高三数学基本不等式及其应用
不等式4基本不等式

兰陵一中2017届一轮复习文科数学教学案高三( )班 姓名________________ 编号:8§5.4 基本不等式及其应用1.基本不等式:设a >0,b >0 ,则ab _________a +b 2,当且仅当__________时取等号. 2.几个重要的不等式(1)a 2+b 2≥_____(a ,b ∈R ); (2)b a +a b ≥_____(a ,b 同号);(3)ab ≤________≤ a 2+b 22 (a ,b ∈R ). 3.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_____时,x +y 有_____值是_____.(简记:积定和最小)(2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当_____时,xy 有_____值是_____.(简记:和定积最大) 利用基本不等式求最值要注意满足三个条件:____________________________.1.若a >0,b >0,且a +b =4,则下列不等式恒成立的是( )A.1ab ≤14B.1a +1b≤1 C.ab ≥2 D .a 2+b 2≥8 2.设x ,y ∈R ,a >1,b >1,若a x =b y =3,a +b =23,则1x +1y的最大值为( ) A .2 B.32 C .1 D.123. 已知x >0,y >0,且1x +2y=1,则x +y 的最小值是________. 4.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.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)5. 已知函数f (x )=x +p x -1(p 为常数,且p >0),若f (x )在(1,+∞)上的最小值为4,则实数p 的值为________.例1. (1)已知x <54,求f (x )=4x -2+14x -5的最大值; (2)已知x 为正实数且x 2+y 22=1,求x 1+y 2的最大值; (3)求函数y =x -1x +3+x -1的最大值.【跟踪练习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(2)若函数f (x )=x +1x -2(x >2)在x =a 处取最小值,则a 等于( ) A .1+ 2 B .1+ 3 C .3 D .4例2 (1)已知x >0,y >0且x +y =1,则8x +2y的最小值为________. (2)已知x >0,y >0,x +3y +xy =9,则x +3y 的最小值为________.【跟踪练习2】(1)若两个正实数x ,y 满足2x +1y=1,并且x +2y >m 2+2m 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(-∞,-2)∪[4,+∞)B .(-∞,-4]∪[2,+∞)C .(-2,4)D .(-4,2)(2)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是________例3. (1)已知f (x )=32x -(k +1)3x +2,当x ∈R 时,f (x )恒为正值,则k 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,22-1)C .(-1,22-1)D .(-22-1,22-1)(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________.【跟踪练习3】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________.1.下列不等式一定成立的是( )A .lg(x 2+14)>lg x (x >0)B .sin x +1sin x≥2(x ≠k π,k ∈Z ) C .x 2+1≥2|x |(x ∈R ) D.1x 2+1>1(x ∈R ) 2.若a >0,b >0,且ln(a +b )=0,则1a +1b的最小值是( ) A.14B .1C .4D .8 3.已知x >0,y >0,且4xy -x -2y =4,则xy 的最小值为( )A.22B .2 2 C. 2 D .2 4.设正实数x ,y ,z 满足x 2-3xy +4y 2-z =0.则当z xy取得最小值时,x +2y -z 的最大值为( ) A .0 B. 98 C .2 D. 945.若2x +2y =1,则x +y 的取值范围是( )A .[0,2]B .[-2,0]C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]6.设x ,y ∈R ,且xy ≠0,则(x 2+1y 2)(1x2+4y 2)的最小值为________. 7.若对于任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是________.8.设a +b =2,b >0,则当a =________时,12|a |+|a |b取得最小值. 9.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.10.桑基鱼塘是某地一种独具地方特色的农业生产形式,某研究单位打算开发一个桑基鱼塘项目,该项目准备购置一块1 800平方米的矩形地块,中间挖出三个矩形池塘养鱼,挖出的泥土堆在池塘四周形成基围(阴影部分所示)种植桑树,池塘周围的基围宽均为2米,如图,设池塘所占的总面积为S 平方米.(1)试用x 表示S ;(2)当x 取何值时,才能使得S 最大?并求出S 的最大值.。
2015高三复习:第6单元-不等式-数学(理科)-人教A版(逐字编辑)

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使用建议
2.教学建议 不等式是知识和应用的结合体,在复习中既要照顾到 其基础性、也要照顾到其应用性,具体在教学中要注意如 下几点: (1)在各讲的复习中首先要注意基础性,这是第一位 的复习目标.由于各讲的选题偏重基础,大多数例题、变 式学生都可以独立完成,在基础性复习的探究点上要发挥 教师的引导作用,引导学生独立思考完成这些探究点,教 师给予适度的指导和点评.
