基本不等式求最值技巧
用基本不等式求最值六种方法

用基本不等式求最值六种方法基本不等式是求解数学问题中常用的工具,可以通过基本不等式来求解最值问题。
下面将介绍六种使用基本不等式求解最值问题的方法。
方法一:两边平方法若要求一个式子的最大值或最小值,在不改变问题的本质情况下,可以通过平方的方式将问题转化为一个更容易处理的形式。
例如,我们要求a+b 的最小值,可以通过平方的方式将其转化为一个更易处理的问题,即(a+b)^2=a^2+b^2+2ab,然后应用基本不等式,得到(a+b)^2≥ 2ab。
由此可见,通过两边平方后,可使用基本不等式求得 a+b 的最小值。
方法二:四平方法四平方法指的是对式子的四个项分别平方,将一些复杂的问题转化为四个简单展开的项的和,然后再应用基本不等式进行推导。
例如,我们要求 a^2 + b^2 的最小值,可以采用四平方法将其转化为 a^2/2 + a^2/2 + b^2/2 + b^2/2 的和,即 (a^2/2 + b^2/2) + (a^2/2 + b^2/2),然后应用基本不等式,得到(a^2/2 + b^2/2) + (a^2/2 + b^2/2) ≥2√[(a^2/2)(b^2/2)] = ab。
方法三:绝对值法绝对值法是将问题中的绝对值项用不等式进行替代,然后使用基本不等式进行求解。
例如,我们要求,x-2,的最小值,可以将其转化为不等式形式,即x-2≥0或x-2≤0。
然后根据这两个不等式分别求解x的取值范围,得到最小值。
方法四:极值法极值法是将要求最值的式子看作一个函数,通过求函数的极值点来确定最值。
例如,我们要求 f(x) = x^2 的最小值,可以求函数的极值点。
对于二次函数 f(x) = ax^2 + bx + c,其极值点的横坐标是 -b/2a,通过求解方程 -b/2a = 0,可以得到 x = 0。
因此,f(x) = x^2 的最小值是 f(0) = 0。
方法五:辅助不等式法辅助不等式法是引入一个辅助不等式,通过该不等式来推导求解最值问题。
利用基本不等式求最值的技巧

基本不等式应用一:直接应用求最值例1:求下列函数的值域(1)y =3x 2+(2)y =x +解:(1)y =3x 2+≥2)=∴值域为[,+∞)(2)当x >0时,y =x +≥2)=2;当x <0时,y =x +=-(-x -)≤-2)=-2∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞) 二:凑项例2:已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
解:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1(42)45x x --不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项, 5,5404x x <∴->,11425434554y x x x x ⎛⎫∴=-+=--++ ⎪--⎝⎭231≤-+= 当且仅当15454x x-=-,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 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。
变式12,33y x x x =+>- 三:凑系数例3.当时,求(82)y x x =-的最大值。
解析:由知,,利用基本不等式求最值,必须和为定值或积为定值,此题为两个式子积的形式,但其和不是定值。
注意到2(82)8x x +-=为定值,故只需将(82)y x x =-凑上一个系数即可。
当,即x =2时取等号当x =2时,(82)y x x =-的最大值为8。
评注:本题无法直接运用基本不等式求解,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用基本不等式求最大值。
变式1:设230<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
解:∵230<<x ∴023>-x ∴2922322)23(22)23(42=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≤-⋅=-=x x x x x x y 当且仅当,232x x -=即⎪⎭⎫ ⎝⎛∈=3,03x 时等号成立。
变式2:已知x ,y 为正实数,且x 2+=1,求x 的最大值.分析:因条件和结论分别是二次和一次,故采用公式ab ≤。
