高考数学不等式知识点及相关题型

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不等式九大题型(学生版)--2025年新高考数学一轮复习

不等式九大题型(学生版)--2025年新高考数学一轮复习

基本不等式及其应用【九大题型】【新高考专用】【题型1基本不等式及其应用】【题型2直接法求最值】【题型3配凑法求最值】【题型4常数代换法求最值】【题型5消元法求最值】【题型6齐次化求最值】【题型7多次使用基本不等式求最值】【题型8利用基本不等式解决实际问题】【题型9与其他知识交汇的最值问题】1.基本不等式及其应用考点要求真题统计考情分析(1)了解基本不等式的推导过程(2)会用基本不等式解决最值问题(3)理解基本不等式在实际问题中的应用2020年天津卷:第14题,5分2021年乙卷:第8题,5分2022年I 卷:第12题,5分2023年新高考I 卷:第22题,12分基本不等式及其应用是每年高考的必考内容,从近几年的高考情况来看,对基本不等式的考查比较稳定,考查内容、频率、题型难度均变化不大,应适当关注利用基本不等式大小判断、求最值和求取值范围的问题;同时要注意基本不等式在立体几何、平面解析几何等内容中的运用.【知识点1基本不等式】1.两个不等式不等式内容等号成立条件重要不等式a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R )当且仅当“a =b ”时取“=”基本不等式ab ≤a +b2(a >0,b >0)当且仅当“a =b ”时取“=”a +b2叫做正数a ,b 的算术平均数,ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.2025年新高考数学一轮复习基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.2.基本不等式与最值已知x,y都是正数,(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2P;(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值14S2.温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值时,必须有:(1)x、y>0,(2)和(积)为定值,(3)存在取等号的条件.3.常见的求最值模型(1)模型一:mx+nx≥2mn(m>0,n>0),当且仅当x=n m时等号成立;(2)模型二:mx+nx−a =m(x−a)+nx−a+ma≥2mn+ma(m>0,n>0),当且仅当x−a=n m时等号成立;(3)模型三:xax2+bx+c =1ax+b+cx≤12ac+b(a>0,c>0),当且仅当x=c a时等号成立;(4)模型四:x(n−mx)=mx(n−mx)m≤1m⋅mx+n−mx22=n24m m>0,n>0,0<x<n m,当且仅当x=n2m时等号成立.4.利用基本不等式求最值的几种方法(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常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”的形式,最后利用基本不等式求最值.【题型1基本不等式及其应用】1(2023·安徽蚌埠·模拟预测)已知实数a,b,c满足a<b<c且abc<0,则下列不等关系一定正确的是()A.ac<bcB.ab<acC.bc +cb>2 D.ba+ab>22(2023·湖南长沙·一模)已知2m=3n=6,则m,n不可能满足的关系是()A.m+n>4B.mn>4C.m2+n2<8D.(m-1)2+(n-1)2>23(2024·山东枣庄·一模)已知a>0,b>0,则“a+b>2”是“a2+b2>2”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件4(2023·辽宁·二模)数学命题的证明方式有很多种.利用图形证明就是一种方式.现有如图所示图形,在等腰直角三角形△ABC中,点O为斜边AB的中点,点D为斜边AB上异于顶点的一个动点,设AD=a,BD=b,用该图形能证明的不等式为( ).A.a+b2≥ab a>0,b>0B.2aba+b≤ab a>0,b>0C.a+b2≤a2+b22a>0,b>0D.a2+b2≥2ab a>0,b>0【题型2直接法求最值】1(2023·湖南岳阳·模拟预测)已知函数f x =3-x-2x,则当x<0时,f x 有()A.最大值3+22B.最小值3+22C.最大值3-22D.最小值3-222(2023·北京东城·一模)已知x>0,则x-4+4x的最小值为()A.-2B.0C.1D.223(22-23高三下·江西·阶段练习)3+1 x21+4x2的最小值为()A.93B.7+42C.83D.7+434(23-24高二下·山东潍坊·阶段练习)函数y=3-4x-x(x>0)的最大值为()A.-1B.1C.-5D.5【题型3配凑法求最值】1(2023·山西忻州·模拟预测)已知a>2,则2a+8a-2的最小值是()A.6B.8C.10D.122(2024·辽宁·一模)已知m >2n >0,则m m -2n +mn的最小值为()A.3+22B.3-22C.2+32D.32-23(2023·河南信阳·模拟预测)若-5<x <-1,则函数f x =x 2+2x +22x +2有()A.最小值1B.最大值1C.最小值-1D.最大值-14(23-24高三下·河南·开学考试)已知a >0,b >0,则a +2b +4a +2b +1的最小值为()A.6B.5C.4D.3【题型4常数代换法求最值】1(2024·江苏南通·二模)设x >0,y >0,1x +2y =2,则x +1y 的最小值为()A.32B.22C.32+2 D.32(2024·黑龙江哈尔滨·二模)已知正实数x ,y 满足1x +2y=1,则2xy -3x 的最小值为()A.8B.9C.10D.113(2024·广东湛江·一模)已知ab >0,a 2+ab +2b 2=1,则a 2+2b 2的最小值为()A.8-227B.223C.34D.7-2284(2023·广东广州·模拟预测)已知正实数x ,y 满足2x +y =xy ,则2xy -2x -y 的最小值为()A.2B.4C.8D.9【题型5消元法求最值】1(2024·陕西西安·三模)已知x >0,y >0,xy +2x -y =10,则x +y 的最小值为42-1.2(2023·上海嘉定·一模)已知实数a 、b 满足ab =-6,则a 2+b 2的最小值为12.3(2024·天津河东·一模)若a >0,b >0,ab =2,则a +4b +2b 3b 2+1的最小值为.4(2024·四川德阳·模拟预测)已知正实数x ,y ,z 满足x 2+xy +yz +xz +x +z =6,则3x +2y +z 的最小值是43-2.【题型6齐次化求最值】1(23-24高一上·湖南娄底·期末)已知x >0,则x 2-x +4x 的最小值为()A.5B.3C.-5D.-5或32(23-24高一上·辽宁大连·期末)已知x ,y 为正实数,且x +y =1,则x +6y +3xy的最小值为()A.24B.25C.6+42D.62-33(23-24高二上·安徽六安·阶段练习)设a+b=1,b>0,则1|a|+9|a|b的最小值是()A.7B.6C.5D.44(23-24高三上·浙江绍兴·期末)已知x为正实数,y为非负实数,且x+2y=2,则x2+1x+2y2y+1的最小值为()A.34B.94C.32D.92【题型7多次使用基本不等式求最值】1(2023·河南·模拟预测)已知正实数a,b,满足a+b≥92a+2b,则a+b的最小值为()A.5B.52C.52 D.5222(2023·全国·模拟预测)已知a为非零实数,b,c均为正实数,则a2b+a2c4a4+b2+c2的最大值为()A.12B.24C.22D.343(2024·全国·模拟预测)已知a>0,b>0,c>1,a+2b=2,则1a+2bc+2c-1的最小值为()A.92B.2 C.6 D.2124(23-24高三下·浙江·开学考试)已知a、b、c、d均为正实数,且1a+2b=c2+d2=2,则a+bcd的最小值为()A.3B.22C.3+22D.3+222【题型8利用基本不等式解决实际问题】1(23-24高二下·北京房山·期中)某公园为了美化游园环境,计划修建一个如图所示的总面积为750m2的矩形花园.图中阴影部分是宽度为1m的小路,中间A,B,C三个矩形区域将种植牡丹、郁金香、月季(其中B,C区域的形状、大小完全相同).设矩形花园的一条边长为xm,鲜花种植的总面积为Sm2.(1)用含有x的代数式表示a;(2)当x的值为多少时,才能使鲜花种植的总面积最大?2(23-24高一上·辽宁朝阳·期末)冷链物流是指以冷冻工艺为基础、制冷技术为手段,使冷链物品从生产、流通、销售到消费者的各个环节始终处于规定的温度环境下,以减少冷链物品损耗的物流活动.随着人民食品安全意识的提高及线上消费需求的增加,冷链物流市场规模也在稳步扩大.某冷链物流企业准备扩大规模,决定在2024年初及2025年初两次共投资4百万元,经预测,每年初投资的x百万元在第m(1≤m≤8,且m∈N*)年产生的利润(单位:百万元)G m=mx,m∈N*,1≤m≤44-16-mx2,m∈N*,5≤m≤8,记这4百万元投资从2024年开始的第n年产生的利润之和为f n x .(1)比较f42 与f52 的大小;(2)求两次投资在2027年产生的利润之和的最大值.3(23-24高一上·河南开封·期末)如图,一份印刷品的排版(阴影部分)为矩形,面积为32,它的左、右两边都留有宽为2的空白,上、下两边都留有宽为1的空白.记纸张的面积为S,排版矩形的长和宽分别为x,y.(1)用x,y表示S;(2)如何选择纸张的尺寸,才能使纸张的面积最小?并求最小面积.4(23-24高一上·四川成都·期末)如图所示,一条笔直的河流l(忽略河的宽度)两侧各有一个社区A,B (忽略社区的大小),A社区距离l上最近的点A0的距离是2km,B社区距离l上最近的点B0的距离是1km,且A0B0=4km.点P是线段A0B0上一点,设A0P=akm.现规划了如下三项工程:工程1:在点P处修建一座造价0.1亿元的人行观光天桥;工程2:将直角三角形AA0P地块全部修建为面积至少1km2的文化主题公园,且每平方千米造价为1+92a2亿元;工程3:将直角三角形BB0P地块全部修建为面积至少0.25km2的湿地公园,且每平方千米造价为1亿元.记这三项工程的总造价为W 亿元.(1)求实数a 的取值范围;(2)问点P 在何处时,W 最小,并求出该最小值.【题型9与其他知识交汇的最值问题】1(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知ΔABC 内接于单位圆,且1+tan A 1+tan B =2,(1)求角C(2)求△ABC 面积的最大值.2(23-24高三上·山东青岛·期末)《九章算术》是我国古代数学名著,它在几何学中的研究比西方早1000多年,在《九章算术》中,将底面为直角三角形,且侧棱垂直于底面的三棱柱称为堑堵(qian d u );阳马指底面为矩形,一侧棱垂直于底面的四棱锥,鳖膈(bie nao )指四个面均为直角三角形的四面体.如图在堑堵ABC -A 1B 1C 1中,AB ⊥AC .(1)求证:四棱锥B -A 1ACC 1为阳马;(2)若C 1C =BC =2,当鳖膈C 1-ABC 体积最大时,求锐二面角C -A 1B -C 1的余弦值.3(2024·广东珠海·一模)已知A 、B 、C 是ΔABC 的内角,a 、b 、c 分别是其对边长,向量m=a +b ,c ,n =sin B -sin A ,sin C -sin B ,且m ⊥n.(1)求角A 的大小;(2)若a =2,求ΔABC 面积的最大值.4(2024·黑龙江大庆·一模)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),过点1,32 且离心率为12,A ,B 是椭圆上纵坐标不为零的两点,若AF =λFB λ∈R 且AF ≠FB,其中F 为椭圆的左焦点.(1)求椭圆的方程;(2)求线段AB 的垂直平分线在y 轴上的截距的取值范围.一、单选题1(2023·全国·三模)已知a >0,b >0,且a +b =1,则下列不等式不正确的是()A.ab≤14B.a2+b2≥12C.1a+1b+1>2 D.a+b≤12(2024·甘肃定西·一模)x2+7x2+7的最小值为()A.27B.37C.47D.573(2024·辽宁葫芦岛·一模)已知a>0,b>0,a+b=2,则()A.0<a≤1B.0<ab≤1C.a2+b2>2D.1<b<24(2024·浙江嘉兴·二模)若正数x,y满足x2-2xy+2=0,则x+y的最小值是() A.6 B.62C.22D.25(2024·四川成都·模拟预测)若a,b是正实数,且13a+b+12a+4b=1,则a+b的最小值为()A.45B.23C.1D.26(2024·陕西西安·模拟预测)下列说法错误的是()A.若正实数a,b满足a+b=1,则1a +1b有最小值4B.若正实数a,b满足a+2b=1,则2a+4b≥22C.y=x2+3+1x2+3的最小值为433D.若a>b>1,则ab+1<a+b7(2024·黑龙江哈尔滨·一模)已知某商品近期价格起伏较大,假设第一周和第二周的该商品的单价分别为m元和n元(m≠n),甲、乙两人购买该商品的方式不同,甲每周购买100元的该商品,乙每周购买20件该商品,若甲、乙两次购买平均单价分别为a1,a2,则()A.a1=a2B.a1<a2C.a1>a2D.a1,a2的大小无法确定8(2024·四川成都·三模)设函数f x =x3-x,正实数a,b满足f a +f b =-2b,若a2+λb2≤1,则实数λ的最大值为()A.2+22B.4C.2+2D.22二、多选题9(2023·全国·模拟预测)已知实数x,y,下列结论正确的是()A.若x+y=3,xy>0,则x2x+1+y2+1y≥3B.若x>0,xy=1,则12x +12y+8x+y的最小值为4C.若x≠0且x≠-1,则yx<y+1x+1D.若x 2-y 2=1,则2x 2+xy 的最小值为1+3210(2023·重庆沙坪坝·模拟预测)某单位为了激励员工努力工作,决定提高员工待遇,给员工分两次涨工资,现拟定了三种涨工资方案,甲:第一次涨幅a %,第二次涨幅b %;乙:第一次涨幅a +b 2%,第二次涨幅a +b2%;丙:第一次涨幅ab %,第二次涨幅ab %.其中a >b >0,小明帮员工李华比较上述三种方案得到如下结论,其中正确的有()A.方案甲和方案乙工资涨得一样多B.采用方案乙工资涨得比方案丙多C.采用方案乙工资涨得比方案甲多D.采用方案丙工资涨得比方案甲多11(2024·全国·模拟预测)已知a >0,b >0且1a +4b =2,则下列说法正确的是()A.ab 有最小值4B.a +b 有最小值92C.2ab +a 有最小值25D.16a 2+b 2的最小值为42三、填空题12(2024·全国·模拟预测)已知x >1,y >0,且x +2y =2,则1x -1+y 的最小值是.13(2024·上海奉贤·二模)某商品的成本C 与产量q 之间满足关系式C =C q ,定义平均成本C=C q ,其中C =C (q )q ,假设C q =14q 2+100,当产量等于时,平均成本最少.14(2024·全国·模拟预测)记max x 1,x 2,x 3 表示x 1,x 2,x 3这3个数中最大的数.已知a ,b ,c 都是正实数,M =max a ,1a +2b c ,c b,则M 的最小值为.四、解答题15(2023·甘肃张掖·模拟预测)已知正实数x ,y 满足等式1x +3y=2.(1)求xy 的最小值;(2)求3x +y 的最小值.16(2023·全国·模拟预测)已知x,y,z∈0,+∞,且x+y+z=1.(1)求证:yx+zy+xz>1+z-z;(2)求x2+y2+z2+5xy+4yz+4xz的最大值.17(2023·陕西安康·模拟预测)已知函数f x =x+a+x-b.(1)当a=2,b=3时,求不等式f x ≥6的解集;(2)设a>0,b>1,若f x 的最小值为2,求1a +1b-1的最小值.18(23-24高一上·贵州铜仁·期末)2020年初至今,新冠肺炎疫情袭击全球,对人民生命安全和生产生活造成严重影响. 在党和政府强有力的抗疫领导下,我国控制住疫情后,一方面防止境外疫情输入,另一方面逐步复工复产,减轻经济下降对企业和民众带来的损失. 为降低疫情影响,某厂家拟在2022年举行某产品的促销活动,经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用m万元(m≥0)满足x=4-2m+1. 已知生产该产品的固定成本为8万元,生产成本为16万元/万件,厂家将产品的销售价格定为8+16xx万元/万件(产品年平均成本)的1.5倍.(1)将2022年该产品的利润y万元表示为年促销费用m万元的函数;(2)该厂家2022年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?19(2023·全国·模拟预测)已知x,y,z∈0,+∞.(1)若x+y=1,证明:4x+4y≤48;(2)若x+y+z=1,证明yx+zy+xz>1+z-z.11。

