基本不等式应用练习题
一、选择题
1.若满足约束条件,则的最小值是 ( A ).
A. B. C.
D.
解析:约束条件对应的可行域为内部(包括边界),其中,,,∴.
[变式思考]设不等式组表示的平面区域为,若指数函数的图象上存
在区域上的点,则的取值范围是( A ).
A.(1,3]
B.[2,3]
C.(1,2]
D.[ 3,
]
解析:题中不等式组表示的平面区域是如图所示的向上的“开阔性”区域(包括边界),由题意可知,指数函数的图象经过该区域. 可求得点的坐标为(2,9).当指数函数
的图象经过点时,,根据指数函数的性质及“指数爆炸”的特性可知,当
,其图象必经过该区域,故选A.
2.若,且,则下列不等式中,恒成立的是 ( D ).
A. B. C.
D.
解析:选项A在时不成立,选项B、C在时不成立.
3.下列结论正确的是( B ).
A.当且时,;
B.当时,;
C.当时,的最小值为2;
D.当时,的最小值为2
解析:A选择项中可能为负,不适合基本不等式;C,D选择项中适合基本不等式,但取最小值等号取不到.只有B正确.
4.设,若是与的等比中项,则的最小值为 ( C ).
A.8
B.4
C.1 D .
解析:∵,∴,则,当
且仅当即时取“=”号,故选择C.
[变式思考]若正数满足,则的最小值是 ( C ).
A. B. C.5
D.6
解析:∵,,∴,∴
,当且仅当时取“=”号.
5.已知,,成等差数列,成等比数列,则的最小值是 ( D )
A. B. C.
D.
解析:∵,,成等差数列,成等比数列,∴,
,则,当且仅当时取等号.
二、填空题
6.设,则的最小值为9 .
解析:,当且仅当时取“=”号.
7. 若对任意,,则实数的取值范围是 .
解析:因为,所以(当且仅当时取等号),则
,即的最大值为,故.
[变式思考]已知,,则的最小值是 3 .
解析:由得,代入得,,当且仅当时取“=”号.
8.在平面直角坐标系中,过坐标原点的一条直线与函数的图象交于两点,则线段长的最小值是 4 .
解析:因为函数是奇函数,所以两点关于原点对称,可设,
,则,当且仅当,即时取等号.
三、解答题
9.围建一个面积为的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙需维修),其它三面围墙要新建,在旧墙的对面的新墙上要留一个宽度为的进出口,如图所示. 已知旧墙的维修费用为元/,新墙的造价为元/,设利用的旧墙的长度为(单位:),修建此矩形场地围墙的总费用为(单位:元).
⑴将表示为的函数:
⑵试确定,使修建此矩形场地围墙的总费用最小,并求出最小总费用.
考查目的:考查函数和不等式等基础知识,考查用基本不等式求最值和运用数学知识解决实际问题的能力.
答案:⑴;⑵时,元.
解析:⑴根据题意,旧墙的维修费用为元,建新墙的费用为元,
所以.
⑵∵,∴,∴,当
且仅当,即时,等号成立,此时取得最小值.
答:当时,修建围墙的总费用最小,最小总费用是元.
10.已知直角中,周长为,面积为,求证:.
解析:设直角的两直角边长为,则斜边长为,面积,∴周长
,∴,∴
,即.
[变式思考]已知,,是等边的顶点,点分别在边上,且将的面积二等分,记的横坐标为,.
⑴写出的表达式;⑵求的最小值.
考查目的:考查余弦定理、函数的解析式、基本不等式等基础知识,以及运算求解能力.
答案:⑴;⑵当时,.
解析:⑴∵,又∵,解得,∴.
⑵∵,∴,时取等号.
基本不等式应用练习题
一、选择题
1.若满足约束条件,则的最小值是 ( ).
A. B. C.
D.
[变式思考]设不等式组表示的平面区域为,若指数函数的图象上存
在区域上的点,则的取值范围是
( ).
A.(1,3]
B.[2,3]
C.(1,2]
D.[ 3,
]
2.若,且,则下列不等式中,恒成立的是 ( ).
A. B. C.
D.
3.下列结论正确的是( ).
A.当且时,;
B.当时,;
C.当时,的最小值为2;
D.当时,的最小值为2
4.设,若是与的等比中项,则的最小值为( ).
A.8
B.4
C.1 D .
[变式思考]若正数满足,则的最小值是( ).
A. B. C.5
D.6
5.已知,,成等差数列,成等比数列,则的最小值是 ( )
A. B. C.
D.
二、填空题
6.设,则的最小值为 .
7. 若对任意,,则实数的取值范围是 .
[变式思考]已知,,则的最小值是.
8.在平面直角坐标系中,过坐标原点的一条直线与函数的图象交于两点,则线段长的最小值是 .
三、解答题
9.围建一个面积为的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙需维修),其它三面围墙要新建,在旧墙的对面的新墙上要留一个宽度为的进出口,如图所示. 已知旧墙的维修费用为元/,新墙的造价为元/,设利用的旧墙的长度为(单位:),修建此矩形场地围墙的总费用为(单位:元).
⑴将表示为的函数:
⑵试确定,使修建此矩形场地围墙的总费用最小,并求出最小总费用.
10.已知直角中,周长为,面积为,求证:.
[变式思考]已知,,是等边的顶点,点分别在边上,且将的面积二等分,记的横坐标为,.
⑴写出的表达式;⑵求的最小值.
