问题 解答题

x1x2y1y2是实数,且满足x12+x22≤1,

证明不等式(x1y1+x2y2-1)2≥(x12+x22-1)(y12+y22-1).

答案

证明略

分析:要证原不等式成立,也就是证(x1y1+x2y2-1)2-(x12+x22-1)(y12+y22-1)≥0.

(1)当x12+x22=1时,原不等式成立.……………3分

(2)当x12+x22<1时,联想根的判别式,可构造函数fx)=(x12+x22-1)x-2(x1y1+x2y2-1)x+(y12+y22-1)…………………7分

其根的判别式Δ=4(x1y1+x2y2-1)2-4(x12+x22-1)(y12+y22-1).………9分

由题意x12+x22<1,函数fx)的图象开口向下.

又∵f(1)=x12+x22-2x1y1-2x2y2+y12+y22=(x1y12+(x2y22≥0,………11分

因此抛物线与x轴必有公共点.

Δ≥0.

∴4(x1y1+x2y2-1)2-4(x12+x22-1)(y12+y22-1)≥0,…………13分

即(x1y1+x2y2-1)2≥(x12+x22-1)(y12+y22-1).……………14分

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