高考数学经典常考题型之不等式 含详解

高考数学经典常考题型之不等式 含详解

1. 已知f (x )是定义在[-1,1]上的奇函数,且f (1)=1,若m 、n ∈[-1,1],m +n ≠0时nm n f m f ++)()(>0 (1)用定义证明f (x )在[-1,1]上是增函数; (2)解不等式 f (x +21)<f (11-x ); (3)若f (x )≤t 2-2at +1对所有x ∈[-1,1],a ∈[-1,1]恒成立,求实数t 的取值范围2 设不等式x 2-2ax +a +2≤0的解集为M ,如果M ⊆[1,4],求实数a 的取值范围3. 解关于x 的不等式2)1(--x x a >1(a ≠1)4. 设函数f (x )=a x 满足条件 当x ∈(-∞,0)时,f (x )>1;当x ∈(0,1]时,不等式f (3mx -1)>f (1+mx -x 2)>f (m +2)恒成立,求实数m 的取值范围5. ),的解集是的不等式,关于且已知0(110-∞>≠>x a x a a ,求关于的x 不等式0)1(log >-xx a 的解集。

6. 解关于)0(11)1(2>>+-+a x ax x a x 的不等式。

7.已知。

,,11222=++=++>>c b a c b a c b a求证:(1)341<+<b a ;(2)19822<+<b a 。

8.某种商品原来定价每件p 元,每月将卖出n 件。

假若定价上涨)10010≤<x x x x ,成即成(注:,每月卖出数量将减少y 成,而售货金额变成原来的z 倍。

(1) 若来表示当售货金额最大的常数,用是满足,其中a a a ax y 131<≤=时的x 值;(2) 若x y 32= ,求使售货金额比原来有所增加的x 的取值范围。

9.已知函数)(x f 在R 上是增函数,R b a ∈,。

(1) 求证:如果)()()()(0b f a f b f a f b a -+-≥+≥+,那么;(2) 判断(1)中的命题的逆命题是否成立?并证明你的结论;(3) 解不等式)2()11(lg )2()11(lg -+-+≥++-f xx f f x x f 。

2024年高考数学高频考点(新高考通用)柯西不等式(精讲+精练)解析版

2024年高考数学高频考点(新高考通用)柯西不等式(精讲+精练)解析版

【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
素养拓展01柯西不等式(精讲+精练)
1.二维形式的柯西不等式
.),,,,,()())((22222等号成立时当且仅当bc ad R d c b a bd ac d c b a =∈+≥++2.二维形式的柯西不等式的变式
bd ac d c b a +≥+⋅+2222)1( .),,,,,(等号成立时当且仅当bc ad R d c b a =∈bd ac d c b a +≥+⋅+2222)2(
.),,,,,(等号成立时当且仅当bc ad R d c b a =∈.)
,0,,,(())()(3(2等号成立,时当且仅当bc ad d c b a bd ac d c b a =≥+≥++3.
二维形式的柯西不等式的向量形式
.),,,(等号成立时使或存在实数是零向量当且仅当βαβk k =≤注:有条件要用;没有条件,创造条件也要用。

比如,对2
2
2
c b a ++,并不是不等式的形状,但变成
()()
2222221113
1
c b a ++∙++∙就可以用柯西不等式了。

4.扩展:()()233221122322212
2322
21)(n n n n b a b a b a b a b b b b a a a a ++++≥++++++++ ,当且仅当n n b a b a b a :::2211=== 时,等号成立.
【题型训练1-刷真题】
二、题型精讲精练
一、知识点梳理。

2023年高考_基本不等式知识点高考数学

2023年高考_基本不等式知识点高考数学

2023年基本不等式知识点高考数学2023年基本不等式知识点高考数学11.不等式的定义:a-bb, a-b=0a=b, a-b0a①其实质是运用实数运算来定义两个实数的大小关系。

它是__的基础,也是证明不等式与解不等式的主要依据。

②可以结合函数单调性的证明这个熟悉的知识背景,来认识作差法比大小的理论基础是不等式的性质。

作差后,为判断差的符号,需要分解因式,以便使用实数运算的符号法则。

2.不等式的性质:①不等式的性质可分为不等式基本性质和不等式运算性质两部分。

不等式基本性质有:(1) abb(2) acac (传递性)(3) ab+c (cR)(4) c0时,abcc0时,abac3.运算性质有:(1) ada+cb+d。