1文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑. N T M H G F E D C B A 用基本不等式解决应用题 例1.某工厂利用辐射对食品进行灭菌消毒,现准备在该厂附近建一职工宿舍,并对宿舍进行防辐射处理,建房防辐射材料的选用与宿舍到工厂距离有关.若建造宿舍的所有费用p (万元)和宿舍与工厂的距离()x km 的关系为:(08)35 k p x x =≤≤+,若距离为1km 时,测算宿舍建造费用为100万元.为了交通方便,工厂与宿舍之间还要修一条道路,已知购置修路设备需5万元,铺设路面每公里成本为6万元,设()f x 为建造宿舍与修路费用之和. (1)求()f x 的表达式; (2)宿舍应建在离工厂多远处,可使总费用()f x 最小,并求最小值. 变式:某学校为了支持生物课程基地研究植物生长,计划利用学校空地建造一间室内面积为900m 2的矩形温室,在温室内划出三块全等的矩形区域,分别种植三种植物,相邻矩形区域之间间隔1m ,三块矩形区域的前、后与内墙各保留 1m 宽的通道,左、右两块矩形区域分别与相邻的左右内墙保留 3m 宽的通道,如图.设矩形温室的室内长为x (m ),三块种植植物的矩形区域的总面积... 为S (m 2). (1)求S 关于x 的函数关系式; (2)求S 的最大值. 17.解:(1)由题设,得 ()9007200822916S x x x x ??=--=--+ ??? ,()8,450x ∈. ………………………6分 (2)因为8 450x <<,所以72002240x x +≥, ……………………8分 当且仅当60x =时等号成立. ………………………10分 从而676S ≤. ………………………12分 答:当矩形温室的室内长为60 m 时,三块种植植物的矩形区域的总面积最大,最大为676m 2 . ………………………14分 例2.某小区想利用一矩形空地ABCD 建市民健身广场,设计时决定保留空地边上的一水塘(如图中阴影部分),水塘可近似看作一个等腰直角三角形,其中60AD m =,40AB m =,且EFG ?中,90EGF ∠=,经测量得到10,20AE m EF m ==.为保证安全同时考虑美观,健身广场周围准备加设一个保护栏.设计时经过点G 作一直线交,AB DF 于N M ,,从而得到五边形MBCDN 的市民健身广场,设()DN x m =. (1)将五边形MBCDN 的面积y 表示为x 的函数;
基本不等式练习题及答案
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双基自测 1.(人教A 版教材习题改编)函数y =x +1 x (x >0)的值域为( ). A .(-∞,-2]∪[2,+∞) B .(0,+∞) C .[2,+∞) D .(2,+∞) 2.下列不等式:①a 2+1>2a ;②a +b ab ≤2;③x 2+1 x 2+1≥1,其中正确的个数是 ( ). A .0 B .1 C .2 D .3 3.若a >0,b >0,且a +2b -2=0,则ab 的最大值为( ). A.1 2 B .1 C .2 D .4 4.(2011·重庆)若函数f (x )=x + 1 x -2 (x >2)在x =a 处取最小值,则a =( ). A .1+ 2 B .1+ 3 C .3 D .4 5.已知t >0,则函数y =t 2-4t +1 t 的最小值为________. 考向一 利用基本不等式求最值 【例1】?(1)已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +1 y 的最小值为________; (2)当x >0时,则f (x )= 2x x 2+1 的最大值为________. 【训练1】 (1)已知x >1,则f (x )=x + 1 x -1 的最小值为________. (2)已知0<x <2 5,则y =2x -5x 2的最大值为________. (3)若x ,y ∈(0,+∞)且2x +8y -xy =0,则x +y 的最小值为________. 考向二 利用基本不等式证明不等式 【例2】?已知a >0,b >0,c >0,求证:bc a +ca b +ab c ≥a +b +c . .
基本不等式应用解题技巧归纳 应用一:求最值 例1:求下列函数的值域 (1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1x 技巧一:凑项 例1:已知54x <,求函数14245 y x x =-+-的最大值。 技巧二:凑系数 例1. 当时,求(82)y x x =-的最大值。 技巧三: 分离 例3. 求2710(1)1 x x y x x ++=>-+的值域。 技巧四:换元 技巧五:注意:在应用最值定理求最值时,若遇等号取不到的情况,应结合函数()a f x x x =+的单调性。例:求函数2 y = 练习.求下列函数的最小值,并求取得最小值时,x 的值. (1)231,(0)x x y x x ++=> (2)12,33y x x x =+>- (3)12sin ,(0,)sin y x x x π=+∈
2.已知01x <<,求函数y = 的最大值.;3.203x <<,求函数y =. 条件求最值 1.若实数满足2=+b a ,则b a 33+的最小值是 . 变式:若44log log 2x y +=,求11x y +的最小值.并求x ,y 的值 技巧六:整体代换:多次连用最值定理求最值时,要注意取等号的条件的一致性,否则就会出错。。 2:已知0,0x y >>,且 191x y +=,求x y +的最小值。 变式: (1)若+∈R y x ,且12=+ y x ,求y x 11+的最小值 (2)已知+∈R y x b a ,,,且1=+y b x a ,求y x +的最小值 技巧七、已知x ,y 为正实数,且x 2 +y 22 =1,求x 1+y 2 的最大值. 技巧八:已知a ,b 为正实数,2b +ab +a =30,求函数y =1ab 的最小值. 变式:1.已知a >0,b >0,ab -(a +b )=1,求a +b 的最小值。 2.若直角三角形周长为1,求它的面积最大值。