基本不等式(均值不等式)技巧

基本不等式(均值不等式)技巧基本知识】1.(1)若 $a,b\in \mathbb{R}$,则 $a+b\geq 2ab$。
(2)若 $a,b\in \mathbb{R}$,则 $ab\leq \frac{a^2+b^2}{2}$(当且仅当 $a=b$ 时取“=”)2.(1)若 $a,b\in \mathbb{R}$,则 $a+b\geq2\sqrt{ab}$(当且仅当 $a=b$ 时取“=”)。
(2)若 $a,b\in\mathbb{R}$,则 $ab\leq \left(\frac{a+b}{2}\right)^2$(当且仅当 $a=b$ 时取“=”)3.若 $a,b,c\in \mathbb{R}^+$,则 $\frac{a+b+c}{3}\geq \sqrt[3]{abc}$(当且仅当 $a=b=c$ 时取“=”)4.若 $a,b,c\in \mathbb{R}^+$,则 $a+b+c\geq3\sqrt[3]{abc}$(当且仅当 $a=b=c$ 时取“=”)5.若 $a,b\in \mathbb{R}$,则 $\frac{a^2+b^2}{2}\geq\left(\frac{a+b}{2}\right)^2$(当且仅当 $a=b$ 时取“=”)技巧讲解】技巧一:凑项(增减项)与凑系数做题时,条件不满足时关键在于构造条件。
通常要通过乘以或除以常数、拆因式、平方等方式进行构造。
1.已知 $x<5$,求函数 $y=4x-\frac{5}{2}+\frac{1}{4x-5}$ 的最大值。
解:因为 $x<5$,所以首先要“调整”符号,又 $4x-5<0$,要进行拆、凑项,得到:y=4x-\frac{5}{2}+\frac{1}{4x-5}=-\frac{1}{4}\left(5-4x+\frac{1}{4x-5}\right)+\frac{11}{4}由于 $\frac{1}{4x-5}\leq\frac{1}{2}\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{4}\right)$(当且仅当$x=2$ 时取“=”),所以:y\leq -\frac{1}{4}\left(5-4x+\frac{1}{2}\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{4}\right)\right)+\frac{1 1}{4}=-\frac{1}{4}\left(4x^2-16x+9-\frac{1}{x}\right)+\frac{11}{4}对 $-\frac{1}{4}\left(4x^2-16x+9-\frac{1}{x}\right)$ 求导,得到$x=\frac{1}{2}$ 时取得最小值,代入得到$y_{\max}=3$。
拓展培优---基本不等式求最值的应用技巧

5
当且仅当 x2=41x2,y2=41y2且yx=xy, 即 x=y= 22时,取等号.即最小值为 4. [答案] 4
6
类型三 配凑——配式配系数,凑出定值 有时为了挖掘出积或和为定值,常常需要根据题设条件采取合理配式配
系数的方法,使配好的代换式与待求值式相乘后可以应用基本不等式得出定
值,或配以恰当的系数后,使积式中的各项之和为定值. [典例3] 已知0<x<2,则x(5-2x)的最大值为____________.
[解析] 因为 0<x<2,所以 0<2x<4,5-2x>0,
则 x(5-2x)=12·2x·(5-2x)≤12·[2x+(25-2x)]2=12×245=285,当且仅
当 2x=5-2x,即 x=54时等号成立,故 x(5-2x)的最大值为285.
[答案]25 8源自7[典例 4] 当 x<32时,代数式 x+2x-8 3的最大值为________,此时 x 的值
[解析] 法一:令 y=xx2-+18,则 y=(x2-x-1)1 +9=x+1+x-9 1=(x-1)
+x-9 1+2≥2 (x-1)·x-9 1+2=2×3+2=8,当且仅当 x-1=x-9 1,即 x
=4 时等号成立.故xx2-+18(x>1)的最小值为 8.
法二:令
x
-
1
=
t(t>0)
,
则
x2+8 x-1
=
(t+1)2+8 t
=
t2+2t+9 t
=
t
+
9 t
+
2≥2× 9+2=8,当且仅当 t=3,即 x=4 时取等号.
[答案] 8
4
利用基本不等式求最值的常见方法

即(x+y) 8, max 当且仅当x y 4时,等号成立.
