2013届高考数学一轮复习讲义：第七章 7.4 基本不等式及其应用
[难点正本
疑点清源]
1． 在应用基本不等式求最值时， 要把握不等式成立的三个条件， 就是“一正——各项均为正；二定——积或和为定值；三相 等——等号能否取得”， 若忽略了某个条件， 就会出现错误． a＋b 2 对于公式 a＋b≥2 ab，ab≤ ，要弄清它们的作用和 2 使用条件及内在联系， 两个公式也体现了 ab 和 a＋b 的转化 关系． 2．运用公式解题时，既要掌握公式的正用，也要注意公式的逆 a2＋b2 a＋b 用，例如 a2＋b2≥2ab 逆用就是 ab≤ ； ≥ ab (a， 2 2 a＋b 2 b>0)逆用就是 ab≤ b>0)等． 还要注意“添、 拆项” 2 (a， 技巧和公式等号成立的条件等．
易错警示
基本不等式等号成立的条件把握不准致误
(14 分)已知 a、b 均为正实数，且 a＋b＝1，求 最小值． 学生解答展示
1 1 y＝a＋ab＋b的
错因分析
上面解法显然是错误的，因为当 a＝1，b＝1 时，a
＋b＝2，而已知中 a＋b＝1.照这种解法，无论 a＋b 的值为多少， 1 1 a＋ b＋ 的最小值总是 4，它错在两次利用基本不等式，等号 a b 不能同时成立，故 y 的最小值不可能是 4.
1 33 1 ∴当 t＝ 时，f(t)min＝ ，此时，a＝b＝ . 4 4 2 1 25 ∴当 a＝b＝ 时，y 有最小值 . 2 4
[14 分]
批阅笔记
(1)这类题目考生总感到比较容易下手．但是解这类题目却又常 常出错．(2)利用基本不等式求最值，一定要注意应用条件：即 一正、二定、三相等．否则求解时会出现等号成立条件不具备 而出错．(3)本题出错的原因前面已分析，关键是忽略了等号成 立的条件．
3602 3602 (2)∵x>2，∴225x＋ x ≥2 225x× x ＝10 800. 3602 ∴y＝225x＋ x －360≥10 440.
3602 当且仅当 225x＝ x 时，等总费用是 10 440 元．
探究提高
(1)利用基本不等式解决实际问题时， 应先仔细阅读题目信息， 理 解题意，明确其中的数量关系，并引入变量，依题意列出相应的 函数关系式，然后用基本不等式求解． (2)在求所列函数的最值时，若用基本不等式时，等号取不到，可 利用函数单调性求解．
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．恒等变形：为了利用基本不等式，有时对给定的代数式要进 行适当变形．比如： 1 1 (1)当 x>2 时，x＋ ＝(x－2)＋ ＋2≥2＋2＝4. x－2 x－2 8 1 (2)0<x< ，x(8－3x)＝ (3x)(8－3x) 3 3 13x＋8－3x2 16 ≤ ＝3. 3 2
变式训练 2
(1)已知 x>0， y>0， x＋2y＋2xy＝8， x＋2y 的最小值是________． 则 16 2 (2)已知 a>b>0，则 a ＋ 的最小值是________． ba－b
(1)依题意，得(x＋1)(2y＋1)＝9， ∴(x＋1)＋(2y＋1)≥2 x＋12y＋1＝6， 即 x＋2y≥4.
x＋1＝2y＋1， 当且仅当 x＋2y＋2xy＝8， x＝2， 即 y＝1
时等号成立．
∴x＋2y 的最小值是 4.
b＋a－b a2 2 (2)∵a>b>0，∴b(a－b)≤ ＝4， 2
当且仅当 a＝2b 时等号成立．
16 16 2 64 2 ∴a ＋ ≥a ＋ 2 ＝a ＋ 2 a a ba－b 4 2 64 ≥2 a · 2 ＝16，当且仅当 a＝2 2时等号成立． a
要点梳理
忆一忆知识要点
3．算术平均数与几何平均数 a＋b 设 a>0，b>0，则 a，b 的算术平均数为 ，几何平均数为 2 ab，基本不等式可叙述为：两个正数的算术平均数不小于
它们的几何平均数 ．
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 小值是 2 P .(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 p2 值是 .(简记：和定积最大) 4
以上三个小题都不具备应用基本不等式求最值的三个条件，可将 负数转化为正数，通过添项、拆项或变系数，使其积(或和)转化 为定值．
解
(1)∵x<0，∴－x>0， 4 4 ∴f(x)＝2＋x＋x＝2－－x＋－x. 4 ∵－x＋(－x)≥2 4＝4， 4 当且仅当－x＝ ，即 x＝－2 时等号成立． －x 4 ∴f(x)＝2－－x＋－x≤2－4＝－2， ∴f(x)的最大值为－2.
利用基本不等式证明简单 不等式
例 1 已知 x>0，y>0，z>0. y z x z x y 求证：x＋xy＋y z ＋z ≥8.
由题意， 先局部运用基本不等式， 再利用不等式的性质即可得证． 证明 ∵x>0，y>0，z>0， y z 2 yz x z 2 xz ∴x＋x≥ x >0， y＋y≥ y >0， x y 2 xy z ＋z ≥ z >0， y z x z x y 8 yz· xz· xy ∴x＋xy＋y z ＋z ≥ ＝8. xyz
一轮复习讲义
基本不等式及其应用
要点梳理
忆一忆知识要点
a＋b 1．基本不等式 ab≤ 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． 2．几个重要的不等式 (1)a2＋b2≥ 2ab (a，b∈R)． b a (2)a＋b≥ 2 (a，b 同号)． a＋b 2 (3)ab≤ (a，b∈R)． 2 a2＋b2 a＋b2 (4) ≥ (a，b∈R)． 2 2
2 ∵0<x< ，∴5x<2,2－5x>0， 5 5x＋2－5x 2 ∴5x(2－5x)≤ ＝1， 2 1 ∴y≤ ，当且仅当 5x＝2－5x， 5 1 1 即 x＝ 时，ymax＝ . 5 5
探究提高
利用基本不等式求最值时，必须注意三点：“一正，二定，三相 等”，缺一不可．如果项是负数，可转化为正数后解决，当和(或 积)不是定值时，需要对项进行添加、分拆或变系数，将和(或积) 化为定值．
(2)∵9a＋8b≥2 9a· 8b＝2 9×8×28 800＝2 880， 9 当且仅当 9a＝8b 时等号成立，此时 b＝ a， 8
代入①式得，a＝160，从而 b＝180， 即当 a＝160，b＝180 时，S 取得最大值． ∴铝合金窗的宽为 160 cm，高为 180 cm 时，可使透光部分的面 积最大．
当且仅当 x＝y＝z 时等号成立．
探究提高
利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况， 证 明思路是从已证不等式和问题的已知条件出发， 借助不等式的性 质和有关定理，经过逐步的逻辑推理最后转化为需证问题．
变式训练 1
若 a>0，b>0，c>0，试证： bc ac ab (1) a ＋ b ＋ c ≥a＋b＋c； a2 b2 c2 (2) b ＋ c ＋ a ≥a＋b＋c. 证明 (1)∵a，b，c∈(0，＋∞)， bc ac bc ac ∴ a ＋ b ≥2 a · ＝2c， b
ab2
[10 分]
1 1 1 25 a＋ b＋ 取最小值，最小值为 . 当且仅当 a＝b＝ 时，y＝ a b 2 4
[14 分]
方法二
2 2 2 1 a ＋b 1 a＋b －2ab ＝ab＋ab＋ ab ＝ab＋ab＋ ab 2 ＝ab＋ab－2.
(2)∵x>1，∴x－1>0， 1 1 ∴f(x)＝x＋ ＝x－1＋ ＋1 x－1 x－1 1 ≥2 x－1· x－1＋1＝2＋1＝3.
1 当且仅当 x－1＝ ，即 x＝2 时，等号成立． x－1
∴f(x)的最小值为 3.