n n a > b 开方法 性质8:a>b>0,(n∈N,n≥2)⇔__________( 1 1 则). < a b 倒数法则). 性质9:ab>0,a>b⇔________(
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第33讲
双 向 固 基 础
不等关系与不等式
—— 链接教材 ——
1.[教材改编] 完成一项装修工程,请木工需付工资 每人50元,请瓦工需付工资每人40元,现有工人工资预算 2000元,设木工x人,瓦工y人,则工人人数满足的关系式 是_____________________.
5x+4y≤200, * x , y ∈ N
[答案]
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第33讲
双 向 固 基 础
不等关系与不等式
[解析] 依题意, 得 50x+40y≤2000, 即 5x+4y≤200, 故所满足的不等式组为
5x+4y≤200, * x , y ∈ N
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第33讲
不等关系与不等式 一元二次不等式及其解法 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 基本不等式
单元网络
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核心导语
一、不等式的性质与解法 1.比较法——判断或证明两个数的大小的基本方 法. 2.三个“二次”——注意二次函数的图像、一元二 次方程的根、一元二次不等式的密切联系. 二、简单的线性规划问题 1.平面区域——根据特殊点的位置确定不等式表示 的平面区域. 2.实际问题——解题的关键是列出线性约束条件, 写出目标函数.
人教版数学必修第一册综合复习:基本不等式课件

归纳点拨
➢ 利用基本不等式求解含参数的不等式的策略
(1)视察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,
从而得参数的值或取值范围.
(2)在处理含参数的不等式恒成立问题时,往往将已知
不等式看作关于参数的不等式,体现了主元与次元的转化.
考点微练
若对于任意的x>0,不等式 2
+3+1
≤a恒成立,则实数a的
(2)每次需订购多少吨甲醇,可使该化工厂年存储成本费最少?最少费用为多少?
归纳小结
设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为
函数.根据实际问题抽象出形如f(x)=g(x)+
解析式,注意要在定义域内求解.
(k>0)的
通过本节课,你学会了什么?
取值范围是( A )
A.
1
, +∞
5
C.
1
−∞,
5
B.
1
, +∞
5
D.
1
−∞,
5
考点三
[例4]
基本不等式的实际应用(高考热度:)
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________.
30
[例5]
(a,b∈R).
2
2
二、利用基本不等式求最值问题
已知x>0,y>0,则
(1)如果xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是
2
_________(简记:积定和最小).
(2)如果x+y是定值q,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是
2
高三数学高考第一轮复习课件:不等式

第六单元 │ 使用建议
使用建议
1.本单元内容理论性强,知识覆盖面广,因此教学中 应注意:
(1)复习不等式的性质时,要克服“想当然”和“显 然成立”的思维定式,一定使要用注建议意不等式成立的条件,强化 或者弱化了条件都有可能得出错误的结论.
第34讲 │ 编读互动 编读互动
第34讲 │ 知识要点 知识要点
第34讲 │ 知识要点
第34讲 │ 知识要点
第34讲 │ 双基固化 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
第34讲 │ 双基固化
(1)理解不等式的性质及其证明. (2)掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于 它们的几何平均数的定理,并会简单的应用. (3)掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式. (4)掌握简单不等式的解法. (5)理解不等式|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+| b|.
第六单元 │ 复习策略
复习策略
不等式
目录
第34讲 不等式的概念与性质 第35讲 均值不等式 第36讲 不等式的解法 第37讲 不等式的证明 第38讲 含绝对值的不等式
第六单元 不等式
第六单元 │ 知识框架 知识框架
第六单元 │ 考点解读 考点解读
不等式、不等式的基本性质、不等式的证明、不等式的 解法、含绝对值的不等式.