(2) a0, c0acbd。

(3) a0anbn (nN, n1)。

(4) a0N, n1)。

应注意,上述性质中,条件与结论的逻辑关系有两种:和即推出关系和等价关系。

一般地,证明不等式就是从条件出发施行一系列的`推出变换。

解不等式就是施行一系列的等价变换。

因此,要正确理解和应用不等式性质。

4. 关于不等式的性质的考察,主要有以下三类问题:(1)根据给定的不等式条件,利用不等式的性质,判断不等式能否成立。

(2)利用不等式的性质及实数的性质,函数性质,判断实数值的大小。

(3)利用不等式的性质,判断不等式变换中条件与结论间的充分或必要关系。

2023年基本不等式知识点高考数学2基本不等式是不等式的重要内容,也是历年高考重点考查的知识之一。

它的应用几乎涉及高中数学的所有的章节,高考命题的重点是大小判断、求最值、求范围等.大多为填空题,试题的难度不大,近几年的高考试题中也出现了不少考查基本不等式的实际应用问题。

【例2】心理学家研究某位学生的学习情况发现:若这位学生刚学完的知识存留量为1,则x 天后的存留量y?1=4x+4;若在t(t0)天时进行第一次复习,则此时这似乎存留量比未复习情况下增加一倍(复习的时间忽略不计),其后存留量y?2随时间变化的曲线恰好为直线的一部分,其斜率为a(t+4)?2(?a(1) 若a=-1,t=5,求二次复习最佳时机点(2) 若出现了二次复习最佳时机点,求a的取值范围。