(3)y＝2x－5x2＝x(2－5x) 1 ＝ · (2－5x)， 5x· 5
审题视角
(1)求函数最值问题，可以考虑利用基本不等式，但是利用基 本不等式，必须保证“正、定、等”，而且还要符合已知条件． (2)可以考虑利用函数的单调性，但要注意变量的取值范围．
规范解答
1 1 解 方法一 y＝a＋ab＋b 1 b a 1 ＝ab＋ab＋a＋b≥ab＋ab＋2 1 2 1 －3 ＝ ab＋ ＝ 4 ab＋ ab ab a＋b2 1 ≥2 4 ab· －3× 2 ab 32 25 ＝4－2 ＝ . 4
变式训练 3
如图所示，一个铝合金窗分为上、下两栏， 四周框架和中间隔档的材料为铝合金，宽 均为 6 cm，上栏与下栏的框内高度(不含铝 合金部分)的比为 1∶2，此铝合金窗占用的 墙面面积为 28 800 cm2，设该铝合金窗的宽 和高分别为 a cm，b cm，铝合金窗的透光部分的面积为 S cm2. (1)试用 a，b 表示 S； (2)若要使 S 最大，则铝合金窗的宽和高分别为多少？
c2 a ＋a≥2c，
a2 b2 c2 ①＋②＋③得 b ＋ c ＋ a ＋a＋b＋c≥2a＋2b＋2c， a2 b2 c2 即 b ＋ c ＋ a ≥a＋b＋c.
①
②
③
利用基本不等式求最值
4 例 2 (1)已知 x<0，求 f(x)＝2＋x＋x 的最大值； 1 (2)已知 x>1，求 f(x)＝x＋ 的最小值； x－1 2 (3)已知 0<x< ，求 y＝2x－5x2 的最大值． 5
届高考数学一轮复习讲义74基本不等式及其应用PPT课件
等——等号能否取得”，若忽略了某个条件，就会出现错误． 对于公式 a＋b≥2 ab，ab≤a＋2 b2，要弄清它们的作用和 使用条件及内在联系，两个公式也体现了 ab 和 a＋b 的转化
关系．
2．运用公式解题时，既要掌握公式的正用，也要注意公式的逆 用，例如 a2＋b2≥2ab 逆用就是 ab≤a2＋2 b2；a＋2 b≥ ab (a， b>0)逆用就是 ab≤a＋2 b2 (a，b>0)等．还要注意“添、拆项” 技巧和公式等号成立的条件等．
当且仅当xx＋ ＋12＝ y＋22y＋xy＝1，8， 即xy＝＝12， 时等号成立． ∴x＋2y 的最小值是 4. (2)∵a>b>0，∴b(a－b)≤b＋2a－b2＝a42， 当且仅当 a＝2b 时等号成立．
∴a2＋ba1－6 b≥a2＋1a62＝a2＋6a42 4
≥2 a2·6a42＝16，当且仅当 a＝2 2时等号成立．
同理abc＋acb≥2a，acb＋bac≥2b， ∴2bac＋abc＋acb≥2(a＋b＋c)， 即bac＋abc＋acb≥a＋b＋c.
(2)∵a>0，b>0，c>0，∴ab2＋b≥2a，
①
同理bc2＋c≥2b，
②
ca2＋a≥2c，
③
①＋②＋③得ab2＋bc2＋ca2＋a＋b＋c≥2a＋2b＋2c，
一轮复习讲义
基本不等式及其应用
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(广东专用)高考数学一轮复习第七章7.4基本不等式课件文
思维启迪 解析 答案 思维升华
设数列{an}的公差为 d，数列{bn} 的公比为 q.
因为 an＝a1＋(n－1)d，bn＝b1qn－1，
am＋n＝nnb－－mma，
n－m 所以类比得 bm＋n＝
dn cm
则可以得到 bm＋n＝________.
题型分类·深度剖析
题型二
类比推理
【例 2】 已知数列{an}为等差 数列，若 am＝a，an＝b(n－ m≥1，m，n∈N*)，则 am＋n ＝nnb－ －mma.类比等差数列{an}
f(3)，然后归纳猜想一般 基础之上的.
(3)归纳推理所得结论未必正确，有
性结论，并给出证明. 待进一步证明，但对数学结论和科
学的发现很有用.
题型分类·深度剖析
跟踪训练 1 (1)观察下列等式 1＝1
2＋3＋4＝9 3＋4＋5＋6＋7＝25 4＋5＋6＋7＋8＋9＋10＝49
…
照此规律，第五个等式应为__5_＋__6_＋ ___7_＋__8_＋__9__＋__1_0_＋__1_1__＋__1_2_＋__1_3_＝ ___8_1_.
方开方运算. 则可以得到 bm＋n＝________.
题型分类·深度剖析
题型二
类比推理
【例 2】 已知数列{an}为等差 数列，若 am＝a，an＝b(n－ m≥1，m，n∈N*)，则 am＋n ＝nnb－ －mma.类比等差数列{an}
的上述结论，对于等比数列 {bn}(bn>0，n∈N*)，若 bm＝c， bn＝d(n－m≥2，m，n∈N*)，
解析 (1)①②错误，③正确. (2)由平面类比到空间，把矩形类比为长方体，从而得出外接球 半径.
题型分类·深度剖析
高考数学一轮复习第七章不等式第4讲基本不等式教案理含解析新人教A版
高考数学一轮复习第七章不等式第4讲基本不等式教案理含解析新人教A 版第4讲 基本不等式基础知识整合1．重要不等式a 2＋b 2≥□012ab (a ，b ∈R )(当且仅当□02a ＝b 时等号成立)． 2．基本不等式ab ≤a ＋b2(1)基本不等式成立的条件：□03a >0，b >0； (2)等号成立的条件：当且仅当□04a ＝b 时等号成立； (3)其中a ＋b2叫做正数a ，b 的□05算术平均数，ab 叫做正数a ，b 的□06几何平均数． 3．利用基本不等式求最大、最小值问题 (1)如果x ，y ∈(0，＋∞)，且xy ＝P (定值)，那么当□07x ＝y 时，x ＋y 有□08最小值2P .(简记：“积定和最小”) (2)如果x ，y ∈(0，＋∞)，且x ＋y ＝S (定值)，那么当□09x ＝y 时，xy 有□10最大值S 24.(简记：“和定积最大”)常用的几个重要不等式 (1)a ＋b ≥2ab (a >0，b >0)； (2)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22(a ，b ∈R )；(3)⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22≤a 2＋b 22(a ，b ∈R )； (4)b a ＋ab≥2(a ，b 同号)．以上不等式等号成立的条件均为a ＝b .1．已知a ，b ∈R ＋，且a ＋b ＝1，则ab 的最大值为( ) A.1 B.14 C.12 D.22答案 B解析 ∵a ，b ∈R ＋，∴1＝a ＋b ≥2ab ，∴ab ≤14，当且仅当a ＝b ＝12时等号成立．故选B.2．(2019·山西模拟)已知a >0，b >0，a ＋b ＝2，则y ＝1a ＋4b的最小值是( )A.72B.4C.92D.5答案 C解析 y ＝12(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋4b ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫5＋4a b ＋b a ≥92⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当a ＝23，b ＝43时等号成立.故选C.3.3－aa ＋6(－6≤a ≤3)的最大值为( )A.9B.92 C.3 D.322答案 B解析 当a ＝－6或a ＝3时，3－a a ＋6＝0；当－6<a <3时，3－aa ＋6≤3－a ＋a ＋62＝92， 当且仅当3－a ＝a ＋6，即a ＝－32时取等号．4．(2019·南昌摸考)已知函数y ＝x ＋m x －2(x >2)的最小值为6，则正数m 的值为________．答案 4解析 ∵x >2，m >0，∴y ＝x －2＋mx －2＋2≥2x －2·mx －2＋2＝2m ＋2，当且仅当x ＝2＋m 时取等号，又函数y ＝x ＋mx －2(x >2)的最小值为6，∴2m ＋2＝6，解得m ＝4.5．(2019·大连模拟)函数y ＝2x ＋2x(x <0)的最大值为________．答案 －4解析 ∵x <0，∴－x >0，∴(－2x )＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－2x ≥2－2x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫－2x ＝4，即y ＝2x ＋2x≤－4(当且仅当－2x ＝－2x，即x ＝－1时等号成立)．6．(2018·天津高考)已知a ，b ∈R ，且a －3b ＋6＝0，则2a＋18b 的最小值为________．答案 14解析 由a －3b ＋6＝0可得a －3b ＝－6， 又∵2a＋18b ≥22a8b ＝22a －3b ＝22－6＝14(当且仅当a ＝－3，b ＝1时取等号)， ∴2a＋18b 的最小值为14.核心考向突破考向一 利用基本不等式求最值角度1 利用配凑法求最值例1 (1)已知0<x <1，则x (3－3x )取得最大值时x 的值为( ) A.13 B.12 C.34 D.23答案 B解析 ∵0<x <1，∴x ·(3－3x )＝13·3x ·(3－3x )≤13⎝ ⎛⎭⎪⎫3x ＋3－3x 22＝34，当3x ＝3－3x ，即x ＝12时，x (3－3x )取得最大值．