本题导读
本题考查柯西不等式的代数形式:。核心在于构造法(构造常数序列 )、最小值代换法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2019年全国卷III(理))设 ,且 。
(1)求 的最小值;
(2)若 恒成立,证明: 或 。
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问 (求最小值):
- 观察待求式 ,这是一个平方和形式。
- 约束条件是 ,这是一个一次和形式。
- 构造柯西不等式:利用 。
- 第二问 (证明参数范围):
- 题目给出的条件是左侧的最小值 。
- 同样利用柯西不等式求出左侧关于参数 的最小值表达式。
- 令该最小值 ,解关于 的绝对值不等式即可。
✅【答案】
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(1)最小值为 。
(2)证明见解析。
✍【详细解析】
Abstract
【解析过程】 (1)解: 由柯西不等式得: 即 。 将 代入上式: 。 。 当且仅当 ,即 时等号成立。 结合 ,解得 。 故 的最小值为 。
(2)证明: 利用柯西不等式求 的最小值: 。 将 代入: 。 。 要使 恒成立,只需其最小值大于等于 : 。 解得 。 即 或 。 解得 或 。 得证。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
柯西不等式的结构特征:看到“平方和”与“一次和”的组合,应形成条件反射般的“柯西意识”。
常数构造:在处理 类型的约束时,柯西不等式的另一组数通常构造为 ,目的是为了直接利用求和条件消元。
等号成立条件:在解答题中,求出最小值后务必简要说明等号成立的条件,以保证逻辑严密。
📖【试题探源与推广】
Tip
在 Obsidian 笔记中,可以补充以下进阶技巧:
- 权方和不等式(柯西不等式的变体):。如果第一问改成求 的形式(在变量为正的前提下),可以直接使用。
- 几何意义:柯西不等式本质上是向量数量积性质 的坐标表示。第一问实际上是在求空间中平面 上的点到点 距离的平方。
🔗【关联脉络】
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