基本不等式ab b a 22 2≥+的变式及应用 不等式ab b a 222≥+是课本中的一个定理,它是重要的基本不等式之一,对于它及它各种变式的掌握与熟练运用是求解很多与不等式有关问题的重要方法,这里介绍它的几种常见的变式及应用 1、十种变式 ①222b a ab +≤; ②2 )2(b a ab +≤; ③2 )2(222b a b a +≤+ ; ④)(222b a b a +≤+ ⑤若0>b ,则b a b a -≥22 ; ⑥ ,,+∈R b a 则b a b a +≥+411 ⑦若ab b a R b a 4 )11(,,2≥ +∈+ ⑧若 ≠ab ,则 2 2 2)11(2111b a b a +≥+ 上述不等式中等号成立的充要条件均为: b a = ⑨若R b a R n m ∈∈+ ,,,,则n m b a n b m a ++≥+2 22)((当且仅当bm an =时 等号成立) ⑩)(3)(2222c b a c b a ++≤++(当且仅当c b a ==时等号成立) 2、应用 例1、若+∈R c b a ,,,且2=++c b a ,求证:4111<+++++c b a 证法一:由变式①得21 111++≤ +? a a 即12 1+≤+a a
同理:121+≤ +b b ,12 1+≤+c c 因此 12111+≤+++++a c b a 41212≤++++c b 由于三个不等式中的等号不能同时成立,故 4111<+++++c b a 评论:本解法应用“2 2 2b a ab +≤ ”观察其左右两端可以 发现,对于某一字母左边是一次式,而右边是二次式,显然,这个变式具有升幂与降幂功能,本解法应用的是升幂功能。 证法二:由变式④得)11(211+++≤+++b a b a 同理: )11(211++≤++c c ∴≤ ++++++1111c b a )4(2)2(2)2(2+++≤++++c b a c b a 512<= 故结论成立 评论:本解法应用“)(222b a b a +≤+” ,这个变式的功能是将“根式合并”,将“离散型”要根式转化为统一根式,显然,对问题的求解起到了十分重要的作用。 证法三:由变式⑩得 1(3)111(2+≤+++++a c b a 15)11=++++c b 故4111<+++++c b a 即得结论
不等式练习题 一、 基本题型 1、若0x >,求31y x x =--的最大值。 2、若22l g l g 2o x o y +=,求14x y +的最大值。 3、若lg 2lg 42x y +=,且0,0x y >>,求lg lg x y +的最大值。 4、若0,0a b >>,且142a b +=,求ab 的最小值。 5、若1x >,求11 y x x =+-的最小值。 6、若302 x <<,求()32y x x =-的最大值。 7、若52x <,求1225 y x x =+-的最大值。 8、求2 y = 9、求4sin sin y x x =+在()0,x π∈上的最小值。 10、若0,0x y >>,且3xy x y =++,求xy 的范围。 11、求()2801 x y x x +=≥+的最值。 12、0,0x y >>,且21x y +=,求41x y +的最小值。 13、0t >,求241t t y t -+=的最小值。 二、选择题 1、,a b R ∈且0ab >,则下列不等式不正确的是( ) .||A a b a b +>- .||||||B a b a b +<+ .||C a b ≤+ .2b a D a b +≥ 2、(),0,,1,22a b a b a b M ∈+∞+==+,则M 的整数部分是( ) .1A .2B .3C .4D 3、(),0,x y ∈+∞且()19a x y x y ??++≥ ???恒成立,则正实数a 的最小值为()
.2A .4B .6C .8D 4、 0,0a b >>则11a b ++() .2A B .4C .5D 5、 ,,1,1x y R a b ∈>>,若3,x y a b a b ==+=11x y +的最大值为() .2A 3.2B .1C 1.2D 6、 ()()1210f x x x x =+-<,则()f x 有() .A 最大值 .B 最小值 .C 增函数 .D 减函数 7、函数()21log 511y x x x ??=++> ?-??的最小值为() .3A - .3B .4C .4D - 8、 0,0a b >>3a 与3b 的等比中项,则11a b +的最小值为() .8A .4B .1C 1.4D 9、0,0,2a b a b ≥≥+=则() 1.2A a b ≤ 1.2B ab ≥ 2 2.2C a b +≥ 22.3D a b +≤ 10、若0,0x y >>且23x y +=则24x y +的最小值为() .A B C .4D 11、下列结论正确的是() 1 .01,l g 2 lg A x x x x >≠+≥当且 .2B x >≥ 1.22C x x ≥当时,+x 的最小值为 1.02,D x x x <<-无最大值
基本不等式及其应用 1.基本不等式 若a>0,,b>0,则 a + b 2 ≥ab ,当且仅当 时取“=”. 这一定理叙述为:两个正数的算术平均数 它们的几何平均数. 注:运用均值不等式求最值时,必须注意以下三点: (1)各项或各因式均正;(一正) (2)和或积为定值;(二定) (3)等号成立的条件存在:含变数的各项均相等,取得最值.(三相等) 2.常用不等式 (1)a 2+b 2≥ab 2(a ,b ∈R ). 2 a b +()0,>b a 注:不等式a 2+b 2≥2ab 和 2 b a +≥a b 它们成立的条件不同,前者只要求a 、b 都是实数,而后者要求a 、b 都是正数.其等价变形:ab≤(2 b a +)2 .
(3)ab≤ 2 2 ? ? ? ? ?+b a (a,b∈R). (4) b a + a b ≥2(a,b同号且不为0). (5) 2 2 ? ? ? ? ?+b a ≤ a2+b2 2 (a,b∈R). (6) b a ab b a b a 1 1 2 2 2 2 2 + ≥ ≥ + ≥ +()0 ,> b a (7)abc≤ a3+b3+c3 3 ;() ,,0 a b c> (8) a+b+c 3 ≥ 3 abc;() ,,0 a b c> 3.利用基本不等式求最大、最小值问题 (1)求最小值:a>0,b>0,当ab为定值时,a+b,a2+b2有,即a +b≥,a2+b2≥. (2)求最大值:a>0,b>0,当a+b为定值时,ab有最大值,即;或a2+b2为定值时,ab有最大值(a>0,b>0),即.