高考数学复习考点知识与题型专题讲解44---基本不等式

高考数学复习考点知识与题型专题讲解44---基本不等式

高考数学复习考点知识与题型专题讲解基本不等式 考试要求1.掌握基本不等式及常见变型.2.会用基本不等式解决简单的最值问题. 知识梳理1.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 时取等号.(3)其中a +b 2叫做正数a ,b 的算术平均数,ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.2.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 2+b 22≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22 (a ,b ∈R ). 以上不等式等号成立的条件均为a =b .3.利用基本不等式求最值(1)已知x ,y 都是正数,如果积xy 等于定值P ,那么当x =y 时,和x +y 有最小值2P . (2)已知x ,y 都是正数,如果和x +y 等于定值S ,那么当x =y 时,积xy 有最大值14S 2.注意:利用不等式求最值应满足三个条件“一正、二定、三相等”.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)不等式ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22与ab ≤a +b 2等号成立的条件是相同的.(×) (2)y =x +1x 的最小值是2.(×)(3)若x >0,y >0且x +y =xy ,则xy 的最小值为4.(√)(4)函数y =sin x +4sin x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2的最小值为4.(×)教材改编题1.已知x >2,则x +1x -2的最小值是() A .1B .2C .22D .4答案D解析∵x >2,∴x +1x -2=x -2+1x -2+2≥2(x -2)1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2,即x =3时,等号成立.2.函数y =4-x -1x (x <0)()A .有最小值2B .有最小值6C .有最大值2D .有最大值6答案B解析y =4+(-x )+1(-x )≥4+2(-x )·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x =6. 当且仅当-x =1-x ,即x =-1时取等号. 3.若a ,b ∈R ,下列不等式成立的是________.①b a +a b ≥2;②ab ≤a 2+b 22;③a 2+b 22≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22; ④2ab a +b≤ab . 答案②③解析当b a 为负时,①不成立.当ab <0时,④不成立.题型一 利用基本不等式求最值命题点1配凑法例1(1)(2022·乐山模拟)设0<x <32,则函数y =4x (3-2x )的最大值为()A.94B .4C.92D .9答案C解析y =4x (3-2x )=2·2x ·(3-2x )≤2·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +3-2x 22=92. 当且仅当2x =3-2x ,即x =34时取等号,∴当x =34时,y max =92.(2)若x <23,则f (x )=3x +1+93x -2有() A .最大值0B .最小值9C .最大值-3D .最小值-3答案C解析∵x <23,∴3x -2<0,f (x )=3x -2+93x -2+3 =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤(2-3x )+92-3x +3≤-2(2-3x )·92-3x+3=-3. 当且仅当2-3x =92-3x ,即x =-13时取“=”. (3)(2022·绍兴模拟)若-1<x <1,则y =x 2-2x +22x -2的最大值为________. 答案 -1解析因为-1<x <1,则0<1-x <2,于是得y =-12·(1-x )2+11-x=-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤(1-x )+11-x ≤-12·2(1-x )·11-x=-1, 当且仅当1-x =11-x,即x =0时取“=”, 所以当x =0时,y =x 2-2x +22x -2有最大值-1.命题点2常数代换法例2(2022·重庆模拟)已知a >0,b >0,且a +b =2,则2a +12b 的最小值是()A .1B .2C.94D.92答案C解析因为a >0,b >0,且a +b =2,所以a +b 2=1,所以2a +12b =12(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +12b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b +52 ≥12×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+52=94, 当且仅当a =43,b =23时,等号成立.命题点3消元法例3已知x >0,y >0且x +y +xy =3,则x +y 的最小值为________.答案2解析方法一(换元消元法)∵x +y +xy =3,则3-(x +y )=xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22, 即(x +y )2+4(x +y )-12≥0,令t =x +y ,则t >0,∴t 2+4t -12≥0,解得t ≥2,∴x +y 的最小值为2.方法二(代入消元法)由x+y+xy=3得y=3-x x+1,∵x>0,y>0,∴0<x<3,∴x+y=x+3-xx+1=x+4x+1-1=x+1+4x+1-2≥2(x+1)·4x+1-2=2,当且仅当x+1=4x+1,即x=1时取等号,∴x+y的最小值为2.延伸探究本例条件不变,求xy的最大值.解∵x+y+xy=3,∴3-xy=x+y≥2xy,当且仅当x=y时取等号,令t=xy,则t>0,∴3-t2≥2t,即t2+2t-3≤0,即0<t≤1,∴当x =y =1时,xy 最大值为1. 教师备选1.(2022·哈尔滨模拟)已知x >0,y >0,且2x +8y -xy =0,则当x +y 取得最小值时,y 等于()A .16B .6C .18D .12答案B解析因为x >0,y >0,2x +8y =xy ,所以2y +8x =1,所以x +y =(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫2y +8x =10+2x y +8y x ≥10+22x y ·8y x =10+2×4=18, 当且仅当⎩⎨⎧ 2x y =8y x ,2x +8y -xy =0,即⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =6时取等号, 所以当x +y 取得最小值时,y =6.2.已知函数f (x )=-x 2x +1(x <-1),则() A .f (x )有最小值4B .f (x )有最小值-4C .f (x )有最大值4D .f (x )有最大值-4答案A解析f (x )=-x 2x +1=-x 2-1+1x +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1+1x +1=-⎝⎛⎭⎪⎫x +1+1x +1-2 =-(x +1)+1-(x +1)+2. 因为x <-1,所以x +1<0,-(x +1)>0,所以f (x )≥21+2=4,当且仅当-(x +1)=1-(x +1),即x =-2时,等号成立. 故f (x )有最小值4.思维升华(1)前提:“一正”“二定”“三相等”.(2)要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用基本不等式.(3)条件最值的求解通常有三种方法:一是配凑法;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法;三是消元法.跟踪训练1(1)已知函数f (x )=22x -1+x (2x >1),则f (x )的最小值为________. 答案52解析∵2x >1,∴x -12>0,f (x )=22x -1+x =1x -12+x -12+12≥21x -12·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12+12 =2+12=52, 当且仅当1x -12=x -12,即x =32时取“=”.∴f (x )的最小值为52.(2)已知x >0,y >0且x +y =5,则1x +1+1y +2的最小值为________. 答案12解析令x +1=m ,y +2=n ,∵x >0,y >0,∴m >0,n >0,则m +n =x +1+y +2=8, ∴1x +1+1y +2=1m +1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n ×18(m +n )=18⎝ ⎛⎭⎪⎫n m +m n +2≥18×(21+2)=12. 当且仅当n m =m n ,即m =n =4时等号成立.∴1x +1+1y +2的最小值为12. 题型二 基本不等式的常见变形应用例4(1)(2022·宁波模拟)《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点F 在半圆O 上,点C 在直径AB 上,且OF ⊥AB ,设AC =a ,BC =b ,则该图形可以完成的无字证明为()A.a +b 2≥ab (a >0,b >0)B .a 2+b 2≥2ab (a >0,b >0)C.2ab a +b ≤ab (a >0,b >0)D.a +b 2≤a 2+b 22(a >0,b >0) 答案D解析由图形可知,OF =12AB =12(a +b ),OC =12(a +b )-b =12(a -b ),在Rt △OCF 中,由勾股定理可得,CF =⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -b 22=12(a 2+b 2), ∵CF ≥OF ,∴12(a 2+b 2)≥12(a +b )(a >0,b >0).(2)(2022·广州模拟)已知0<a <1,b >1,则下列不等式中成立的是()A .a +b <4ab a +b B.ab <2ab a +bC.2a 2+2b 2<2abD .a +b <2a 2+2b 2答案D 解析对于选项A ,因为0<a <1,b >1,所以(a +b )2=a 2+2ab +b 2>4ab ,故选项A 错误;对于选项B ,ab >21a +1b=2ab a +b ,故选项B 错误; 对于选项C ,2(a 2+b 2)>2×2ab =2ab ,故选项C 错误;对于选项D,2a 2+2b 2>a 2+2ab +b 2=(a +b )2,所以a +b <2a 2+2b 2,故选项D 正确.教师备选若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是()A .a 2+b 2>2abB .a +b ≥2abC.1a +1b >2abD.b a +a b ≥2答案D解析a 2+b 2≥2ab ,所以A 错误;ab >0,只能说明两实数同号,同为正数,或同为负数,所以当a <0,b <0时,B 错误;同时C 错误;a b 或b a 都是正数,根据基本不等式求最值,a b +b a ≥2a b ×ba =2,故D 正确.思维升华基本不等式的常见变形(1)ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22. (2)21a +1b ≤ab ≤a +b 2≤a 2+b 22(a >0,b >0).跟踪训练2(1)(2022·浙南名校联盟联考)已知命题p :a >b >0,命题q :a 2+b 22>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22,则p 是q 成立的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案A解析∵a >b >0,则a 2+b 2>2ab ,∴2(a 2+b 2)>a 2+b 2+2ab ,∴2(a 2+b 2)>(a +b )2,∴a 2+b 22>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22, ∴由p 可推出q ,当a <0,b <0时,命题q 成立,如a =-1,b =-3时,a 2+b 22=5>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=4, ∴由q 推不出p ,∴p 是q 成立的充分不必要条件.(2)(2022·漳州质检)已知a ,b 为互不相等的正实数,则下列四个式子中最大的是()A.2a +bB.1a +1bC.2ab D.2a 2+b 2 答案B解析∵a ,b 为互不相等的正实数, ∴1a +1b >2ab, 2a +b <22ab=1ab <2ab ,2a 2+b 2<22ab =1ab <2ab, ∴最大的是1a +1b .柯西不等式是法国著名的数学家、物理学家、天文学家柯西(Cauchy,1789-1857)发现的,故命名为柯西不等式.柯西不等式是数学中一个非常重要的不等式,除了用柯西不等式来证明一些不等式成立外,柯西不等式还常用于选择、填空求最值的问题中,借助柯西不等式的技巧可以达到事半功倍的效果.1.