故选B.(2)设x >0，则函数y ＝x ＋22x ＋1－32的最小值为________．答案 0 解析 y ＝x ＋22x ＋1－32＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12＋1x ＋12－2≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12·1x ＋12－2＝0，当且仅当x ＋12＝1x ＋12，即x ＝12时等号成立．所以函数的最小值为0.触类旁通通过拼凑法利用基本不等式求最值的策略拼凑法的实质在于代数式的灵活变形，拼系数、凑常数是关键，利用拼凑法求解最值应注意以下几个方面的问题：1拼凑的技巧，以整式为基础，注意利用系数的变化以及等式中常数的调整，做到等价变形.2代数式的变形以拼凑出和或积的定值为目标. 3拆项、添项应注意检验利用基本不等式的前提.即时训练 1.已知x ，y 都是非负实数，且x ＋y ＝2，则8x ＋2y ＋4的最小值为________．答案 12解析 ∵x ，y 都是非负实数，且x ＋y ＝2，∴x ＋2＋y ＋4＝8，∴8≥2x ＋2y ＋4，即1x ＋2y ＋4≥116，当且仅当x ＝2，y ＝0时取等号，则8x ＋2y ＋4≥816＝12. 角度2 利用常数代换法求最值例2 (1)(2019·绵阳诊断)若θ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，则y ＝1sin 2θ＋9cos 2θ的取值范围为( )A ．[6，＋∞)B ．[10，＋∞)C ．[12，＋∞)D ．[16，＋∞)答案 D解析 ∵θ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，∴sin 2θ，cos 2θ∈(0,1)，∴y ＝1sin 2θ＋9cos 2θ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1sin 2θ＋9cos 2θ(sin 2θ＋cos 2θ)＝10＋cos 2θsin 2θ＋9sin 2θcos 2θ≥10＋2cos 2θsin 2θ·9sin 2θcos 2θ＝16，当且仅当cos 2θsin 2θ＝9sin 2θcos 2θ，即θ＝π6时等号成立．故选D. (2)(2017·山东高考)若直线x a ＋y b＝1(a >0，b >0)过点(1,2)，则2a ＋b 的最小值为________．答案 8解析 ∵直线x a ＋y b＝1(a >0，b >0)过点(1,2)， ∴1a ＋2b＝1，∴2a ＋b ＝(2a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋2b＝4＋4a b ＋b a ≥4＋24ab·b a＝8，当且仅当b a ＝4ab，即a ＝2，b ＝4时，等号成立． 故2a ＋b 的最小值为8.触类旁通常数代换法求最值的步骤常数代换法适用于求解条件最值问题．应用此种方法求解最值的基本步骤为： 1根据已知条件或其变形确定定值常数. 2把确定的定值常数变形为1.3把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相除，进而构造和或积的形式. 4利用基本不等式求解最值.即时训练 2.(2019·正定模拟)若正数x ，y 满足x ＋3y ＝5xy ，则3x ＋4y 的最小值是________．答案 5解析 由x ＋3y ＝5xy ，可得15y ＋35x＝1， 所以3x ＋4y ＝(3x ＋4y )⎝ ⎛⎭⎪⎫15y ＋35x ＝95＋45＋3x 5y ＋12y 5x ≥135＋2 3x 5y ·12y 5x ＝135＋125＝5，当且仅当x ＝1，y ＝12时取等号，故3x ＋4y 的最小值是5.角度3 利用消元法求最值例3 (1)(2019·江西上饶联考)已知正数a ，b ，c 满足2a －b ＋c ＝0，则acb2的最大值为( )A ．8B ．2C ．18D ．16答案 C解析 因为a ，b ，c 都是正数，且满足2a －b ＋c ＝0，所以b ＝2a ＋c ，所以ac b 2＝ac 2a ＋c2＝ac 4a 2＋4ac ＋c 2＝14a c ＋ca＋4≤124a c ·ca＋4＝18，当且仅当c ＝2a >0时等号成立．故选C. (2)已知正数x ，y 满足x 2＋2xy －3＝0，则2x ＋y 的最小值是________． 答案 3解析 由x 2＋2xy －3＝0，得y ＝3－x 22x ＝32x －12x ，则2x ＋y ＝2x ＋32x －12x ＝3x 2＋32x≥23x 2·32x ＝3，当且仅当x ＝1时，等号成立，所以2x ＋y 的最小值为3.触类旁通通过消元法利用基本不等式求最值的方法消元法，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．有时会出现多元的问题，解决方法是消元后利用基本不等式求解．即时训练 3.(2019·安徽阜阳模拟)若直线x a ＋y b＝1(a >0，b >0)过点(1,1)，则a ＋b ＋3b a的最小值为________．答案 6解析 因为直线x a ＋y b ＝1(a >0，b >0)过点(1,1)，所以1a ＋1b ＝1，所以b ＝aa －1>0，所以a >1，所以a ＋b ＋3b a ＝(a －1)＋4a －1＋2≥4＋2＝6，当且仅当a ＝3时等号成立，所以a ＋b＋3ba的最小值是6.考向二 求参数值或取值范围例4 (1)(2019·山西模拟)已知不等式(x ＋y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋a y ≥9对任意正实数x ，y 恒成立，则正实数a 的最小值为( )A ．2B ．4C ．6D ．8答案 B解析 (x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋a y ＝1＋a ·x y ＋y x ＋a ≥1＋a ＋2a ＝(a ＋1)2，当且仅当a ·x y ＝y x，即ax 2＝y 2时“＝”成立．∵(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋a y ≥9，∴(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋a y 的最小值为(a ＋1)2≥9.∴a ≥4.故选B.(2)(2019·珠海模拟)已知x >0，y >0，x ＋3y ＋xy ＝9，则x ＋3y 的最小值为( ) A ．2 B ．4 C ．6 D ．8答案 C解析 解法一：由已知得xy ＝9－(x ＋3y )，即3xy ＝27－3(x ＋3y )≤⎝⎛⎭⎪⎫x ＋3y 22，当且仅当x ＝3y ，即x ＝3，y ＝1时取等号，令x ＋3y ＝t ，则t >0，且t 2＋12t －108≥0，解得t ≥6，即x ＋3y ≥6.解法二：∵x ＋3y ＝9－xy ≥23xy ，∴(xy )2＋23·xy －9≤0，∴(xy ＋33)·(xy －3)≤0，∴0<xy ≤3，∴x ＋3y ＝9－xy ≥6.故选C.触类旁通1要敏锐地洞察到已知条件与所求式子的联系，并能灵活的进行转化. 2利用基本不等式确立相关成立条件，从而得到参数的值或范围.即时训练 4.设a >0，b >0且不等式1a ＋1b ＋ka ＋b ≥0恒成立，则实数k 的最小值等于( )A ．0B ．4C ．－4D ．－2答案 C解析 由1a ＋1b ＋ka ＋b≥0得k ≥－a ＋b 2ab，又a ＋b 2ab＝a b ＋b a＋2≥4(a ＝b 时取等号)，所以－a ＋b2ab≤－4，因此要使k ≥－a ＋b2ab恒成立，应有k ≥－4，即实数k 的最小值等于－4.故选C.5．(2019·上海模拟)设x ，y 均为正实数，且32＋x ＋32＋y ＝1，则xy 的最小值为( )A ．4B ．4 3C ．9D ．16答案 D 解析32＋x ＋32＋y＝1可化为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，故xy 的最小值为16.故选D.考向三 基本不等式的实际应用例5 (2019·西安模拟)某商人投资81万元建一间工作室，第一年装修费为1万元，以后每年增加2万元，把工作室出租，每年收入租金30万元．(1)若扣除投资和各种装修费，则从第几年开始获取纯利润？(2)若干年后该商人为了投资其他项目，对该工作室有两种处理方案：①年平均利润最大时，以46万元出售该工作室；②纯利润总和最大时，以10万元出售该工作室．问该商人会选择哪种方案？解 (1)设第n 年获取利润为y 万元．n 年付出的装修费构成一个首项为1，公差为2的等差数列，n 年付出的装修费之和为n ×1＋n n －12×2＝n 2，又投资81万元，n 年共收入租金30n 万元，∴利润y ＝30n －n 2－81(n ∈N *)．