高中数学基本不等式专题50练(含答案)
高中数学不等式经典题型专题训练试题(含答案)

高中数学不等式经典题型专题训练试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________说明:1、本试卷包括第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分。
考试时间120分钟。
2、考生请将第Ⅰ卷选择题的正确选项填在答题框内,第Ⅱ卷直接答在试卷上。
考试结束后,只收第Ⅱ卷第Ⅰ卷(选择题)一.单选题(共10小题,每题2分,共20分)1.设a=sin14°+cos14°,b=sin16°+cos16°,,则a,b,c大小关系()A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.a<c<b2.已知实数x,y满足条件,则目标函数z=2x-y()A.有最小值0,有最大值6B.有最小值-2,有最大值3C.有最小值3,有最大值6D.有最小值-2,有最大值63.若x是三角形的最小内角,则函数y=sinx+cosx+sinxcosx的最大值是()A.-1B.C.D.4.不等式x2-|x|-2<0的解集是()A.{x|-2<x<2}B.{x|x<-2或x>2}C.{x|-1<x<1}D.{x|x<-1或x>1}5.若不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为(-2,1),则函数y=f(x)的图象为()A.B.C.D.6.设a=0.20.3,b=0.20.2,c=log20.4,则a,b,c的大小关系为()A.c<a<b B.c<b<a C.a<b<c D.b<c<a7.设0<b<a<1,则下列不等式中成立的是()A.a2<ab<1B.C.ab<b2<1D.2b<2a<28.对任意的锐角α,β,下列不等关系中正确的是()A.sin(α+β)>sinα+sinβB.sin(α+β)>cosα+cosβC.cos(α+β)<sinα+sinβD.cos(α+β)<cosα+cosβ9.若0<m<n,则下列结论正确的是()A.B.2m>2n C.D.log2m>log2n10.设a<b<0,则下列不等式中不成立的是()A.B.C.|a|>-b D.二.填空题(共10小题,每题2分,共20分)11.已知x>-1,y>0且满足x+2y=2,则的最小值为______.12.已知a,b∈R+,且2a+b=1则的最大值是______.13.已知向量,若⊥,则16x+4y的最小值为______.14.若x>0,y>0,且+=1,则x+y的最小值是______.15、在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为______(m).16.已知x>-1,y>0且满足x+2y=2,则的最小值为______.17.若实数a+b=2,a>0,b>0,则的最小值为______.18.若x,y满足约束条件,则z=3x-y的最小值是______.19.若a,b∈R,且4≤a2+b2≤9,则a2-ab+b2的范围是______.20.已知f(x)=,不等式f(x)≥-1的解集是______.三.简答题(共10小题,共60分)21.(6分)已知x>0,y>0,(1)若2x+y=1,求+的最小值.(2)若x+8y-xy=0,求xy的最小值.22.(6分)设a,b,c均为正数,且a+b+c=1,证明:(1)ab+bc+ca≤;(2)++≥1.23.(6分)已知a,b,c均为正实数,且满足abc=1,证明:(1)a+b+c≥;(2)a2+b2+c2≥24.(6分)设函数f(x)=|x+3|-|x-4|①解不等式f(x)>3;②求函数f(x)的最小值.25.(6分)已知向量=(1+sin2x,sinx-cosx),=(1,sinx+cosx),函数f(x)=•.(Ⅰ)求f(x)的最大值及相应的x的值;(Ⅱ)在△ABC中,a,b,c分别是三个内角A,B,C所对边,若f()=2,a=2,求△ABC 面积的最大值.26.(6分)27.(4分)已知:x,y,z∈R,x2+y2+z2=1,则x-2y-3z的最大值为______.28.(4分)若a,b,c∈R+,且++=1,求a+2b+3c的最小值.29.(10分)某工厂生产一种产品的成本费共由三部分组成:①原材料费每件50元;②职工工资支出7500+20x元;③电力与机器保养等费用为x2-30x+600元:其中x是该厂生产这种产品的总件数.(I)把每件产品的成本费p(x)(元)表示成产品件数x的函数,并求每件产品的最低成本费;(Ⅱ)如果该厂生产的这种产品的数量x不超过170件且能全部销售,根据市场调查,每件产品的销售价为Q(x)(元),且Q(x)=1240-.试问生产多少件产品,总利润最高?并求出最高总利润.(总利润=总销售额-总的成本)30.(6分)已知定义在R上的函数f(x)=|x-1|+|x+2|的最小值为a.(1)求a的值;(2)若m,n是正实数,且m+n=a,求+的最小值.参考答案一.单选题(共__小题)1.设a=sin14°+cos14°,b=sin16°+cos16°,,则a,b,c大小关系()A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.a<c<b答案:D解析:解:由题意知,a=sin14°+cos14°==,同理可得,b=sin16°+cos16°=,=,∵y=sinx在(0,90°)是增函数,∴sin59°<sin60°<sin61°,∴a<c<b,故选D.2.已知实数x,y满足条件,则目标函数z=2x-y()A.有最小值0,有最大值6B.有最小值-2,有最大值3C.有最小值3,有最大值6D.有最小值-2,有最大值6答案:D解析:解:画出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示.当目标函数z=2x-y过直线x=3与直线y=0的交点(3,0),目标函数取得最大值6;当目标函数z=2x-y过直线x=0与直线x-y+2=0的交点(0,2)时,目标函数取得最小值-2.故选D.3.若x是三角形的最小内角,则函数y=sinx+cosx+sinxcosx的最大值是()A.-1B.C.D.答案:D解析:解:y=sinx+cosx+sinxcosx=sinx(1+cosx)+1+cosx-1=(1+sinx)(1+cosx)-1≤[(1+sinx)2+((1+cosx)2]-1(当且仅当1+sinx=1+cosx时成立,此时sinx=cosx=)即y(max)=+故选D4.不等式x2-|x|-2<0的解集是()A.{x|-2<x<2}B.{x|x<-2或x>2}C.{x|-1<x<1}D.{x|x<-1或x>1}答案:A解析:解:原不等式化为|x|2-|x|-2<0因式分解得(|x|-2)(|x|+1)<0因为|x|+1>0,所以|x|-2<0即|x|<2解得:-2<x<2.故选A5.若不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为(-2,1),则函数y=f(x)的图象为()A.B.C.D.答案:B解析:解:∵不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为(-2,1),∴a<0,且-2,1是对应方程ax2-x-c=0的两个根,∴(-2,0),(1,0)是对应函数f(x)=ax2-x-c与x轴的两个交点,∴对应函数y=f(x)的图象为B.故选B.6.设a=0.20.3,b=0.20.2,c=log20.4,则a,b,c的大小关系为()A.c<a<b B.c<b<a C.a<b<c D.b<c<a答案:A解析:解:∵函数y=0.2x是减函数,0.3>0.2,故有a=0.20.3<0.20.2=1,又a=0.20.3>0,可得b>a >0.由于函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,故c=log20.4<log21=0,即c<0.综上可得,b>a>c,故选A.7.设0<b<a<1,则下列不等式中成立的是()A.a2<ab<1B.C.ab<b2<1D.2b<2a<2答案:D解析:解:采用特殊值法,取a=,b=.则a2=,b2=,ab=,故知A,C错;对于B,由于函数y=是定义域上的减函数,∴,故B错;对于D,由于函数y=2x是定义域上的增函数,∴2b<2a<2,故D对.故选D.8.对任意的锐角α,β,下列不等关系中正确的是()A.sin(α+β)>sinα+sinβB.sin(α+β)>cosα+cosβC.cos(α+β)<sinα+sinβD.cos(α+β)<cosα+cosβ答案:D解析:解:对于AB中的α,β可以分别令为30°,60°则知道A,B均不成立对于C中的α,β可以令他们都等于15°,则知道C不成立cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ<cosα×1+cosβ×1=cosα+cosβ故选D9.若0<m<n,则下列结论正确的是()A.B.2m>2n C.D.log2m>log2n 答案:C解析:解:观察B,D两个选项,由于底数2>1,故相关的函数是增函数,由0<m<n,∴2m<2n,log2m<log2n,所以B,D不对.又观察A,C两个选项,两式底数满足0<<1,故相关的函数是一个减函数,由0<m<n,∴,所以A不对,C对.故答案为C.10.设a<b<0,则下列不等式中不成立的是()A.B.C.|a|>-b D.答案:D解析:解:∵a<b<0,∴,A正确,-a>-b>0,,B正确,|a|>|b|=-b,C正确;,故D不正确.故选D.二.填空题(共__小题)11.已知x>-1,y>0且满足x+2y=2,则的最小值为______.答案:3解析:解:∵x>-1,y>0且满足x+2y=2,∴x+1>0且x+1+2y=3,∴=()(x+1+2y)=[5++]≥(5+2)=3,当且仅当=即x=0且y=1时取等号,故答案为:3.12.已知a,b∈R+,且2a+b=1则的最大值是______.答案:解析:解:∵2a+b=1,∴4a2+b2=1-4ab,∴S==4ab+2-1,令=t>0,则S=4-,∵2a+b=1,∴1≥2⇒0<t≤故当t=时,S有最大值为:故答案为:.13.已知向量,若⊥,则16x+4y的最小值为______.答案:8解析:解:∵∴4(x-1)+2y=0即4x+2y=4∵=当且仅当24x=22y即4x=2y=2取等号故答案为814.若x>0,y>0,且+=1,则x+y的最小值是______.答案:25解析:解:∵x>0,y>0,且+=1,∴x+y=(x+y)(+)=17++≥17+2=25当且仅当=,即x=5,y=20时取等号,∴x+y的最小值是25,故答案为:25.15、在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为______(m).答案:20解析:解:设矩形高为y,由三角形相似得:=,且x>0,y>0,x<40,y<40,⇒40=x+y≥2,仅当x=y=20m时,矩形的面积s=xy取最大值400m2.故答案为:20.16.已知x>-1,y>0且满足x+2y=2,则的最小值为______.答案:3解析:解:∵x>-1,y>0且满足x+2y=2,∴x+1>0且x+1+2y=3,∴=()(x+1+2y)=[5++]≥(5+2)=3,当且仅当=即x=0且y=1时取等号,故答案为:3.17.若实数a+b=2,a>0,b>0,则的最小值为______.答案:解析:解:∵实数a+b=2,a>0,b>0,则=+=++≥+2=+,当且仅当b=a=4-2时取等号.故答案为:.18.若x,y满足约束条件,则z=3x-y的最小值是______.答案:-4解析:解:由约束条件作出可行域如图,化目标函数z=3x-y为y=3x-z,由图可知,当直线y=3x-z过点C(0,4)时直线在y轴上的截距最大,z有最小值为-4.故答案为:-4.19.若a,b∈R,且4≤a2+b2≤9,则a2-ab+b2的范围是______.答案:[2,]解析:解:∵a,b∈R,且4≤a2+b2≤9;∴设a=rcosθ,b=rsinθ,且2≤r≤3,∴s=a2-ab+b2=r2cos2θ-r2sinθcosθ+r2sin2θ=r2(1-sinθcosθ)=r2(1-sin2θ),由三角函数的图象与性质,得;当sin2θ取最大值1且r取最小值2时,s取得最小值2,当sin2θ取最小值-1且r取最大值3时,s取得最大值;综上,a2-ab+b2的范围是[2,].故答案为:.20.已知f(x)=,不等式f(x)≥-1的解集是______.答案:{x|-4≤x≤2}解析:解:∵已知f(x)=,故由不等式f(x)≥-1可得①,或②.解①可得-4<x≤0,解②可得0<x≤2.综上可得,不等式的解集为{x|-4≤x≤2},故答案为{x|-4≤x≤2}.三.简答题(共__小题)21.已知x>0,y>0,(1)若2x+y=1,求+的最小值.(2)若x+8y-xy=0,求xy的最小值.答案:解:(1)+=(+)(2x+y)=2+++1=3++≥3+2,当且仅当2x2=y2等号成立,∴+的最小值为3+2.(2)∵x+8y-xy=0,∴xy=x+8y≥2,当且仅当x=8y时等号成立.∴≥4,∴xy≥32,∴xy的最小值为32.解析:解:(1)+=(+)(2x+y)=2+++1=3++≥3+2,当且仅当2x2=y2等号成立,∴+的最小值为3+2.(2)∵x+8y-xy=0,∴xy=x+8y≥2,当且仅当x=8y时等号成立.∴≥4,∴xy≥32,∴xy的最小值为32.22.设a,b,c均为正数,且a+b+c=1,证明:(1)ab+bc+ca≤;(2)++≥1.答案:证明:(1)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca,可得a2+b2+c2≥ab+bc+ca,(当且仅当a=b=c取得等号)由题设可得(a+b+c)2=1,即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1,即有3(ab+bc+ca)≤1,则ab+bc+ca≤;(2)+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,故+++(a+b+c)≥2(a+b+c),即有++≥a+b+c.(当且仅当a=b=c取得等号).故++≥1.