第六单元 │ 考点解读
第35讲 │ 双基固化
第35讲 │ 双基固化
第35讲 │ 双基固化
第35讲 │ 双基固化
高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考)专题2-2基本不等式及其应用教师版

专题2.2基本不等式及其应用练基础1.(2021·曲靖市第二中学高三二模(文))已知(),,0,a b c ∈+∞,320a b c -+=,则b的()A B .最大值是3C .最小值是D .最小值是3【答案】B 【解析】由题意得32a cb +=,再代入所求式子利用基本不等式,即可得到答案;【详解】因为320a b c -+=,所以32a cb +=,所以3323c a b =≤=+,等号成立当且仅当3a c =.故选:B.2.(2021·山东高三其他模拟)已知a b ,均为正实数,则“2aba b≤+”是“16ab ≤”的()A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】取100,2a b ==可得由2ab a b ≤+推不出16ab ≤,反过来,由基本不等式可得由16ab ≤能推出2aba b≤+,然后可选出答案.【详解】取100,2a b ==,则2002102ab a b =<+,但20016ab =>,所以由2ab a b≤+推不出16ab ≤,反过来,若16ab ≤,则22ab a b ≤=≤+,当且仅当4a b ==时取等号,所以由16ab ≤能推出2ab a b ≤+,所以“2aba b≤+”是“16ab ≤”的必要不充分条件,故选:C3.(2021·吉林长春市·东北师大附中高三其他模拟(文))在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知ABC 的面积是()2214S b c =+,则ABC 的三个内角大小为()A .60ABC === B .90,45A B C ===C .120,30A B C ===D .90,30,60A B C ===【答案】B 【解析】由ABC 的面积是()2214S b c =+,利用面积公式及基本不等式判断出90A =︒,由b=c 得45B C == .【详解】因为222b c bc +≥,所以()221142S b c bc =+≥(当且仅当b=c 时取等号).而ABC 的面积是1sin 2S bc A =,所以11sin 22S bc A bc =≥,即sin 1A ≥,所以sin =1A ,因为A 为三角形内角,所以90A =︒.又因为b=c ,所以90,45A B C === .故选:B4.(2021·浙江高三月考)已知实数x ,y 满足2244x y +=,则xy 的最小值是()A .2-B .C .D .1-【答案】D 【解析】运用三角代换法,结合二倍角的正弦公式、正弦型函数的最值性质进行求解即可.【详解】由22224414x x y y +=⇒+=,令2cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,因此2cos sin sin 2xy θθθ==,因为1sin 21θ-≤≤,所以11xy -≤≤,因此xy 的最小值是1-,5.(2021·北京高三二模)某公司购买一批机器投入生产,若每台机器生产的产品可获得的总利润s (万元)与机器运转时间t (年数,*t ∈N )的关系为22364s t t =-+-,要使年平均利润最大,则每台机器运转的年数t 为()A .5B .6C .7D .8【答案】D 【解析】根据题意求出年平均利润函数。
旧教材适用2023高考数学一轮总复习第七章不等式第4讲基本不等式课件

角度
利用消元法求最值
例 3 (1)(2021·武汉模拟)若正数 x,y 满足 x+4y-xy=0,则x+4 y的最
大值为( )
A.25 B.49 C.12 D.47
答案 B
解析 因为正数 x,y 满足 x+4y-xy=0,所以 y=x-x 4>0,解得 x>4,
所以x+4 y=x+4x-x 4=x+1+4 x-4 4=x-4+4x-4 4+5
(2)(2021·甘 肃 武 威 模 拟 ) 设
x>0 , 则 函 数
y
=x
+
2 2x+1
- 32
的
最
小
值
为
0.
解析 y=x+2x+2 1-32=x+12+x+1 12-2≥2
x+21·x+1 12-2=0,当
且仅当 x+12=x+1 12,即 x=12时等号成立.所以函数的最小值为 0.
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.
1.(2022·岳阳一中月考)已知 a>b>0,则 2a+a+4 b+a-1 b的
最小值为( )
A.6
B.4
C.2 3
D.3 2
答案 A
解析 因为 a>b>0,所以 a+b>0,a-b>0, 所以 2a+a+4 b+a-1 b=a+b+a+4 b+a-b+a-1 b≥2 (a+b)·a+4 b +2 (a-b)·a-1 b=4+2=6,当且仅当 a+b=a+4 b且 a-b=a-1 b, 即 a=32,b=12时等号成立.所以 2a+a+4 b+a-1 b的最小值为 6.