设a,b∈R,且a+b=3,则2a +2b的最小值是( ) 解:因为2a>0,2b>0,由基本不等式得2a+2b≥22a·2b=22a+b=42, 当且仅当a=b=3 2 时取等号,故选B. 若a>0,b>0,且a+2b-2=0, 则ab的最大值为( ) 解:∵a>0,b>0,a+2b=2,∴a+2b=2≥22ab,即ab≤1 2 .当且仅当a =1,b=1 2 时等号成立.故选A.
双基自测 1.(人教A 版教材习题改编)函数y =x +1 x (x >0)的值域为( ). A .(-∞,-2]∪[2,+∞) B .(0,+∞) C .[2,+∞) D .(2,+∞) 2.下列不等式:①a 2+1>2a ;②a +b ab ≤2;③x 2+1 x 2+1≥1,其中正确的个数是 ( ). A .0 B .1 C .2 D .3 3.若a >0,b >0,且a +2b -2=0,则ab 的最大值为( ). A.1 2 B .1 C .2 D .4 4.(2011·重庆)若函数f (x )=x + 1 x -2 (x >2)在x =a 处取最小值,则a =( ). A .1+ 2 B .1+ 3 C .3 D .4 5.已知t >0,则函数y =t 2-4t +1 t 的最小值为________. 考向一 利用基本不等式求最值 【例1】?(1)已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +1 y 的最小值为________; (2)当x >0时,则f (x )= 2x x 2 +1 的最大值为________. 【训练1】 (1)已知x >1,则f (x )=x + 1 x -1 的最小值为________. (2)已知0<x <2 5,则y =2x -5x 2的最大值为________. (3)若x ,y ∈(0,+∞)且2x +8y -xy =0,则x +y 的最小值为________. 考向二 利用基本不等式证明不等式 【例2】?已知a >0,b >0,c >0,求证:bc a +ca b +ab c ≥a +b +c . .
【训练2】 已知a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1. 求证:1a +1b +1 c ≥9. 考向三 利用基本不等式解决恒成立问题 【例3】?(2010·山东)若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是 ________. 【训练3】 (2011·宿州模拟)已知x >0,y >0,xy =x +2y ,若xy ≥m -2恒成立,则实数m 的最大值是________. 考向三 利用基本不等式解实际问题 【例3】?某单位建造一间地面面积为12 m 2的背面靠墙的矩形小房,由于地理位置的限制,房子侧面的长度x 不得超过5 m .房屋正面的造价为400元/m 2,房屋侧面的造价为150元/m 2,屋顶和地面的造价费用合计为5 800元,如果墙高为3 m ,且不计房屋背面的费用.当侧面的长度为多少时,总造价最低? 【训练3】 (2011·广东六校第二次联考)东海水晶制品厂去年的年产量为10万件,每件水晶产品的销售价格为100元,固定成本为80元.从今年起,工厂投入100万元科技成本.并计划以后每年比上一年多投入100万元科技成本.预计产量每年递增1万件,每件水晶产品的固定成本g (n )与科技成本的投入次数n 的关系是g (n )= 80 n +1 .若水晶产品的销售价格不变,第n 次投入后的年利润为f (n )万元. (1)求出f (n )的表达式; (2)求从今年算起第几年利润最高?最高利润为多少万元? 【试一试】 (2010·四川)设a >b >0,则a 2+1 ab +1 a (a - b ) 的最小值是( ). A .1 B .2 C .3 D .4 双基自测 D .(2,+∞) 答案 C 2.解析 ①②不正确,③正确,x 2+ 1x 2+1=(x 2 +1)+1x 2+1 -1≥2-1=1.答案 B 3.解析 ∵a >0,b >0,a +2b =2,∴a +2b =2≥22ab ,即ab ≤1 2.答案 A
专题7.3 基本不等式及其应用 学习目标 1.了解基本不等式的证明过程; 2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 知识点一 基本不等式ab ≤a +b 2 (1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0. (2)等号成立的条件:当且仅当a =b . 知识点二 几个重要的不等式 (1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R);(2)b a +a b ≥2(a ,b 同号); (3)ab ≤????a +b 22(a ,b ∈R);(4)????a +b 22≤a 2+b 2 2(a ,b ∈R); (5)2ab a +b ≤ab ≤a +b 2≤ a 2+b 22(a >0,b >0). 知识点三 算术平均数与几何平均数 设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b 2 ,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 知识点四 利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则 (1)如果xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值是2p (简记:积定和最小). (2)如果x +y 是定值q ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是q 2 4(简记:和定积最大). 【特别提醒】 1.此结论应用的前提是“一正”“二定”“三相等”.“一正”指正数,“二定”指求最值时和或积为定值,“三相等”指等号成立. 2.连续使用基本不等式时,牢记等号要同时成立. 考点一 利用基本不等式求最值