解析:证明:(1)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca,可得a2+b2+c2≥ab+bc+ca,(当且仅当a=b=c取得等号)由题设可得(a+b+c)2=1,即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1,即有3(ab+bc+ca)≤1,则ab+bc+ca≤;(2)+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,故+++(a+b+c)≥2(a+b+c),即有++≥a+b+c.(当且仅当a=b=c取得等号).故++≥1.23.已知a,b,c均为正实数,且满足abc=1,证明:(1)a+b+c≥;(2)a2+b2+c2≥.答案:证明:∵a,b,c∈R+∴a+b≥2,b+c≥2,a+c≥2∴2a+2b+2c≥2+2+2∴a+b+c≥++∵abc=1,∴a+b+c≥++;(2)∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,∴2a2+2b2+2c2≥2ab+2bc+2ac,∴a2+b2+c2≥ab+bc+ac,∵ab+bc+ac=≥=++,∴a2+b2+c2≥++.解析:证明:∵a,b,c∈R+∴a+b≥2,b+c≥2,a+c≥2∴2a+2b+2c≥2+2+2∴a+b+c≥++∵abc=1,∴a+b+c≥++;(2)∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,∴2a2+2b2+2c2≥2ab+2bc+2ac,∴a2+b2+c2≥ab+bc+ac,∵ab+bc+ac=≥=++,∴a2+b2+c2≥++.24.设函数f(x)=|x+3|-|x-4|①解不等式f(x)>3;②求函数f(x)的最小值.答案:解:①不等式f(x)>3,即|x+3|-|x-4|>3.而|x+3|-|x-4|表示数轴上的x对应点到-3对应点和4对应点的距离之差,数轴上的2对应点到-3对应点和4对应点的距离之差为3,故不等式的解集为{x|x>2}.…(3分)②f(x)=|x+3|-|x-4|表示数轴上的x对应点到-3对应点和4对应点的距离之差,可得函数f(x)的最小值为-7.(7分)解析:解:①不等式f(x)>3,即|x+3|-|x-4|>3.而|x+3|-|x-4|表示数轴上的x对应点到-3对应点和4对应点的距离之差,数轴上的2对应点到-3对应点和4对应点的距离之差为3,故不等式的解集为{x|x>2}.…(3分)②f(x)=|x+3|-|x-4|表示数轴上的x对应点到-3对应点和4对应点的距离之差,可得函数f(x)的最小值为-7.(7分)25.已知向量=(1+sin2x,sinx-cosx),=(1,sinx+cosx),函数f(x)=•(Ⅰ)求f(x)的最大值及相应的x的值;(Ⅱ)在△ABC中,a,b,c分别是三个内角A,B,C所对边,若f()=2,a=2,求△ABC 面积的最大值.答案:解:(Ⅰ)∵=(1+sin2x,sinx-cosx),=(1,sinx+cosx),∴f(x)=•=1+sin2x+sin2x-cos2x,=1+sin2x-cos2x,=1+sin(2x-),∴当2x-=2kπ+即x=+kπ,k∈Z时,函数取得最大值1+.(Ⅱ)由(I)知f()=2时,sin(A-)=,∴A-=2kπ+或A-=2kπ+,即A=+2kπ或A=π+2kπ,k∈Z,∵A是三角形的一个内角,∴A=,即△ABC是直角三角形.∵a=2,∴b2+c2=4,∴S△ABC=bc≤=1(当且仅当b=c=时,取得最大值),∴△ABC面积的最大值为1.解析:解:(Ⅰ)∵=(1+sin2x,sinx-cosx),=(1,sinx+cosx),∴f(x)=•=1+sin2x+sin2x-cos2x,=1+sin2x-cos2x,=1+sin(2x-),∴当2x-=2kπ+即x=+kπ,k∈Z时,函数取得最大值1+.(Ⅱ)由(I)知f()=2时,sin(A-)=,∴A-=2kπ+或A-=2kπ+,即A=+2kπ或A=π+2kπ,k∈Z,∵A是三角形的一个内角,∴A=,即△ABC是直角三角形.∵a=2,∴b2+c2=4,∴S△ABC=bc≤=1(当且仅当b=c=时,取得最大值),∴△ABC面积的最大值为1.26、解:由柯西不等式:(1+3+5)²≤(a+b+c)()因为:a+b+c=12所以(1+3+5)²≤12*()81≤12*()≤当且仅当==时取等号即:最小值为27.已知:x,y,z∈R,x2+y2+z2=1,则x-2y-3z的最大值为______.答案:解:由已知x,y,z∈R,x2+y2+z2=1,和柯西不等式(a2+b2+c2)(e2+f2+g2)≥(ae+bf+cg)2则构造出[12+(-2)2+(-3)2](x2+y2+z2)≥(x-2y-3z)2.即:(x-2y-3z)2≤14即:x-2y-3z的最大值为.故答案为.解析:解:由已知x,y,z∈R,x2+y2+z2=1,和柯西不等式(a2+b2+c2)(e2+f2+g2)≥(ae+bf+cg)2则构造出[12+(-2)2+(-3)2](x2+y2+z2)≥(x-2y-3z)2.即:(x-2y-3z)2≤14即:x-2y-3z的最大值为.故答案为.28.若a,b,c∈R+,且,求a+2b+3c的最小值.答案:解:∵a,b,c∈R+,,∴=1+1+1,当且仅当a=2b=3c=3时取等号.即a+2b+3c≥9,∴a+2b+3c的最小值为9.解析:解:∵a,b,c∈R+,,∴=1+1+1,当且仅当a=2b=3c=3时取等号.即a+2b+3c≥9,∴a+2b+3c的最小值为9.29.某工厂生产一种产品的成本费共由三部分组成:①原材料费每件50元;②职工工资支出7500+20x元;③电力与机器保养等费用为x2-30x+600元:其中x是该厂生产这种产品的总件数.(I)把每件产品的成本费p(x)(元)表示成产品件数x的函数,并求每件产品的最低成本费;(Ⅱ)如果该厂生产的这种产品的数量x不超过170件且能全部销售,根据市场调查,每件产品的销售价为Q(x)(元),且Q(x)=1240-.试问生产多少件产品,总利润最高?并求出最高总利润.(总利润=总销售额-总的成本)答案:解:(I)P(x)=50++=+x+40.由基本不等式得P(x)≥2+40=220.当且仅当=x,即x=90时,等号成立.所以P(x)=+x+40.每件产品的最低成本费为220 元.(Ⅱ)设总利润为y=f(x)=xQ(x)-xP(x)=,f′(x)==(x-100)(x+120)当0<x<100时,f′(x)>0,当x>100时,f′(x)<0.所以f(x)在(0,100)单调递增,在(100,170)单调递减,所以当x=100时,ymax=f(100)=故生产100件产品时,总利润最高,最高总利润为.解析:解:(I)P(x)=50++=+x+40.由基本不等式得P(x)≥2+40=220.当且仅当=x,即x=90时,等号成立.所以P(x)=+x+40.每件产品的最低成本费为220 元.(Ⅱ)设总利润为y=f(x)=xQ(x)-xP(x)=,f′(x)==(x-100)(x+120)当0<x<100时,f′(x)>0,当x>100时,f′(x)<0.所以f(x)在(0,100)单调递增,在(100,170)单调递减,所以当x=100时,ymax=f(100)=故生产100件产品时,总利润最高,最高总利润为.30.已知定义在R上的函数f(x)=|x-1|+|x+2|的最小值为a.(1)求a的值;(2)若m,n是正实数,且m+n=a,求+的最小值.答案:解:(1)由|x-1|+|x+2|的几何意义表示了数轴上点x到点1与到点-2的距离之和,如图:则x在[-2,1]上时,函数f(x)=|x-1|+|x+2|取得最小值a=3.即a=3.(2)由题意,m+n=3,则+=+=+++=1++≥1+2=1+.(当且仅当=时,等号成立).即+的最小值为1+.解析:解:(1)由|x-1|+|x+2|的几何意义表示了数轴上点x到点1与到点-2的距离之和,如图:则x在[-2,1]上时,函数f(x)=|x-1|+|x+2|取得最小值a=3.即a=3.(2)由题意,m+n=3,则+=+=+++=1++≥1+2=1+.(当且仅当=时,等号成立).即+的最小值为1+.。
人教A版必修一基本不等式同步练习题(含答案及解析)

人教A 版必修一基本不等式同步练习题一 选择题1.已知a >b >0,全集为R ,集合M =,N =,P =,则M ,N ,P 满足( )A .P =M ∩(∁R N )B .P =(∁R M )∩NC .P =M ∪ND .P =M ∩N2.若a >0,b >0,且a ≠b ,则( ) A .<<B .<< C .<<D .<<3.若x >0,y >0,且x+y =S ,xy =P ,则下列说法中正确的是( ) A .当且仅当x =y 时S 有最小值2B .当且仅当x =y 时P 有最大值C .当且仅当P 为定值时S 有最小值2D .若S 为定值,当且仅当x =y 时P 有最大值4.设正实数x ,y ,z 满足x 2﹣3xy+4y 2﹣z =0.则当取得最大值时,的最大值为( )A .0B .1C .D .35.已知m ,n ∈R ,m 2+n 2=100,则mn 的最大值是( )A .100B .50C .20D .10 6.下列推导过程,正确的为( )A .因为a 、b 为正实数,所以22a =•≥+a b b a a b bB .因为x ∈R ,所以1112 +xC .a <0,所以4424=•≥+a aa a D .因为x 、y ∈R ,xy <0,所以2)()(2)()(x -=-•--≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=+x yy x x y yx x x y 7.已知a >0,b >0,若不等式恒成立,则m 的最大值为( ) A .9 B .12 C .16 D .10 8.若实数x ,y 满足2x+y =1,则x •y 的最大值为( ) A .1B .C .D .9.若正实数a ,b 满足a+b =1,则下列选项中正确的是( ) A .ab 有最大值B .+有最小值C .+有最小值4D .a 2+b 2有最小值10已知0<x <4,则的最小值为( )A .2 B .3C .4D .8二 填空题11.函数f (x )=a x ﹣1﹣2(a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx ﹣ny ﹣1=0上,其中m >0,n >0,则+的最小值为 .12.某工厂需要建造一个仓库,根据市场调研分析,运费与工厂和仓库之间的距离成正比,仓储费与工厂和仓库之间的距离成反比,当工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费用为5万元,当工厂和仓库之间的距离为 千米时,运费与仓储费之和最小,最小值为 万元.13.已知直角三角形ABC的三内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,且不等式恒成立,则实数m的最大值是.14.《九章算术》是中国传统数学最重要的著作,奠定了中国传统数学的基本框架,其中卷第九勾股中记载:“今有邑,东西七里,南北九里,各中开门.出东门一十五里有木.问出南门几何步而见木?”其算法为:东门南到城角的步数,乘南门东到城角的步数,乘积作被除数,以树距离东门的步数作除数,被除数除以除数得结果,即出南门x里见到树,则.若一小城,如图所示,出东门1200步有树,出南门750步能见到此树,则该小城的周长的最小值为(注:1里=300步)里.15.已知a,b∈R+,且a+b++=5,则a+b的取值范围是.16.已知x、y都为正数,且x+y=4,若不等式恒成立,则实数m的取值范围是.17.如果一个直角三角形的斜边长等于5,那么这个直角三角形的面积的最大值等于.18.一批物资随51辆汽车从某市以vkm/h的速度匀速直达灾区,已知两地公路线长400km,为了安全起见,两辆汽车的间距不得小于km,那么这批物资全部到达灾区,最少需要h.19.若正实数x,y满足2x+y+6=xy,则xy的最小值是.20.若实数x,y满足x2+y2+xy=1,则x+y的最大值是.三解答题21.已知a,b,c均为正实数,求证:若a+b+c=3,则.22.已知a,b,c∈R,满足a>b>c.(1)求证:;(2)现推广:把的分子改为另一个大于1的正整数p,使对任意a>b>c恒成立,试写出一个p,并证明之.23.已知0<x<1,则x(4﹣3x)取得最大值时x的值为多少?24.已知,求函数的最大值.25.函数的最小值为多少?26.求下列函数的最值.(1)求函数的最小值;(2)若正数x,y满足x+3y=5xy,求3x+4y的最小值.27.若x,y为正实数,且2x+8y﹣xy=0,求x+y的最小值.28.若﹣4<x<1,求的最大值.29.若x>0,求函数y=x+的最小值,并求此时x的值.30.设0<x<,求函数y=4x(3﹣2x)的最大值.31.已知x>2,求x+的最小值.32.x>0,y>0且=1,求x+y的最小值.33.已知x∈(0,+∞),求的最大值.34.某厂家拟在2013年举行促销活动,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(m≥0)万元满足(k为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量是1万件.已知2013年生产该产品的固定投入为8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金,不包括促销费用).(1)将2013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2013年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?35.如图,徐州某居民小区要建一座八边形的展馆区,它的主体造型的平面图是由两个相同的矩形ABCD和EFGH构成的面积为200m2的十字形地域,计划在正方形MNPQ上建一座花坛,造价为4200元/m2;在四个相同的矩形(图中阴影部分)上铺花岗岩地坪,造价为210元/m2;再在四个空角(图中四个三角形)铺草坪,造价为80元/m2.(1)设总造价为S(单位:元),AD长为x(单位:m),求出S关于x的函数关系式;(2)当AD长取何值时,总造价S最小,并求这个最小值.36.近年来,中美贸易摩擦不断.特别是美国对我国华为的限制.尽管美国对华为极力封锁,百般刁难,并不断加大对各国的施压,拉拢他们抵制华为5G,然而这并没有让华为却步.华为在2019年不仅净利润创下记录,海外增长同样强劲.