令y >0，即30n －n 2－81>0，∴n 2－30n ＋81<0， 解得3<n <27(n ∈N *)，∴从第4年开始获取纯利润． (2)方案①：年平均利润t ＝30n －81＋n2n＝30－81n－n ＝30－⎝ ⎛⎭⎪⎫81n＋n ≤30－281n ·n ＝12(当且仅当81n＝n ，即 n ＝9时取等号)，∴年平均利润最大时，以46万元出售该工作室共获利润12×9＋46＝154(万元)． 方案②：纯利润总和y ＝30n －n 2－81＝－(n －15)2＋144(n ∈N *)， 当n ＝15时，纯利润总和最大，为144万元，∴纯利润总和最大时，以10万元出售该工作室共获利润144＋10＝154(万元)， 两种方案盈利相同，但方案①时间比较短，所以选择方案①.触类旁通有关函数最值的实际问题的解题技巧(1)根据实际问题建立函数的解析式，再利用基本不等式求得函数的最值． 2设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. 3解应用题时，一定要注意变量的实际意义及其取值范围.4在应用基本不等式求函数最值时，若等号取不到，可利用函数的单调性求解.即时训练 6.某厂家拟在2018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 万元(m ≥0)满足x ＝3－km ＋1(k 为常数)，如果不搞促销活动，则该产品的年销售量只能是1万件．已知2018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)．(1)将2018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2018年的促销费用投入多少万元时，厂家的利润最大？ 解 (1)由题意知，当m ＝0时，x ＝1， ∴1＝3－k ⇒k ＝2，∴x ＝3－2m ＋1， 每件产品的销售价格为1.5×8＋16xx(元)，∴2018年的利润y ＝1.5x ×8＋16xx－8－16x －m＝4＋8x －m ＝4＋8⎝⎛⎭⎪⎫3－2m ＋1－m ＝－⎣⎢⎡⎦⎥⎤16m ＋1＋m ＋1＋29(m ≥0)． (2)∵m ≥0时，16m ＋1＋(m ＋1)≥216＝8， ∴y ≤－8＋29＝21， 当且仅当16m ＋1＝m ＋1⇒m ＝3(万元)时，y max ＝21(万元)． 故该厂家2018年的促销费用投入3万元时，厂家的利润最大为21万元．(2017·天津高考)若a ，b ∈R ，ab >0，则a 4＋4b 4＋1ab的最小值为________．答案 4解析 ∵a 4＋4b 4≥2a 2·2b 2＝4a 2b 2(当且仅当a 2＝2b 2时“＝”成立)，∴a 4＋4b 4＋1ab ≥4a 2b 2＋1ab ＝4ab ＋1ab，由于ab >0，∴4ab ＋1ab≥24ab ·1ab＝4⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当4ab ＝1ab 时“＝”成立， 故当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝2b 2，4ab ＝1ab 时，a 4＋4b 4＋1ab的最小值为4.答题启示利用基本不等式求函数或代数式的最值时一定要注意验证等号是否成立，特别是当连续多次使用基本不等式时，一定要注意每次是否能保证等号成立，并且注意取等号的条件的一致性，因此在利用基本不等式处理问题时，列出等号成立的条件不仅是解题的必要步骤，也是检验转换是否有误的一种方法．对点训练 已知a >b >0，求a 2＋16ba －b的最小值． 解 ∵a >b >0，∴a －b >0.∴b (a －b )≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤b ＋a －b 22＝a 24. ∴a 2＋16b a －b ≥a 2＋64a2≥2a 2·64a2＝16.当a 2＝64a2且b ＝a －b ，即a ＝22，b ＝2时等号成立． ∴a 2＋16ba －b的最小值为16.。
高考数学一轮复习 专题7.4 基本不等式及其应用(讲)
专题7.4 基本不等式及其应用【考纲解读】内 容要 求备注A B C集合一元二次不等式√对知识的考查要求依次分为了解、理解、掌握三个层次（在表中分别用A 、B 、C 表示）.了解：要求对所列知识的含义有最基本的认识，并能解决相关的简单问题.理解：要求对所列知识有较深刻的认识，并能解决有一定综合性的问题. 掌握：要求系统地掌握知识的内在联系，并能解决综合性较强的或较为困难的问题. 线性规划√基本不等式√【直击考点】题组一 常识题1．函数y ＝x ＋4x(x ＞0)的最小值为________．【解析】∵x ＞0，∴y ＝x ＋4x ≥4，当且仅当x ＝4x ，即x ＝2时取等号，故函数y ＝x ＋4x(x ＞0)的最小值为4.2．一段长为40 m 的篱笆围成一个矩形菜园，则菜园的最大面积是________．【解析】设矩形菜园的长为x m ，宽为y m ，则2(x ＋y )＝40，即x ＋y ＝20，∴ 矩形的面积S ＝xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋y 22＝100，当且仅当x ＝y ＝10时，等号成立，此时菜园的面积最大，最大的面积是100 m 2. 3．将一根铁丝切割成三段做一个面积为 2 m 2、形状为直角三角形的框架，选用最合理(够用且浪费最少)的铁丝的长为________m.【解析】设两直角边长分别为a m ，b m ，直角三角形的框架的周长为l ，则12ab ＝2，即ab ＝4，∴ l＝a ＋b ＋a 2＋b 2≥2ab ＋2ab ＝4＋22，当且仅当a ＝b ＝2时取等号，故选用最合理(够用且浪费最少)的铁丝的长为(4＋22)m.4．建造一个容积为8 m 3，深为2 m 的长方体无盖水池，若池底的造价为每平方米120元，池壁的造价为每平方米80元，则这个水池的最低造价为______元．【解析】设水池的总造价为y 元，池底长为x m ，则宽为4xm ，由题意可得y ＝4×120＋2⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋8x ×80＝480＋320⎝⎛⎭⎪⎫x ＋4x ≥480＋320×2x ·4x ＝480＋320×24＝1760，当且仅当x ＝4x，即x ＝2时，y min ＝1760.故当池底长为2 m 时，这个水池的造价最低，最低造价为1760元． 题组二 常错题5．若x ＞－1，则x ＋4x ＋1的最小值为________． 【解析】x ＋4x ＋1＝x ＋1＋4x ＋1－1≥4－1＝3，当且仅当x ＋1＝4x ＋1，即x ＝1时等号成立．6．已知0<x <1，则y ＝lg x ＋4lg x的最大值是________．【解析】∵0<x <1，∴lg x <0，则－lg x >0. ∴－y ＝－lg x ＋4－lg x≥2（－lg x ）×4－lg x＝4，当且仅当－lg x ＝4－lg x ，即x ＝1100时，等号成立，∴y max ＝－4.7. 函数y ＝sin x ＋4sin x ，x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0，π2的最小值为 _________________________.【解析】当sin x ＝4sin x 时，sin x ＝±2，显然等号取不到，事实上，设t ＝sin x ，则t ∈(0，1]，y ＝t ＋4t在(0，1]上为减函数，故当t ＝1时，y 取最小值5.题组三 常考题8． 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__________．【解析】将方程组中的第一个方程化为y ＝1－ax ，代入第二个方程整理得(1－ab )x ＝1－b ，由方程组无解得1－ab ＝0且1－b ≠0，所以ab ＝1且b ≠1.由基本不等式得a ＋b >2ab ＝2，故a ＋b 的取值范围是(2，＋∞)．9．若直线x a ＋y b＝1(a >0，b >0)过点(1，1)，则a ＋b 的最小值等于________． 【解析】依题意有1a ＋1b ＝1，所以a ＋b ＝(a ＋b )·1a ＋1b ＝1＋a b ＋ba＋1≥2＋2a b ·ba＝4，当且仅当a ＝b ＝2时等号成立．10．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．【知识清单】考点1利用基本不等式证明不等式如果,R a b ∈，那么222a b ab +≥（当且仅当a b =时取等号“=”） 如果0a >，0b >,则2a b ab +≥，（当且仅当a b =时取等号“=”）. 考点2 利用基本不等式求最值 常见结论：1、 如果,R a b ∈，那么222a b ab +≥（当且仅当a b =时取等号“=”）推论：22ab 2a b +≤（,R a b ∈）2、 如果0a >，0b >,则2a b ab +≥（当且仅当a b =时取等号“=”）.推论：2ab ()2a b +≤（0a >，0b >）；222()22a b a b ++≥ 3、222(0,0)1122a b a b ab a b a b++≤≤>>+ 考点3 基本不等式的实际应用利用基本不等式求解实际应用题的方法(1)问题的背景是人们关心的社会热点问题，如“物价、销售、税收、原材料”等，题目往往较长，解题时需认真阅读，从中提炼出有用信息，建立数学模型，转化为数学问题求解．