【典例1】(江西临川一中2019届模拟)已知x <54,则f (x )=4x -2+14x -5 的最大值为_______ 【答案】1 【解析】因为x <54 ,所以5-4x >0, 则f (x )=4x -2+ 14x -5=-????5-4x +15-4x +3≤-2+3=1.当且仅当5-4x =15-4x ,即x =1时,取等号. 故f (x )=4x -2+ 14x -5 的最大值为1. 【方法技巧】 1.通过拼凑法利用基本不等式求最值的实质及关键点 拼凑法就是将相关代数式进行适当的变形,通过添项、拆项等方法凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.拼凑法的实质是代数式的灵活变形,拼系数、凑常数是关键. 2.通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤 (1)根据已知条件或其变形确定定值(常数); (2)把确定的定值(常数)变形为1; (3)把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相除,进而构造和或积为定值的形式; (4)利用基本不等式求解最值. 【变式1】(山东潍坊一中2019届模拟)已知x >0,y >0,x +3y +xy =9,则x +3y 的最小值为________. 【答案】6 【解析】由已知得x +3y =9-xy , 因为x >0,y >0,所以x +3y ≥23xy , 所以3xy ≤????x +3y 22,当且仅当x =3y ,即x =3,y =1时取等号,即(x +3y )2+12(x +3y )-108≥0. 令x +3y =t ,则t >0且t 2+12t -108≥0, 得t ≥6,即x +3y 的最小值为6. 【方法技巧】通过消元法利用基本不等式求最值的策略 当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常是考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”,最后利用基本不等式求最值. 考点二 利用基本不等式解决实际问题 【典例2】 【2019年高考北京卷理数】李明自主创业,在网上经营一家水果店,销售的水果中有草莓、京白梨、西瓜、桃,价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒.为增加销量,李明对这四种水果
《基本不等式》同步测试 一、选择题,本大题共10小题,每小题4分,满分40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 若 a ∈R ,下列不等式恒成立的是 ( ) A .21a a +> B .2 111 a <+ C .296a a +> D .2 lg(1)lg |2|a a +> 2. 若0a b <<且1a b +=,则下列四个数中最大的是 ( ) A. 1 2 B.22a b + C.2ab D.a 3. 设x >0,则1 33y x x =-- 的最大值为 ( ) A.3 B.332- C.3-23 D.-1 4. 设,,5,33x y x y x y ∈+=+R 且则的最小值是( ) A. 10 B. 63 C. 46 D. 183 5. 若x , y 是正数,且 14 1x y +=,则xy 有 ( ) A.最大值16 B.最小值 116 C.最小值16 D.最大值116 6. 若a , b , c ∈R ,且ab +bc +ca =1, 则下列不等式成立的是 ( ) A .2222a b c ++≥ B .2 ()3a b c ++≥ C . 11123a b c + + ≥ D .3a b c ++≤ 7. 若x >0, y >0,且x +y ≤4,则下列不等式中恒成立的是 ( ) A . 114x y ≤+ B .111x y +≥ C .2xy ≥ D .1 1xy ≥ 8. a ,b 是正数,则 2,, 2 a b ab ab a b ++三个数的大小顺序是 ( ) A.22a b ab ab a b +≤≤+ B.22a b ab ab a b +≤≤ + C. 22ab a b ab a b +≤≤+ D.22 ab a b ab a b +≤≤ + 9. 某产品的产量第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,设这两年平均增长率为x ,则有( ) A.2p q x += B.2p q x +< C.2p q x +≤ D.2 p q x +≥ 10. 下列函数中,最小值为4的是 ( ) A.4y x x =+ B.4sin sin y x x =+ (0)x π<<
基本不等式及其应用 一、教学分析设计 【教材分析】 人教版普通高中课程标准试验教科书分不同的章节处理不等式问题。在必修5的第三章中,首先介绍了不等关系与不等式;然后是一元二次不等式及其解法,二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题;最后在第四节介绍基本不等式。在选修教材《不等式选讲》中对不等式与绝对值不等式、证明不等式的基本方法、柯西不等式与排序不等式、数学归纳法证明不等式作了更详细的介绍。并在书中还安排章节复习了基本不等式,并将其推广到三元的形式。基本不等式从数学上凸显了沟通基础数学知识间的内在联系的可行性。 基本不等式的课程标准内容为:探索并了解基本不等式的证明过程;会用基本不等式解决简单的最值问题。教学要求为:了解基本不等式的代数背景、几何背景以及它的证明过程;理解算数平均数、几何平均数的概念;会用基本不等式解决简单的最值问题;通过基本不等式的实际应用,感受数学的应用价值(说明:突出用基本不等式解决问题的基本方法,不必推广到三个变量以上的情形)。《考试说明》中内容为:会用基本不等式解决简单的最值问题。通过对比分析,他们的共同都有“会用基本不等式解决简单的最值问题”。基本不等式与函数(包括三角函数)、数列、解析几何等内容均有丰富的联系,在《考试说明》中属于C及内容(含义:对该知识有实质性的理解并能与已有知识建立联系,掌握内容与形式的变化;相关技能已经形成,能用它来解决简单的相关问题)。 【学生分析】 从知识储备上看,高三学生已经基本掌握了不等式的简单性质和证明,并能用不等式及不等式组抽象出实际问题中的数学模型,也具备一定的几何知识。 