今年,我国华为某一企业为了进一步增加市场竞争力,计划在2021年利用新技术生产某款新手机.通过市场分析,生产此款手机全年需投入固定成本250万,每生产x(千部)手机,需另投入成本R(x)万元,且R(x)=,由市场调研知,每部手机售价0.7万元,且全年内生产的手机当年能全部销售完.(1)求2021年的利润W(x)(万元)关于年产量x(千部)的函数关系式,(利润=销售额﹣成本);(2)2021年产量为多少(千部)时,企业所获利润最大?最大利润是多少?37.已知p:1<2x<8;q:不等式x2﹣mx+4≥0恒成立,若¬p是¬q的必要条件,求实数m的取值范围.38.已知实数a>0,b>0,且a2+b2=8,若a+b≤m恒成立.(1)求实数m的最小值;(2)若2|x﹣1|+|x|≥a+b对任意的a,b恒成立,求实数x的取值范围.39.已知正实数x,y满足等式2x+5y=20.(1)求u=xy的最大值;(2)若不等式恒成立,求实数m的取值范围.40.已知a,b∈R,求证:ab≤()2.41.(1)已知x>1,求x+的最小值;(2)求的最大值.42.某公司建造一间背面靠墙的房屋,地面面积为48m2,房屋正面每平方米的造价为1200元,房屋侧面每平方米的造价为800元,屋顶的造价为5800元,如果墙高为3m,且不计房屋背面和地面的费用,那么怎样设计房屋能使总造价最低?最低总造价是多少?43.如图,将宽和长都分别为x,y(x<y)的两个矩形部分重叠放在一起后形成的正十字形面积为.(注:正十字形指的是原来的两个矩形的顶点都在同一个圆上,且两矩形长所在的直线互相垂直的图形),(1)求y关于x的函数解析式;(2)当x,y取何值时,该正十字形的外接圆面积最小,并求出其最小值.人教A版必修一基本不等式同步练习题参考答案与解析1.分析:利用不等式的性质,判断得到,集合集合的交集、并集、补集的定义依次判断四个选项即可.解:因为a>b>0,所以,对于A,因为N=,则,因为集合M=,所以M∩(∁RN)==P,故选项A正确;对于B,因为∁R M={x|x≤b或},则(∁RM)∩N=≠P,故选项B错误;对于C,因为M∪N={x|b<x<a}≠P,故选项C错误;对于D,M∩N=≠P,故选项D错误.故选A.2.分析:根据基本不等式的性质,进行判断即可.解:∵a,b∈R+,且a≠b,∴a+b>2,∴<,而=>0,∴<,故选B.3.分析:利用均值不等式及其变形进行解答.解:∵x,y∈R+,x+y=S,xy=P,∴S=x+y≥2=2①,当且仅当x=y时取等号;∴如果P 是定值,那么当且仅当x=y时S的值最小,故A、C错误;由①得,P≤=,当且仅当x=y时取等号;∴如果S是定值,那么当且仅当x=y时P的值最大,故D正确,B错误.故选D.4.分析:依题意,当取得最大值时x=2y,代入所求关系式f(y)=+﹣,利用配方法即可求得其最大值.解:∵x2﹣3xy+4y2﹣z=0,∴z=x2﹣3xy+4y2,又x,y,z均为正实数,∴==≤=1(当且仅当x=2y时取“=”),∴=1,此时,x=2y.∴z=x2﹣3xy+4y2=(2y)2﹣3×2y×y+4y2=2y2,∴+﹣=+﹣=﹣+1≤1,当且仅当y=1时取得“=”,满足题意.∴的最大值为1.故选B.5.分析:利用重要不等式的性质即可得出.解:由m2+n2=100,可得:100≥2mn,解得mn≤50,当且仅当m=n=±5时取等号.则mn的最大值是50.故选B.6.分析:利用基本不等式求解最值的三个条件:一正、二定、三相等,对四个选项逐一分析判断即可.解:对于A,因为a、b为正实数,所以,故,当且仅当,即a=b时取等号,故选项A正确;对于B,因为x2≥0,所以x2+1≥1,则,故选项B错误;对于C,当a<0时,,故选项C错误;对于D,因为xy<0,则,所以,当且仅当,即x=﹣y时取等号,故选项D正确.故选AD.7.分析:由已知a>0,b>0,不等式恒成立,转化成新函数的最小值问题.解:由已知a>0,b>0,不等式恒成立,所以m≤(+)(a+4b)恒成立,转化成求y=(+)(a+4b)的最小值,y=(+)(a+4b)=8++≥16,所以m≤16.故选C.8.分析:根据xy=x(1﹣2x)=﹣2(x﹣)2+≤,即可求出最大值.解:∵实数x,y满足2x+y=1,∴y=1﹣2x,∴xy=x(1﹣2x)=﹣2x2+x=﹣2(x﹣)2+≤,当x=,y=时取等号,故选C.9.分析:由a+b=1,根据逐一判断即可.解:∵a>0,b>0,且a+b=1;∴;∴;∴ab有最大值,∴选项A正确;+,,∴的最小值不是,∴B错误;,∴有最小值4,∴C正确;a2+b2≥2ab,,∴a2+b2的最小值不是,∴D错误.故选AC.10.分析:可利用“1”的代换,根据x+(4﹣x)=4配凑应用基本不等式.解:∵0<x<4,则=[x+(4﹣x)]()=(10++)≥(10+2)=4,当且仅当,即x=1时取等号.故选C.11.分析:利用题意首先确定m,n的关系式,然后结合均值不等式的结论整理计算即可求得最终结果.解:由指数函数的性质可得 A(1,﹣1),点在直线上,则:m+n﹣1=0,m+n=1.则:,当且仅当时等号成立.综上可得:的最小值为.故答案为:.12.分析:先求出比例系数,再得出运费与仓储费之和,利用基本不等式可求最值.解:设工厂和仓库之间的距离为x千米,运费为y1万元,仓储费为y2万元,则y1=k1x,y2=.∵工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费用为5万元,∴k1=5,k2=20,∴运费与仓储费之和为5x+,∵5x+≥=20,当且仅当5x=,即x=2时,运费与仓储费之和最小为20万元,故答案为:2,2013.分析:由题意可得m≤[(a+b+c)(++)]min,由柯西不等式可得其最小值,注意检验等号成立的条件,即可得到所求最大值.解:不等式恒成立,即为m≤[(a+b+c)(++)]min,由柯西不等式可得(a+b+c)(++)=[()2+()2+()2][()2+()2+()2]≥(•+•+ )2=(1+1+)2=6+4,当且仅当a=b=c,即a2+b2=c2时,上式取得等号.则[(a+b+c)(++)]min=6+4,所以m≤6+4,即m的最大值为6+4,故答案为:6+4.14.分析:由题意知,BE=4里,AG=2.5里,由△BEF∽△FGA,可知EF•FG=10里,再利用均值不等式求出EF+FG的最小值,进而得解.解:由题意知,BE=1200步=4里,AG=750步=2.5里,因为△BEF∽△FGA,所以=,所以EF•FG=BE•AG=4×2.5=10里,所以EF+FG≥2=2,当且仅当EF=FG=时,等号成立,而该小城的周长为4(EF+FG)≥8,所以该小城的周长的最小值为8里.故答案为:8.15.分析:a,b∈R+,且a+b++=5,利用基本不等式的性质可得:5=(a+b)≥(a+b),当且仅当a=b=2或时取等号.令a+b=t,化为:(t﹣1)(t﹣4)≤0,解出即可得出.解:∵a,b∈R+,且a+b++=5,则5=(a+b)≥(a+b),当且仅当a=b=2或时取等号.令a+b=t,化为:(t﹣1)(t﹣4)≤0,解得1≤t≤4.∴a+b的取值范围是[1,4].故答案为:[1,4].16.分析:利用基本不等式的结论求出,然后将不等式恒成立转化为,即可得到答案.解:因为x、y都为正数,且x+y=4,所以,当且仅当时取等号,故,因为不等式恒成立,则,所以实数m的取值范围是.故答案为:.17.分析:根据题意,设直角三角形的直角边分别为a,b,由勾股定理可得a2+b2=25,利用基本不等式的性质可得S=ab≤(a2+b2)=,即可得答案.解:根据题意,设直角三角形的直角边分别为a,b,由题意知斜边长等于5,则a2+b2=25,则有S =ab≤(a2+b2)=,当且仅当a=b时等号成立,故这个直角三角形的面积的最大值等于;故答案为:.18.分析:由题意可知,t相当于最后一辆车行驶了50个km+400km所用的时间,利用基本不等式,即可得出结论.解:设全部物资到达灾区所需时间为t小时,由题意可知,t相当于最后一辆车行驶了50个km+400km所用的时间,因此,t==+≥2=10.当且仅当=,即v=80时取“=”.故这些汽车以80km/h的速度匀速行驶时,所需时间最少要10小时.故答案为:1019.分析:首先右边是xy的形式,左边是2x+y和常数的和的形式,考虑把左边也转化成xy的形式,使形式统一.可以猜想到应用基本不等式.转化后变成关于xy的不等式,可把xy看成整体换元后,求最小值.解:由条件利用基本不等式可得,令xy=t2,即 t=>0,可得.即得到可解得.又注意到t>0,故解为,所以xy≥18.故答案应为18.20.分析:利用基本不等式,根据xy≤把题设等式整理成关于x+y的不等式,求得其范围,则x+y的最大值可得.解:∵x2+y2+xy=1,∴(x+y)2=1+xy,∵xy≤,∴(x+y)2﹣1≤,整理求得﹣≤x+y≤,∴x+y的最大值是,故答案为:21.分析:利用基本不等式可得,同理,,三式相加即可得证.证明:∵a,b,c均为正实数,∴,当且仅当a+1=2,即a=1时取等号;同理,当且仅当b+1=2,即b=1时取等号;,当且仅当c+1=2,即c=1时取等号.以上三个不等式相加,可得.∴,当且仅当a=b=c=1时取等号.22.分析:(1)由分析法,只可证明(a﹣c)()>0,再由基本不等式证明;(2)只需(a﹣c)()>0,左边=2﹣p+≥4﹣p,即可求得p值.解:(1)证明:由a>b>c,得a﹣b>0,b﹣c>0,a﹣c>0,要证,只要证(a ﹣c)()>0,左边=[(a﹣b)+(b﹣c)]()=1+>0,当且仅当a﹣b=b﹣c,即a+c=2b时等号成立;(2)解:要使,只需(a﹣c)()>0,左边=[(a﹣b)+(b ﹣c)]()=2﹣p+≥4﹣p>0,则p<4,∵p∈N*,∴可取p=2或3.取p=2,问题转化为>0.证明如下:要证>0,只需证明(a﹣c)()>0,左边=[(a﹣b)+(b﹣c)]()=≥>0,当且仅当a﹣b=b﹣c,即a+c=2b时等号成立.23.分析:根据基本不等式即可求出.解:∵0<x<1,∴4﹣3x>0,∴x(4﹣3x)=•3x(4﹣3x)≤×()2=,当且仅当3x=4﹣3x时,即x=时取等号,故x(4﹣3x)取得最大值时x的值为.24.分析:先将函数解析式整理成基本不等式的形式,然后利用基本不等式求得函数的最大值和此时x的取值即可.解:∵∴5﹣4x>0,∴=﹣(5﹣4x+)+3≤﹣2+3=1,当且=1.∴函数的最大值仅当5﹣4x=,即x=1时,上式成立,故当x=1时,ymax为1.25.分析:先利用换元法得到f(t)=t++2,然后结合基本不等式可求.解:设x﹣1=t(t>0),则x=t+1,∴f(t)==t++2+2,当且仅当t=时取等号,∴函数的最小值为2+2.26.分析:(1)将所求的式子进行化简变形,转化为乘积为定值的结构,然后利用基本不等式求解最值即可;(2)将已知的等式变形为,然后利用“1”的代换将所求式子进行变形,再利用基本不等式求解最值即可.解:(1)因为x>1,则x﹣1>0,所以函数==≥=,当且仅当,即x=时取等号,所以函数的最小值为.(2)因为x+3y=5xy,则,又x,y均为正数,所以3x+4y=(3x+4y)=≥=5,当且仅当且,即时取等号,所以3x+4y的最小值为5.27.分析:把已知2x+8y﹣xy=0,变形为,而x+y=,展开再利用基本不等式的性质即可.解:由2x+8y﹣xy=0,及x>0,y>0,得.∴x+y==10+2=18,当且仅当,,即x=12,y=6时取等号.∴x+y的最小值为18.故答案为18.28.分析:化简==﹣[(1﹣x)+],根据基本不等式即可求出.解:∵﹣4<x<1,∴1﹣x>0,∴==[(x﹣1)+]=﹣[(1﹣x)+]≤﹣×2=﹣1,当且仅当1﹣x=时,即x=0时取等号,故的最大值为﹣1.29.分析:由于x>0,利用基本不等式可得y=x+≥4,满足等号成立的条件,于是问题解决.解:∵x>0,∴y=x+≥2=4,当且仅当x=,即x=2时取“=”.故y=x+的最小值为4,当x=2时,有最小值.30.分析:根据题意,由0<x<可得3﹣2x>0,则可以将4x(3﹣2x)变形为2[2x(3﹣2x)],再由基本不等式的性质可得2[2x(3﹣2x)]≤2()2,即可得答案.解:∵0<x<,∴3﹣2x>0,则y=4x(3﹣2x)=2[2x(3﹣2x)]≤2()2=,当且仅当2x=3﹣2x,即x=时等号成立,答:当0<x<时,函数y=4x(3﹣2x)的最大值为.31.分析:直接利用基本不等式的应用求出结果.解:由于x>2,所以x﹣2>0;故+2+2≥6,当且仅当x=4时,等号成立.故最小值为6.32.分析:利用“乘1法”与基本不等式的性质即可得出.解:因为x>0,y>0,所以x+y=(x+y)()=10++≥10+2=16,当且仅当=,即x=4,y=12时取等号,所以x+y的最小值为16.33.分析:先利用基本不等式求出的最小值,然后将所求函数转化为,即可得到答案.解:因为x∈(0,+∞),所以,当且仅当,即x=时取等号,则=,所以的最大值为.34.分析:(1)由题目中产品的年销售量x万件与年促销费用m万元的函数关系式为:,当m=0时,x=1,可得k的值,即得x关于m的解析式;又每件产品的销售价格为1.5倍的成本,可得利润y与促销费用之间的关系式;(2)对(1)利润函数解析式进行变形,进而利用基本不等式求最大值即可.解:(1)由题意知,当m=0时,x=1,∴1=3﹣k,即k=2,∴;每件产品的销售价格为1.5×(万元),∴利润函数y=x[1.5×]﹣(8+16x+m)=4+8x﹣m=4+8(3﹣)﹣m=﹣[+(m+1)]+29(m≥0).(2)因为利润函数y=﹣[+(m+1)]+29(m≥0),所以,当m≥0时,+(m+1)≥2==21(万元).所以,该厂家8,∴y≤﹣8+29=21,当且仅当=m+1,即m=3(万元)时,ymax2013年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大,最大为21万元.35.分析:(1)设AD=x,DQ=y,由题意可得x2+4xy=200,把y用含有x的代数式表示,即可求得总造价S关于x的函数关系式(2)把(1)中的函数解析式利用基本不等式求最值得答案.解:(1)设AD=x,DQ=y,则x2+4xy=200,∴y=,则S==38000+(0);(2)S=38000+≥38000+2=38000+2=118000(0<x <),当且仅当4000x2=,即x=时上式等号成立.故当AD的长为米时,总造价S有最小值118000元.36.分析:(1)根据2021年的利润等于年销售额减去固定成本和另投入成本,分段求出利润W(x)关于x的解析式即可.