高三数学总结精华版第六不等式
高中数学第六章-不等式考试内容:不等式.不等式的基本性质.不等式的证明.不等式的解法.含绝对值的不等式. 考试要求:(1)理解不等式的性质及其证明.(2)掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单的应用.(3)掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式. (4)掌握简单不等式的解法.(5)理解不等式│a │-│b │≤│a+b │≤│a │+│b │§06. 不 等 式 知识要点1. 不等式的基本概念(1) 不等(等)号的定义:.0;0;0b a b a b a b a b a b a <⇔<-=⇔=->⇔>- (2) 不等式的分类:绝对不等式;条件不等式;矛盾不等式. (3) 同向不等式与异向不等式.(4) 同解不等式与不等式的同解变形. 2.不等式的基本性质(1)a b b a <⇔>(对称性)(2)c a c b b a >⇒>>,(传递性)(3)c b c a b a +>+⇒>(加法单调性)(4)d b c a d c b a +>+⇒>>,(同向不等式相加) (5)d b c a d c b a ->-⇒<>,(异向不等式相减) (6)bc ac c b a >⇒>>0,.(7)bc ac c b a <⇒<>0,(乘法单调性)(8)bd ac d c b a >⇒>>>>0,0(同向不等式相乘)(9)0,0a b a b c d c d>><<⇒>(异向不等式相除)11(10),0a b ab a b>>⇒<(倒数关系) (11))1,(0>∈>⇒>>n Z n b a b a n n 且(平方法则) (12))1,(0>∈>⇒>>n Z n b a b a n n 且(开方法则)3.几个重要不等式(1)0,0||,2≥≥∈a a R a 则若(2))2||2(2,2222ab ab b a ab b a R b a ≥≥+≥+∈+或则、若(当仅当a=b 时取等号) (3)如果a ,b 都是正数,那么.2a b +(当仅当a=b 时取等号)极值定理:若,,,,x y R x y S xy P +∈+==则: ○1如果P 是定值, 那么当x=y 时,S 的值最小; ○2如果S 是定值, 那么当x =y 时,P 的值最大. 利用极值定理求最值的必要条件: 一正、二定、三相等.,3a b c a b c R +++∈≥(4)若、、则a=b=c 时取等号)0,2b aab a b>+≥(5)若则(当仅当a=b 时取等号)2222(6)0||;||a x a x a x a x a x a x a a x a >>⇔>⇔<-><⇔<⇔-<<时,或(7)||||||||||||,b a b a b a R b a +≤±≤-∈则、若 4.几个著名不等式(1)平均不等式: 如果a ,b 都是正数,那么2112a b a b++(当仅当a=b 时取等号)即:平方平均≥算术平均≥几何平均≥调和平均(a 、b 为正数):特别地,222()22a b a b ab ++≤≤(当a = b 时,222()22a b a b ab ++==)),,,(332222时取等c b a R c b a c b a c b a ==∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+++≥++ ⇒幂平均不等式:22122221)...(1...n n a a a na a a +++≥+++ 注:例如:22222()()()ac bd abcd +≤++.常用不等式的放缩法:①21111111(2)1(1)(1)1n n n n n n n n nn-==-≥++--1)2n nn n ==≥+-(2)柯西不等式: 时取等号当且仅当(则若nn n n n n n n b a b a b ab a b b b b a a a a b a b a b a b a R b b b b R a a a a ====+++++++≤++++∈∈ 332211223222122322212332211321321))(();,,,,,,,,(3)琴生不等式(特例)与凸函数、凹函数若定义在某区间上的函数f(x),对于定义域中任意两点1212,(),x x x x ≠有12121212()()()()()().2222x x f x f x x x f x f x f f ++++≤≥或则称f(x)为凸(或凹)函数.5.不等式证明的几种常用方法比较法、综合法、分析法、换元法、反证法、放缩法、构造法.6.不等式的解法(1)整式不等式的解法(根轴法).步骤:正化,求根,标轴,穿线(偶重根打结),定解. 特例① 一元一次不等式ax >b 解的讨论;②一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)解的讨论.(2)分式不等式的解法:先移项通分标准化,则()()0()()0()()0;0()0()()f x g x f x f x f x g x g x g x g x ≥⎧>⇔>≥⇔⎨≠⎩ (3)无理不等式:转化为有理不等式求解1()0()0()()f x g x f x g x ⎧≥⎫⇒⎪⎬≥⎨⎭⎪>⎩定义域○2⎩⎨⎧<≥⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥⇔>0)(0)()]([)(0)(0)()()(2x g x f x g x f x g x f x g x f 或 ○3⎪⎩⎪⎨⎧<≥≥⇔<2)]([)(0)(0)()()(x g x f x g x f x g x f (4).