从思维特点看,学生了解了不等关系的数学模型是解决实际问题的重要工具,具备一定的归纳、猜想、演绎证明和抽象思维的水平。 【目标分析】 结果性目标: 1、能在具体的问题情景中,通过抽象概括、数学建模以及逻辑推理获得基本不等式; 2、掌握基本不等式应用的条件“一正二定三相等”,和基本不等式的常见变形; 3、会用基本不等式解决一些简单的实际问题。 体验性目标: 1、在解决实际问题的过程中,体验基本不等式的本质是求二元的最值问题; 2、在解决实际问题中,体验“形”与“数”间的关联。 重点:创设基本不等式使用的条件。 难点:基本不等式的简单应用,以及使用过程中定值的取得。 【核心问题分析】 核心问题:在学校文化厘清过程中,拟对一块空地实行打造,现对其规划如下:将这块空地建成一个广场,在广场中间建一个长方形文化长廊,在其正中间造一个长方形景观池,并利用长廊内部左下角的那颗古树打造一条直线型景观带。请同学们按照以下要求实行数据设计: 问题1:文化长廊的周长为480米,要求文化长廊所围成的长方形面积最大,应怎样设计其长和宽? 问题2:已知景观池的容积为4800米,深为3米。已知景观池底每平米的造价是150元,池壁每平方米的造价是120元,问怎样设计,使造价最低,最低造价是多少? 问题3:设文化长廊为ABCD,现在长廊ABCD的左下角点E处有颗古树,且点E距左边AB和下边AD的D距离各为20米、10米,为保护古树,现经过古树E建造一直线型的景观带
基本不等式应用题 最值问题 一.教学目标:1.进一步掌握用均值不等式求函数的最值问题; 2.能综合运用函数关系,不等式知识解决一些实际问题。 二.教学重点、难点:化实际问题为数学问题。 三.教学过程: (一)复习:1.均值不等式: 2.极值定理: (一)练习题 1、已知R y x ∈,,且2=+y x ,求xy 的取值范围。 2、已知R y x ∈,,且2=xy ,求y x +的取值范围。 3、已知R y x ∈,,且2=+y x ,求22y x +的取值范围。 4、已知0,>y x ,且211=+y x ,求y x 2+的最小值。 5、已知0,,>z y x ,且4=++c b a ,求证:abc c b a 8)4)(4)(4(≥---。 6、(选做题)已知R y x ∈,,且222=+y x ,求y x +的取值范围。 7 1.4,2224,24x y x y x y x y +=++=+已知求的最小值。 变式题:已知求的最小值。22222.,4,log log ,24,log log x y R x y x y x y R x y x y ++∈+=+∈+=+已知、求的最大值。变式题:已知、求的最大值。
3+1,a b R x y x y ∈+=+已知a,b,x,y ,且 求的最小值 (二)新课讲解: 例1(1)用篱笆围成一个面积为100m 2的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用篱笆最短。最短的篱笆是多少? (2)段长为36 m 的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜园的面积最大,最大面积是多少? 例2 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800m 3,深为3m ,如果池底每1m 2的造价为150元,池壁每1m 2的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多少元? 例3.某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为34800m ,深为3m ,如果池底每21m 的造价为150元,池壁每21m 的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总 造价是多少元? 例4.如图,设矩形()ABCD AB AD >的周长为24,把它关于AC 折起来,AB 折过去后,交DC 于P ,设AB x =,求ADP ?的最大面积及相应的x 值。 例5.甲、乙两地相距S 千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c 千米/ 时,已A
基本不等式 1. 若 a ∈R ,下列不等式恒成立的是 ( ) A .21a a +> B .2111 a <+ C .296a a +> D .2 lg(1)lg |2|a a +> 2. 若0a b <<且1a b +=,则下列四个数中最大的是 ( ) A. 1 2 B.22a b + C.2ab D.a 3. 设x >0,则1 33y x x =-- 的最大值为 ( ) A.3 B.3- C.3- D.-1 4. 设,,5,33x y x y x y ∈+=+R 且则的最小值是( ) A. 10 B. C. D. 5. 若x , y 是正数,且 14 1x y +=,则xy 有 ( ) A.最大值16 B.最小值 116 C.最小值16 D.最大值116 6. 若a , b , c ∈R ,且ab +bc +ca =1, 则下列不等式成立的是 ( ) A .2222a b c ++≥ B .2 ()3a b c ++≥ C . 111a b c + + ≥ D .a b c ++≤ 7. 若x >0, y >0,且x +y ≤4,则下列不等式中恒成立的是 ( ) A .114x y ≤+ B .11 1x y +≥ C 2≥ D .11xy ≥ 8. a ,b 是正数,则 2,2 a b ab a b ++三个数的大小顺序是 ( ) A.22a b ab a b ++ 22a b ab a b +≤≤ + C. 22ab a b a b ++ D.22 ab a b a b +≤ + 9. 某产品的产量第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,设这两年平均增长率为x ,则有( ) A.2p q x += B.2p q x +< C.2p q x +≤ D.2 p q x +≥ 10. 下列函数中,最小值为4的是 ( ) A.4y x x =+ B.4sin sin y x x =+ (0)x π<< C.e 4e x x y -=+ D.3log 4log 3x y x =+ 11. 函数y =的最大值为 .