(2)根据(1)求出的利润W(x)的函数解析式,分别利用二次函数的性质和基本不等式求出每段上的最大值,取两者中较大的利润值,即为年企业最大利润.解:(1)由题意可知,2021年的利润等于年销售额减去固定成本和另投入成本,①当0<x<40时,W(x)=0.7×1000x﹣(10x2+100x+1000)﹣250=﹣10x2+600x﹣1250,②当x≥40时,W(x)=0.7×1000x﹣(701x+﹣8450)﹣250=﹣(x+)+8200,所以W(x)=.(2)①当0<x<40时,W(x)=﹣10x2+600x﹣1250,此时函数W(x)为开口向下的二次函数,所以当x=30时,W(x)取得最大值,最大值为W(30)=7750(万元),②当x≥40时,W(x)=﹣(x+)+8200,因为x>0,所以x+=200,当且仅当x=即x=100时,等号成立.即当x=100时,W(x)取得最大值﹣200+8200=8000(万元),综上所述,当x=100时,W(x)的值最大,最大值为8000(万元),故当2021年产量为100千部时,企业所获利润最大,最大利润是8000万元.37.分析:由已知可求p:0<x<3,由¬p是¬q的必要条件可知p是q的充分条件,从而可得x2﹣mx+4≥0对于任意的x∈(0,3)恒成立,进而转化为m=对于任意的x∈(0,3)恒成立,利用基本不等式可求解:∵1<2x<8,∴p:0<x<3,∵¬p是¬q的必要条件,∴p是q的充分条件即p⇒q,∵x2﹣mx+4≥0对于任意的x∈(0,3)恒成立,∴m=对于任意的x∈(0,3)恒成立,∵=4,当且仅当x=即x=2时等号成立.∴m≤438.分析:(1)根据基本不等式的性质即可求解m的最小值;(2)根据a+b≤m恒成立,由(1)可得a+b的最大值为m,取绝对值即可求解;解:(1)∵a2+b2≥2ab,∴2a2+2b2≥(a+b)2,∴(a+b)2≤16,∴(a+b)≤4,故m≥4;(2)由2|x﹣1|+|x|≥a+b恒成立,由(1)可得a+b的最大值为4,故只需2|x﹣1|+|x|≥4,即:当x≥1时,2(x﹣1)+x≥4,解得:x≥2;当0≤x<1时,2(1﹣x)+x≥4,无解;当x<0时,2(1﹣x)﹣x≥4,解得;x,故得实数x的取值范围是.39.分析:(1)由题意利用基本不等式求得u=xy的最大值为10.(2)由题意利用基本不等式求得+的最小值为,可得 m2+4m≤,由此求得m的范围.解:(1)∵正实数x,y满足等式2x+5y=20≥2,∴≤10,∴xy≤10,∴u=xy的最大值为10.(2)∵=1,∴+=+=1+++≥+2=,当且仅当=时,等号成立,故+的最小值为.∵不等式恒成立,∴m2+4m≤,求得﹣≤m≤,即m的范围为[﹣,].40.分析:利用综合法,通过两数和的平方以及重要不等式即可得出.证明:∵a,b∈R,∴(a+b)2=a2+b2+2ab,∵a2+b2≥2ab,∴(a+b)2≥4ab,∴ab≤()2,当且仅当a=b>0时取等号.41.分析:(1)变形利用基本不等式的性质即可得出.(2)直接利用基本不等式的性质即可得出.解:(1)∵x>1,∴x+=x﹣1++1≥2+1=3,当且仅当x=2时取等号,因此x+的最小值为3.(2)由x(10﹣x)≥0,解得0≤x≤10.∴≤=5,当且仅当x=5时取等号.∴的最大值是5.42.分析:设底面的长为x,宽为y,则y=,设房屋总造价为f(x),由题意可得:f(x)=3600x++5800,再利用基本不等式即可得x=8时,f(x)的值最小,故当房屋底面的长为8m,宽为6m时,这时的房屋总造价最低,最低总造价是63400元.解:如图所示,设底面的长为x,宽为,则xy=48,∴y=,设房屋总造价为f(x),由题意可得:f(x)=3x•1200+3××800×2+5800=3600x++5800≥+5800=63400,当且仅当,即x=8时,等号成立,故当房屋底面的长为8m,宽为6m 时,这时的房屋总造价最低,最低总造价是63400元.(2)43.分析:(1)根据几何图形的面积即可得到函数的解析式,并求出函数的定义域,即可得到答案.设正十字形的外接圆的直径为d,则,利用基本不等式可以求出d的最小值,进而求出外接圆面积的最小值.解:(1)由题意可得:,则,∵y>x,∴,解得,∴y关于x的解析式为(0<x<).(2)设正十字形的外接圆的直径为d,由图可知=,当且仅当时,不等式等号成立,所以正十字形的外接圆直径d的最小值为,则半径的最小值为.所以正十字形的外接圆面积最小值为.此时.所以当时正十字形的外接圆面积最小,最小值为.。
高一基本不等式及其应用知识点+例题+练习 含答案

1.基本不等式ab ≤a +b2(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. 2.几个重要的不等式 (1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ). (2)b a +ab ≥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.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几何平均数不大于它们的算术平均数. 4.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值2p .(简记:积定和最小) (2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值p 24.(简记:和定积最大)【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y =x +1x 的最小值是2.( × )(2)函数f (x )=cos x +4cos x ,x ∈(0,π2)的最小值等于4.( × ) (3)“x >0且y >0”是“x y +yx ≥2”的充要条件.( × )(4)若a >0,则a 3+1a2的最小值为2a .( × )(5)不等式a 2+b 2≥2ab 与a +b2≥ab 有相同的成立条件.( × )1.(教材改编)设x >0,y >0,且x +y =18,则xy 的最大值为________. 答案 81解析 ∵x >0,y >0,∴x +y2≥xy ,即xy ≤(x +y2)2=81,当且仅当x =y =9时,(xy )max =81.2.若实数x ,y 满足x >y >0,且log 2x +log 2y =1,则x 2+y 2x -y 的最小值为________.答案 4解析 由log 2x +log 2y =1得xy =2,又x >y >0,所以x -y >0,x 2+y 2x -y =(x -y )2+2xy x -y =x -y +4x -y ≥2(x -y )·4x -y =4,当且仅当x -y =2,即x =1+3,y =3-1时取等号,所以x 2+y 2x -y的最小值为4.3.若函数f (x )=x +1x -2(x >2)在x =a 处取最小值,则a =________.答案 3解析 当x >2时,x -2>0,f (x )=(x -2)+1x -2+2≥2(x -2)×1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2(x >2),即x =3时取等号,即当f (x )取得最小值时,x =3,即a =3. 4.(教材改编)若把总长为20 m 的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是________ m 2. 答案 25解析 设矩形的一边为x m , 则另一边为12×(20-2x )=(10-x )m ,∴y =x (10-x )≤[x +(10-x )2]2=25,当且仅当x =10-x ,即x =5时,y max =25.5.(教材改编)已知x ,y ∈R +,且x +4y =1,则xy 的最大值为________. 答案116解析 1=x +4y ≥24xy =4xy ,∴xy ≤(14)2=116,当且仅当x =4y =12,即⎩⎨⎧x =12y =18时,(xy )max =116.题型一 利用基本不等式求最值命题点1 配凑法求最值例1 (1)已知x <54,则f (x )=4x -2+14x -5的最大值为________.(2)函数y =x 2+2x -1(x >1)的最小值为________.(3)函数y =x -1x +3+x -1的最大值为________.答案 (1)1 (2)23+2 (3)15解析 (1)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,等号成立.故f (x )=4x -2+14x -5的最大值为1.(2)y =x 2+2x -1=(x 2-2x +1)+(2x -2)+3x -1=(x -1)2+2(x -1)+3x -1=(x -1)+3x -1+2≥23+2.当且仅当(x -1)=3(x -1),即x =3+1时,等号成立.(3)令t =x -1≥0,则x =t 2+1,所以y =t t 2+1+3+t =tt 2+t +4.当t =0,即x =1时,y =0; 当t >0,即x >1时,y =1t +4t+1,因为t +4t ≥24=4(当且仅当t =2时取等号),所以y =1t +4t+1≤15,即y 的最大值为15(当t =2,即x =5时y 取得最大值).思维升华 (1)应用基本不等式解题一定要注意应用的前提:“一正”“二定”“三相等”.所谓“一正”是指正数,“二定”是指应用基本不等式求最值时,和或积为定值,“三相等”是指满足等号成立的条件.(2)在利用基本不等式求最值时,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.命题点2 常数代换或消元法求最值例2 (1)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是________. (2)(高考改编题)设a +b =2,b >0,则12|a |+|a |b 取最小值时,a 的值为________.答案 (1)5 (2)-2解析 (1)方法一 由x +3y =5xy 可得15y +35x=1,∴3x +4y =(3x +4y )(15y +35x )=95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5. (当且仅当3x 5y =12y 5x ,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 =13(y -15)+95+45-4y5y -1+4y=135+95·15y -15+4(y -15)≥135+23625=5, 当且仅当y =12时等号成立,∴(3x +4y )min =5.(2)∵a +b =2,∴12|a |+|a |b =24|a |+|a |b =a +b 4|a |+|a |b =a 4|a |+b 4|a |+|a |b ≥a 4|a |+2b 4|a |×|a |b =a4|a |+1, 当且仅当b 4|a |=|a |b 时等号成立.又a +b =2,b >0, ∴当b =-2a ,a =-2时,12|a |+|a |b取得最小值. 思维升华 条件最值的求解通常有两种方法:一是消元法,即根据条件建立两个量之间的函数关系,然后代入代数式转化为函数的最值求解;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法构造和或积为常数的式子,然后利用基本不等式求解最值.(1)已知x ,y ∈(0,+∞),2x -3=(12)y ,若1x +m y(m >0)的最小值为3,则m =________.(2)已知x >0,y >0,x +3y +xy =9,则x +3y 的最小值为________. 答案 (1)4 (2)6解析 (1)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 =mxy 时取等号)∴13(1+m +2m )=3, 解得m =4.(2)由已知得x =9-3y1+y .方法一 (消元法) ∵x >0,y >0,∴y <3, ∴x +3y =9-3y 1+y +3y =3y 2+91+y=3(1+y )2-6(1+y )+121+y =121+y +(3y +3)-6≥2121+y·(3y +3)-6=6, 当且仅当121+y =3y +3,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 2)2,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.题型二 基本不等式与学科知识的综合命题点1 用基本不等式求解与其他知识结合的最值问题例3 (1)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________.(2)已知a >0,b >0,a ,b 的等比中项是1,且m =b +1a ,n =a +1b ,则m +n 的最小值是________.答案 (1)9 (2)4解析 (1)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 +bc +5.因为b ,c >0, 所以4c b +b c≥24c b ·bc=4. 当且仅当4c b =bc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.(2)由题意知:ab =1,∴m =b +1a =2b ,n =a +1b=2a ,∴m +n =2(a +b )≥4ab =4,当且仅当a =b =1时,等号成立. 命题点2 求参数的值或取值范围例4 已知a >0,b >0,若不等式3a +1b ≥ma +3b 恒成立,则m 的最大值为________.答案 12解析 由3a +1b ≥ma +3b得m ≤(a +3b )(3a +1b )=9b a +ab+6.又9b a +ab +6≥29+6=12, ∴m ≤12,∴m 的最大值为12.思维升华 (1)应用基本不等式判断不等式是否成立:对所给不等式(或式子)变形,然后利用基本不等式求解.(2)条件不等式的最值问题:通过条件转化成能利用基本不等式的形式求解.(3)求参数的值或范围:观察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,从而得参数的值或范围.(1)已知各项均为正数的等比数列{a n }满足a 7=a 6+2a 5,若存在两项a m ,a n 使得a m a n =4a 1,则1m +4n的最小值为________.