(2)当运用基本不等式求最值时，若等号成立的自变量不在定义域内时，就不能使用基本不等式求解，此时可根据变量的范围用对应函数的单调性求解．【考点深度剖析】江苏新高考对不等式知识的考查要求较高，整个高中共有8个C 能级知识点，本章就占了两个，高考中以填空题和解答题的形式进行考查，涉及到数形结合、分类讨论和等价转化的思想，着重考查学生基本概念及基本运算能力.经常与其它章节知识结合考查，如与函数、方程、数列、平面解析几何知识结合考查.基本不等式及其应用在高考中是一个必考的知识点，在处理最值时是一种非常行之有效的工具，在使用时一定多观察所给代数式的形式，和基本不等式成立的条件.【重点难点突破】考点1利用基本不等式证明不等式【1-1】不已知a 、b 、c 都是正数，求证：()()()8a b b c c a abc +++≥ 【答案】∵a ＞0，b ＞0，c ＞0，∴222bc ac abc c a b ab +≥=， 222ac ab a bc a b c bc +≥=， 222bc ab ab c b a c ac+≥=. ∴bc ca aba b c a b c++≥++.【1-2】已知a ＞0，b ＞0，c ＞0，求证：bc ca aba b c a b c++≥++. 【1-3】已知a >0，b >0，a ＋b ＝1，求证：11119a b ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 【解析】∵0a >，0b >，1a b ＋＝，∴11+=1+=2+a b b a a a +.同理，11+=2+a b b .∴111122b a a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=++ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭＝5+25+4=9b a a b ⎛⎫+≥⎪⎝⎭，当且仅当b a a b =，即1a=b=2时取“＝”．∴11119a b ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，当且仅当1a=b=2时等号成立． 【思想方法】利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况，要从整体上把握运用基本不等式，对不满足使用基本不等式条件的可通过“变形”来转换，常见的变形技巧有：拆项，并项，也可乘上一个数或加上一个数，“1”的代换法等． 【温馨提醒】1. 在运用ab ba ≥+2时，注意条件a 、b 均为正数，结合不等式的性质，进行变形. 2. 三个式子必须都为非负且能同时取得等号时，三个式子才能相乘，最后答案才能取得等号. 3. 在利用基本不等式证明的过程中，常常要把数、式合理的拆成两项或多项或恒等地变形配凑成适当的数、式，以便于利用基本不等式．考点2 利用基本不等式求最值【2-1】若log 2x ＋1og 2y ＝1，则x ＋2y 的最小值是________． 【答案】4【解析】因为log 2x ＋log 2y ＝1，即log 2xy ＝1，所以xy ＝2且x ＞0，y ＞0，于是x ＋2y ≥2x ·2y ＝4，当且仅当x ＝2y ，即x ＝2，y ＝1时取等号，所以x ＋2y 的最小值为4. 【2-2】设01x <<，函数411y x x=+-的最小值为 ． 【答案】 9【2-3】已知0,0,lg 2lg8lg 2xyx y >>+=，则113x y+的最小值是 ． 【答案】4【解析】由lg 2lg8lg 2xy+=，得()lg 28lg 2x y ⋅=，即322x y+=，亦即31x y +=,且0,0x y >>，从而()1111332333y x x y x y x y x y⎛⎫+=+⋅+=++ ⎪⎝⎭32243y xx y ≥+⋅=，当且仅当33y x x y =，又31x y +=，即12x =，16y =时，113x y +取得最小值4，注意乘“1”法技巧的使用.【2-4】若a>0，b>0，且a ＋b ＝2，则ab ＋1ab的最小值为 ． 【答案】2【解析】由2＝a ＋b≥2ab 得0<ab≤1，令t ＝ab ，t ∈(0,1]，则y ＝t ＋1t在(0,1]上为减函数，故当t ＝1时，y min ＝2，故选A.【2-5】设x>0，y>0，且x ＋4y ＝40，则lgx ＋lgy 的最大值是 ． 【答案】2【思想方法】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，因此可以用在一些不等式的证明中，还可以用于求代数式的最值或取值范围．如果条件等式中，同时含有两个变量的和与积的形式，就可以直接利用基本不等式对两个正数的和与积进行转化，然后通过解不等式进行求解．注意：形如y ＝x ＋a x(a >0)的函数求最值时，首先考虑用基本不等式，若等号取不到，再利用该函数的单调性求解． 【温馨提醒】在用基本不等式求函数的最值时，应具备三个条件：一正二定三取等. ① 一正：函数的解析式中，各项均为正数；② 二定：函数的解析式中，含变数的各项的和或积必须有一个为定值； ③ 三取等：函数的解析式中，含变数的各项均相等，取得最值.若使用基本不等式时，等号取不到，可以通过“对勾函数”，利用单调性求最值.考点3 基本不等式的实际应用【3-1】要制作一个容器为43m ，高为m 1的无盖长方形容器，已知该容器的底面造价是每平方米20元，侧面造价是每平方米10元，则该容器的最低总造价是_______（单位：元）. 【答案】88【解析】假设底面长方形的长宽分别为x , 4x . 则该容器的最低总造价是808020160y x x=++≥.当且仅当2x =的时区到最小值.【3-2】如图，在三棱锥P ABC 中，PA ，PB ，PC 两两垂直，且PA ＝3，PB ＝2，PC ＝1.设M 是底面ABC 内一点，定义f (M )＝(m ，n ，p )，其中m ，n ，p 分别是三棱锥M PAB ，三棱锥M PBC ，三棱锥M PCA 的体积．若f (M )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12，x ，y ，且1x ＋a y ≥8恒成立，则正实数a 的最小值为________．【答案】1【3-3】如图，有一块等腰直角三角形ABC 的空地，要在这块空地上开辟一个内接矩形EFGH 的绿地，已知AB AC ⊥,4AB =，绿地面积最大值为 ．【答案】4【解析】设EH x =，EF y =，由条件可知EBH ∆和EFA ∆为等直角三角形，所以2EB x =，2AE y =．AB EB AE =+＝22x y +≥2222x y ⋅＝2xy ，即2xy ≤4，所以4xy ≤，所以绿地面积最大值为4．【3-4】某汽车运输公司，购买了一批豪华大巴投入客运，据市场分析，每辆客车营运的总利润y （万元）与营运年数)(*N x x ∈满足25122-+-=x x y ，则每辆客车营运多少年使其营运年平均利润最大？ 【答案】5年【解析】年平均利润为212252525()122122,x x f x x x x N x x x*-+-==--+≤-⋅=∈, 当x=5时，f(x)取得最大值，最大值为2万元． 【思想方法】用均值不等式解决此类问题时，应按如下步骤进行：(1)理解题意，设变量，设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数； (2)建立相应的函数关系式，把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题； (3)在定义域内，求出函数的最大值或最小值； (4)正确写出答案. 【温馨提醒】对于应用题要通过阅读、理解所给定的材料寻找量与量之间的内在联系建立起数学模型，然后利用不等式的知识解决题目所提出的问题．【易错试题常警惕】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.【答案】(1)3＋2 2 (2)1＋2 6 【解析】(1)∵x >0，y >0，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．[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．。
高考数学一轮复习 第七章 不等式 7.4 基本不等式及其
a＋b
设a>0，b>0，则a，b的算术平均数为 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
2 p .(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 p2 4 .(简记：和定积最大)
思维升华
解析答案
跟踪训练1
(1)已知 x，y∈(0，＋∞)，2x－3＝(12)y，若1x＋my (m>0)的最小值为 3，则 m＝ ________.