总结与提升:
类型一:配凑定值法;
特征:函数能化成“积”或“和”为定值的形式
类型二:常数代换法;
特征:已知ax by c,求 d + e(a,b, c, d, e为非零常数)形式 xy
类型三:函数单调性法;拆项法 y ax2 bx c
3x 4 y 1 (3x 4 y)( 3 1 )
5
xy
3x
当且仅当
y
12 y x
即x
x 3y 5xy
1,
y
1 2
时,等号成立.
类型三:函数单调性法 (拆项法求函数的最值)
x 例3.已知xx>13, 求f (x) 2 2 的最小值.
x 1
2 3+2 解:f (x) (x1)2 2(x 1) 3 (x 1) 3 2
记t xy(t 0)
则(*)式可化为:t 2 2t 8 0,
可解得:t 4或t -2(舍),
即(xy) 16, min
当且仅当x y 4时,等号成立.
类型四:和积转化法
例4(. 1)已知x 0, y 0, xy x y 8,求xy的最小值;
(2)已知x 0, y 0, xy x y 8,求x y的最大值.
类型四:和积转化法
例4(. 1)已知x 0, y 0, xy x y 8,求xy的最小值; (2)已知x 0, y 0, xy x y 8,求x y的最大值.
解:(1)因为x 0, y 0, 所以xy x y 8 2 xy (8 *)
基本不等式中常见的方法求最值

基本不等式中常见的方法求最值基本不等式是数学中常用的不等式形式,它可以解决两个或多个变量之间的大小关系问题。
在实际问题中,求最值是一类常见的问题,可以通过基本不等式的方法来解决。
下面将介绍一些常见的方法用于求解最值的基本不等式。
一、最值问题的数学建模在解决最值问题之前,首先需要进行数学建模。
数学建模是将实际问题转化为数学问题的过程,通常包括确定问题的目标函数和约束条件。
在求解最值问题中,目标函数表示要求解的最值,约束条件是指限制该函数取值范围的条件。
例如,求解一个函数在给定范围内的最大值,可以将问题建模为求解一个目标函数在一组特定约束条件下的最大值。
二、最值问题的基本不等式方法在实际问题中,一般使用不等式约束来限制变量的取值范围。
下面将介绍几种常用的基本不等式方法来求解最值问题。
1.算术平均-几何平均不等式(AM-GM不等式)算术平均-几何平均不等式是一种常见的不等式方法,用于求解多个正实数的不等式关系。
它可以将多个正实数的乘积限制在一些范围内,并且表明乘积最大值在一组特定值时取得。
设a1, a2, ..., an为n个正实数,那么AM-GM不等式可以表示为:(a1 + a2 + ... + an)/n ≥ (a1a2...an)^(1/n)通过这个不等式,可以限制变量的取值范围,从而求解最值。
2. 柯西-施瓦茨不等式(Cauchy-Schwarz不等式)柯西-施瓦茨不等式是一种用于求解向量内积的不等式关系。
它可以将两个向量的内积限制在一些范围内,并且表明内积最大值在一组特定值时取得。
设a1, a2, ..., an和b1, b2, ..., bn为n个实数,则柯西-施瓦茨不等式可以表示为:(a1b1 + a2b2 + ... + anbn)^2 ≤ (a1^2 + a2^2 + ... +an^2)(b1^2 + b2^2 + ... + bn^2)通过这个不等式,可以限制变量的取值范围,从而求解最值。
(全)基本不等式应用,利用基本不等式求最值的技巧,题型分析

一.基本不等式注:(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、应用一:求最值 例1 :求下列函数的值域基本不等式应用1解:(1) y = 3x 2 + 21^ 1X = - 2例1 :已知x 4,求函数y4x 2 —1—的最大值。
4x 5解:因4x 5 0 ,所以首先要 “调整”符号,又(4x 」不是常数,所以对4x 2要进行拆、凑项, Qx 544x 0, y4x 21---- 54x 52)g4x 54x 32 3 15 4x11一,即x 1时, 5 4x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:凑系数当且仅当5 4x上式等号成立, 故当x 1时,y max 1。