指数不等式:转化为代数不等式()()()()()(1)()();(01)()()(0,0)()lg lg f x g x f x g x f x a a a f x g x a a a f x g x a b a b f x a b>>⇔>><<⇔<>>>⇔⋅>(5)对数不等式:转化为代数不等式()0()0log ()log ()(1)()0;log ()log ()(01)()0()()()()a a a a f x f x f x g x a g x f x g x a g x f x g x f x g x >>⎧⎧⎪⎪>>⇔>><<⇔>⎨⎨⎪⎪><⎩⎩(6)含绝对值不等式○1应用分类讨论思想去绝对值; ○2应用数形思想; ○3应用化归思想等价转化 ⎩⎨⎧>-<>≤⇔>⎩⎨⎧<<->⇔<)()()()(0)()0)(),((0)()(|)(|)()()(0)()(|)(|x g x f x g x f x g x g x f x g x g x f x g x f x g x g x g x f 或或不同时为注:常用不等式的解法举例(x 为正数): ①231124(1)2(1)(1)()22327x x x x x -=⋅--≤=②2222232(1)(1)124(1)()22327x x x y x x y y --=-⇒=≤=⇒≤类似于22sin cos sin (1sin )y x x x x ==-,③111||||||()2x x x x x x+=+≥与同号,故取等。
[名校联盟]2012届高三数学二轮复习09讲 不等式及其应用
综合①②知x=9时,W取最大值. 所以当年产量为9千件时,该公司在这一品牌服装 生产中获利最大. 探究拓展 有关应用类问题,首先应建立数学模 型,依具体模型设计具体解决方案,本题中可依 基本不等式确定取最值条件,不要忘记验证等号 成立条件是否满足.
变式训练5
(2009·淮安3月调研)有一座大桥
既是交通拥挤地段,又是事故多发地段,为了保 证安全,交通部门规定,大桥上的车距d(m)与车 1 速v(km/h)和车长1(m)的关系满足: kv l l d 2 (k为正的常数),假定车身长为4 m,当车速为 60(km/h)时,车距为2.66个车身长. (1)写出车距d关于车速v的函数关系式; (2)应规定怎样的车速,才能使大桥上每小时通 过的车辆最多?
【例1】设a,b∈R,若a-|b|>0,则下列四个不等式:
①b-a>0;②a3+b3<0;③b+a>0;④a2-b2<0中正确的是
.(写出正确的序号) 分析 先认定a,b大小关系再作判断,也可取满足 条件的a、b特殊值逐一验证.(特殊值法) 解析 方法一 a-|b|>0a>|b|-a<b<a a+b>0且a-b>0b-a<0①错.
表示的平
面区域,则当a从-2连续变化到1时,动直线x+y=a 扫过A中的部分区域的面积为 . 解析 将不等式组表示的区域A作 出,如图所示为Rt△MNO.动直线 即为y=-x+a,是一组斜率为-1,在 y轴上的截距为a∈[-2,1]的直线,
图中四边形PQOM为要求面积区域,依题意各点坐
标为O(0,0),M(-2,0),N(0,2), Q(0,1), P ( , ),
高三数学复习(理):第4讲 基本不等式
第4讲 基本不等式[学生用书P132]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 +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正实数的算术平均数不小于它们的几何平均数.常用结论已知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 有最大值是p 24.(简记:和定积最大)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)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22成立的条件是ab >0.( ) (3)“x >0且y >0”是“x y +yx ≥2”的充要条件.( ) (4)若a >0,则a 3+1a 2的最小值是2a .( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× 二、易错纠偏 常见误区|K(1)忽视不等式成立的条件a >0且b >0;(2)忽视等号成立的条件. 1.若x <0,则x +1x ( ) A .有最小值,且最小值为2 B .有最大值,且最大值为2 C .有最小值,且最小值为-2 D .有最大值,且最大值为-2 解析:选D.因为x <0,所以-x >0, -x +1-x≥21=2,当且仅当x =-1时,等号成立, 所以x +1x ≤-2.2.若x ≥2,则x +4x +2的最小值为________.解析:设x+2=t,则x+4x+2=t+4t-2.又由x≥2,得t≥4,而函数y=t+4t-2在[2,+∞)上是增函数,因此当t=4时,t+4t -2取得最小值4+44-2=3.答案:3[学生用书P133]利用基本不等式求最值(多维探究)角度一通过拼凑法利用基本不等式求最值(1)已知0<x<1,则x(4-3x)取得最大值时x的值为________.(2)已知x<54,则f(x)=4x-2+14x-5的最大值为________.【解析】(1)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)因为x<54,所以5-4x>0,则f(x)=4x-2+14x-5=-⎝⎛⎭⎪⎫5-4x+15-4x+3≤-2 (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.【答案】 (1)23 (2)1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. 角度二 通过常数代换法求最值已知a >0,b >0,a +b =1,则⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b 的最小值为________.【解析】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+a +b a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+a +b b = ⎝ ⎛⎭⎪⎫2+b a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫2+a b =5+2⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b ≥5+4=9.