(2)已知函数f (x )=x 2+ax +11x +1(a ∈R ),若对于任意x ∈N *,f (x )≥3恒成立,则a 的取值范围是________________________________________________________________________. 答案 (1)32 (2)[-83,+∞)解析 (1)由各项均为正数的等比数列{a n }满足a 7=a 6+2a 5,可得a 1q 6=a 1q 5+2a 1q 4, 所以q 2-q -2=0, 解得q =2或q =-1(舍去). 因为a m a n =4a 1,所以q m +n -2=16, 所以2m +n -2=24,所以m +n =6. 所以1m +4n =16(m +n )(1m +4n )=16(5+n m +4m n ) ≥16(5+2n m ·4m n )=32. 当且仅当n m =4mn 时,等号成立,故1m +4n 的最小值等于32. (2)对任意x ∈N *,f (x )≥3恒成立,即x 2+ax +11x +1≥3恒成立,即知a ≥-(x +8x )+3.设g (x )=x +8x ,x ∈N *,则g (2)=6,g (3)=173.∵g (2)>g (3),∴g (x )min =173.∴-(x +8x )+3≤-83, ∴a ≥-83,故a 的取值范围是[-83,+∞).题型三 不等式的实际应用例5 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(h),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 =130×18x +2×130360x ,x ∈[50,100].(或y =2 340x +1318x ,x ∈[50,100]).(2)y =130×18x +2×130360x ≥2610,当且仅当130×18x =2×130360x ,即x =1810,等号成立.故当x =1810千米/时时,这次行车的总费用最低,最低费用的值为2610元. 思维升华 (1)设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. (2)根据实际问题抽象出函数的解析式后,只需利用基本不等式求得函数的最值. (3)在求函数的最值时,一定要在定义域(使实际问题有意义的自变量的取值范围)内求解.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 -250(0<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 )≤1 200-210 000=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.9.忽视最值取得的条件致误典例 (1)已知x >0,y >0,且1x +2y =1,则x +y 的最小值是________.(2)函数y =1-2x -3x(x <0)的最小值为________.易错分析 (1)多次使用基本不等式,忽略等号成立的条件.如:1=1x +2y ≥22xy,∴xy ≥22,∴x +y ≥2xy ≥42,得(x +y )min =4 2.(2)没有注意到x <0这个条件误用基本不等式得2x +3x ≥2 6. 解析 (1)∵x >0,y >0, ∴x +y =(x +y )(1x +2y) =3+y x +2x y≥3+22(当且仅当y =2x 时取等号), ∴当x =2+1,y =2+2时,(x +y )min =3+2 2.(2)∵x <0,∴y =1-2x -3x =1+(-2x )+(-3x)≥1+2 (-2x )·3-x=1+26,当且仅当x =-62时取等号,故y 的最小值为1+2 6. 答案 (1)3+22 (2)1+2 6温馨提醒 (1)利用基本不等式求最值,一定要注意应用条件;(2)尽量避免多次使用基本不等式,若必须多次使用,一定要保证等号成立的条件一致.[方法与技巧]1.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,常常用于比较数(式)的大小或证明不等式,解决问题的关键是分析不等式两边的结构特点,选择好利用基本不等式的切入点.2.对于基本不等式,不仅要记住原始形式,而且还要掌握它的几种变形形式及公式的逆用等,例如:ab ≤(a +b 2)2≤a 2+b 22,ab ≤a +b 2≤ a 2+b 22(a >0,b >0)等,同时还要注意不等式成立的条件和等号成立的条件.3.对使用基本不等式时等号取不到的情况,可考虑使用函数y =x +m x(m >0)的单调性. [失误与防范]1.使用基本不等式求最值,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.2.连续使用基本不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.A 组 专项基础训练(时间:30分钟)1.下列不等式一定成立的是________.①lg(x 2+14)>lg x (x >0); ②sin x +1sin x≥2(x ≠k π,k ∈Z ); ③x 2+1≥2|x |(x ∈R );④1x 2+1>1(x ∈R ). 答案 ③解析 当x >0时,x 2+14≥2·x ·12=x , 所以lg(x 2+14)≥lg x (x >0), 故①不正确;运用基本不等式时需保证“一正”“二定“三相等”,而当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定,故②不正确;由基本不等式可知,③正确;当x =0时,有1x 2+1=1,故④不正确. 2.设非零实数a ,b ,则“a 2+b 2≥2ab ”是“a b +b a≥2成立”的__________条件. 答案 必要不充分解析 因为a ,b ∈R 时,都有a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,即a 2+b 2≥2ab ,而a b +b a≥2⇔ab >0, 所以“a 2+b 2≥2ab ”是“a b +b a≥2成立”的必要不充分条件. 3.已知a >0,b >0,a +b =2,则y =1a +4b的最小值是________. 答案 92解析 依题意,得1a +4b =12(1a +4b)·(a +b )=12[5+(b a +4a b )]≥12(5+2b a ·4a b )=92, 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =2,b a =4a b ,a >0,b >0,即a =23,b =43时取等号, 即1a +4b 的最小值是92. 4.(2014·重庆改编)若log 4(3a +4b )=log 2ab ,则a +b 的最小值是________.答案 7+4 3解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ ab >0,ab ≥0,3a +4b >0,所以⎩⎨⎧a >0,b >0. 又log 4(3a +4b )=log 2ab ,所以log 4(3a +4b )=log 4ab ,所以3a +4b =ab ,故4a +3b=1. 所以a +b =(a +b )(4a +3b )=7+3a b +4b a≥7+23a b ·4b a =7+43, 当且仅当3a b =4b a时取等号. 5.已知正数x ,y 满足x +2y -xy =0,则x +2y 的最小值为________.答案 8解析 由x +2y -xy =0,得2x +1y=1,且x >0,y >0. ∴x +2y =(x +2y )×(2x +1y )=4y x +x y+4≥4+4=8. 6.规定记号“⊗”表示一种运算,即a ⊗b =ab +a +b (a 、b 为正实数).若1⊗k =3,则k 的值为________,此时函数f (x )=k ⊗x x的最小值为________. 答案 1 3解析 1⊗k =k +1+k =3,即k +k -2=0,∴k =1或k =-2(舍去).∴k =1.f (x )=1⊗x x =x +x +1x =1+x +1x≥1+2=3, 当且仅当x =1x ,即x =1时等号成立. 7.已知x >0,y >0,且4xy -x -2y =4,则xy 的最小值为________.答案 2解析 ∵x >0,y >0,x +2y ≥22xy ,∴4xy -(x +2y )≤4xy -22xy ,∴4≤4xy -22xy , 即(2xy -2)(2xy +1)≥0,∴2xy ≥2,∴xy ≥2.8.若正数a ,b 满足1a +1b =1,则1a -1+9b -1的最小值是________. 答案 6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,所以1a -1+9b -1=1a -1+9a a -1-1=1a -1+9(a -1)≥21a -1·9(a -1)=6,当且仅当1a -1=9(a -1),即a =43时等号成立,所以最小值为6.9.若当x >-3时,不等式a ≤x +2x +3恒成立,则a 的取值范围是________. 答案 (-∞,22-3]解析 设f (x )=x +2x +3=(x +3)+2x +3-3, 因为x >-3,所以x +3>0,故f (x )≥2(x +3)×2x +3-3=22-3, 当且仅当x =2-3时等号成立,所以a 的取值范围是(-∞,22-3].10.若关于x 的方程9x +(4+a )3x +4=0有解,则实数a 的取值范围是________. 答案 (-∞,-8]解析 分离变量得-(4+a )=3x +43x ≥4,得a ≤-8. 11.(2015·南通二模)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,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+2 5y 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 =1010-203,y =20-4103.∴1x +1y 的最小值为7+21020. B 组 专项能力提升(时间:20分钟)12.设x ,y 均为正实数,且32+x +32+y=1,则xy 的最小值为________. 答案 16解析 由32+x +32+y=1得xy =8+x +y , ∵x ,y 均为正实数,∴xy =8+x +y ≥8+2xy (当且仅当x =y 时等号成立),即xy -2xy -8≥0,解得xy ≥4,即xy ≥16,∴xy 的最小值为16.13.已知m >0,a 1>a 2>0,则使得m 2+1m≥|a i x -2|(i =1,2)恒成立的x 的取值范围是________________________________________________________________________.答案 [0,4a 1] 解析 因为m 2+1m =m +1m≥2(当且仅当m =1时等号成立), 所以要使不等式恒成立,则2≥|a i x -2|(i =1,2)恒成立,即-2≤a i x -2≤2,所以0≤a i x ≤4,因为a 1>a 2>0, 所以⎩⎨⎧ 0≤x ≤4a 1,0≤x ≤4a 2,即0≤x ≤4a 1, 所以使不等式恒成立的x 的取值范围是[0,4a 1]. 14.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≤12.15.设a >0,b >0,若3是3a 与3b 的等比中项,则1a +1b的最小值为________. 答案 4解析 由题意知3a ·3b =3,即3a +b =3,∴a +b =1,∵a >0,b >0,∴1a +1b =⎝⎛⎭⎫1a +1b (a +b ) =2+b a +a b ≥2+2b a ·a b=4, 当且仅当a =b =12时,等号成立. 16.经市场调查,某旅游城市在过去的一个月内(以30天计),第t 天(1≤t ≤30,t ∈N *)的旅游人数f (t )(万人)近似地满足f (t )=4+1t,而人均消费g (t )(元)近似地满足g (t )=120-|t -20|. (1)求该城市的旅游日收益W (t )(万元)与时间t (1≤t ≤30,t ∈N *)的函数关系式;(2)求该城市旅游日收益的最小值.解 (1)W (t )=f (t )g (t )=(4+1t)(120-|t -20|) =⎩⎨⎧ 401+4t +100t , 1≤t ≤20,559+140t-4t , 20<t ≤30. (2)当t ∈[1,20]时,401+4t +100t ≥401+24t ·100t=441(t =5时取最小值). 当t ∈(20,30]时,因为W (t )=559+140t-4t 递减,所以t=30时,W(t)有最小值W(30)=4432,3所以t∈[1,30]时,W(t)的最小值为441万元.。
基本不等式专练(含答案)

