§1 柯西不等式1.认识简单形式的柯西不等式的几种形式,理解它们的几何意义.2.会证明一般形式的柯西不等式,并能利用柯西不等式来解决有关问题.1.简单形式的柯西不等式(1)定理 1(二维形式的柯西不等式的代数形式):对任意实数 a,b,c,d,有(a2+b2)(c2+d2)≥__________________,当向量______________与向量________________共线时,等号成立.(2)简单形式的柯西不等式的向量形式:设 α=(a,b),β=(c,d)是平面上任意两个向量,则______≥|α·β|,当向量(a,b)与向量(c,d)共线时,等号成立.(1)二维形式的柯西不等式的推论:①(a+b)(c+d)≥(+)2(a,b,c,d 为非负实数);②·≥|ac+bd|(a,b,c,d∈R);③·≥|ac|+|bd|(a,b,c,d∈R).(2)二维形式的三角不等式:①+≥(x1,y1,x2,y2∈R);② 推论:+≥(x1,x2,x3,y1,y2,y3∈R).【做一做 1-1】已知不等式(x+y)≥9 对任意的正实数 x,y 恒成立,则正实数 a 的最小值为( ).A.2 B.4 C.6 D.8【做一做 1-2】已知 x+2y=1,则 x2+y2的最小值为________.2.一般形式的柯西不等式(1)定理 2:设 a1 , a2 , … , an 与 b1 , b2 , … , bn 是 两 组 实 数 , 则 有 (a + a + … +a)__________________≥(a1b1+a2b2+…+anbn)2,当向量______________与向量(b1,b2,…,bn)共线时,等号成立.(2)推论(三维形式的柯西不等式):设 a1,a2,a3,b1,b2,b3是两组实数,则有(a+a+a)(b+b+b)≥________________.当向量(a1,a2,a3)与向量(b1,b2,b3)共线时“=”成立.【做一做 2-1】设 a=(1,0,-2),b=(x,y,z),若 x2+y2+z2=16,则 a·b 的最大值为________.【做一做 2-2】已知 x,y,z∈R+,且 x+y+z=1,则 x2+y2+z2的最小值是( ).A. B. C. D.答案:1.(1)(ac+bd)2 (a,b) (c,d)(2)|α||β|【做一做 1-1】B 由柯西不等式可求出(x+y)≥2=(1+)2,当 x=1,y=时,(x+y)能取到最小值(+1)2,故只需(1+)2≥9,即 a≥4 即可.【做一做 1-2】 解析: 1=x+2y,∴1=(x+2y)2≤(1+22)(x2+y2).当且仅当 x=,y=时,取等号,∴(x2+y2)min=.2.(1)(b+b+…+b) (a1,a2,…,an)(2)(a1b1+a2b2+a3b3)2【做一做 2-1】4 由题知,a·b=x-2z,由柯西不等式知[12+02+(-2)2](x2+y2+z2)≥(x+0-2z)2,当且仅当向量 a 与 b 共线时...