题目内容

9.已知两个不相等的非零向量$\overrightarrow a$和$\overrightarrow b$,向量组$(\overrightarrow{x_1},\overrightarrow{x_2},\overrightarrow{x_3},\overrightarrow{x_4})$和$(\overrightarrow{y_1},\overrightarrow{y_2},\overrightarrow{y_3},\overrightarrow{y_4})$均由2个$\overrightarrow a$和2个$\overrightarrow b$排列而成,记$S=\overrightarrow{x_1}•\overrightarrow{y_1}+\overrightarrow{x_2}•\overrightarrow{y_2}+\overrightarrow{x_3}•\overrightarrow{y_3}+\overrightarrow{x_4}•\overrightarrow{y_4}$,那么S的所有可能取值中的最小值是$4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$(用向量$\overrightarrow a$、$\overrightarrow b$表示)

分析 由题意即可求出S的所有可能的取值,然后根据不等式a2+b2≥2ab及数量积的计算公式即可比较这些值的大小,从而找出最小值.

解答 解:根据条件得,S所有可能取值为:
$2({\overrightarrow{a}}^{2}+{\overrightarrow{b}}^{2})$$≥4|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|≥4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$,${\overrightarrow{a}}^{2}+{\overrightarrow{b}}^{2}+2\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}≥2|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|+2\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}≥4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$,
∴S的所有可能取值中的最小值为$4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$.
故答案为:$4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$.

点评 考查数量积的计算公式,余弦函数的值域,以及不等式a2+b2≥2ab的运用.

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