问题 解答题
已知a,b,x,y∈R,证明:(a2+b2)(x2+y2)≥(ax+by)2,并利用上述结论求(m2+4n2)(
1
m2
+
4
n2
)的最小值(其中m,n∈R且m≠0,n≠0).
答案

证明:∵b2x2+a2y2≥2abxy,

∴a2x2+b2y2+b2x2+a2y2≥a2x2+b2y2+2abxy,

即(a2+b2)(x2+y2)≥(ax+by)2成立.

由不等式(a2+b2)(x2+y2)≥(ax+by)2成立,

知(m2+4n2)(

1
m2
+
4
n2
≥(m×
1
m
+2n×
2
n
)2=25

当且仅当m2=n2时,等号成立,

即(m2+4n2)(

1
m2
+
4
n2
)的最小值为25.

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