基本不等式是每年的高考热点,主要考察命题的判定,不等式的证明以及求 最值问题。特别是求最值问题往往在基本不等式的使用条件上设置一些问题。 考 察学生恒等变形的能力,运用基本不等式的和与积转化作用的能力。 教学目标 1. 知识与技能 理解基本不等式,了解变式结构;理解基本不等式的“和”、“积”放缩作用。 会运用基本不等式解决相关的问题。 2. 过程与方法 通过师生互动、学生主动的探究过程,让学生体会研究数学问题的基本思想 方法,学会学习,学会探究。 3. 情感态度与价值观 鼓励学生大胆探索,增强学生的信心,获得探索问题的成功情感体验。逐步 养成学生严谨的科学态度及良好的思维习惯。 重点:运用基本不等式求最值 难点:恰当变形转化,构建出满足运用基本不等式的条件 教学过程: 一、 要点梳理 1、基本不等式 若a 、b € R,则a 2+b 2> 2ab,当且仅当a=b 时取“=” b 2(a 、b 同号) a 3、求最大值、最小值问题 (1) __________________________________________________________ 如果x 、y € (0,+ g ),且xy=p(定值),那么当x=y 时,x+y 有 _______________ (2) __________________________________________________________ 如果x 、y € (0,+ g ),且x+y=s(定值),那么当x=y 时,xy 有 _______________ 例题精讲 例1、若正数a 、b 满足ab=a+b+3,求ab 的取值范围, 1 9 例2、已知x>0、y>0,且一 一 1,求x+y 的最小值 x y 2、 若 a 、b € R',则 常用变形形式: 宁,ab ,当且仅当a=b 时取 ■- ab 2 b 2 ——b a 0,b 0 ④ 2 b 2 2ab ab 2 a 2 b 2 2 概括为:
2 第二节基本不等式及其应用 考纲解读 a + b I — 了解基本不等式 ab (a ,b ?R )的证明过程. 2 会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题 利用基本不等式证明不等式 . 命题趋势探究 基本不等式是不等式中的重要内容,也是历年高考重点考查的知识点之一,其应用范围涉及高中数学的很多 章节,且常考常新,但考查内容却无外乎大小判断、求最值和求最值范围等问题 预测2019年本专题在高考中主要考查基本不等式求最值、大小判断 ,求取值范围问题? 本专题知识的考查综合性较强 ,解答题一般为较难题目,每年分值为5 8分. 知识点精讲 1.几个重要的不等式 (1)a 2 启 0(a € R ),需 兰 0(a 兰 0), a 3 0(a w R ). ④重要不等式串:-ab < 1 1 2 -+- 厶 a b 调和平均值 乞几何平均值 乞算数平均值 乞平方平均值(注意等号成立的条件). 2?均值定理 已知 x ,y ?二 R X + V c s 2 (1)如果X y = S (定值),则xy 乞( )2 (当且仅当“ x = y ”时取“ 2 4 大值”. (2)如果xy = p (定值),则x ■ y _ 2、, xy 二2 p (当且仅当“ x = y ”时取“ =”)?即积为定值,和有最小值”. 题型归纳及思路提示 题型91 基本不等式及其应用 思路提示 熟记基本不等式成立的条件,合理选择基本不等式的形式解题,要注意对不等式等号是否成立进行验证 . a 2 + b 2 1. 2 . (2)基本不等式:如果 a b a,b R ,则 2 ..ab (当且仅当“ a =b ”时取 ”). 1 特例:a 0,a 2; a (3)其他变形: a b 「 (a, b 同号). b a 2 2 (a +b ) 2 ①a b (沟通两和a b 与两平方和 2 2 (沟通两积ab 与两平方和a 2 b 2的不等关系式) ②ab 4 2 2 a - b 的不等关系式) 2 a + b ③ab 乞( )2 (沟通两积ab 与两和a b 的不等关系式) 2 2 (a ,b R )即 a 2 b ”).即“和为定值,积有最
基本不等式应用练习题 一、选择题 1.若满足约束条件,则的最小值是 ( A ). A. B. C. D. 解析:约束条件对应的可行域为内部(包括边界),其中,,,∴. [变式思考]设不等式组表示的平面区域为,若指数函数的图象上存 在区域上的点,则的取值范围是( A ). A.(1,3] B.[2,3] C.(1,2] D.[ 3, ] 解析:题中不等式组表示的平面区域是如图所示的向上的“开阔性”区域(包括边界),由题意可知,指数函数的图象经过该区域. 可求得点的坐标为(2,9).当指数函数 的图象经过点时,,根据指数函数的性质及“指数爆炸”的特性可知,当 ,其图象必经过该区域,故选A. 2.若,且,则下列不等式中,恒成立的是 ( D ). A. B. C. D. 解析:选项A在时不成立,选项B、C在时不成立. 3.下列结论正确的是( B ). A.当且时,; B.当时,;
C.当时,的最小值为2; D.当时,的最小值为2 解析:A选择项中可能为负,不适合基本不等式;C,D选择项中适合基本不等式,但取最小值等号取不到.只有B正确. 4.设,若是与的等比中项,则的最小值为 ( C ). A.8 B.4 C.1 D . 解析:∵,∴,则,当 且仅当即时取“=”号,故选择C. [变式思考]若正数满足,则的最小值是 ( C ). A. B. C.5 D.6 解析:∵,,∴,∴ ,当且仅当时取“=”号. 5.已知,,成等差数列,成等比数列,则的最小值是 ( D ) A. B. C. D. 解析:∵,,成等差数列,成等比数列,∴, ,则,当且仅当时取等号. 二、填空题 6.设,则的最小值为9 . 解析:,当且仅当时取“=”号. 7. 若对任意,,则实数的取值范围是 . 解析:因为,所以(当且仅当时取等号),则 ,即的最大值为,故.
