三角不等式+柯西不等式+常用不等式链+平行四边形四边的平方和等于对角线的平方和(2020清华强基第13题)

文摘   2024-12-11 23:06   江苏  

三角不等式+柯西不等式+常用不等式链+平行四边形四边的平方和等于对角线的平方和(2020清华强基第13题)

一、题目

, 则 的( )

A. 最大值为

B. 最大值为

C. 最小值为 0

D. 最小值为 2

二、解法

解法1: 三角不等式+柯西不等式

解: 由三角不等式可得:

由柯西不等式知:

实际上,以上这一步,即可以看成是使用柯西不等式,

也可以看做使用常用不等式链中的最后两个:,即算术平均数不大于平方平均数.

, 当 时取到.

, 则只需, 即可符合题意,

综上可知:选.

解法2:数形结合+基本不等式

由题义可得:

,

此处的

即点在以为直径的圆上,

,

如下图:


显然,当,且点三点共线的时候,取到最大值,

接下来的问题转变为求的最大值

由平行四边形四边的平方和等于对角线的平方和可得:

,

接着使用基本不等式:,

即:.

 时取到.

, 则只需, 即可符合题意,

综上可知:选.


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