【规范解答】 构造三维柯西不等式求最值
(本题满分7分)已知a>0,b>0,c>0,函数f(x)=|x+a|+|x-b|+c的最小值为4.
(1)求a+b+c的值;
(2)求a2+b2+c2的最小值.
【解】 (1)因为f(x)=|x+a|+|x-b|+c≥|(x+a)-(x-b)|+c=|a+b|+c,
当且仅当-a≤x≤b时,等号成立.
又a>0,b>0,所以|a+b|=a+b,
所以f(x)的最小值为a+b+c.
又已知f(x)的最小值为4,所以a+b+c=4.(3分)
(2)由(1)知a+b+c=4,由柯西不等式,得
(a2+b2+c2)(4+9+1)≥(×2+×3+c×1)2=(a+b+c)2=16,即a2+b2+c2≥.
(5分)
当且仅当==,即a=,b=,c=时等号成立,故a2+b2+c2的最小值是.(7分)
(1)结合本题特征,用绝对值三角不等式求函数f(x)=|x+a|+|x-b|+c的最小值简单快捷非常方便,此外本题也可作出函数f(x)的图象,利用数形结合思想方法求解.
(2)本题第(2)问的求解显然需要构造三维形式柯西不等式的条件及结构特点,因为现有的两组数为和(a,b,c),因此需构造一组常数(4,9,1)才能符合三维柯西不等式的条件.
1.若x,y,z∈R,x2+y2+z2=1,求m=x+y+z的最大值.
解:由柯西不等式得(x2+y2+z2)[()2+()2+()2]≥(x+y+z)2,