当且仅当a =b =12时,取等号.【答案】 9【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 +b a +a +b b =2+b a +ab ≥2+2b a ·a b =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【迁移探究2】 (变条件)若本例条件变为已知a >0,b >0,4a +b =4,则⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b 的最小值为________. 解析:由4a +b =4得a +b4=1,⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b =⎝⎛⎭⎪⎪⎫1+a +b 4a ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1+a +b 4b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2+b 4a ⎝ ⎛⎭⎪⎫54+a b =52+2a b +5b 16a +14≥114+258=114+102.当且仅当42a =5b 时取等号.答案:114+102常数代换法求最值的步骤(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. 角度三 通过消元法求最值若正数x ,y 满足x 2+6xy -1=0,则x +2y 的最小值是( ) A.223B .23 C.33D.233【解析】 因为正数x ,y 满足x 2+6xy -1=0,所以y =1-x 26x .由⎩⎨⎧x >0,y >0,即⎩⎨⎧x >0,1-x 26x >0,解得0<x <1.所以x +2y =x +1-x 23x =2x 3+13x ≥22x 3·13x =223,当且仅当2x 3=13x ,即x =22,y =212时取等号.故x +2y 的最小值为223.【答案】 A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.角度四 多次利用基本不等式求最值若a ,b ∈R ,ab >0,则a 4+4b 4+1ab的最小值为________.【解析】 因为ab >0,所以a 4+4b 4+1ab ≥24a 4b 4+1ab =4a 2b 2+1ab =4ab +1ab≥24ab ·1ab =4,当且仅当⎩⎨⎧a 2=2b 2,ab =12时取等号,故a 4+4b 4+1ab的最小值是4.【答案】 4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.1.(2021·湖北八校第一次联考)已知x >0,y >0,且1x +9y =1,则x +y 的最小值为( )A .12B .16C .20D .24解析:选B.方法一:由题意x +y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +9y (x +y )=1+y x +9x y +9≥1+2y x ×9xy+9=16,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,1x +9y =1,y x =9x y ,即⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =12时取等号,故选B.方法二:由1x +9y =1得9x +y -xy =0,即(x -1)(y -9)=9,可知x >1,y >9,所以x +y =(x -1)+(y -9)+10≥2(x -1)(y -9)+10=16,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧x >1,y >9,1x +9y=1,x -1=y -9=3,即⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =12时取等号,故选B. 2.(2021·贵阳市四校联考)已知a +b =2,且a >-1,b >0,则1a +1+1b的最小值为( )A.23 B .1 C.43D.32解析:选C.由a +b =2,得a +1+b =3.因为a >-1,所以a +1>0,所以1a +1+1b =13(a +1+b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1+1b =13⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2+b a +1+a +1b ≥13·⎝⎛⎭⎪⎪⎫2+2ba +1·a +1b =43,当且仅当b a +1=a +1b ,即a =12,b =32时等号成立,所以1a +1+1b 的最小值为43,故选C.3.已知x ,y 为正实数,则4x x +3y+3y x 的最小值为( )A.53 B .103 C.32 D .3解析:选 D.由题意得x >0,y >0,4x x +3y +3y x =4x x +3y +x +3y x -1≥24x x +3y ·x +3yx-1=4-1=3(当且仅当x =3y 时等号成立).基本不等式的实际应用(师生共研)某车间分批生产某种产品,每批产品的生产准备费用为800元,若每批生产x件,则平均仓储时间为x8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,则每批应生产产品() A.60件B.80件C.100件D.120件【解析】若每批生产x件产品,则每件产品的生产准备费用是800x元,仓储费用是x8元,总的费用是800x+x8≥2800x·x8=20,当且仅当800x=x8,即x=80时取等号,故选B.