解析答案
(2)已知x>0，y>0，x＋3y＋xy＝9，则x＋3y的最小值为________.
解析答案
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
12345
解析答案
x2＋y2 2.若实数 x，y 满足 x>y>0，且 log2x＋log2y＝1，则 x－y 的最小值为 ___4_____.
解析 由log2x＋log2y＝1得xy＝2，又x>y>0，
x2＋y2 x－y2＋2xy 所以 x－y>0， x－y ＝ x－y
＝x－y＋x－4 y≥2 x－y·x－4 y＝4， x2＋y2
当且仅当 x－y＝2，即 x＝1＋ 3，y＝ 3－1 时取等号，所以 x－y 的
最小值为 4.
12345
解析答案
3.若函数 f(x)＝x＋x－1 2(x>2)在 x＝a 处取最小值，则 a＝___3_____.
高考数学一轮复习 第七章 不等式 第4讲 基本不等式课件 文
y＝
122时取等号．故
x＋2y
的最小值为2
3
2 .
【答案】 A
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通过消元法求最值的方法 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．有时会出现多元的问题，解决方法是消元后利用基本不等式求解．但应注意保留元 的范围．
12/11/2021
3
1．(2020·辽宁大连第一次(3 月)双基测试)已知正实数 a，b 满足 a＋b＝(ab)2，则 ab 的最
【迁移探究 1】 (变问法)若本例中的条件不变，则1a＋1b的最小值为__________． 解析：因为 a>0，b>0，a＋b＝1， 所以1a＋1b＝a＋a b＋a＋b b＝2＋ba＋ab≥2＋2 ba·ab＝4，即1a＋1b的最小值为 4，当且仅当 a＝b ＝12时等号成立． 答案：4
12/11/2021
12/11/2021
一、思考辨析 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)函数 y＝x＋1x的最小值是 2.( × ) (2)函数 f(x)＝cos x＋co4s x，x∈0，π2的最小值等于 4.( × ) (3)“x>0 且 y>0”是“xy＋xy≥2”的充要条件．( × ) (4)不等式 a2＋b2≥2ab 与a＋2 b≥ ab有相同的成立条件．( × )
小值为
()
A．1
B. 2
C．2
D．4
3
1
解析：选 C.(ab)2＝a＋b≥2 ab＝2(ab)2，所以 ab≥2，当且仅当 a＝b＝ 2时取等号，故
ab 的最小值为 2，故选 C.
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2．已知 x，y 为正实数，则x＋4x3y＋3xy的最小值为
高考数学一轮复习 第七章 不等式 7.4 基本不等式及其应用课件(理)
(2)(2015·四川)如果函数 f(x)＝12(m－2)x2＋(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．16
B．18
C．25
81 D. 2
解：当 m＝2 时，易得 n－8＜0，n＜8，此时 mn＜16.
＋2n＝18，得 m＝9＞2，故应舍去．要使 mn 取得最大值，应有 m＋2n＝18(8
＜n＜9)．
此时 mn＝(18－2n)n＜(18－2×8)×8＝16.
综合①②可得最大值为 18.故选 B.
【点拨】(1)基本不等式的应用在于“定和 求积，定积求和”，必要时可以通过变形(拆 补)、配凑，常数代换、构造“和”或者“积”， 使之为定值．(2)本题要讨论抛物线的开口方向 和对称轴，根据所给单调区间找到 m、n 满足 的条件，再利用基本不等式求解．
C．2
D．4
解：依题意得 2a＝2－b，即 2a＋b＝2(a＞0，b＞0)， ∴2＝2a＋b≥2 2ab，∴ab≤12，当且仅当 2a＝b＝1 时取等号，∴ab 的最大值是12.故选 A.
设 f(x)＝lnx，0＜a＜b，若 p＝f( ab)，q＝fa＋2 b，
r＝12(f(a)＋f(b))，则下列关系式中正确的是( )
C．2 2
D．2 6
解：因为 2a＞0，2b＞0，由基本不等式得 2a＋2b≥2 2a·2b ＝2 2a＋b＝4 2，当且仅当 a＝b＝32时取等号，故选 B.
(2015·贵阳模拟)已知向量 m＝(2，1)，n＝(2－b，
a)(a＞0，b＞0)．若 m∥n，则 ab 的最大值为( )
§7.4 基本不等式及其应用
§7.4 基本不等式及其应用考情考向分析 理解基本不等式成立的条件，会利用基本不等式求最值.加强数形结合、分类讨论、转化与化归等数学思想的应用意识，作为求最值的方法，常在函数、解析几何、不等式的解答题中考查，难度中档.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 ＋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.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 ＋b2，几何平均数为ab ，基本不等式可叙述为两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 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)知识拓展不等式的恒成立、能成立、恰成立问题(1)恒成立问题：若f (x )在区间D 上存在最小值，则不等式f (x )>A 在区间D 上恒成立⇔f (x )min >A (x ∈D )；若f (x )在区间D 上存在最大值，则不等式f (x )<B 在区间D 上恒成立⇔f (x )max <B (x ∈D ). (2)能成立问题：若f (x )在区间D 上存在最大值，则在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )>A 成立⇔f (x )max >A (x ∈D )；若f (x )在区间D 上存在最小值，则在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )<B 成立⇔f (x )min <B (x ∈D ).(3)恰成立问题：不等式f (x )>A 恰在区间D 上成立⇔f (x )>A 的解集为D ； 不等式f (x )<B 恰在区间D 上成立⇔f (x )<B 的解集为D .题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(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 ＋y x≥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.( × )(6)两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.( √ )题组二 教材改编2.[P101练习T3]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 ＋y 22＝81，当且仅当x ＝y ＝9时，(xy )max ＝81.3.[P101练习T4]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 )22＝25，当且仅当x ＝10－x ，即x ＝5时，y max ＝25.题组三 易错自纠4.“x >0”是“x ＋1x≥2成立”的________条件.答案 充要解析 当x >0时，x ＋1x≥2x ·1x ＝2. 因为x ，1x同号，所以若x ＋1x≥2，则x >0，1x>0，所以“x >0”是“x ＋1x≥2成立”的充要条件.5.设x >0，则函数y ＝x ＋22x ＋1－32的最小值为________. 答案 0解析 y ＝x ＋22x ＋1－32＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12＋1x ＋12－2≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12·1x ＋12－2＝0， 当且仅当x ＋12＝1x ＋12，即x ＝12时等号成立.∴函数的最小值为0.6.若正数x ，y 满足3x ＋y ＝5xy ，则4x ＋3y 的最小值是________. 答案 5解析 由3x ＋y ＝5xy ，得3x ＋y xy ＝3y ＋1x＝5，所以4x ＋3y ＝(4x ＋3y )·15⎝ ⎛⎭⎪⎫3y ＋1x＝15⎝⎛⎭⎪⎫4＋9＋3y x ＋12x y ≥15(4＋9＋236)＝5，当且仅当3y x ＝12xy，即y ＝2x 时，“＝”成立，故4x ＋3y 的最小值为5.题型一 利用基本不等式求最值命题点1 通过配凑法利用基本不等式典例 (1)已知0<x <1，则x (4－3x )取得最大值时x 的值为________. 答案 23解析 x (4－3x )＝13·(3x )(4－3x )≤13·⎣⎢⎡⎦⎥⎤3x ＋(4－3x )22＝43， 当且仅当3x ＝4－3x ，即x ＝23时，取等号.(2)函数y ＝x 2＋2x －1(x >1)的最小值为________.答案 23＋2解析 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＝3x －1，即x ＝3＋1时，等号成立.命题点2 通过常数代换法利用基本不等式典例 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 由lg a ＋lg b ＝lg(a ＋b )，得lg(ab )＝lg(a ＋b )，即ab ＝a ＋b ，则有1a ＋1b＝1，所以a ＋b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b (a ＋b )＝2＋b a ＋a b ≥2＋2b a ·ab＝4，当且仅当a ＝b ＝2时等号成立，所以a ＋b 的最小值为4.