1. (1)若 a,b R ,则 a 1 2b 2 *2ab (2)若a,bR ,则 ab 2. (1)若 a,b R *,则2Jab ⑵若a,b R ,则 a b2 .2a —L (当且仅当a22J OE (当且仅当ab 时取“二”) b 时取“=”)⑶若a,b R ,则ab(当且仅当a b 时取“=”)3.若x 0,则x— 2 (当且仅当x 1时取“=”x若x 0,则 x 1 1 1 2 即 X — 2 或 X - -2 (x x X 3.若 ab 0,则 a b .2 (当且仅当a b 时取b a1时取“=”)若ab 0,则- b-2(当且仅当a b 时取“=”)4.若 a,b2 .2a—L (当且仅当 2b 时取“=”)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.(1) y = 3x 2+ 女1(2) y = x + x“=”)当且仅当a b 时取“=”)2例1.当Dux 4时,求y x(8 2x)的最大值。
解析:由0 < J <4知,S- 2工> 0|,利用基本不等式求最值,必须和为定值或积为定值,此题为两个式子 积的形式,但其和不是定值。
高中数学-基本不等式---求最值的常见技巧

高中数学-基本不等式---求最值的常见技巧【理论解析】一个技巧:222a b ab+≥逆用就是222a bab+≤,2a b+≥(0,0)a b>>逆用就是2()2a bab+≤等.两个变形:(1) 2112a ba b+≤≤≤+(,)a b R+∈,即调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数;(当且仅当a b=时取等号)(2)222()22a b a bab++≤≤(,)a b R∈(当且仅当a b=时取等号).三个注意“一正、二定、三相等”的忽视.【解题方法技巧举例】1、添、减项(配常数项)例1 求函数221632y xx=++的最小值.222221620,32163(2)6266x y xxxx+>=++=++-+≥=解:当且仅当22163(2)2xx+=+,即22x=时,等号成立. 所以y的最小值是6.2、配系数(乘、除项)例2 已知0,0x y>>,且满足3212x y+=,求lg lgx y+的最大值.分析lg lg lg()x y xy+=, xy是二项“积”的形式,但不知其“和”的形式x y+是否定值,而已知是3x与2y的和为定值12,故应先配系数,即将xy变形为326x y⋅,再用均值不等式.220,032lg lg lg()lg6132112lg lg 6262lg 6x y x y x y xy x y >>⋅+==⎡⎤⎡⎤+⎛⎫⎛⎫≤=⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=解: 当且仅当32x y =,即2,3x y ==时,等号成立. 所以lg lg x y +的最大值是lg 6.3、 裂项例3已知1x >-,求函数()()521x x y x ++=+的最小值.分析 在分子的各因式中分别凑出1x +,借助于裂项解决问题.()()141110,14(1)5519x x x y x x x ++++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦+>=+=+++≥+=解:当且仅当411x x +=+,即1x =时,取等号.所以min 9y =.4、 取倒数例4 已知102x <<,求函数2(1)(12)x y x x +=-的最小值. 分析 分母是x 与(12)x -的积,可通过配系数,使它们的和为定值;也可通过配系数,使它们的和为(1)x + (这是解本题时真正需要的).于是通过取倒数即可解决问题.解 由102x <<,得10x +>,120x ->.221(12)1312(1)31131211113212x x x x y x x x x x x x --==⋅⋅+++-⎡⎤+⎢⎥++≤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦当且仅当31211x xxx -=++,即15x =时,取等号. 故y 的最小值是12.5、 平方例5 已知0,0x y >>且22283y x +=求.分析 条件式中的x 与y 都是平方式,而所求式中的x 是一次式,y 是平方式但带根号.初看似乎无从下手,但若把所求式平方,则解题思路豁然开朗,即可利用均值不等式来解决.222222222((62)32(1)32(1)9333()22y x y x y x =+=⋅+⎡⎤++⎢⎥≤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦解:当且仅当222(1)3y x =+,即32x =,2y =时, 等号成立.故的最大值是评注 本题也可将x纳入根号内,即将所求式化为.6、 换元(整体思想)例6求函数y =的最大值.