分析: 已知向量a,b,結(jié)合上圖由向量的加減運算法則,可得到如下不等式: ||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b| 或者由|a±b|2=|a|2+|b|2±2|a||b|cosθ,以及cos<a,b>∈[-1,1],其中θ=<a,b>,也可以得到(|a|-|b|)2≤|a±b|2≤ (|a|+|b|)2. 這個不等式理解起來沒問題,但是很難用好,將向量a和b改成實數(shù)也可以,這就是不等式選講中的三角不等式,那個不等式在初一學習了絕對值以后大家都可以理解,但是用起來也很困難. 當|a|=1,|b|=2時,有1≤|a-b|≤3,1≤|a+b|≤3,當然我們不能說|a-b|+|a+b|的最小值為2,最大值為6,這是因為|a-b|等于1的時候,a和b同向,|a+b|等于3,等號不能同時取到,也就是|a+b|和|a-b|是相互有關(guān)聯(lián)的. 其實可以由|a+b|+|a-b|≥|(a+b)+(a-b)|=2|a|以及|a+b|+|a-b|≥|(a+b)-(a-b)|=2|b|,可得|a+b|+|a-b|≥4,當a和b共線時取到等號. 但是|a+b|+|a-b|的最大值沒法求. 由|a+b|=√(5+4cosθ),|a-b|=√(5-4cosθ), 所以|a+b|+|a-b|=√(5+4cosθ)+√(5-4cosθ),這兒可以構(gòu)造關(guān)于θ的函數(shù)求導來做,但是沒必要. 因為可以平方,由(|a+b|+|a-b|)2=10+2 √(25-16cos2θ)∈[16,20], 所以|a+b|+|a-b|∈[4,2√5]. 或者由|a+b|2+|a-b|2=2|a|2+2|b|2(這可是非常重要的一個結(jié)論: 其幾何意義就是平行四邊形對角線平方和等于四條邊的平方和). 可得|a+b|2+|a-b|2=10,設|a+b|=x,|a-b|=y. 則該題變?yōu)檫@么一道題:已知1≤x≤3,1≤y≤3,x2+y2=10,求z=x+y的取值范圍. 畫出圖象如下: 可以很快得到答案. |
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