基本不等式专练一、单选题(本大题共9小题,共45.0分)1. 若x ,y ∈R +,且3x +1y =5,则3x +4y 的最小值是( )A. 5B. 245C. 2√35D. 1952. 已知直线kx −y +2k −1=0恒过定点A ,点A 也在直线mx +ny +2=0上,其中m ,n 均为正数,则1m +2n 的最小值为( )A. 2B. 4C. 8D. 63. 若x >1,则4x +1+1x−1的最小值等于( )A. 6B. 9C. 4D. 14. 已知正实数a ,b 满足a +b =1,则2a 2+1a+2b 2+4b的最小值为( )A. 10B. 11C. 13D. 215. 当x >4时,不等式x +4x−4≥m 恒成立,则m 的取值阀内是( )A. m ≤8B. m <8C. m ≥8D. m >86. 正实数x,y 满足1x +1y =2,则x +2y 的( )A. 最小值为32+√2 B. 最大值为32+√2 C. 最小值为3+2√2D. 最大值为3+2√27. 如图所示,已知点G 是△ABC 的重心,过点G 作直线分别与AB ,AC 两边交于M ,N 两点(点N 与点C 不重合),设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =x AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =y AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,则1x +1y−1的最小值为( )A. 2B. 1+√2C. 32 D. 2+2√28. 实数a,b 满足a >0,b >0,a +b =4,则a 2a+1+b 2b+1的最小值是( )A. 4B. 6C. 32D. 839.两圆x2+y2+2ax+a2−4=0和x2+y2−4by−1+4b2=0恰有三条公切线,若a∈R,B∈R,且ab≠0,则1a2+1b2的最小值为()A. 49B. 109C. 1D. 3二、多选题(本大题共7小题,共35.0分)10.若正实数a,b满足a+b=1,则下列选项中正确的是()A. ab有最大值14B. √a+√b有最大值√2C. 3a−b>13D. 2a+1b有最小值9211.下列命题正确的有()A. 若a>b>c,ac>0,则bc(a−c)>0;B. 若x>0,y>0,x+y=2,则2x+2y的最大值为4C. 若x>0,y>0,x+y=xy,则x+2y+xy的最小值为5+2√6;D. 若实数a≥2,则log a+1(a+2)<a+2a+112.若a>0,b>0,且a+b=4,则下列不等式恒成立的是()A. 1a +1b≥1 B. √ab≤2 C. 1a2+b2≤18D. 0<1ab≤1413.已知a>0,b>0,下面四个结论正确的是()A. 2aba+b ≤a+b2;B.2222baba+≤+C. 若a>b,则c2a ≤c2b;D. 若1a+1+1b+1=1,则a+2b的最小值为22;14.下列各式中,最小值为4的是()A. y=x2+8xB. y=sinx+4sinx(0<x<π)C. y=e x+4e−xD. y=√x2+1+√x2+115.已知a>0,b>0,且a2+b2=1,则()A. a+b⩽√2B. 12<2a−b<2C. log2√a+log2√b⩾−12D. a2−b2>−116.下列命题为真命题的是A. 若a>b,则2a−b>12>1B. 若a>b>0,则lgalgbC. 若a>0,b>0,则√ab≥2aba+bD. 若a>b,则ac2>bc2三、单空题(本大题共2小题,共10.0分)+2(x>0)的最小值为______.17.函数y=x+4x18.已知正实数x,y满足2x+y=1,则xy的最大值为______.四、解答题(本大题共1小题,共12.0分)(x>3).19.已知函数f(x)=x+9x−3(1)求函数f(x)的最小值.(2)若不等式f(x)≥t2−t+7恒成立,求实数t的取值范围.答案和解析1.C解:分别过A ,B 向准线作垂线,垂足分别为A′,B′,由抛物线定义可知AA′=AF ,BB′=BF , 不妨设A 在P ,F 之间,∵PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =λ1AF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,PB ⃗⃗⃗⃗⃗ =λ2BF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴λ1>0,λ2<0,且PA =λ1AA′,PB =−λ2BB′, ∴λ1=PA AA′=1sin∠APA′,λ2=−PB BB′=−1sin∠BPB′, ∴λ1+λ2=0.2.A解:由AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =2BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,A 为抛物线E 的准线上一点得: x A =−p2,x B =0, ∴x C =p 4; ∴y C =±√22p ; 又F(p2,0), ∴k AF =k CF =±√22p−0p 4−p 2=±2√2;∴直线AF 的斜率为±2√2.3.D解:依题意可知点M 到点F 的距离等于点M 到直线x =−4的距离, 因此点M 的轨迹是抛物线,且p =8,顶点在原点,焦点在x 轴的正半轴上, 则点M 的轨迹方程为y 2=16x . 故选D .4.A解:∵x ,y ∈R +,且3x +1y =5,∴3x +4y =15(3x +4y)(3x +1y )=15(9+4+3x y+12y x)=135+35(x y +4yx)≥135+35⋅2√xy ⋅4y x=5,当且仅当xy =4yx,3x +1y =5即x =1,y =12时等号成立,5.B解:已知直线kx−y+2k−1=0整理得:y+1=k(x+2),直线恒过定点A,即A(−2,−1).点A也在直线mx+ny+2=0上,所以:2m+n=2.整理得:m+n2=1.由于m,n均为正数,则1m +2n=(m+n2)(1m+2n)=1+n2m+2mn+1≥2+2√n2m⋅2mn=4.6.B解:由x>1,得x−1>0,∵4x+1+1x−1=4(x−1)+1x−1+5≥2√4+5=9,当且仅当4(x−1)=1x−1,即x=32时,等号成立.7.B解:正实数a,b满足a+b=1,则2a2+1a +2b2+4b=2a+2b+1a+4b,=2+(1a +4b)(a+b),=7+ba +4ab≥7+4=11,当且仅当ba =4ab且a+b=1即b=23,a=13时取等号,8.A解:∵x>4,∴x−4>0,∴x+4x−4=x−4+4x−4+4≥2√(x−4)⋅4x−4+4=8当且仅当x−4=4x−4,即x=6时取等号,∵当x>4时,不等式x+4x−4≥m恒成立,∴只需m≤(x+4x−4)min=8.∴m的取值范围为:(−∞,8].9.A解:∵正实数x、y满足1x +1y=2,,当且仅当xy y x2 ,即x =√2y 时,等号成立, 所以x +2y 的最小值为32+√2,10.A解:∵G 为△ABC 的重心,∴AG ⃗⃗⃗⃗⃗ =23×12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=13(x AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +y AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ),且x ≥1,y >1, 又∵G 在线段MN 上,∴13x +13y =1,∴x +y =3, ∴x +(y −1)=2,∴1x +1y −1=12[x +(y −1)](1x +1y −1) =12(1+1+x y −1+y −1x) ≥12(2+2)=2,当且仅当{x =y −1x +(y −1)=2,即x =1,y =2时等号成立.11.D解:令a +1=m ,b +1=n ,则m >1,n >1,m +n =6. a 2a+1+b 2b+1=(m−1)2m+(n−1)2n=m +n +1m +1n −4=2+6mn ⩾2+6(m+n 2)2=83,当且仅当m =n =3时取等号.12.C解:由题意可得,两圆相外切,两圆的标准方程分别为(x +a)2+y 2=4,x 2+(y −2b)2=1,圆心分别为(−a,0),(0,2b),半径分别为2和1,故有√a 2+4b 2=3,∴a 2+4b 2=9, ∴a 2+4b 29=1,∴1a 2+1b 2=a 2+4b 29a 2+a 2+4b 29b 2=19+49+4b 29a 2+a 29b 2≥59+2√481=1,当且仅当4b 29a =a 29b,并且a 2+4b 2=9时,等号成立, 13.ABC解:对于选项A :∵ab ⩽(a+b 2)2=14(当且仅当a =b =12时取“= “),故选项A 正确;对于选项B:∵(√a+√b)2=a+b+2√ab⩽a+b+a+b=2,∴√a+√b≤√2(当且仅当a=b=12时取“=“),故选项B正确;对于选项C:∵正实数a,b满足a+b=1,∴a−b=2a−1>−1,∴3a−b>3−1=13,故选项C正确;对于选项D:∵a+b=1,∴2a+1b=(2a+1b)(a+b)=3+2ba+ab⩾3+2√2(当且仅当{a+b=12ba=ab时取“=“),故选项D错误.14.【答案】ACD解:由a>b>c,ac>0,可得a,b,c同号且a−c>0,所以bc(a−c)>0;故A正确;若x>0,y>0,x+y=2,则2x+2y⩾2√2x·2y=2√2x+y=4,当且仅当x=y=1时等号成立,所以2x+2y的最小值为4,故B错误;若x>0,y>0,x+y=xy,则1x +1y=1,所以x+2y+xy=2x+3y=(2x+3y)(1x +1y)=5+3yx+2xy⩾5+2√3yx·2xy=5+2√6,当且仅当3y2=2x2时等号成立,故C正确;令f(x)=lnxx ,则f′(x)=1−lnxx2<0在x∈(e,+∞)上恒成立,所以函数f(x)=lnxx在(e,+∞)上单调递减,因为a≥2,a+1≥3,所以log a+1(a+2)<a+2a+1⇔ln(a+2)ln(a+1)<a+2a+1⇔ln(a+2)a+2<ln(a+1)a+1;故选项D正确.15.ABC解:由题意得4=a+b⩾2√ab(当且仅当a=b时,等号成立)则√ab⩽2,故B正确,则1ab ⩾14,故D错误;因为1a +1b=a+bab=4ab⩾1,故A正确;因为a2+b2=(a+b)2−2ab⩾8,则1a2+b2≤18,故C正确.故选ABC .16.ACD解:对于A.∵a 2+b 2⩾2ab,∴(a +b )2⩾4ab,a >0,b >0,∴2aba+b ⩽a+b 2,A 成立;对于B.当a =b =1时1>1不成立,B 错误; 对于C .a >b >0⇒0<1a<1b,c 2⩾0,∴c 2a⩽c 2b,C 成立;对于D.∵a +2b +3=(a +1)+2(b +1)=[(a +1)+2(b +1)](1a+1+1b+1) =1+2+a+1b+1+2(b+1)a+1⩾3+2√2,当且仅当a+1b+1=2(b+1)a+1时,即a =√2,b =√22时等号成立,故a +2b 的最小值为2√2.故选ACD .17.CD解: 对于A ,当x <0时,y <0,则y =x2+8x 无最小值,A 不符合题意; 对于B ,由0<x <π,得0<sinx ≤1, 又,当即sinx =2时,取等号,而sin x 的最大值为1,所以等号取不到,所以的最小值不是4,即B 不符合题意;对于C ,y =e x +4e −x ≥2√e x ×4e −x =4,当且仅当e x =4e −x 即x =ln2时,取等号, 所以y =e x +4e −x 最小值为4,C 符合题意; 对于D ,y =√x 2+1+√x 2+1≥2√√x 2+1×4√x 2+1=4,当且仅当√x 2+1=√x 2+1,即x =±√3时,取等号, 所以y =√x 2+1+√x 2+1 的最小值为4,所以符合题意.18.ABD解:对于A ,,则a +b ⩽ √2,当且仅当a =b 时取“=”号,A 正确; B .(a −b)2=a 2+b 2−2ab <a 2+b 2=1, 故−1<a −b <1,由2−1<2a−b <21,即12<a −b <2,B 正确;对于C ,取a =14,b =√154,则log 2√b <0,故log 2√a +log 2√b =−1+log 2√b <−1,C 错误;对于D ,b 2<1,则−b 2>−1,故a 2−b 2>−1,D 正确.19.AC解:对A ,若a >b ,则a −b >0,由指数函数性质知2a−b >20=1>12,A 正确; 对B ,若a >b >0,取a =2,b =12,则lg alg b =−1,不满足lgalgb >1,故B 错误; 对C ,若a >0,b >0,则a +b ⩾2√ab ,则2aba+b ⩽2√ab =√ab ,当且仅当a =b 时,等号成立,C 正确;对D ,当c =0时,结论不成立,故D 错误.20.6解:∵x >0,∴函数y =x +4x+2≥2√x ⋅4x+2=2×2+2=6当且仅当x =4x ,x >0,即x =2时,上式取等号.21.18解:根据题意,正实数x ,y 满足2x +y =1, 则xy =12(2x)y ≤12(2x+y 2)2=12×14=18,当且仅当2x =y =12,时等号成立, 即xy 的最大值为18;22.解:(1)因为x >3,所以x −3>0,所以f(x)=x +9x−3=(x −3)+9x−3+3, ≥2√(x −3)⋅9x−3+3=9,当且仅当x −3=9x−3,即(x −3)2=9时,上式取得等号, 又因为x >3,所以x =6,所以当x =6时,函数f(x)的最小值是9; (2)由(1)知f(x)的最小值是9,∴不等式f(x)≥t 2−t +7恒成立等价于9≥t 2−t +7, 即t 2−t −2≤0,解得:−1≤t ≤2,即实数t的取值范围是[−1,2].。
高中不等式基本知识点和练习题(含答案)

不等式的基本知识(一)不等式与不等关系1、应用不等式(组)表示不等关系;不等式的主要性质:(1)对称性: (2)传递性:a b b a <⇔>ca cb b a >⇒>>,(3)加法法则:;(同向可加)c b c a b a +>+⇒>d b c a d c b a +>+⇒>>,(4)乘法法则:; bc ac c b a >⇒>>0,bcac c b a <⇒<>0,(同向同正可乘)bd ac d c b a >⇒>>>>0,0(5)倒数法则: (6)乘方法则:b a ab b a 110,<⇒>>)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a n n 且(7)开方法则:)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a n n 且2、应用不等式的性质比较两个实数的大小:作差法(作差——变形——判断符号——结论)3、应用不等式性质证明不等式(二)解不等式1、一元二次不等式的解法一元二次不等式的解集:()00022≠<++>++a c bx ax c bx ax 或设相应的一元二次方程的两根为,,则不等式的解的各种情()002≠=++a c bx ax 2121x x x x ≤且、ac b 42-=∆况如下表:2、简单的一元高次不等式的解法:标根法:其步骤是:(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;并注意奇穿偶不穿;(3)根据曲线显现()f x 的符号变化规律,写出不等式的解集。
()()()如:x x x +--<1120233、分式不等式的解法:分式不等式的一般解题思路是先移项使右边为0,再通分并将分子分母分解因式,并使每一个因式中最高次项的系数为正,最后用标根法求解。
不等式专题 含答案

且 知 㐮.
