题目内容

已知向量
a
=(x,1),
b
=(2,3x),则
a
b
|
a
|2+|
b
|2
的最大值是
2
4
2
4
分析:由题意和向量的数量积求出
a
b
|
a
|2+|
b
|2
的表达式,再对x分类,分别求出x≠0和x<0时
a
b
|
a
|2+|
b
|2
的值或范围;当x>0时对式子化简后,利用基本不等式得2x+
1
x
≥2
2
,代入后求出
a
b
|
a
|2+|
b
|2
的最大值,即得答案.
解答:解:∵
a
=(x,1),
b
=(2,3x),
a
b
|
a
|2+|
b
|2
=
2x+3x
x2+1+4+9x2
=
5x
10x2+5
=
x
2x2+1

当x=0时,
a
b
|
a
|2+|
b
|2
=0;
当x≠0时,①x<0时,
a
b
|
a
|2+|
b
|2
<0,
②x>0时,
a
b
|
a
|2+|
b
|2
=
x
2x2+1
=
1
2x+
1
x

∵x>0,∴2x+
1
x
≥2
2
当且仅当2x=
1
x
时取等号,
1
2x+
1
x
1
2
2
=
2
4

综上得,
a
b
|
a
|2+|
b
|2
的最大值是
2
4

故答案为:
2
4
点评:本题是向量和函数结合的题型,考查了向量的数量积运算,基本不等式求函数的最值,以及分类讨论思想.
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