利用基本不等式求最值的技巧

基本不等式应用

一：直接应用求最值 例1：求下列函数的值域

（1）y ＝3x 2＋12x 2 （2）y ＝x ＋1

x

解：（1）y ＝3x 2＋1

2x

2 ≥2

3x 2·1

2x

2 ＝ 6 ∴值域为[ 6 ，+∞）

（2）当x ＞0时，y ＝x ＋1

x

≥2

x ·1

x

＝2； 当x ＜0时， y ＝x ＋1x = －（－ x －1

x ）≤－2

x ·1

x

=－2 ∴值域为（－∞，－2]∪[2，+∞）

二：凑项 例2：已知5

4x <

，求函数14245

y x x =-+-的最大值。 解：因450x -<，所以首先要“调整”符号，又1

(42)

45

x x --不是常数，所以对42x -要进行拆、凑项， 5,5404x x <∴->，11425434554y x x x x ⎛⎫∴=-+=--++ ⎪--⎝

⎭231≤-+=

当且仅当1

5454x x

-=

-，即1x =时，上式等号成立，故当1x =时，max 1y =。 评注：本题需要调整项的符号，又要配凑项的系数，使其积为定值。 变式 1

2,33

y

x x x =+

>- 三：凑系数 例3. 当

时，求(82)y x x =-的最大值。

解析：由知，，利用基本不等式求最值，必须和为定值或积为定值，此题为两个式子积的形式，但其和不是定值。注意到2(82)8x x +-=为定值，故只需将(82)y x x =-凑上一个系数即可。 当，即x ＝2时取等号 当x ＝2时，(82)y x x =-的最大值为8。 评注：本题无法直接运用基本不等式求解，但凑系数后可得到和为定值，从而可利用基本不等式求最大值。 变式1：设2

3

0<

-x ∴2922322)23(22)23(42

=⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+≤-⋅=-=x x x x x x y 当且仅当,232x x -=即⎪⎭

⎫

⎝⎛∈=

23,043x 时等号成立。 变式2：已知x ，y 为正实数，且

x 2＋

y 2

2

＝1，求x 1＋y 2 的最大值. 分析：因条件和结论分别是二次和一次，故采用公式ab ≤a 2＋b 2

2 。

同时还应化简1＋y 2

中

y 2前面的系数为

1

2

， x 1＋y 2 ＝x 2·1＋y 22

＝ 2 x ·

12 ＋y 22

下面将x ，

12 ＋y 2

2

分别看成两个因式：

x ·

12 ＋y 2

2

≤x 2

＋(

12 ＋y 22 )22 ＝x 2＋y 22 ＋12 2 ＝3

4

即x 1＋y 2 ＝ 2 ·x

12 ＋y 22 ≤ 3

4

2 四： 分离

例4. 求2710

(1)1

x x y x x ++=

>-+的值域。 解析一：本题看似无法运用基本不等式，不妨将分子配方凑出含有（x ＋1）的项，再将其分离。 当

,即

时,4

21)591

y x x ≥+⨯

+=+（（当且仅当x ＝1时取“＝”号）。 解析二：本题看似无法运用基本不等式，可先换元，令t =x ＋1，化简原式在分离求最值。 当

,即t =

时,4

259y t t

≥⨯

=（当t =2即x ＝1时取“＝”号）。 评注：分式函数求最值，通常直接将分子配凑后将式子分开或将分母换元后将式子分开再利用不等式求最值。即化为()(0,0)()

A

y mg x B A B g x =+

+>>，g (x )恒正或恒负的形式，然后运用基本不等式来求最值。 变式 求函数22

4

y x =

+的值域。

24(2)x t t +=≥，则2

24

y x =+221

4(2)4

x t t t x =

+=+≥+

因1

0,1t t t >⋅=，但1t t

=解得1t =±不在区间[)2,+∞，故等号不成立，考虑单调性。 因为1y t t =+在区间[)1,+∞单调递增，所以在其子区间[)2,+∞为单调递增函数，故52

y ≥。 所以，所求函数的值域为5,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭

。 五：与指数或对数运算性质结合

例5.若实数满足2=+b a ，则b

a 33+的最小值是 .

分析：“和”到“积”是一个缩小的过程，而且b

a 33⋅定值，因此考虑利用均值定理求最小值， 解： b

a

33和都是正数，b

a

33+≥632332==⋅+b a b a

当b a 33=时等号成立，由2=+b a 及b a 33=得1==b a 即当1==b a 时，b

a 33+的最小值是6． 变式：若44log log 2x y +=，求

11

x y

+的最小值.并求x ,y 的值 六：整体代换：多次连用最值定理求最值时，要注意取等号的条件的一致性，否则就会出错。。 例6：已知0,0x y >>，且

19

1x y

+=，求x y +的最小值。 错解．．

：0,0x y >>，且191x

y +

=，∴()1992212x y x y xy x y xy ⎛⎫

+=++≥ ⎪⎝⎭

故 ()min 12x y += 。