本题导读

本题考查不等式的证明与应用,以及柯西不等式。

📌【题干】

Question

(2013年湖南卷(理)) 已知 ,,则 的最小值为 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 观察结构:
    • 已知式为一次项线性组合:。
    • 目标式为平方项之和:。
  2. 构造柯西不等式: 利用柯西不等式的三元形式: 令 ; 为了凑出已知等式的左半部分,令 。
  3. 代入计算: 计算系数平方和与已知等式的平方值,从而求得目标式的下界。

✅【答案】

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12

✍【详细解析】

Abstract

第一步:应用柯西不等式 根据柯西不等式,构造如下关系:

第二步:代入已知数据 将已知条件 代入不等式右侧:

第三步:求最小值 不等式两边同时除以 :

第四步:验证取等条件 当且仅当 时等号成立。 代入 得:。 此时 ,符合实数条件。

故答案为:12。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:柯西不等式的构造及其取等条件(分量成比例)。 2. 核心技巧:“整体思想”。将 和 分别看作独立的项,从而匹配已知等式中系数全为 的结构。

核心方法:见详细解析

避坑指南:注意目标式中项的系数。如果误将目标式看作 ,则构造的 序列应为 。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:柯西不等式的构造及其取等条件(分量成比例)。 2. 核心技巧:“整体思想”。将 和 分别看作独立的项,从而匹配已知等式中系数全为 的结构。

结论推广:针对更一般的线性约束 ,求 的最小值,其结果恒为 。

方法推广:对于此类填空题,若无法直接构造柯西不等式,也可尝试使用拉格朗日乘数法求解。

🔗【关联脉络】

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