(柯西不等式的代数形式)设a ,b ,c ,d 均为实数,则(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时,等号成立.推广一般情形:设a 1,a 2,…,a n ,b 1,b 2,…,b n ∈R ,则(a 21+a 22+…+a 2n )(b 21+b 22+…+b 2n )≥(a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n )2(当且仅当b i =0(i =1,2,…,n )或存在一个实数k ,使得a i =kb i (i =1,2,…,n )时,等号成立).2.(柯西不等式的向量形式)设α,β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|,其中当且仅当β是零向量,或存在实数k ,使α=k β时等号成立.3.(柯西不等式的三角不等式)设x 1,y 1,x 2,y 2,x 3,y 3为任意实数,则:(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2+(x 2-x 3)2+(y 2-y 3)2 ≥(x 1-x 3)2+(y 1-y 3)2. 一、利用柯西不等式求最值例1已知x ,y 满足x +3y =4,则4x 2+y 2的最小值为________.答案6437解析(x +3y )2≤(4x 2+y 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫14+9, 所以4x 2+y 2≥16×437=6437,当且仅当y =12x 时,等号成立,所以4x 2+y 2的最小值为6437.例2已知正实数x ,y ,z 满足x 2+y 2+z 2=1,正实数a ,b ,c 满足a 2+b 2+c 2=9,则ax +by +cz 的最大值为________.答案3解析(ax +by +cz )2≤(a 2+b 2+c 2)·(x 2+y 2+z 2)=9,∴ax +by +cz ≤3,当且仅当a =3x ,b =3y ,c =3z 时取“=”,∴ax +by +cz 的最大值为3.例3函数y =5x -1+10-2x 的最大值为________.答案6 3解析y 2=(5x -1+10-2x )2=(5x -1+2·5-x )2≤(52+2)(x -1+5-x )=108,当且仅当x =12727时等号成立,∴y ≤6 3.二、利用柯西不等式证明不等式例4已知a 1,a 2,b 1,b 2为正实数,求证:(a 1b 1+a 2b 2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 1+a 2b 2≥(a 1+a 2)2. 证明(a 1b 1+a 2b 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 1+a 2b 2 =[(a 1b 1)2+(a 2b 2)2]⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 12+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2b 22 ≥⎝⎛⎭⎪⎫a 1b 1·a 1b 1+a 2b 2·a 2b 22 =(a 1+a 2)2.当且仅当b 1=b 2时,等号成立.例5已知a 1,a 2,…,a n 都是实数,求证:1n (a 1+a 2+…+a n )2≤a 21+a 22+…+a 2n .证明根据柯西不等式,有⎝⎛⎭⎫12+12+…+12n 个 (a 21+a 22+…+a 2n )≥(1×a 1+1×a 2+…+1×a n )2,所以1n (a 1+a 2+…+a n )2≤a 21+a 22+…+a 2n .课时精练1.下列函数中,最小值为2的是()A.y=x+2 xB.y=x2+3 x2+2C.y=e x+e-xD.y=log3x+log x3(0<x<1) 答案C解析当x<0时,y=x+2x<0,故A错误;y=x2+3x2+2=x2+2+1x2+2≥2,当且仅当x2+2=1x2+2,即x2=-1时取等号,∵x2≠-1,故B错误;y=e x+e-x≥2e x·e-x=2,当且仅当e x=e-x,即x=0时取等号,故C正确;当x∈(0,1)时,y=log3x<0,故D错误.2.(2022·汉中模拟)若a>0,b>0且2a+b=4,则ab的最大值为()A .2B.12C .4D.14答案A解析4=2a +b ≥22ab ,即2≥2ab ,平方得ab ≤2,当且仅当2a =b ,即a =1,b =2时等号成立,∴ab 的最大值为2.3.(2022·苏州模拟)若a ,b 是正常数,a ≠b ,x ,y ∈(0,+∞),则a 2x +b 2y ≥(a +b )2x +y,当且仅当a x =b y 时取等号.利用以上结论,函数f (x )=2x +91-2x,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12取得最小值时x 的值为()A.15B.14C.24D.13答案A解析f (x )=2x +91-2x =42x +91-2x≥(2+3)22x +1-2x =25,当且仅当22x =31-2x,即x =15时等号成立. 4.(2022·重庆模拟)已知x >2,y >1,(x -2)(y -1)=4,则x +y 的最小值是()A .1B .4C .7D .3+17答案C解析∵x >2,y >1,(x -2)(y -1)=4, ∴x +y =(x -2)+(y -1)+3 ≥2(x -2)(y -1)+3=7,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ x =4,y =3时等号成立. 5.已知函数f (x )=14x +9x -1(x <1),下列结论正确的是() A .f (x )有最大值114B .f (x )有最大值-114C .f (x )有最小值132D .f (x )有最小值74答案B解析f (x )=x -14+9x -1+14=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-x 4+91-x +14≤-21-x 4·91-x +14=-114,当且仅当x =-5时等号成立.6.已知函数f (x )=x x 2-x +4(x >0),则() A .f (x )有最大值3B .f (x )有最小值3C .f (x )有最小值13D .f (x )有最大值13答案D解析f (x )=x x 2-x +4=1x +4x -1≤124-1=13, 当且仅当x =4x ,即x =2时等号成立, ∴f (x )的最大值为13.7.(2022·济宁模拟)已知a ,b 为正实数,则“ab a +b ≤2”是“ab ≤16”的() A .充要条件B .必要不充分条件C .充分不必要条件D .既不充分也不必要条件答案B解析由a ,b 为正实数,∴a +b ≥2ab ,当且仅当a =b 时等号成立,若ab ≤16,可得aba +b ≤ab 2ab =ab 2≤162=2,故必要性成立; 当a =2,b =10,此时ab a +b≤2,但ab =20>16,故充分性不成立, 因此“ab a +b≤2”是“ab ≤16”的必要不充分条件.8.已知正实数a,b满足a>0,b>0,且a+b=1,则下列不等式恒成立的有() ①2a+2b≥22;②a2+b2<1;③1a+1b<4;④a+1a>2.A.①②B.①③C.①②④D.②③④答案C解析∵2a+2b≥22a·2b=22a+b=22,当且仅当a=b时取等号,∴①正确;∵a2+b2<a2+b2+2ab=(a+b)2=1,∴②正确;∵1a+1b=(a+b)⎝⎛⎭⎪⎫1a+1b=2+ba+ab≥2+2ba×ab=4,当且仅当a=b时取等号,∴③错误;∵a>0,b>0,a+b=1,∴0<a<1,∵a+1a≥2a·1a=2,当且仅当a=1时取等号,∴a+1a>2,④正确.9.若0<x<2,则x4-x2的最大值为________.答案2解析∵0<x <2,∴x 4-x 2=x 2(4-x 2)≤x 2+4-x 22=2, 当且仅当x 2=4-x 2,即x =2时取“=”.10.若a >0,b >0,lg a +lg b =lg(a +b ),则a +b 的最小值为________. 答案4解析依题意ab =a +b ,∴a +b =ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22, 即a +b ≤(a +b )24,∴a +b ≥4,当且仅当a =b 时取等号,∴a +b 的最小值为4.11.已知x >0,y >0且3x +4y -xy =0,则3x +y 的最小值为________. 答案27解析因为x >0,y >0,3x +4y =xy ,所以3y +4x =1,所以3x +y =(3x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫3y +4x =15+9x y +4y x ≥15+29x y ·4y x =27,当且仅当⎩⎨⎧ 9x y =4y x ,3x +4y -xy =0即⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =9时取等号,所以3x +y 的最小值为27.12.(2021·天津)若a >0,b >0,则1a +a b 2+b 的最小值为________. 答案2 2解析∵a >0,b >0,∴1a +a b 2+b ≥21a ·a b 2+b =2b +b ≥22b ·b =22, 当且仅当1a =a b 2且2b =b ,即a =b =2时等号成立,∴1a +a b 2+b 的最小值为2 2.13.(2022·南京模拟)若实数x ,y 满足x 2+y 2+xy =1,则x +y 的取值范围是() A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-233,233 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,233 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-223,223 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-223,223 答案A解析∵x 2+y 2+xy =1⇔xy =(x +y )2-1,又∵xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22, ∴(x +y )2-1≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22,令x +y =t , 则4t 2-4≤t 2,∴-233≤t ≤233,即-233≤x +y ≤233,当且仅当x =y 时,取等号,∴x +y 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-233,233. 14.设a >0,b >0,则下列不等式中一定成立的是________.(填序号) ①a +b +1ab ≥22; ②2ab a +b>ab ; ③a 2+b 2ab≥a +b ; ④(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ≥4. 答案①③④解析因为a >0,b >0,所以a +b +1ab ≥2ab +1ab ≥22, 当且仅当a =b 且2ab =1ab, 即a =b =22时取等号,故①正确;因为a +b ≥2ab >0,所以2ab a +b ≤2ab 2ab=ab ,当且仅当a =b 时取等号, 故②错误;因为2ab a +b ≤2ab 2ab =ab ,当且仅当a =b 时取等号, 所以a 2+b 2a +b =(a +b )2-2ab a +b =a +b -2ab a +b≥ 2ab -ab =ab ,当且仅当a =b 时取等号,所以a 2+b 2a +b≥ab ,即a 2+b 2ab ≥a +b ,故③正确; 因为(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b =2+b a +a b ≥ 2+2b a ·ab =4,当且仅当a =b 时取等号,故④正确.15.已知a >0,b >0,且a +b =1,则1a +1b +ab 的最小值为____________.答案174解析因为a >0,b >0,且a +b =1,所以1=a +b ≥2ab ,即0<ab ≤14,当且仅当a =b 时取等号, 令t =ab ,则1a +1b +ab =1ab +ab =1t +t ,t ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14,因为函数y =1t +t 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14上为减函数, 所以当t =14时,函数y =1t +t 取得最小值,即y min =14+4=174.16.(2022·沙坪坝模拟)若x >0,y >0且x +y =xy ,则x x -1+2y y -1的最小值为________. 答案3+2 2解析因为x >0,y >0且x +y =xy ,则xy =x +y >y ,即有x >1,同理y >1,由x +y =xy 得,(x -1)(y -1)=1,于是得xx -1+2yy -1=1+1x -1+2+2y -1=3+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1+2y -1≥3+21x -1·2y -1=3+22, 当且仅当1x -1=2y -1,即x =1+22,y =1+2时取“=”,所以xx -1+2yy -1的最小值为3+2 2.。

