崔懷勝
一、結(jié)構(gòu)分析法
例1 已知x,y,a,b均為正數(shù),且+=1,求x+y的最小值.
解 由于x,y,a,b均為正數(shù),且+=1,所以根據(jù)柯西不等式得x+y=[()2+()2]·[()2+()2]≥(+)2,當(dāng)且僅當(dāng)·=·,即=時取等號.所以,x+y的最小值為(+)2.
小結(jié) 柯西不等式很重要,靈活巧妙地運用它,可以使一些較復(fù)雜的問題迎刃而解.中學(xué)階段我們常用柯西不等式來證明不等式或求解最值.
二、減元法
例2 已知實數(shù)x,y,z滿足x+y+2z=1,x2+y2+2z2=,則z的取值范圍是_____.
解 由x+y+2z=1,得x+y=1-2z.由x2+y2+2z2=,得x2+y2=-2z2.由于x+y≤,所以(1-2z)2≤1-4z2,解得0≤z≤.
小結(jié) 解本題的關(guān)鍵在于對已知條件進(jìn)行變形后,利用柯西不等式的變式,得到關(guān)于z的不等式.
三、換元法
例3 非負(fù)實數(shù)x,y,z滿足x2+y2+z2+x+2y+3z=,那么x+y+z的最大值為_____.
解 由x2+y2+z2+x+2y+3z=,可得(x+)2+(y+1)2+(z+)2=.
設(shè)x+=w,y+1=v,z+=u,可得w2+v2+u2=,x+y+z=w+v+u-3.
由(w+v+u)2≤(12+12+12)(w2+v2+u2)=,可得-≤w+v+u≤,當(dāng)且僅當(dāng)w=v=u=時,w+v+u的最大值為,此時x+= y+1= z+.于是可得 -≤x+y+z≤.
所以,x+y+z的最大值為.
小結(jié) 解本題的關(guān)鍵是換元后,再利用柯西不等式進(jìn)行計算.
四、構(gòu)造法
例4 若x,y,z為實數(shù),且x2+y2+z2=1,求證: -≤xy+yz+xz≤1.
證明 由(x2+y2+z2)2=(x2+y2+z2)(y2+z2+x2)≥(xy+yz+xz)2,x2+y2+z2=1,可知xy+yz+xz≤1.
由(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz)≥0,可得2(xy+yz+xz)≥-(x2+y2+z2)=-1,即xy+yz+xz≥-.
所以,-≤xy+yz+xz≤1.
小結(jié) 我們通常需要對代數(shù)式進(jìn)行適當(dāng)變形,拼湊出與柯西不等式的一般形式相似的結(jié)構(gòu),再運用柯西不等式.在運用柯西不等式的過程中,要注意數(shù)字或字母的順序.
(責(zé)任編校 馮琪)