分析t =,进行换元,再使分子常数化,然后运用均值不等式来解决.22,0,2,(0)2100;1014212=.23,2t t x t t y t t t y t y t t t t t x =≥=-=≥+==>=≤=+==-则当时,当时,当且仅当,即所以时7、 逆用条件例7 已知191(0,0)x y x y +=>>,则x y +的最小值是( ) .分析 直接利用均值不等式,只能求xy 的最小值,而无法求x y +的最小值.这时可逆用条件,即由191x y =+,得19()()x y x y x y +=++,然后展开即可解决问题.190,0,1199()()1010169,4,12.16.x y x y y xx y x y x y x yy x x y x yx y >>+=+=++=++≥====+解:由,得当且仅当即时,等号成立故的最小值是 评注 若已知0,0,x y >>1x y += (或其他定值),要求19x y +的最大值,则同样可运用此法. 8、 巧组合 例8 若,,0a b c >且()4a a b c bc +++=-求2a b c ++的最小值 .分析 初看,这是一个三元式的最值问题,无法利用a b +≥来解决.换个思路,可考虑将2a b c ++重新组合,变成()()a b a c +++,而()()a b a c ++等于定值4-,于是就可以利用均值不等式了.,,0,2()()2,,1.2 2.a b c a b c a b a c b c b c a a b c >++=+++≥======-++解:由知当且仅当即时,等号成立故的最小值为9、 消元例9、设,,x y z 为正实数,230x y z -+=,则2y xz 的最小值.分析 本题也是三元式的最值问题.由题意得32x zy +=,则可对2y xz 进行消元,用,x z 表示,即变为二元式,然后可利用均值不等式解决问题.22223,0,,29666=3,443,,=33.x zx z y y x z xz xz xz xz xz xzyx z x y z y xz +>=+++≥====解:由可得当且仅当即时,取“”.故的最小值为【例题解析】 例1 求函数()()yx x x=++49的最值.解: (1)当x >0时,25362133613=⋅+≥++=xx x x y , 当且仅当xx=36即6=x 时取等号.所以当x =6时,y min =25. (2)当x <0时,->->xx0360,, ()()-+-⎛⎝ ⎫⎭⎪≥--⎛⎝ ⎫⎭⎪=x x x x 3623612, 11213)]36()[(13=-≤-+--=∴xx y .当且仅当-=-x x 36,即x =-6时取等号,所以当x =-6时,y max =-=13121.例2已知0,0x y >>,且191x y+=,求x y +的最小值. 解:190,0,1x y x y >>+=,()1991061016y x x y x y x y x y⎛⎫∴+=++=++≥+= ⎪⎝⎭当且仅当9y x x y =时,上式等号成立,又191x y+=,可得4,12x y ==时,()min 16x y += . 例3 当04x <<时,求(82)y x x =-的最大值.解析:此题为两个式子积的形式,但其和不是定值.注意到2(82)8x x +-=为定值,故只需将(82)y x x =-凑上一个系数即可.211282(82)[2(82)]()8222x x y x x x x +-=-=-≤=当282x x =-,即2x =时取等号 ,所以当2x =时,(82)y x x =-的最大值为8.例4 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值. 解析:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1(42)45x x --不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项,5,5404x x <∴->,11425434554y x x x x ⎛⎫∴=-+=--++ ⎪--⎝⎭231≤-+=当且仅当15454x x-=-,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 1y =.例5已知x,y为正实数,且2212yx+=,求的最大值.解析:因条件和结论分别是二次和一次,故采用公式222a bab+≤.12,==下面将x=2212222yx++≤4=当且仅当x=2212yx+=,即2x=,2y=时,等号成立.