考点20利用导数证明不等式(3种核心题型)(学生版) 2025年高考数学大一轮复习核心题型(新高考版

考点20利用导数证明不等式(3种核心题型)(学生版) 2025年高考数学大一轮复习核心题型(新高考版

考点20利用导数证明不等式(3种核心题型+基础保分练+综合提升练+拓展冲刺练)【考试提醒】导数中的不等式证明是高考的常考题型,常与函数的性质、函数的零点与极值、数列等相结合,虽然题目难度较大,但是解题方法多种多样,如构造函数法、放缩法等,针对不同的题目,灵活采用不同的解题方法,可以达到事半功倍的效果【核心题型】题型一 将不等式转化为函数的最值问题待证不等式的两边含有同一个变量时,一般地,可以直接构造“左减右”的函数,有时对复杂的式子要进行变形,利用导数研究其单调性和最值,借助所构造函数的单调性和最值即可得证.【例题1】(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知1201x x <<<,下列不等式恒成立的是( )A .1221e e x xx x <B .2112ln ln x x x x >C .1122ln ln x x x x <D .11e ln x x >【变式1】(2024·全国·模拟预测)下列正确结论的个数为( )①13sin1010π> ②141sin sin 334< ③16tan 16> ④()tan π3sin 3->A .1B .2C .3D .4【变式2】(2024·四川成都·三模)已知函数2()ln ,f x ax x a =-ÎR .(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)设0,()()a g x f x bx >=+,且1x =是()g x 的极值点,证明:2+ln 12ln 2b a £-.【变式3】(2024·四川成都·三模)已知函数()()()e sin 1,0,πxf x ax x x x =---Î.(1)若12a =,证明:()0f x >;(2)若函数()f x 在()0,π内有唯一零点,求实数a 的取值范围.题型二 将不等式转化为两个函数的最值进行比较若直接求导比较复杂或无从下手时,可将待证式进行变形,构造两个函数,从而找到可以传递的中间量,达到证明的目标.本例中同时含ln x 与e x ,不能直接构造函数,把指数与对数分离两边,分别计算它们的最值,借助最值进行证明.【例题2】(2023·河南开封·模拟预测)已知13a =,13e 1b =-,4ln 3c =,则( )A .a b c <<B .a c b <<C .c<a<bD .b<c<a【变式1】(2024·全国·模拟预测)已知1e 1ln ,0aa b =+>,则下列结论正确的是( )A .e 2a b<-B .1lna b<C .1a b<-D .1e lnba<【变式2】(2024·浙江杭州·模拟预测)已知函数()()1122e ,e e e 1xxx x f x m m g x -=+-=++.(1)当0m =时,证明:()e xf x -<;(2)当0x <时,()g x t ³,求t 的最大值;(3)若()f x 在区间()0,¥+存在零点,求m 的取值范围.【变式3】(2024·贵州黔西·一模)已知函数29()ln 22f x x x x x =--.(1)判断()f x 的单调性;(2)证明:1352193ln(21)35721n n n n -æö++++>-+ç÷+èøL .题型三 适当放缩证明不等式导数方法证明不等式中,最常见的是e x 和ln x 与其他代数式结合的问题,对于这类问题,可以考虑先对e x 和ln x 进行放缩,使问题简化,简化后再构建函数进行证明.常见的放缩公式如下:(1)e x ≥1+x ,当且仅当x =0时取等号;(2)ln x ≤x -1,当且仅当x =1时取等号.【例题1】(2024·河北沧州·一模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为413,1,e Sn S a S >=,则数列{}n a 的公比q 满足( )A .01q <£B .10q -<<C .1q >D .1q £-【变式1】(2024·广东·模拟预测)令()sin 0.5cos1cos 2cos ,N n a n n °°°°+=+++ÎL .则n a 的最大值在如下哪个区间中( )A .(0.49,0.495)B .(0.495,0.5)C .(0.5,0.505)D .(0.505,0.51)【变式2】(2024·全国·模拟预测)设整数1p >,1x >-且0x ¹,函数()(1)1p f x x px =+--.(1)证明:()0f x >;(2)设0x >,证明:ln(1)x x +<;(3)设*n ÎN ,证明:111321232ln(1)n n n n ++++<-+L .【变式3】(23-24高三下·河南·阶段练习)已知函数()(1)1(1)r f x x rx x =+-->-,0r >且1r ¹.(1)讨论()f x 的单调性;(2)6332的大小,并说明理由;(3)当*n ÎN时,证明:2sin 176n kk n =<+å.【课后强化】基础保分练一、单选题1.(22-23高三上·四川绵阳·开学考试)若1201x x <<<,则( )A .2121e e ln ln x xx x ->-B .2121e e ln ln x xx x -<-C .1221e e x xx x >D .1221e e x xx x <2.(2023·陕西咸阳·三模)已知12023a =,20222023eb -=,1cos 20232023c =,则( )A .a b c >>B .b a c >>C .b c a>>D .a c b>>3.(23-24高三上·云南保山·期末)已知16a =,7ln 6b =,1tan 6c =,则( )A .b a c <<B .a b c <<C .a c b<<D .c<a<b4.(2024·全国·模拟预测)设13ln4,tan tan1,22a b c ==+=,则( )A .a b c <<B .b c a<<C .c<a<bD .a c b<<二、多选题5.(23-24高三上·广西百色·阶段练习)函数()21ln 2f x x ax a x =-+的两个极值点分别是12,x x ,则下列结论正确的是( )A .4a >B .22128x x +<C .1212x x x x +=D .()()()221212164f x f x x x +<+-6.(2023·福建·模拟预测)机械制图中经常用到渐开线函数inv tan x x x =-,其中x 的单位为弧度,则下列说法正确的是( )A .inv x x ×是偶函数B .inv x 在ππ(π,π)22k k --+上恰有21k +个零点(N k Î)C .inv x 在ππ(π,π)22k k --+上恰有41k +个极值点(N k Î)D .当π02x -<<时,inv sin x x x <-三、填空题7.(2023·海南·模拟预测)已知函数()1ln e x x af x --=,()1x a g x x--=,若对任意[)1,x ¥Î+,()()f x g x £恒成立,则实数a 的取值范围是 .8.(2023·河南开封·模拟预测)实数x ,y 满足()23e 31e x y x y -£--,则3xy -的值为 .四、解答题9.(2023·吉林长春·模拟预测)已知函数()21()1ln 2f x x x =--.(1)求()f x 的最小值;(2)证明:47ln332>.10.(2024·广东佛山·二模)已知()21e 4e 52x xf x ax =-+--.(1)当3a =时,求()f x 的单调区间;(2)若()f x 有两个极值点1x ,2x ,证明:()()12120f x f x x x +++<.11.(2023·四川成都·二模)已知函数()e sin xf x x -=.(1)求()f x 在()()0,0f 处的切线方程;(2)若0x 是()f x 的最大的极大值点,求证:()01f x <<综合提升练一、单选题1.(22-23高三上·河南·阶段练习)若32e 3ln 22x yx y +-=+,其中2,2x y >>,则( )A .e x y<B .2x y>C .24e xy>D .2e x y>2.(2023·福建·模拟预测)已知ln 2a =,1e b a=-,2a c a =-,则( )A .b c a>>B .b a>C .c a b>>D.c b a>>3.(2023·河北衡水·三模)若a =1b =-,c =则( )A .c a b <<B .c b a <<C .b c a<<D .a c b<<4.(2023·新疆·三模)已知数列{}n a 中,11a =,若1nn nna a n a +=+(N n *Î),则下列结论中错误的是( )A .325a =B .1111n na a +-£C .1ln 1nn a <-(2,N n n *³Î)D .2111112n n a a ++-<5.(2023·河南·模拟预测)设a ,b 为正数,且2ln ab a b=-,则( ).A .112a b<<B .12a b<<C .112ab <<D .12ab <<6.(2024·上海虹口·二模)已知定义在R 上的函数()(),f x g x 的导数满足()()f x g x ¢£¢,给出两个命题:①对任意12,x x ÎR ,都有()()()()1212f x f x g x g x -£-;②若()g x 的值域为[]()(),,1,1m M f m f M -==,则对任意x ÎR 都有()()f x g x =.则下列判断正确的是( )A .①②都是假命题B .①②都是真命题C .①是假命题,②是真命题D .①是真命题,②是假命题7.(2024·四川泸州·三模)已知0x >,e ln 1x y +=,给出下列不等式①ln 0x y +<;②e 2x y +>;③ln e 0y x +<;④1x y +>其中一定成立的个数为( )A .1B .2C .3D .48.(2024·四川攀枝花·三模)已知正数,,a b c 满足ln e c a b b ca ==,则( )A .a b c >>B .a c b>>C .b a c>>D .b c a>>二、多选题9.(2023·福建龙岩·二模)已知函数()ln n f x x n x =-(*n ÎN )有两个零点,分别记为n x ,n y (<n n x y );对于0a b <<,存在q 使)()()(()n n n f f f a q b a b -=-¢,则( )A .()n f x 在()1,+¥上单调递增B .e n >(其中e 2.71828=L 是自然对数的底数)C .11n n n n x x y y ++-<-D .2q a b<+10.(2023·河南信阳·模拟预测)已知,,,a b c d ÎR ,满足0a b c d >>>>,则( )A .sin sin a b >B .sin sin a a b b ->-C .a bd c>D .ad bc ab cd+>+11.(2024·河北沧州·一模)已知函数()e xf x =与函数()211g x x =+-的图象相交于()()1122,,,A x y B x y 两点,且12x x <,则( )A .121y y =B .211exy =C .21211y y x x ->-D .221x y =三、填空题12.(2023·四川成都·三模)已知函数()2()2ln 32f x x a x x =+-+,a ÎR .当1x >时,()0f x >,则实数a 的取值范围为.13.(23-24高三下·广东云浮·阶段练习)若实数a ,b 满足()()221ln 2ln 1a b a b -³+-,则a b += .14.(2024·全国·模拟预测)若实数a ,b ,c 满足条件:()2e e 2e 1a b ca b c a -++-+=-,则444abca b c ++的最大值是 .四、解答题15.(2024·青海西宁·二模)已知函数()()()2222ln R f x x a x a x a =+--Î.(1)若2a =,求()f x 的极值;(2)若()()2222ln g x f x a x x =+-+,求证:()12g x ³.16.(2024·山东济南·二模)已知函数()()()22l ,n 1e x f x ax x g x x ax a =--=-ÎR .(1)讨论()f x 的单调性;(2)证明:()()f x g x x +³.17.(2024·上海松江·二模)已知函数ln y x x a =×+(a 为常数),记()()y f x x g x ==×.(1)若函数()y g x =在1x =处的切线过原点,求实数a 的值;(2)对于正实数t ,求证:()()()ln 2f x f t x f t t a +-³-+;(3)当1a =时,求证:e ()cos x g x x x+<.18.(2024·上海嘉定·二模)已知常数m ÎR ,设()ln mf x x x=+,(1)若1m =,求函数()y f x =的最小值;(2)是否存在1230x x x <<<,且1x ,2x ,3x 依次成等比数列,使得()1f x 、()2f x 、()3f x 依次成等差数列?请说明理由.(3)求证:“0m £”是“对任意()12,0,x x Î+¥,12x x <,都有()()()()1212122f x f x f x f x x x ¢¢+->-”的充要条件.19.(2024·全国·模拟预测)已知函数()()2e ln 1xf x a x =-+.(1)若2a =,讨论()f x 的单调性.(2)若0x >,1a >,求证:()1ln 2f x a a >-.拓展冲刺练一、单选题1.(2023·上海奉贤·二模)设n S 是一个无穷数列{}n a 的前n 项和,若一个数列满足对任意的正整数n ,不等式11n n S S n n +<+恒成立,则称数列{}n a 为和谐数列,有下列3个命题:①若对任意的正整数n 均有1n n a a +<,则{}n a 为和谐数列;②若等差数列{}n a 是和谐数列,则n S 一定存在最小值;③若{}n a 的首项小于零,则一定存在公比为负数的一个等比数列是和谐数列.以上3个命题中真命题的个数有( )个A .0B .1C .2D .32.(2023·新疆乌鲁木齐·三模)已知0.19e a -=,0.9b =,2ln0.91c =+,则( )A .b c a>>B .a c b>>C .c b a>>D .b a c>>3.(2023·湖南长沙·一模)已知()e 0.1e 0.1a +=-,e e b =,()e 0.1e 0.1c -=+,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a b c <<B .c a b <<C .b a c<<D .a c b<<4.(2024·青海·二模)定义在R 上的函数()f x 满足()()2231218f x f x x x --=-+,()f x ¢是函数()f x 的导函数,以下选项错误的是( )A .()()000f f ¢+=B .曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为210x y --=C .()()f x f x m -¢³在R 上恒成立,则2m £-D .()()74ee xf x f x -³-¢-二、多选题5.(2024·全国·模拟预测)已知n S 为正项数列{}n a 的前n 项和,且221n n n a S a -=,则( )A .=n aB .1n na a +>C .1ln n nS n S -³D .212n n n S S S +++>6.(2024·全国·模拟预测)已知1e 1ln ,0aa b=+>,则下列结论正确的是( )A .e 2a b >-B .1lna b<C .1e lnb a<D .1a b>-三、填空题7.(2023·浙江温州·二模)已知函数e e()ln ln f x x x x x=++-,则()f x 的最小值是 ;若关于x 的方程()22f x ax =+有1个实数解,则实数a 的取值范围是.8.(2023·福建福州·模拟预测)已知定义在()0,¥+上函数()f x 满足:()()ln 1x f x x +<<,写出一个满足上述条件的函数()f x = .四、解答题9.(2024·辽宁·模拟预测)已知函数()()sin ln sin f x x x =-,()1,2x Î(1)求()f x 的最小值;(2)证明:()sin sin eln sin 1x xx x -×->.10.(2024·四川攀枝花·三模)已知函数()()ln 1R af x x a x=+-Î.(1)当2a =时,求函数()f x 在1x =处的切线方程;(2)设函数()f x 的导函数为()f x ¢,若()()()1212f x f x x x ¢¢=¹,证明:()()1211f x f x a++>.11.(2024·山西晋城·二模)已知函数()()e x f x x a x a =-++(a ÎR ).(1)若4a =,求()f x 的图象在0x =处的切线方程;(2)若()0f x ³对于任意的[)0,x Î+¥恒成立,求a 的取值范围;(3)若数列{}n a 满足11a =且122nn n a a a +=+(*n ÎN ),记数列{}n a 的前n 项和为n S ,求证:[]1ln (1)(2)3n S n n +<++.。