基本不等式 1.函数y =x +1 x (x >0)的值域为( ). A .(-∞,-2]∪[2,+∞) B .(0,+∞) C .[2,+∞) D .(2,+∞) 2.下列不等式:①a 2+1>2a ;② a + b ab ≤2;③x 2+1 x 2+1≥1,其中正确的个数是 , ( ). A .0 B .1 C .2 D .3 3.若a >0,b >0,且a +2b -2=0,则ab 的最大值为( ). B .1 C .2 D .4 4.(2011·重庆)若函数f (x )=x + 1 x -2 (x >2)在x =a 处取最小值,则a =( ). ` A .1+ 2 B .1+ 3 C .3 D .4 5.已知t >0,则函数y =t 2-4t +1 t 的最小值为________. 利用基本不等式求最值 【例1】?(1)已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +1 y 的最小值为________; (2)当x >0时,则f (x )= 2x x 2+1 的最大值为________. * 【训练1】 (1)已知x >1,则f (x )=x +1 x -1的最小值为________. (2)已知0<x <2 5,则y =2x -5x 2的最大值为________. (3)若x ,y ∈(0,+∞)且2x +8y -xy =0,则x +y 的最小值为________. 利用基本不等式证明不等式 【例2】?已知a >0,b >0,c >0,求证:bc a +ca b +ab c ≥a +b +c . 》
【训练2】 已知a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1. * 求证:1a +1b +1c ≥9. } 利用基本不等式解决恒成立问题 【例3】?(2010·山东)若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是 ________. 【训练3】 (2011·宿州模拟)已知x >0,y >0,xy =x +2y ,若xy ≥m -2恒成立,则实数m 的最大值是________. [ 考向三 利用基本不等式解实际问题 【例3】?某单位建造一间地面面积为12 m 2的背面靠墙的矩形小房,由于地理位置的限制,房子侧面的长度x 不得超过5 m .房屋正面的造价为400元/m 2,房屋侧面的造价为150元/m 2,屋顶和地面的造价费用合计为5 800元,如果墙高为3 m ,且不计房屋背面的费用.当侧面的长度为多少时,总造价最低 # (2010·四川)设a >b >0,则a 2+1 ab + 1 a a -b 的最小值是( ). A .1 B .2 C .3 D .4
基本不等式应用 一.基本不等式 1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则2 2 2b a ab +≤ (当且仅当b a =时取“=”) 2. (1)若*,R b a ∈,则 ab b a ≥ +2 (2)若* ,R b a ∈,则ab b a 2 ≥+(当且仅当b a =时取“=”) (3)若* ,R b a ∈,则2 2?? ? ??+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=” ) 3.若0x >,则12x x + ≥ (当且仅当1x =时取 “=”);若0x <,则12x x +≤- (当且仅当1x =-时取 “=”) 若0x ≠,则11122-2x x x x x x +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0>ab ,则2≥+a b b a (当且仅当 b a =时取“=”) 若0ab ≠,则 22-2a b a b a b b a b a b a + ≥+ ≥+ ≤即 或 (当且仅当b a =时取“=” ) 4.若R b a ∈,,则2 )2 ( 2 2 2 b a b a +≤ +(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”. (2)求最值的条件“一正,二定,三取等” (3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用. 应用一:求最值 例1:求下列函数的值域 (1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1 x 解:(1)y =3x 2+ 1 2x 2 ≥23x 2·1 2x 2 = 6 ∴值域为[ 6 ,+∞) (2)当x >0时,y =x +1 x ≥2 x ·1 x =2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1 x )≤-2 x ·1 x =-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞) 解题技巧: 技巧一:凑项 例1:已知54 x < ,求函数14245 y x x =-+ -的最大值。 解:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1 (42)45 x x -- 不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项, 5,5404 x x < ∴-> ,1 1425434554y x x x x ? ?∴=-+ =--+ + ?--? ? 231≤-+= 当且仅当15454x x -= -,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,m ax 1y =。 评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。 技巧二:凑系数
基本不等式及其应用 [基础训练] 1.下列结论中正确的个数是( ) ①若a >0,则a 2 +1 a 的最小值是2a ; ②函数f (x )=sin 2x 3+cos 2x 的最大值是2; ③函数f (x )=x +1 x 的值域是[2,+∞); ④对任意的实数a ,b 均有a 2+b 2≥-2ab ,其中等号成立的条件是a =-b . A .0 B .1 C .2 D .3 : 答案:B 解析:①错误:设f (a )=a 2 +1 a ,其中a 是自变量,2a 也是变化的,不能说2a 是f (a )的最小值; ②错误:f (x )=sin 2x 3+cos 2 x ≤sin 2x +3+cos 2x 2 =2, 当且仅当sin 2x =3+cos 2x 时等号成立,此方程无解, ∴等号取不到,2不是f (x )的最大值; ③错误:当x >0时,x +1 x ≥2 x ·1x =2, 当且仅当x =1 x ,即x =1时等号成立; 当x <0时,-x >0,x +1 x =-? ?? ??-x +1-x ≤-2 -x ·1 -x =-2, ¥ 当且仅当-x =-1 x ,即x =-1时等号成立. ∴f (x )=x +1 x 的值域是(-∞,-2]∪[2,+∞); ④正确:利用作差法进行判断.
∵a 2+b 2+2ab =(a +b )2≥0,∴a 2+b 2≥-2ab , 其中等号成立的条件是a +b =0,即a =-b . 2.[2019河北张家口模拟]已知a +2b =2,且a >1,b >0,则 2 a -1+1 b 的最小值为( ) A .4 B .5 C .6 D .8 答案:D 解析:因为a >1,b >0,且a +2b =2, \ 所以a -1>0,(a -1)+2b =1, 所以2a -1+1b =? ????2 a -1+1 b ·[(a -1)+2b ] =4+4b a -1 +a -1b ≥4+2 4b a -1·a -1 b =8, 当且仅当4b a -1=a -1 b 时等号成立, 所以2a -1 +1b 的最小值是8,故选D. 3.若2x +2y =1,则x +y 的取值范围是( ) A .[0,2] B .[-2,0] C .[-2,+∞) D .(-∞,-2] ! 答案:D 解析:∵2x +2y ≥22x ·2y =22x +y (当且仅当2x =2y 时等号成立), ∴2 x +y ≤12,∴2x +y ≤14, 得x +y ≤-2.故选D. 4.已知x >0,y >0,且4xy -x -2y =4,则xy 的最小值为( ) B .2 2 D .2 答案:D 解析:∵x >0,y >0,x +2y ≥22xy , ∴4xy -(x +2y )≤4xy -22xy , ∴4≤4xy -22xy ,