18. 已知实数 , , 均大于 ㌲. (1)求证: (2)若 ꨀ ꨀ 知 t,求证: ꨀ ꨀ
ꨀ
ꨀ ꨀ ; ꨀ
ꨀ
ꨀ
ꨀ
t.
19. 已知函数
(1)求实数 的最大值; (2)当 取最大时,求不等式
知
sin
ꨀ
cos
,
㌲t ꨀ
π
,且
恒成立.
ꨀ
t
㐮 的解集.
20. 已知函数
(1)求实数 的最大值;
知
保留 t m 宽的通道,沿前侧内墙保留 洠 m 宽的空地.当矩形温室的边长各为多少时?蔬菜的种植
28. (1)若
(2)设 , 为实数,若
㌲,
㌲, ꨀ
ꨀ
知 t,求证: ꨀ ꨀ
知 t ,求
t
t
. ꨀ 的最大值.
29. (1)求函数 (2)解关于
的不等式:
知
ꨀ
ꨀt
洠 ꨀt
㌲ 的最小值,并求相应的 ꨀ ꨀt ㌲
知 t 的切线 交椭圆 h 于 ,t 两点,求弦长
t 的最大值.
15. 定义 (1)当 ㌲ .
知
的零点
㌲
为
的不动点,已知函数 的不动点;
(2)对于任意实数 ,函数 (3)若函数
知 t, 知
知
ꨀ
ꨀt
ꨀ
t
时,求函数
恒有两个相异的不动点,求实数 t,求实数 的最小值.
的取值范围;
只有一个零点且
16. 已知函数, (1)当 (2)当
知 cos
的最大值,并写出使
洠
π
ꨀ cos .
取最大值时
的集合; t ꨀ h 知 , ꨀ 知 ,求
高中试卷-2.2 基本不等式 练习(1)(含答案)

第二章 一元二次函数、方程和不等式2.2等式性质与不等式性质(共2课时)(第1课时)一、选择题1.(2019·内蒙古集宁一中高一期末)下列不等式一定成立的是( )A .a b2B .a b 2≤C .x +1x ≥2D .x 2+1x 2≥2【答案】D【解析】当a ,b ,x 都为负数时,A,C 选项不正确.当a ,b 为正数时,B 选项不正确.根据基本不等式,有x 2+1x 2≥=2,故选D.2.(2019山东师范大学附中高一期中)已知x >0,函数9y x x=+的最小值是( )A .2B .4C .6D .8【答案】C【解析】∵x >0,∴函数96y x x =+³=,当且仅当x=3时取等号,∴y 的最小值是6.故选:C .3.(2019广东高一期末)若正实数a ,b 满足a +b =1,则下列说法正确的是( )A .ab 有最小值14BC .1a +1b 有最小值4D .a 2+b 2【答案】C【解析】∵a >0,b >0,且a +b =1;∴1=a +b ≥∴ab ≤14;∴ab 有最大值14,∴选项A 错误;=a +b =1+1+=2,∴B 项错误.1a+1b ==1ab ≥4,∴1a +1b 有最小值4,∴C 正确;a 2+b 2=(a +b )2―2ab =1―2ab ≥1―2×14=12,∴a 2+b 2的最小值是12,不是∴D 错误.4.(2019·柳州市第二中学高一期末)若x >―5,则x +4x 5的最小值为( )A .-1B .3C .-3D .1【解析】x +4x5=x +5+4x 5―5≥2×2―5=―1,当且仅当x =―3时等号成立,故选A.5.(2019吉林高一月考)若()12f x x x =+- (2)x >在x n =处取得最小值,则n =( )A .52B .3C .72D .4【答案】B 【解析】:当且仅当时,等号成立;所以,故选B.6.(2019·广西桂林中学高一期中)已知5x 2³,则f(x)= 24524x x x -+-有A .最大值B .最小值C .最大值1D .最小值1【答案】D【解析】()()()2211112122222x f x x x x -+éù==-+³=ê--ëû当122x x -=-即3x =或1(舍去)时, ()f x 取得最小值1二、填空题7.(2019·宁夏银川一中高一期末)当1x £-时,1()1f x x x =++的最大值为__________.【答案】-3.【解析】当1x £-时,()11[(1)111f x x x x x =+=--+--++又1(1)21x x -+-³+,()11[(1)1311f x x x x x =+=--+--£-++,故答案为:-38.(2019·上海市北虹高级中学高一期末)若0m >,0n >,1m n +=,且41m n+的最小值是___.【答案】9【解析】∵0m >,0n >,1m n +=,4()5414519n m m n m n m n m n æö\+=++=+++=ç÷èø…,当且仅当12,33n m == 时“=”成立,故答案为9.9.(2019·浙江高一期末)已知0a >,0b >,若不等式212ma b a b+³+恒成立,则m 的最大值为【答案】9.【解析】由212m a b a b +³+得()212m a b a b æö£++ç÷èø恒成立,而()212225a b a b a b b a æö++=++ç÷èø5549³+=+=,故9m £,所以m 的最大值为9.10.(2019·浙江高一月考)设函数24()(2)(0)f x x x x x=-++>.若()4f x =,则x =________.【答案】2【解析】因为2(2)0y x =-³,当2x =时,取最小值;又0x >时,44y x x=+³=,当且仅当06(,),即2x =时,取最小值;所以当且仅当2x =时,24()(2)f x x x x=-++取最小值(2)4f =.即()4f x =时,2x =.故答案为2三、解答题11.(2016·江苏高一期中)已知a >0,b >0,且4a +b =1,求ab 的最大值;(2)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,求3x +4y 的最小值;(3)已知x <54,求f (x )=4x -2+145x -的最大值;【答案】(1)的最大值;(2)的最小值为5;(3)函数的最大值为【解析】(1),当且仅当,时取等号,故的最大值为(2),当且仅当即时取等号(3)当且仅当,即时,上式成立,故当时,函数的最大值为.12.(2019·福建高一期中)设0,0,1a b a b >>+= 求证:1118a b ab++³ 【答案】可以运用多种方法。
高中数学必修5基本不等式精选题目(附答案)

高中数学必修5基本不等式精选题目(附答案)1.重要不等式当a ,b 是任意实数时,有a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 2.基本不等式(1)有关概念:当a ,b 均为正数时,把a +b2叫做正数a ,b 的算术平均数,把ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.(2)不等式:当a ,b 是任意正实数时,a ,b 的几何平均数不大于它们的算术平均数,即ab ≤a +b2,当且仅当a =b 时,等号成立.(3)变形:ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22,a +b ≥2ab (其中a >0,b >0,当且仅当a=b 时等号成立).题型一:利用基本不等式比较大小1.已知m =a +1a -2(a >2),n =22-b 2(b ≠0),则m ,n 之间的大小关系是( ) A .m >n B .m <n C .m =nD .不确定2.若a >b >1,P =lg a ·lg b ,Q =12(lg a +lg b ),R =lg a +b 2,则P ,Q ,R 的大小关系是________.题型二:利用基本不等式证明不等式3.已知a ,b ,c 均为正实数, 求证:2b +3c -a a +a +3c -2b 2b +a +2b -3c3c ≥3.4.已知a ,b ,c 为正实数, 且a +b +c =1,求证:⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1≥8.题型三:利用基本不等式求最值5.已知lg a +lg b =2,求a +b 的最小值.6.已知x >0,y >0,且2x +3y =6,求xy 的最大值.7.已知x >0,y >0,1x +9y =1,求x +y 的最小值.8.已知a >0,b >0,2a +1b =16,若不等式2a +b ≥9m 恒成立,则m 的最大值为( )A .8B .7C .6D .5题型四:利用基本不等式解应用题9.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:(1)仓库面积S 的最大允许值是多少?(2)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?巩固练习:1.下列结论正确的是( ) A .当x >0且x ≠1时,lg x +1lg x ≥2 B .当x >0时,x +1x≥2 C .当x ≥2时,x +1x 的最小值为2 D .当0<x ≤2时,x -1x 无最大值2.下列各式中,对任何实数x 都成立的一个式子是( ) A .lg(x 2+1)≥lg(2x ) B .x 2+1>2x C.1x 2+1≤1 D .x +1x ≥23.设a ,b 为正数,且a +b ≤4,则下列各式中正确的一个是( ) A.1a +1b <1 B.1a +1b ≥1 C.1a +1b <2D.1a +1b ≥24.四个不相等的正数a ,b ,c ,d 成等差数列,则( ) A.a +d2>bcB.a +d2<bcC.a+d2=bc D.a+d2≤bc5.若x>0,y>0,且2x+8y=1,则xy有()A.最大值64B.最小值1 64C.最小值12D.最小值646.若a>0,b>0,且1a+1b=ab,则a3+b3的最小值为________.7.(2017·江苏高考)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x的值是________.8.若对任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,则a的取值范围是________.9.(1)已知x<3,求f(x)=4x-3+x的最大值;参考答案:1.解:因为a>2,所以a-2>0,又因为m=a+1a-2=(a-2)+1a-2+2,所以m≥2(a-2)·1a-2+2=4,由b≠0,得b2≠0,所以2-b2<2,n=22-b2<4,综上可知m>n.2.解:因为a>b>1,所以lg a>lg b>0,所以Q=12(lg a+lg b)>lg a·lg b=P;Q=12(lg a+lg b)=lg a+lg b=lg ab<lga+b2=R.所以P<Q<R.3.[证明]∵a,b,c均为正实数,∴2ba+a2b≥2(当且仅当a=2b时等号成立),3c a+a3c≥2(当且仅当a=3c时等号成立),3c 2b +2b3c ≥2(当且仅当2b =3c 时等号成立),将上述三式相加得⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b +⎝ ⎛⎭⎪⎫3c a +a 3c +⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2b +2b 3c ≥6(当且仅当a =2b =3c时等号成立),∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b -1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3c a +a 3c -1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2b +2b 3c -1≥3(当且仅当a =2b =3c 时等号成立),即2b +3c -a a +a +3c -2b 2b +a +2b -3c 3c ≥3(当且仅当a =2b =3c 时等号成立).4.证明:因为a ,b ,c 为正实数,且a +b +c =1, 所以1a -1=1-a a =b +c a ≥2bc a . 同理,1b -1≥2ac b ,1c -1≥2abc . 上述三个不等式两边均为正,相乘得⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1≥2bc a ·2ac b ·2abc =8,当且仅当a =b =c =13时,取等号.5.解:由lg a +lg b =2可得lg ab =2, 即ab =100,且a >0,b >0,因此由基本不等式可得a +b ≥2ab =2100 =20, 当且仅当a =b =10时,a +b 取到最小值20. 6.解:∵x >0,y >0,2x +3y =6, ∴xy =16(2x ·3y )≤16·⎝⎛⎭⎪⎫2x +3y 22=16·⎝ ⎛⎭⎪⎫622=32,当且仅当2x =3y ,即x =32,y =1时,xy 取到最大值32. 7.解:∵1x +9y =1, ∴x +y =(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +9y=1+9x y +y x +9=y x +9xy +10, 又∵x >0,y >0, ∴y x +9xy +10≥2y x ·9xy +10=16,当且仅当y x =9xy ,即y =3x 时,等号成立. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,1x +9y=1,得⎩⎨⎧x =4,y =12,即当x =4,y =12时,x +y 取得最小值16.8.解析:选C 由已知,可得6⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b =1,∴2a +b =6⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b ·(2a +b )=6⎝ ⎛⎭⎪⎫5+2a b +2b a ≥6×(5+4)=54,当且仅当2a b =2b a 时等号成立,∴9m ≤54,即m ≤6,故选C.9.[解] (1)设铁栅长为x 米,一堵砖墙长为y 米,而顶部面积为S =xy ,依题意得,40x +2×45y +20xy =3 200,由基本不等式得3 200≥240x ×90y +20xy =120xy +20xy , =120S +20S .所以S +6S -160≤0,即(S -10)(S +16)≤0, 故S ≤10,从而S ≤100,所以S 的最大允许值是100平方米,(2)取得最大值的条件是40x =90y 且xy =100, 求得x =15,即铁栅的长是15米. 练习:1.解析:选B A 中,当0<x <1时,lg x <0,lg x +1lg x ≥2不成立;由基本不等式知B 正确;C 中,由对勾函数的单调性,知x +1x 的最小值为52;D 中,由函数f (x )=x -1x 在区间(0,2]上单调递增,知x -1x 的最大值为32,故选B.2.解析:选C 对于A ,当x ≤0时,无意义,故A 不恒成立;对于B ,当x =1时,x 2+1=2x ,故B 不成立;对于D ,当x <0时,不成立.对于C ,x 2+1≥1,∴1x 2+1≤1成立.故选C. 3.解析:选B 因为ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22≤⎝ ⎛⎭⎪⎫422=4,所以1a +1b ≥21ab ≥214=1.4.解析:选A 因为a ,b ,c ,d 成等差数列,则a +d =b +c ,又因为a ,b ,c ,d 均大于0且不相等,所以b +c >2bc ,故a +d2>bc .5.解析:选D 由题意xy =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +8y xy =2y +8x ≥22y ·8x =8xy ,∴xy ≥8,即xy 有最小值64,等号成立的条件是x =4,y =16.6.解析:∵a >0,b >0,∴ab =1a +1b ≥21ab ,即ab ≥2,当且仅当a =b =2时取等号,∴a 3+b 3≥2(ab )3≥223=42,当且仅当a =b =2时取等号,则a 3+b 3的最小值为4 2.7.解析:由题意,一年购买600x 次,则总运费与总存储费用之和为600x ×6+4x =4⎝ ⎛⎭⎪⎫900x +x ≥8900x ·x =240,当且仅当x =30时取等号,故总运费与总存储费用之和最小时x 的值是30.8.解析:因为x >0,所以x +1x ≥2.当且仅当x =1时取等号, 所以有xx 2+3x +1=1x +1x +3≤12+3=15, 即x x 2+3x +1的最大值为15,故a ≥15. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫15,+∞(2)已知x ,y 是正实数,且x +y =4,求1x +3y 的最小值. 9.解:(1)∵x <3, ∴x -3<0,∴f (x )=4x -3+x =4x -3+(x -3)+3 =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤43-x +(3-x )+3≤-243-x·(3-x )+3=-1, 当且仅当43-x=3-x , 即x =1时取等号, ∴f (x )的最大值为-1. (2)∵x ,y 是正实数,∴(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +3y =4+⎝ ⎛⎭⎪⎫y x +3x y ≥4+2 3.当且仅当y x =3xy ,即x =2(3-1),y =2(3-3)时取“=”号. 又x +y =4, ∴1x +3y ≥1+32, 故1x +3y 的最小值为1+32.。
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高中数学基本不等式(含答案)
【习题1】已知实数0,>y x 且2=xy ,则8
482233+++y x y x 的最小值是 .
【答案】1
【习题2】若实数0>y ,x 且1=xy ,则y x 2+的最小值是 ,y
x y x 242
2++的最小
值是 . 【答案】 22,2
【习题3】已知,x y 满足方程210x y --=,当x >时,则
3537
12
x y x y m x y +-+-=
+--的最小值为_______. 【答案】8
【习题4】已知y x ,为实数,且1)2)((=-+y x y x ,则222y x +的最小值为_______. 【答案】3
3
22+
【习题5】已知a b ∈R ,,45222=+-b ab a ,则a b +的取值范围为 . 【答案】]22,22[-
【习题6】已知a b ∈R ,,45222=+-b ab a ,则ab 的最小值为 .
【答案】12-
【习题7】若实数y x ,满足02422=+++y y x x ,则y x +2的范围是 . 【答案】]0,2[-
【习题8】ABC ∆的三边,,a b c 成等差,且2
2221a b c ,则b 的取值范围
是 . 【答案】]7,6(
【习题9】已知,a b <二次不等式20ax bx c ++≥对任意实数x 恒成立,则
24a b c
M b a
++=
-的最小值为___________
【答案】8 【习题10】实数,x y 满足224545x xy y -+=,设22S x y =+,则
max
min
11S S += .
【答案】8
5
【习题11】非零向量,a b 夹角为60,且1a b -=,则a b +的取值范围为 . 【答案】]3,1(
【习题12】已知0,0<>b a ,且9)12)(14(-=+-b a ,若06)2(2≥---abx x b a 总成立,则正实数x 的取值范围是_______. 【答案】),1[+∞
【习题13】正实数y x ,满足11
1=+y
x ,则2210x y xy +-的最小值为 .
【答案】36-
【习题14】已知实数y x ,满足,32,0,0=+>>y x y x 则xy
y
x +3的最小值为 ,xy y x ++224 的最小值为 . 【答案】
3627+;8
45
【习题15】已知直线21ax by +=(其中0ab ≠)与圆221x y +=相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,且0120AOB ∠=,则
22
12
a b +
的最小值为 .
【答案】2
【习题16】设R b a ∈,,满足43=+-ab b a ,则33-+b a 的最小值是______. 【答案】332-
【习题17】已知正实数a ,b 满足:1a b +=,则
22
2a b
a b a b
+++的最大值是 . 【答案】
3
3
32+ 【习题18】已知正数y x ,满足1≤xy ,则y
x M 21111+++=的最小值为________. 【答案】222-
【习题19】已知0>a ,0>b ,且12122=+++b
a a ,则
b a +的最小值是_______,此时=a _______.
【答案】2
1
2+;2
【习题20】已知0,0a b >>,且1a b +=,则1122a b ⎛⎫⎛⎫
++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭
的最小值是 ;
2
21
ab
a +的最大值是 . 【答案】16;
4
1
3- 【习题21】已知实数x ,y 满足3xy x y -+=,且1x >,则(8)y x +的最小值是 ( ) A .33 B .26 C .25 D .21 【答案】C
【习题22】若实数,x y 满足2x y xy -+≥,则x y +的最小值是 . 【答案】2
【习题23】已知实数a ,b 满足:1
,2
a b R ≥∈,且||1a b +≤,则12b a +的取值范围是 .
【答案】]2
3
,12[-
【习题24】实数y x ,满足22222=+-y xy x ,则222y x +的最小值是________. 【答案】224-
【习题25】已知实数R b a ∈,,若32
2
=+-b ab a ,则1
)1(222
+++b a ab 的值域
为 .
【答案】]7
16
,0[
【习题26】设b a ,为正实数,则b
a b
b a a ++
+2的最小值为 . 【答案】222-
【习题27】若正数,x y 满足35x y xy +=,则34x y +的最小值是 . 【答案】5
【习题28】若存在正实数y ,使得
y
x x y xy 451
+=-,则实数x 的最大值为_________. 【答案】5
1
【习题29】若0x >,0y >,则
x
y
y x x ++2的最小值为___________. 【答案】2
1
2-
【习题30】已知正数y x ,满足y
x y
x xy 3+-=,则y 的最大值为__________,当且仅当___________.
【答案】3
1
;1=x
【习题31】已知,1,0=+>>b a b a 则b
b a 21
4+
-的最小值等于 . 【答案】9
【习题32】已知)0,0(24122<<-+=y x xy y x ,则y x 2+的取值范围为__________. 【答案】)1,2[--
【习题33】已知实数y x ,满足322=++y xy x ,则xy 的最小值为________,
22y xy x +-的最小值为_______.
【答案】3-,1
【习题34】已知实数b a ,满足122=+-b ab a ,则)(|2|b a b a +-的取值范围是________. 【答案】]3,3[-
【习题35】已知0>a ,0>b ,且满足ab a b a +=+23,则b a +2的最小值为________. 【答案】223+
【习题36】已知非负实数y x ,满足92422222=+++y x y xy x ,则xy y x ++)(22的最大值为 . 【答案】241+
【习题37】若164622=++xy y x ,R y x ∈,,则22y x -的最大值为_______.
【答案】5
1
【习题38】设正实数y x ,,则21
||y x
y x ++-的最小值为( )
A. 4
7
B. 2233
C. 2
D. 32
【答案】A
【习题39】已知b a ,均为正数,且1=+b a ,1>c ,则1
2
)121(2-+⋅-+c c ab a 的最小值为_________. 【答案】23
【习题40】设实数0,0>>y x 且满足k y x =+,则使不等式
2)2
2()1)(1(k
k y y x x +≥++恒成立的k 的最大值为______.
【答案】522+
【习题41】若1≥≥≥z y x ,且4=xyz ,则222222)(log )(log )(log z y x ++的取值范围是______.
【答案】]4,3
4
[
【习题42】已知正实数y x ,满足4232=++y x xy ,则y x xy 45++的最小值为
________. 【答案】55
【习题43】已知实数y x ,满足y
x
y
x
9933+=+,则y
x y
x 3
32727++的取值范围是_________.
【答案】9
[1,]8
【习题44】已知实数b a ,满足1=ab ,且32≥>b a ,则2
2b a b
a +-的最大值为
___________.
【答案】30
97
【习题45】若正数b a ,满足111a b +=,则19
11
a b +
--的最小值为( ) A .1 B .6 C .9 D .16
【答案】B 【习题
46】若正实数,x y 满足244x y xy ++=,且不等式
2(2)22340x y a a xy +++-≥恒成立,则实数a 的取值范围是 .
【答案】(]5,3,2⎡⎫
-∞-+∞⎪⎢⎣⎭
【习题47】已知y x ,为正实数,若12=+y x ,则xy
x
y x ++22的最小值为 .
【答案】222+
【习题48】若正数y x ,满足12422=+++y x y x ,则xy 的最大值为_________. 【答案】
4
3
2- 【习题49】若实数a 和b 满足132923242++=⨯+⋅-⨯b a b b a a , 则b a 32+的取值范围为__________________. 【答案】]2,1(
【习题50】设+∈R b a ,,4222=-+b a b a ,则b
a 1
1+的最小值是 【答案】24。