所以的最大值为4.评注:本题注意到适当添加常数配凑后,两项的平方和为常数,故而进行变形利用基本不等式链解决问题.【基本不等式课堂练习】一、选择题1.已知0,0a b >>,则112ab a b++的最小值是( )A .2 B .22 C .4 D .5 2.当0<x <2π时,函数f (x )=x x x 2sin sin 82cos 12++的最小值为( )A.2B.23C.4D.433.设y=x 2+2x+5+2125x x ++,则此函数的最小值为()A .174B .2C .265D .以上均不对 4,若,下列不等式恒成立的是( )A .B .C .D .5,若且,则下列四个数中最大的是 ( )A. B. C.2ab D.a6. 设x>0,则的最大值为 ( )A.3 B.C.D.-1 7,设的最小值是( ) A. 10 B.C.D.8. 若x, y 是正数,且,则xy 有( )A最大值16 B.最小值 C.最小值16 D.最大值9. a,b 是正数,则三个数的大小顺序是( )A. B.C. D.10.下列函数中最小值为4的是( )A B C D11、已知二次函数f(x)=ax 2-(a +2)x +1(a ∈Z),且函数f(x)在(-2,-1)上恰有一个零点,则不等式f(x)>1的解集为( )A .(-∞,-1)∪(0,+∞)B .(-∞,0)∪(1,+∞)C .(-1,0)D .(0,1)12、已知M 是△ABC 内的一点,且AB →·AC →=23,∠BAC =30°,若△MBC ,△MCA 和△MAB 的面积分别为12,x ,y ,则1x +4y 的最小值是( )A .20B .18C .16D .913.设x,y 为正数, 则(x+y)(1x + 4y)的最小值为 ( )A.6 B.9 C.12 D.1514. 已知定义域为R 的偶函数在上是增函数,且,则不等式的解集为( )A .B .C .D .15.若,则的最小值为( )A .8 B .C .2D .417.若正数x ,y 满足x+3y=5xy ,则3x+4y 的最小值是( ) A. 245 B. 285C.5D.6 18.下列不等式一定成立的是( )A .21lg()lg (0)4xx x +>> B .1sin 2(,)sin x x k k Z xπ+≥≠∈ C .212||()x x x R +≥∈D .211()1x R x >∈+ 19若点(,)A x y 在第一象限且在236x y +=上移动,则3322log log x y + ( )A 、最大值为1B 、最小值为1C 、最大值为2D 、没有最大、小值 20、 已知01x <<,求函数411y x x=+-的最小值.21、已知0,0a b >>,328a b +=,求函数的最大值.。
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基本不等式求最值技巧
一. 加0
在求和的最小值时,为了利用积的定值,有时需要加上零的等价式。
例1. 已知,且,求的最小值。
解:因为,所以,所以,,所以。
式中等号当且仅当时成立,此时。
所以当时,取最小值。
例2. 设,且,求的最小值。
解:因为,,所以,所以,且。
所以
式中等号当且仅当时成立,此时。
将它代入
中得。
所以当时,取最小值。
2. 乘1
在求积的最大值时,为了凑出和的定值,有时需要乘上1的等价式。
例3. 已知,且,求xyz的最大值。
解:因为,且,
所以
式中等号当且仅当时成立,此式可写为,令其比值为t,则,,,把它们代入,解得。
所以当,时,xyz取最大值。
3. 拆式
在运用基本不等式求最值时,为满足解题需要,有时要进行拆式。
例4. 求函数的最小值。
解:因为,所以,
所以
式中等号当且仅当时成立,解得,所以当时,。
例5. 设且,求的最小值。
解:因为,
所以
式中等号当且仅当时成立,此时,所以当时,取最小值3。
4. 拆幂
在求积的最大值时,为了满足和为定值时对项数的要求,有时要拆幂。
例6. 设,求函数的最大值。
解:因为,所以
所以
式中等号当且仅当时即时成立。
所以当时,。
例7. 设,且为定值,求的最大值。
解:因为
所以
式中等号当且仅当时成立,此时。
所以当,取最大值。
5. 平方
在求积的最大值时,有时要凑出和的定值很困难,但积式平方后却容易凑出和的定值。
例8. 设,且为定值,求的最大值。
解:因为,
所以
所以
式中等号当且仅当时成立,此时
所以当时,取最大值。
例9. 已知,求的最大值。
解:因为,所以,
所以
所以。
式中等号当且仅当,即时成立。
所以当时,。