故答案为:点评:本题主要考查基本不等式的应用,正难则反的思想,属于一道基础题7A【解析】试题分析:根据已知条件可以得到m0,mn=1,n0由已知的不等式可得:只要让小于等于的最小值即可因为m,n0,所以有=,所以只要求的最大值即可,所以只要求m2+n2的最小值即可,根据m2+n22mn=2知m2+n2的最小值为2,这样即可求出的最小值为1,所以,所以就能得到a的最大值了解:定义在R上的函数f(x)=mx2+2x+n的值域是0,+);m0,mn=1,n0;=;m2+n22mn=2,2+m2+n24,;即的最大值为1;,即的最小值是1;,a2013,实数a的最大值为2

9、013故选A点评:考查二次函数:y=ax2+bx+c值域的求法,利用基本不等式:a+b,a2+b22ab求最值8A【解析】试题分析:由题意得 ca+b,故 B=,变形后再放大,可证小于 A解:a、b、c是ABC的三边长,ca+b,B=+=A,BA,故选 A点评:本题考查三角形的边长的性质,用放缩法证明不等式9B【解析】试题分析:由已知得,时等号成立,代入已知得,则。10B 【解析】试题分析:,当且仅当时成立,因此,所以.考点:(1)基本不等式的应用,(2)利用二次函数求最值。 11C【解析】试题分析:根据所给条件,利用柯西不等式求解,利用等号成立的条件即可解:由柯西不等式得,(a2+b2+c2

10、)(x2+y2+z2)(ax+by+cz)2,当且仅当时等号成立a2+b2+c2=10,x2+y2+z2=40,ax+by+cz=20,等号成立=故选C点评:柯西不等式的特点:一边是平方和的积,而另一边为积的和的平方,因此,当欲证不等式的一边视为“积和结构”或“平方和结构”,再结合不等式另一边的结构特点去尝试构造12C【解析】试题分析:由柯西不等式可得,函数y=,从而求得函数的最大值解:由柯西不等式可得,函数y=4,当且仅当= 时,等号成立,故函数y的最大值为4,故选:C点评:本题主要考查了二维形式的柯西不等式(ac+bd)2(a2+b2)(c2+d2),在求解函数最值中的应用,属于基础题13

11、C【解析】试题分析:由柯西得不等式,选C.考点:柯西不等式.14A【解析】试题分析:根据题意可得(k)x+ky2,不等式(k)x+ky恒成立,可得2,化简可得(2k+1)(k1)0,由此求得k的最小值解:由所给的选项可得k1,(k)x+ky2,x、y都是正实数,不等式(k)x+ky恒成立,2,2,化简可得 (2k+1)(k1)0解得 k (舍去),或k1,故k的最小值为1,故选:A点评:本题主要考查基本不等式的应用,一元二次不等式的解法,体现了转化的数学思想,属于基础题15D【解析】试题分析:由柯西不等式可得 (x2+4y2+kz2)(1+)(x+y+z)2,再根据x+y+z的最大值为7,可得

12、36(1+)=49,由此求得正数k的值解:由题意利用柯西不等式可得 (x2+4y2+kz2)(1+)(x+y+z)2,即 36(1+)(x+y+z)2再根据x+y+z的最大值为7,可得36(1+)=49,求得正数k=9,故选:D点评:本题主要考查柯西不等式的应用,属于基础题16A【解析】试题分析:运用柯西不等式:(a2+b2+c2)(d2+e2+f2)(ad+be+cf)2,当且仅当等号成立解:x、y、z是正数,x2+4y2+9z2=4,2x+4y+3z=6,(22+22+12)(x2+4y2+9z2)=94(2x+4y+3z)2=36,可设,(k为常数),代入2x+4y+3z=6,得k=,x

13、+y+z=故选A点评:本题考查三元柯西不等式及应用,考查基本的运算能力,是一道基础题17C【解析】试题分析:利用柯西不等式,可得(1+2+3)(x+y+z)(+)2,结合x+y+z=2,即可求出+的最大值解:x、y、z是正数,(1+2+3)(x+y+z)(+)2,x+y+z=2,+=2,+的最大值是2故选:C点评:本题考查三元柯西不等式及应用,考查基本的运算能力,是一道基础题18B【解析】试题分析:由柯西不等式可得:(a2a1)2+(a3a2)2+(a4a3)2+(a5a4)2+(a6a5)2(1+1+1+4+1)(a2a1)+(a3a2)+(a4a3)+2(a5a4)+(a6a5)2,结合条

14、件,即可得出结论解:由柯西不等式可得:(a2a1)2+(a3a2)2+(a4a3)2+(a5a4)2+(a6a5)2(1+1+1+4+1)(a2a1)+(a3a2)+(a4a3)+2(a5a4)+(a6a5)2=(a5+a6)(a1+a4)2,(a5+a6)(a1+a4)28,(a5+a6)(a1+a4)2,(a5+a6)(a1+a4)的最大值为2,故选B点评:本题考查柯西不等式,考查学生分析解决问题的能力,利用(a2a1)2+(a3a2)2+(a4a3)2+(a5a4)2+(a6a5)2(1+1+1+4+1)(a2a1)+(a3a2)+(a4a3)+2(a5a4)+(a6a5)2,是解题的关键19C【解析】柯西不等式,(axbycz)2(a2b2c2)(x2y2z2)等号成立的条件是.又a2b2c210,x2y2z240,axbycz20,(axbycz)2(a2b2c2)(x2y2z2),因此,故.

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