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.(3)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最值. 跟踪训练 (1)若对∀x ≥1，不等式x ＋1x ＋1－1≥a 恒成立，则实数a 的取值范围是__________. 答案 ⎝⎛⎦⎥⎤－∞，12解析 因为函数f (x )＝x ＋1x －1在[1，＋∞)上单调递增，所以函数g (x )＝x ＋1＋1x ＋1－2在[0，＋∞)上单调递增，所以函数g (x )在[1，＋∞)上的最小值为g (1)＝12，因此对∀x ≥1，不等式x ＋1x ＋1－1≥a 恒成立，所以a ≤g (x )min ＝12，故实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤－∞，12. (2)(2018届江苏淮安盱眙中学调研)已知正数x ，y 满足x ＋2y ＝3，则y x ＋1y的最小值为________. 答案23＋23解析y x ＋1y ＝y x ＋x ＋2y3y ＝y x ＋x 3y ＋23≥2y x ×x 3y ＋23＝23＋23，当且仅当y x ＝x3y，即x ＝3y 时等号成立，所以y x ＋1y 的最小值为23＋23.题型二 基本不等式的实际应用典例 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)因为每件商品售价为0.05万元，则x 千件商品销售额为0.05×1 000x 万元，依题意得当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 )＝－13(x －60)2＋950.对称轴为x ＝60，即当x ＝60时，L (x )max ＝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 )max ＝1 000万元， 综上所述，当年产量为100千件时，年获利润最大.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. 跟踪训练 (2017·江苏)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________. 答案 30解析 一年的总运费为6×600x ＝3 600x(万元).一年的总存储费用为4x 万元.总运费与总存储费用的和为⎝ ⎛⎭⎪⎫3 600x ＋4x 万元.因为3 600x＋4x ≥23 600x·4x ＝240，当且仅当3 600x＝4x ，即x ＝30时取得等号，所以当x ＝30时，一年的总运费与总存储费用之和最小.题型三 基本不等式的综合应用命题点1 基本不等式与其他知识交汇的最值问题典例 (1)已知函数f (x )＝lg x ，若a >b >0，有|f (a )|＝|f (b )|，则a 2＋(b i)2a －b(i 是虚数单位)的取值范围为________. 答案 (2，＋∞)解析 因为f (x )＝lg x ，由|f (a )|＝|f (b )|，可得a >1>b >0，所以lg a ＝－lg b ，得ab ＝1，所以a 2＋(b i)2a －b ＝a 2－b 2a －b ＝a ＋b ＝a ＋1a>2.(2)已知圆C 1：(x ＋2a )2＋y 2＝4和圆C 2：x 2＋(y －b )2＝1只有一条公切线，若a ，b ∈R 且ab ≠0，则1a 2＋1b2的最小值为________.答案 9解析 由题意可得两圆相内切，两圆的标准方程分别为(x ＋2a )2＋y 2＝4，x 2＋(y －b )2＝1，圆心分别为(－2a,0)，(0，b )，半径分别为2和1，故有4a 2＋b 2＝1，∴4a 2＋b 2＝1，∴1a2＋1b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2＋1b 2(4a 2＋b 2)＝5＋b 2a ＋4a 2b ≥5＋4＝9，当且仅当b 2a ＝4a 2b 时，等号成立，∴1a ＋1b的最小值为9.命题点2 求参数值或取值范围典例 (1)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⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当9b a ＝a b ，即a ＝3b 时等号成立， ∴m ≤12，∴m 的最大值为12.(2)已知函数f (x )＝x 2＋ax ＋11x ＋1(a ∈R )，若对于任意的x ∈N *，f (x )≥3恒成立，则a 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫－83，＋∞ 解析 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，＋∞.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.跟踪训练 (1)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且2sin C cos B ＝2sin A ＋sin B ，c ＝3ab ，则ab 的最小值为________. 答案 13解析 在△ABC 中，由A ＋B ＋C ＝π，可知sin A ＝sin[π－(B ＋C )]＝sin(B ＋C )，∴2sin C cos B ＝2sin A ＋sin B ＝2sin(B ＋C )＋sin B ， 化简得－2sin B cos C ＝sin B ， ∵sin B >0，∴cos C ＝－12，∵c ＝3ab ，由余弦定理得c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ， 即9a 2b 2＝a 2＋b 2＋ab ≥3ab ， 当且仅当a ＝b 时等号成立. ∴ab ≥13，则ab 的最小值为13.(2)已知a >b >1且2log a b ＋3log b a ＝7，则a ＋1b 2－1的最小值为________. 答案 3解析 因为2log a b ＋3log b a ＝7，所以2(log a b )2－7log a b ＋3＝0，解得log a b ＝12或log a b ＝3，因为a >b >1，所以log a b ∈(0,1)，故log a b ＝12，从而b ＝a ，因此a ＋1b 2－1＝a ＋1a －1＝(a－1)＋1a －1＋1≥3，当且仅当a ＝2时等号成立.利用基本不等式求最值典例 (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)的值域为________.现场纠错解析 (1)∵x >0，y >0，∴x ＋y ＝(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋2y＝3＋y x＋2xy≥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， 故函数y ＝1－2x －3x(x <0)的值域为[1＋26，＋∞).答案 (1)3＋2 2 (2)[1＋26，＋∞)纠错心得 利用基本不等式求最值时要注意条件：一正二定三相等；多次使用基本不等式要验证等号成立的条件.1.“a >b >0”是“ab <a 2＋b 22”的________条件.答案 充分不必要解析 由a >b >0，可知a 2＋b 2>2ab ，充分性成立，由ab <a 2＋b 22，可知a ≠b ，a ，b ∈R ，故必要性不成立.2.下列不等式一定成立的是________.(填序号)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)， 当且仅当x ＝12时，等号成立； 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. 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.(2017·苏北四市期末)若实数x ，y 满足xy ＋3x ＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫0＜x ＜12，则3x ＋1y －3的最小值为_______.答案 8解析 方法一 因为实数x ，y 满足xy ＋3x ＝3⎝⎛⎭⎪⎫0＜x ＜12，所以y ＝3x －3(y ＞3)， 所以3x ＋1y －3＝y ＋3＋1y －3＝y －3＋1y －3＋6≥2(y －3)·1y －3＋6＝8，当且仅当y －3＝1y －3，即y ＝4时取等号，此时x ＝37，所以3x ＋1y －3的最小值为8.方法二 因为实数x ，y 满足xy ＋3x ＝3⎝⎛⎭⎪⎫0＜x ＜12，所以y ＝3x －3(y ＞3)，y －3＝3x －6＞0， 所以3x ＋1y －3＝3x ＋13x －6＝3x －6＋13x－6＋6≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫3x －6·13x －6＋6＝8，当且仅当3x －6＝13x －6，即x ＝37时取等号，此时y ＝4，所以3x ＋1y －3的最小值为8. 5.若实数a ，b 满足1a ＋2b ＝ab ，则ab 的最小值为________. 答案 2 2解析 由1a ＋2b ＝ab 知，a >0，b >0，所以ab ＝1a ＋2b ≥22ab ，即ab ≥22，当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ 1a ＝2b ，1a ＋2b ＝ab ， 即a ＝42，b ＝242时取“＝”，所以ab 的最小值为2 2. 6.