均值不等式及其应用课件-2025届高考数学知识点题型及考项复习

均值不等式及其应用课件-2025届高考数学知识点题型及考项复习
x−5
+
13
5
≥2
36
25
+
13
5
=5
(转化配凑成分子不含变量的形式)
,当且仅当3 x −
3
5
=
12
3
25 x−5
,y =
x
,即x
5x−3
1
2
= 1,y = 时取等号.故3x + 4y的最小值为5.
(方法1易想,但计算量大,且需要两次对式子进行转化配凑.下面我们来研究另一
种方法)
方法2 (常数代换)
+ (y +
=
x2
+
=
[x 2
+
1 2
]
2x
x2 =
[y 2
+
1 2
]
2y
x=y=
故 x+
2
2
1 2
2y
+
y
x
+
x
y
≥2⋅x⋅
1
2x
+2⋅y⋅
1
2y
+2
y x

x y
= 4,当且仅当 y 2 =
y
x
x
y
1
,
4x2
1
,
4y2
+

= ,
时取等号.(【明易错】多次使用基本不等式时,要注意等号成立的一致性)
min
= 16.
+ 10,且y − 9 > 0,
例10 (2024·河南省开封市期末)当0 < x <
1
1时,
x
A.8

历年高三数学高考考点之基本不等式必会题型及答案

历年高三数学高考考点之基本不等式必会题型及答案

历年高三数学高考考点之<基本不等式>必会题型及答案体验高考1.(2015·四川)如果函数f (x )=12(m -2)x 2+(n -8)x +1(m ≥0,n ≥0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上单调递减,那么mn 的最大值为( )A .16B .18C .25 D.812答案 B解析 ①当m =2时,∵f (x )在[12,2]上单调递减, ∴0≤n <8,mn =2n <16.②m ≠2时,抛物线的对称轴为x =-n -8m -2. 据题意得,当m >2时,-n -8m -2≥2,即2m +n ≤12, ∵2m ·n ≤2m +n 2≤6, ∴mn ≤18,由2m =n 且2m +n =12得m =3,n =6.当m <2时,抛物线开口向下,据题意得,-n -8m -2≤12,即m +2n ≤18, ∵2n ·m ≤2n +m 2≤9, ∴mn ≤812, 由2n =m 且m +2n =18得m =9>2,故应舍去.要使得mn 取得最大值,应有m +2n =18(m <2,n >8).∴mn =(18-2n )n <(18-2×8)×8=16,综上所述,mn 的最大值为18,故选B.2.(2015·陕西)设f (x )=ln x,0<a <b ,若p =f (ab ),q =f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12(f (a )+f (b )),则下列关系式中正确的是( )A .q =r <pB .q =r >pC .p =r <qD .p =r >q 答案 C解析 ∵0<a <b ,∴a +b 2>ab ,又∵f (x )=ln x 在(0,+∞)上为增函数,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2>f (ab ),即q >p . 又r =12(f (a )+f (b ))=12(ln a +ln b ) =12ln a +12ln b =ln(ab )12=f (ab )=p .故p =r <q .选C.3.(2015·天津)已知a >0,b >0,ab =8,则当a 的值为________时,log 2a ·log 2(2b )取得最大值.答案 4解析 log 2a ·log 2(2b )=log 2a ·(1+log 2b )≤⎝⎛⎭⎪⎫log 2a +1+log 2b 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫log 2ab +122 =⎝ ⎛⎭⎪⎫log 28+122=4, 当且仅当log 2a =1+log 2b ,即a =2b 时,等号成立,此时a =4,b =2.4.(2016·江苏)在锐角三角形ABC 中,若sin A =2sin B sin C ,则tan A tan B tan C 的最小值是________.答案 8解析 在△ABC 中,A +B +C =π,sin A =sin[π-(B +C )]=sin(B +C ),由已知,sin A =2sin B sin C ,∴sin(B +C )=2sin B sin C .∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B sin C ,A ,B ,C 全为锐角,两边同时除以cos B cos C 得:tan B +tan C =2tan B tan C .又tan A =-tan(B +C )=-tan B +tan C 1-tan B tan C =tan B +tan C tan B tan C -1. ∴tan A (tan B tan C -1)=tan B +tan C .则tan A tan B tan C -tan A =tan B +tan C ,∴tan A tan B tan C =tan A +tan B +tan C=tan A +2tan B tan C ≥22tan A tan B tan C , ∴tan A tan B tan C ≥22,∴tan A tan B tan C ≥8.5.(2016·上海)设a >0,b >0.若关于x ,y 的方程组⎩⎪⎨⎪⎧ ax +y =1,x +by =1无解,则a +b 的取值范围是________.答案 (2,+∞)解析 由已知,ab =1,且a ≠b ,∴a +b >2ab =2.高考必会题型题型一 利用基本不等式求最大值、最小值1.利用基本不等式求最值的注意点(1)在运用基本不等式求最值时,必须保证“一正,二定,三相等”,凑出定值是关键.(2)若两次连用基本不等式,要注意等号的取得条件的一致性,否则就会出错.2.结构调整与应用基本不等式基本不等式在解题时一般不能直接应用,而是需要根据已知条件和基本不等式的“需求”寻找“结合点”,即把研究对象化成适用基本不等式的形式.常见的转化方法有:(1)x +bx -a =x -a +bx -a +a (x >a ).(2)若a x +b y =1,则mx +ny =(mx +ny )×1=(mx +ny )·⎝ ⎛⎭⎪⎫a x +b y ≥ma +nb +2abmn (字母均为正数).例1 (1)已知正常数a ,b 满足1a +2b=3,则(a +1)(b +2)的最小值是________. 答案 509解析 由1a +2b =3,得b +2a =3ab , ∴(a +1)(b +2)=2a +b +ab +2=4ab +2,又a >0,b >0,∴1a +2b ≥22ab ,∴ab ≥89(当且仅当b =2a 时取等号), ∴(a +1)(b +2)的最小值为4×89+2=509. (2)求函数y =x 2+7x +10x +1(x >-1)的最小值. 解 设x +1=t ,则x =t -1(t >0),∴y =t -12+7t -1+10t=t +4t+5≥2 t ·4t +5=9. 当且仅当t =4t,即t =2,且此时x =1时,取等号, ∴y min =9.点评 求条件最值问题一般有两种思路:一是利用函数单调性求最值;二是利用基本不等式.在利用基本不等式时往往都需要变形,变形的原则是在已知条件下通过变形凑出基本不等式应用的条件,即“和”或“积”为定值.等号能够取得.变式训练1 已知x >0,y >0,且2x +5y =20,(1)求u =lg x +lg y 的最大值;(2)求1x +1y的最小值. 解 (1)∵x >0,y >0,∴由基本不等式,得2x +5y ≥210xy .∵2x +5y =20,∴210xy ≤20,即xy ≤10,当且仅当2x =5y 时等号成立.因此有⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +5y =20,2x =5y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =5,y =2,此时xy 有最大值10.∴u =lg x +lg y =lg(xy )≤lg 10=1.∴当x =5,y =2时,u =lg x +lg y 有最大值1.(2)∵x >0,y >0,∴1x +1y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +1y ·2x +5y 20=120⎝ ⎛⎭⎪⎫7+5y x +2x y ≥120⎝ ⎛⎭⎪⎫7+25y x ·2x y =7+21020, 当且仅当5y x =2x y时等号成立. 由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +5y =20,5y x =2x y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =10 10-203,y =20-4103. ∴1x +1y 的最小值为7+2 1020. 题型二 基本不等式的综合应用例2 (1)某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元,若每批生产x 件,则平均仓储时间为x 8天,且每件产品每天的仓储费用为1元,为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品( )A .60件B .80件C .100件D .120件答案 B 解析 平均每件产品的费用为y =800+x 28x =800x +x 8≥2 800x ×x 8=20,当且仅当800x =x 8,即x =80时取等号,所以每批应生产产品80件,才能使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小.(2)某单位决定投资3 200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:仓库面积S 的最大允许值是多少?为使S 达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长?解 设铁栅长为x 米,一侧砖墙长为y 米,则顶部面积S =xy ,依题设,得40x +2×45y +20xy =3 200,由基本不等式得 3 200≥2 40x ·90y +20xy =120 xy +20xy =120 S +20S ,则S +6S -160≤0,即(S -10)·(S +16)≤0,故0<S ≤10,从而0<S ≤100,所以S 的最大允许值是100平方米,取得此最大值的条件是40x =90y 且xy =100,解得x =15,即铁栅的长应设计为15米.点评 基本不等式及不等式性质应用十分广泛,在最优化实际问题,平面几何问题,代数式最值等方面都要用到基本不等式,应用时一定要注意检验“三个条件”是否具备.变式训练2 (1)已知直线ax +by -6=0(a >0,b >0)被圆x 2+y 2-2x -4y =0截得的弦长为25,则ab 的最大值是________. 答案 92 解析 圆的方程变形为(x -1)2+(y -2)2=5,由已知可得直线ax +by -6=0过圆心O (1,2),∴a +2b =6(a >0,b >0),∴6=a +2b ≥22ab ,∴ab ≤92(当且仅当a =2b 时等号成立), 故ab 的最大值为92. (2)某工厂某种产品的年固定成本为250万元,每生产x 千件,需另投入成本为C (x ),当年产量不足80千件时,C (x )=13x 2+10x (万元).当年产量不小于80千件时,C (x )=51x +10 000x-1 450(万元).每件商品售价为0.05万元.通过市场分析,该厂生产的商品能全部售完. ①写出年利润L (x )(万元)关于年产量x (千件)的函数解析式;②当年产量为多少千件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大?解 ①当0<x <80时, L (x )=1 000x ×0.05-(13x 2+10x )-250=-13x 2+40x -250. 当x ≥80时, L (x )=1 000x ×0.05-(51x +10 000x -1 450)-250 =1 200-(x +10 000x). ∴L (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -13x 2+40x -2500<x <80,1 200-x +10 000x x ≥80.②当0<x <80时,L (x )=-13x 2+40x -250. 对称轴为x =60,即当x =60时,L (x )最大=950(万元).当x ≥80时,L (x )=1 200-(x +10 000x)≤1 200-2 10 000=1 000(万元),当且仅当x =100时,L (x )最大=1 000(万元),综上所述,当x =100时,年获利最大.高考题型精练1.已知x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,则xy ( ) A .有最大值e B .有最大值 eC .有最小值eD .有最小值 e答案 C解析 ∵x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,∴ln x ·ln y =14≤⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +ln y 22,∴ln x +ln y =ln xy ≥1⇒xy ≥e.2.若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是( )A.245B.285C .5D .6答案 C解析 方法一 由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,∴3x +4y =(3x +4y )(15y +35x )=95+45+3x5y +12y5x ≥135+125=5(当且仅当3x 5y =12y5x ,即x =1,y =12时,等号成立),∴3x +4y 的最小值是5.方法二 由x +3y =5xy 得x =3y5y -1,∵x >0,y >0,∴y >15,∴3x +4y =9y5y -1+4y=135+95·15y -15+4⎝ ⎛⎭⎪⎫y -15 ≥135+2 3625=5, 当且仅当y =12时等号成立, ∴3x +4y 的最小值是5.3.若正数a ,b 满足1a +1b =1,则1a -1+9b -1的最小值是( ) A .1B .6C .9D .16 答案 B解析 ∵正数a ,b 满足1a +1b=1, ∴b =a a -1>0,解得a >1.同理可得b >1, ∴1a -1+9b -1=1a -1+9a a -1-1 =1a -1+9(a -1)≥2 1a -1·9a -1=6,当且仅当1a -1=9(a -1),即a =43时等号成立, ∴最小值为6.故选B.4.已知a >0,b >0,若不等式m 3a +b -3a -1b≤0恒成立,则m 的最大值为( ) A .4 B .16 C .9 D .3答案 B解析 因为a >0,b >0,所以由m 3a +b -3a -1b ≤0恒成立得m ≤(3a +1b )(3a +b )=10+3b a +3a b恒成立.因为3b a +3a b ≥23b a ·3a b=6, 当且仅当a =b 时等号成立,所以10+3b a +3a b≥16, 所以m ≤16,即m 的最大值为16,故选B.5.已知x ,y ∈(0,+∞),2x -3=(12)y ,若1x +m y(m >0)的最小值为3,则m 等于( ) A .2 B .2 2 C .3 D .4答案 D解析 由2x -3=(12)y 得x +y =3, 1x +m y =13(x +y )(1x +m y) =13(1+m +y x +mx y) ≥13(1+m +2m )(当且仅当y x =mx y时取等号) ∴13(1+m +2m )=3,解得m =4,故选D. 6.已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4b +1c的最小值是( )A .9B .8C .4D .2答案 A解析 圆x 2+y 2-2y -5=0化成标准方程,得x 2+(y -1)2=6,所以圆心为C (0,1),因为直线ax +by +c -1=0经过圆心C ,所以a ×0+b ×1+c -1=0,即b +c =1.因此4b +1c =(b +c )(4b +1c)=4c b +b c +5. 因为b ,c >0,所以4c b +b c ≥24cb ·b c=4. 当且仅当4c b =b c时等号成立. 由此可得b =2c ,且b +c =1,即b =23,c =13时,4b +1c取得最小值9. 7.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 =9-3y 1+y.方法一 (消元法)∵x >0,y >0,∴0<y <3,∴x +3y =9-3y 1+y +3y =121+y +3(y +1)-6 ≥2121+y ·3y +1-6=6,当且仅当121+y=3(y +1), 即y =1,x =3时,(x +3y )min =6.方法二 ∵x >0,y >0,9-(x +3y )=xy =13x ·(3y )≤13·⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3y 22,当且仅当x =3y 时等号成立.设x +3y =t >0,则t 2+12t -108≥0,∴(t -6)(t +18)≥0,又∵t >0,∴t ≥6.故当x =3,y =1时,(x +3y )min =6.8.已知三个正数a ,b ,c 成等比数列,则a +cb +b a +c 的最小值为________. 答案 52解析 由条件可知a >0,b >0,c >0,且b 2=ac ,即b =ac ,故a +c b ≥2ac b =2,令a +c b =t ,则t ≥2,所以y =t +1t在[2,+∞)上单调递增, 故其最小值为2+12=52. 9.已知x ,y ∈R 且满足x 2+2xy +4y 2=6,则z =x 2+4y 2的取值范围为________. 答案 [4,12]解析 ∵2xy =6-(x 2+4y 2),而2xy ≤x 2+4y 22, ∴6-(x 2+4y 2)≤x 2+4y 22, ∴x 2+4y 2≥4(当且仅当x =2y 时取等号),又∵(x +2y )2=6+2xy ≥0,即2xy ≥-6,∴z =x 2+4y 2=6-2xy ≤12(当且仅当x =-2y 时取等号),综上可知4≤x 2+4y 2≤12.10.当x ∈(0,1)时,不等式41-x ≥m -1x 恒成立,则m 的最大值为________. 答案 9解析 方法一 (函数法)由已知不等式可得 m ≤1x +41-x, 设f (x )=1x +41-x =1-x +4x x 1-x =3x +1-x 2+x ,x ∈(0,1).令t =3x +1,则x =t -13,t ∈(1,4), 则函数f (x )可转化为g (t )=t-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -132+t -13=t -19t 2+59t -49=9t -t 2+5t -4=9-t +4t+5, 因为t ∈(1,4),所以5>t +4t≥4, 0<-(t +4t )+5≤1,9-t +4t +5≥9, 即g (t )∈[9,+∞),故m 的最大值为9.方法二 (基本不等式法)由已知不等式可得m ≤1x +41-x,因为x ∈(0,1),则1-x ∈(0,1),设y =1-x ∈(0,1),显然x +y =1.故1x +41-x =1x +4y =x +y x +4x +y y=5+(y x +4x y )≥5+2y x ·4x y=9, 当且仅当y x =4x y ,即y =23,x =13时等号成立. 所以要使不等式m ≤1x +41-x恒成立,m 的最大值为9. 11.运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米,按交通法规限制50≤x ≤100(单位:千米/时).假设汽油的价格是每升2元,而汽车每小时耗油⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360升,司机的工资是每小时14元.(1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式;(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值.解 (1)设所用时间为t =130x(小时), y =130x ×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360+14×130x ,x ∈[50,100]. 所以,这次行车总费用y 关于x 的表达式是 y =2 340x +1318x ,x ∈[50,100].(2)y =2 340x +1318x ≥2610, 当且仅当2 340x =13x 18, 即x =1810时等号成立.故当x =1810千米/时,这次行车的总费用最低,最低费用的值为2610元.12.某种商品原来每件售价为25元,年销售8万件.(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?(2)为了扩大该商品的影响力,提高年销售量.公司决定明年对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元.公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入15x 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品明年的销售量a 至少应达到多少万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时商品的每件定价.解 (1)设每件定价为t 元,依题意,有⎝ ⎛⎭⎪⎫8-t -251×0.2t ≥25×8, 整理得t 2-65t +1 000≤0,解得25≤t ≤40.∴要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元.(2)依题意,x >25时,不等式ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+15x 有解, 等价于x >25时,a ≥150x +16x +15有解, ∵150x +16x ≥2150x ·16x =10(当且仅当x =30时,等号成立),∴a ≥10.2, ∴当该商品明年的销售量a 至少应达到10.2万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的每件定价为30元.。