若对任意x >0，x x 2＋3x ＋1≤a 恒成立，则a 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫15，＋∞ 解析 因为对任意x >0，x x 2＋3x ＋1≤a 恒成立， 所以对任意x ∈(0，＋∞)，a ≥⎝⎛⎭⎪⎫x x 2＋3x ＋1max ， 而对任意x ∈(0，＋∞)， x x 2＋3x ＋1＝1x ＋1x ＋3≤12x ·1x ＋3＝15， 当且仅当x ＝1x ，即x ＝1时等号成立，∴a ≥15. 7.已知2a ＋4b ＝2(a ，b ∈R )，则a ＋2b 的最大值为________.答案 0 解析 2a ＋4b ＝2a ＋22b ＝2≥22a ＋2b ，2a ＋2b ≤1＝20，a ＋2b ≤0，当且仅当a ＝2b 时等号成立，所以a ＋2b 的最大值为0.8.已知x >－1，y >0且满足x ＋2y ＝1，则1x ＋1＋2y 的最小值为________.答案 92解析 ∵x >－1，y >0且满足x ＋2y ＝1，∴x ＋1>0，且(x ＋1)＋2y ＝2，∴1x ＋1＋2y ＝12[(x ＋1)＋2y ]⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋1＋2y ＝52＋12⎣⎢⎡⎦⎥⎤2y x ＋1＋2(x ＋1)y ≥52＋12×22y x ＋1·2(x ＋1)y ＝92， 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ 2y x ＋1＝2(x ＋1)y ，x ＋2y ＝1，即⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝－13，y ＝23时取等号， 故1x ＋1＋2y 的最小值为92. 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.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，最小为________万元.答案 2 20解析 设工厂和仓库之间的距离为x 千米，运费为y 1万元，仓储费为y 2万元，则y 1＝k 1x (k 1≠0)，y 2＝k 2x(k 2≠0)，∵工厂和仓库之间的距离为4千米时，运费为20万元，仓储费为5万元，∴k 1＝5，k 2＝20，∴运费与仓储费之和为⎝ ⎛⎭⎪⎫5x ＋20x 万元， ∵5x ＋20x ≥25x ×20x ＝20，当且仅当5x ＝20x，即x ＝2时，运费与仓储费之和最小，为20万元.11.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. 12.(2018届南京调研)某工厂有100名工人接受了生产1 000台某产品的总任务，每台产品由9个甲型装置和3个乙型装置配套组成，每个工人每小时能加工完成1个甲型装置或3个乙型装置.现将工人分成两组分别加工甲型和乙型装置.设加工甲型装置的工人有x 人，他们加工完甲型装置所需时间为t 1小时，其余工人加工完乙型装置所需时间为t 2小时.设f (x )＝t 1＋t 2.(1)求f (x )的解析式，并写出其定义域；(2)当x 等于多少时，f (x )取得最小值？解 (1)因为t 1＝9 000x， t 2＝ 3 0003(100－x )＝1 000100－x， 所以f (x )＝t 1＋t 2＝9 000x ＋1 000100－x， 定义域为{x |1≤x ≤99，x ∈N *}.(2)f (x )＝9 000x ＋1 000100－x ＝10[x ＋(100－x )]⎝ ⎛⎭⎪⎫9x ＋1100－x ＝10⎣⎢⎡⎦⎥⎤10＋9(100－x )x ＋x100－x ， 因为1≤x ≤99，x ∈N *，所以9(100－x )x >0，x 100－x>0， 所以9(100－x )x ＋x 100－x≥29(100－x )x ·x 100－x＝6， 当且仅当9(100－x )x＝x100－x ，即x ＝75时取等号. 即当x ＝75时，f (x )取得最小值.13.若正数a ，b 满足1a ＋1b ＝1，则1a －1＋9b －1的最小值为________. 答案 6解析 ∵正数a ，b 满足1a ＋1b＝1， ∴a ＋b ＝ab ，1a ＝1－1b >0，1b ＝1－1a>0， ∴b >1，a >1，则1a －1＋9b －1≥29(a －1)(b －1)＝29ab －(a ＋b )＋1＝6(当且仅当a ＝43，b ＝4时等号成立)，∴1a －1＋9b －1的最小值为6. 14.函数y ＝log a (x ＋3)－1(a >0，且a ≠1)的图象恒过定点A ，若点A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上，其中m ，n 均大于0，则1m ＋2n的最小值为________. 答案 8解析 y ＝log a (x ＋3)－1恒过定点A (－2，－1)，由A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上，可得－2m －n ＋1＝0，即2m ＋n ＝1.∴1m ＋2n ＝2m ＋n m ＋2(2m ＋n )n ＝n m ＋4m n＋4≥24＋4 ＝8⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当n m ＝4m n ，即m ＝14，n ＝12时等号成立.15.设正实数x ，y ，z 满足x 2－3xy ＋4y 2－z ＝0，则当xy z 取得最大值时，2x ＋1y －2z的最大值是______.答案 1解析 xy z ＝xy x 2－3xy ＋4y 2＝1x y ＋4y x－3≤14－3＝1，当且仅当x ＝2y 时等号成立，此时z ＝2y 2，2x ＋1y －2z ＝－1y 2＋2y ＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫1y －12＋1≤1，当且仅当y ＝1时等号成立，故所求的最大值为1. 16.若实数a ，b 满足ab －4a －b ＋1＝0(a >1)，则(a ＋1)(b ＋2)的最小值为________. 答案 27解析 因为ab －4a －b ＋1＝0，所以b ＝4a －1a －1. 又a >1，所以b >0，所以(a ＋1)(b ＋2)＝ab ＋2a ＋b ＋2＝6a ＋2b ＋1＝6a ＋8＋6a －1＋1＝6(a －1)＋6a －1＋15. 因为a －1>0，所以6(a －1)＋6a －1＋15 ≥26(a －1)×6a －1＋15＝27，当且仅当6(a －1)＝6a －1(a >1)，即a ＝2时等号成立，故(a ＋1)(b ＋2)的最小值为27.。
高三数学一轮复习 第七章《不等式》7-2基本不等式精品
3 C.2
D．2
解析：由条件知 a＋b＝2 3，x＝loga3，y＝logb3，
∴1x＋1y＝log3a＋log3b＝log3(ab)≤log3a＋2 b2＝1，等号
在 a＝b＝ 3时成立，故选 B.
• 答案：B
精选课件
• (理)已知R1、R2是阻值不同的两个电阻，现分别按图① ②连接，设相应的总阻值分别为RA、RB，则RA与RB的 大小关系是( )
∴2a＋3b＝2a＋3b·2a＋6 3b＝163＋ba＋ab≥ 163＋2＝265，等号在ba＝ab，即 b＝a＝65时成立．
答案：265
精选课件
[例 2] 已知 b>a>0，且 a＋b＝1，那么( )
A．2ab<aa4－ －bb4<a＋2 b<b
B．2ab<a＋2 b<aa4－－bb4<b
a4－b4
等”的条件．“一正”是说每个项都必须为正值，“二 定”是说各个项的和(或积)必须为定值．“三相等”是 说各个项中字母取某个值时，能够使得各项的值相等． • 其中，通过对所给式进行巧妙分拆、变形、组合、添加 系数使之能够出现定值是解题的关键． • 多次使用均值不等式时，要保持每次等号成立条件的一 致性．
x1<x2，
∵f(x2)－f(x1)＝400x2－x1＋900x12－x11
＝400(x2－x1)1－x910x02，而 x2－x1>0， 精选课件
又 x1x2<252<900，故 1－x910x02<0.∴f(x2)－f(x1)<0. 故 f(x)在[16,25]上是减函数． 于是 y＝f(x)≥f(25)＝400×25＋92050＋32000＝56000＝ 56400(元)． 即当 x＝25m，40x0＝16m 时，污水池总造价最低． 答：当污水处理池两邻边长分别为 25m 和 16m 时，总 造价最低，为 56400 元．
高考数学一轮复习第七章不等式7.4基本不等式及不等式的应用公开课课件省市一等奖完整版
§7.4 基本不等式及不等式的应用
知识清单
考点一 基本不等式
1.几个重要不等式
(1)a2+b2≥① 2ab (a,b∈R).
a
(2)
≥b ②
2
a b(a,b∈R+).
(3) a +b ≥③ 2 (a,b同号).
ba
(4)ab≤
a
2(ab ,b2∈R).
(5) a 2≥ b 2 ≥a ≥ b
解析 ∵a+1>0,b+2>0,∴ a+ 1= ≤b 2 a 1 2a 1 b 2 b 2 a = 4b , 3(a 1b2)
当且仅当a=b+1时取等号,又a+b=5,故当a=3,b=2时, a+ 1取最b 大 2 值,最大值为4.
答案 4
评析 本题考查利用基本不等式求最值,平方消去根号,考查化归转化 思想.在解答此类问题时,一定要注意“一正、二定、三相等”的原则.
由基本不等式,知1=mn+4m2+n2≥mn+4|mn|,所以-1 ≤mn≤1 ,当且仅当n=
3
5
2m,
即x=-3y时,取到最大值 1 .
5
解法二(齐次化处理):显然要使得目标函数取到最大值,x≠0.
令z=x2-y2=
=x2 y2 ,设t=
,则1 z=
y x
2
,则(4z+
y
6x2 4y2 6xy 6
2
2
(6)三角不等式
(aab,b∈1R2+)1.
ab
||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,
|a1±a2±…±an|≤|a1|+|a2|+…+|an|. 2.利用算术平均数与几何平均数求函数的最值 (1)已知x、y∈R+,如果积xy是定值P,那么当x=y时,和x+y有④ 最小值 ,是2