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不等式一、比较大小作差法:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果。

000a b a b a b a b a b a b ->⇔>⎧⎪-=⇔=⎨⎪-<⇔<⎩【例1】比较61x +和42x x +的大小,其中x R ∈【例2】设x R ∈,比较11x+与1x -的大小 作商法:常用于分数指数幂的代数式。

111a a bb a a b ba ab b ⎧>⇔>⎪⎪⎪=⇔=⎨⎪⎪<⇔<⎪⎩【例3】设0,0a b >>,且a b ≠,比较a b a b 与b a a b 的大小二、不等式的性质:①a b b a >⇔<; ②,a b b c a c >>⇒>; ③a b a c b c >⇒+>+;④,0a b c ac bc >>⇒>,,0a b c ac bc ><⇒<;⑤,a b c d a c b d >>⇒+>+;⑥0,0a b c d ac bd >>>>⇒>; ⑦()0,1n n a b a b n n >>⇒>∈N >;⑧)0,1a b n n >>>∈N >.【例4】若,a b R ∈且a b >,则下列不等式恒成立的是22.A a b > .1a B b> .22a b C > .lg()0D a b -> 【例5】下列命题中正确的是 22.,,.,.,.,,A a b c b ac bdB ac bc a ba b C a b c cD a b c d a c b d>>>>><<>>->-若则若则若则若则三、性质的应用,待定系数法【例6】不等式组124x y x y +≥⎧⎨-≤⎩的解集记为D 。

有下面四个命题:1:(,),22,2:(,),22,3:(,),234:(,),21p x y D x y p x y D x y p x y D x y p x y D x y ∀∈+≥-∃∈+≥∀∈+≤∃∈+≤- 其中的真命题是.2,3A p p B.1,2p p C.1,4p p D.1,3p p四、不等式的解法,对题目条件的领悟【例7】已知函数32()f x x ax bx c =+++且0(1)(2)(3)3f f f <-=-=-≤,则A.c ≤3B.3<c ≤6C.6<c ≤9D.c >9【例8】已知()f x 是定义在R 上的奇函数,当x >0时,2()4f x x x =-,则不等式()x f x >的解集用区间表示为:五、不同形式不等式解法1、一元一次不等式ax>b ,分别对a 、b 的正负情况进行讨论2、一元二次不等式解法:图像法、因式分解法(1)化成标准式:20,(0)ax bx c a ++>>;(2)求出对应的一元二次方程的根;(3)画出对应的二次函数的图象; (4)根据不等号方向取出相应的解集。

解含参数的一元二次不等式时,要把握好分类讨论的顺序①根据二次项系数的符号进行讨论②根据一元二次方程的根是否存在,即∆的符号进行讨论③在根存在时,根据根的大小进行讨论【例8】已知不等式210ax bx -->的解集是11(,)23-,则不等式20x bx a --≥的解集是.(2,3)A {}.|x 2,x 3B x ≤≥ 11.(,)32C 11.|,32D x x x ⎧⎫<>⎨⎬⎩⎭3、简单的一元高次不等式的解法:标根法步骤(1)分解成若干个一次因式的积,并使每一个因式中最高次项的系数为正;(2)将每一个一次因式的根标在数轴上,从最大根的右上方依次通过每一点画曲线;并注意奇穿过偶弹回;(3)根据曲线显现()f x 的符号变化规律,写出不等式的解集。

4、解分式不等式不能轻意去分母通常采用:移项(化一边为零)→通分→转化为整式不等式→化所有因式中的变量系数为正,(即不等式两边同除以变量系数,若它的符号不能确定即需要讨论)→“标根”(注意比较各个根的大小,不能比较时即需要讨论);[特别关注] 求一个变量的范围时,讨论的也是这个变量,结果要并;讨论的若是另一个变量,结果不能并。

【例9】关于x 的不等式ax-b >0的解集是(1,+∞),则关于x 的不等式02ax b x +>-的解集是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)C .(1,2)D .(-∞,1)∪(2,+∞)【例10】解关于x 的不等式:12)1(>--x x a 5、解绝对值不等式:关键是“去绝对值”,①利用绝对值不等式的性质:若M>0则|f(x)|>M ⇔f(x)>M 或f(x)<-M ;②平方(不等式两边同正);③讨论(绝对值内的式子为0)。

方法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;方法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;方法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想。

方法四:两边平方。

【例11】设p :x 2-x -20>0,q :212--x x <0,则p 是q 的 ( ) (A )充分不必要条件 (B )必要不充分条件(C )充要条件 (D )既不充分也不必要条件6、分段函数形成的不等式一般分段解,再取并集;对较为复杂的分段函数问题可以借助于图象解决。

【例12】解不等式|1||1|32x x +--≥ 【例13】已知:函数,0(),0a x x f x a x -≤⎧=⎨>⎩(0>a ).解不等式:()12f x x <-. 7、抽象函数的不等式离不开函数的单调性。

抽象函数的不等式反映出的函数值的大小,需借助于函数的单调性化归为自变量的大小,特别注意定义域。

画抽象函数的“概念图”是化抽象为形象的有效途径;对某些有具体函数背景的抽象函数,可以从该具体函数中寻找解题线索。

【例12】已知奇函数f(x)在(,0)-∞为减函数,f(2)=0则不等式(x-1)f(x-1)<0的解集为:【例13】已知函数f (x )对任意实数x 、y 均有f (x +y )+2=f (x )+f (y ),且当x>0时,f(x)>2,f(3)=5,求不等式 f (a 2-2a -2)<3的解.8、含参变量无理不等式、含参变量的绝对值不等式、含参变量的指(对数)数不等式问题时常用数形结合。

【例14x a <+在[-1,1]上恒成立,则a 的取值范围是【例152(0)x a a +>的解集是( ) A{}a x x <<0 B {}a x x ≤<0 C ⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<>a x x x 540或 D φ 9、含参不等式恒成立通常采用分离参数法,转化为求某函数的最大值(或最小值)具体地:g(a)>f(x)在x ∈A 上恒成立⇔ g(a)>f(x)max ,g(a)<f(x)在x ∈A 上恒成立⇔ g(a)<f(x)min ,(x ∈A)。

当参变量难以分离时,也可以用:f(a,x)>0在x ∈A 上恒成立⇔f(a,x)min >0, (x ∈A)及f(a,x)<0在x ∈A 上恒成立⇔f(a,x)max >0, (x ∈A)来转化;还可以借助于函数图象解决问题。

特别关注:“不等式f(a,x)≥0对所有x ∈M 恒成立”与 “不等式f(a,x)≥0对所有a ∈M 恒成立”是两个不同的问题,前者是关于x 的不等式,而后者则应视为是关于a 的不等式。

特别提醒:“判别式”只能用于“二次函数对一切实数恒成立”的问题,其它场合,概不适用。

【例16】定义在R 上的函数f(x)为奇函数,且在[0,)+∞为增函数,对任意θ∈R ,不等式f(cos2θ-3)+f(2m-sin θ)>0恒成立,则实数m 的取值范围是【例17】设奇函数()f x 在[-1,1]上是增函数,且(1)1f -=-,若函数2()21f x t at ≤-+对所有的[1,1]x ∈-及所有的[1,1]a ∈-都成立,则t 的取值范围是 ; 不等式的恒成立,能成立,恰成立等问题:不等式恒成立问题的常规处理方式?(常应用函数方程思想和“分离变量法”转化为最值问题,也可抓住所给不等式的结构特征,利用数形结合法)1).恒成立问题若不等式()A x f >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()min f x A >若不等式()B x f <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()max f x B <2). 能成立问题若在区间D 上存在实数x 使不等式()A x f >成立,则等价于在区间D 上()max f x A >;若在区间D 上存在实数x 使不等式()B x f <成立,则等价于在区间D 上的()min f x B<.如 已知不等式a x x <-+-34在实数集R 上的解集不是空集,求实数a 的取值范围____ (答:1a >)3). 恰成立问题若不等式()A x f >在区间D 上恰成立, 则等价于不等式()A x f >的解集为D ; 若不等式()B x f <在区间D 上恰成立, 则等价于不等式()B x f <的解集为D .【例18】已知函数22,0()ln(1),0x x x f x x x ⎧-+≤=⎨+>⎩,若()f x ax ≥,则a 的取值范围是 .(,0]A -∞ .(,1]B -∞ .[2,1]C - .[2,0]D -六、重要不等式1.(1)若,a b R ∈,则222a b ab +≥ (2)若,a b R ∈,则222a b ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,a b R ∈,则2a b +≥ (2)若*,a b R ∈,则a b +≥b a =时取“=”) (3)若*,a b R ∈,则22a b 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“=”) 若0>ab ,则2a 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222()22a b a b ++≤(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”一正:各项都是正数二定:和或积为定值三相等:等号能取到(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.5.a 3+b 3+c 3≥3abc (a,b,c ∈ R +), a +b +c 3 ≥3abc (当且仅当a =b =c 时取等号);6. 1n (a 1+a 2+……+a n )≥12n n a a a (a i ∈ R +,i=1,2,…,n),当且仅当a 1=a 2=…=a n 取等号;变式:a 2+b 2+c 2≥ab+bc+ca; ab ≤( a +b 2 )2 (a,b ∈ R +) ; abc ≤( a +b +c 3 )3(a,b,c ∈ R +)a ≤ 2ab a +b ≤ab ≤ a +b 2 ≤ a 2+b 22 ≤b.(0<a ≤b)7.浓度不等式:b -n a -n < b a< b +m a +m ,a>b>n>0,m>0; 解题技巧:技巧一:凑项已知 54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。

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