【答案】 B利用基本不等式求解实际问题的注意事项(1)根据实际问题抽象出目标函数的表达式,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.(2021·安徽安庆大观模拟)如图所示,矩形ABCD的边AB靠在墙PQ上,另外三边是由篱笆围成的.若该矩形的面积为4,则围成矩形ABCD 所需要篱笆的()A .最小长度为8B .最小长度为4 2C .最大长度为8D .最大长度为4 2解析:选B.设BC =a ,a >0,CD =b ,b >0,则ab =4,所以围成矩形ABCD 所需要的篱笆长度为2a +b =2a +4a ≥22a ·4a =42,当且仅当2a =4a ,即a =2时取等号,此时长度取得最小值4 2.故选B.基本不等式的综合应用(多维探究) 角度一 与其他知识的交汇问题(2021·吉林通钢一中等三校第五次联考)在Rt △ABC 中,已知∠C =90°,CA =3,CB =4,P 为线段AB 上的一点,且CP →=x ·CA →|CA →|+y ·CB →|CB →|,则1x +1y 的最小值为( )A.76 B .712C.712+33D.76+33【解析】 因为CA =3,CB =4,即|CA →|=3,|CB →|=4, 所以CP →=x CA →|CA →|+y CB →|CB →|=x 3CA →+y 4CB →,因为P 为线段AB 上的一点,即P ,A ,B 三点共线, 所以x 3+y4=1(x >0,y >0),所以1x +1y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +1y ·⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+y 4=712+x 3y +y 4x ≥712+2112=712+33, 当且仅当x 3y =y 4x 时等号成立,所以1x +1y 的最小值为712+33,故选C. 【答案】 C角度二 求参数的值或取值范围已知不等式(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y ≥9对任意的正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为________.【解析】 (x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y =1+a +y x +ax y ≥1+a +2a =(a +1)2(x ,y ,a >0),当且仅当y =ax 时取等号,所以(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y 的最小值为(a +1)2,所以(a +1)2≥9恒成立. 所以a ≥4. 【答案】 4(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x >0,y >0,lg 2x +lg 8y =lg 2,则1x +13y 的最小值是( ) A .2 B .2 2 C .4D .2 3解析:选C.因为lg 2x +lg 8y =lg 2,所以lg(2x ·8y )=lg 2,所以2x +3y =2,所以x +3y =1.因为x >0,y >0,所以1x +13y =(x +3y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +13y =2+3y x +x 3y ≥2+23y x ·x 3y =4,当且仅当x =3y =12时取等号,所以1x +13y 的最小值为4.故选C.2.设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是________.解析:a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n (1+n )2,所以S n +8a n =n (1+n )2+8n =12(n +16n +1) ≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n ·16n +1=92,当且仅当n =4时取等号.所以S n +8a n 的最小值是92.答案:923.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________.解析:对任意x ∈N *,f (x )≥3恒成立, 即x 2+ax +11x +1≥3恒成立,即a ≥-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +8x +3.设g (x )=x +8x ,当x =8x ,即x =22时,g (x )取得最小值,又x ∈N *,则g (2)=6,g (3)=173.因为g (2)>g (3),所以g (x )min =173,所以-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +8x +3≤-83,所以a ≥-83,故a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-83,+∞.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫-83,+∞[学生用书P135]核心素养系列12 逻辑推理——利用基本不等式连续放缩求最值已知a >b >0,那么a 2+1b (a -b )的最小值为________.【解析】 因为a >b >0,所以a -b >0,所以b (a -b )≤⎝⎛⎭⎪⎫b +a -b 22=a 24,所以a 2+1b (a -b )≥a 2+4a 2≥2a 2·4a 2=4,当且仅当b =a -b 且a 2=4a 2,即a =2且b =22时取等号,所以a 2+1b (a -b )的最小值为4.【答案】 4设a >b >0,则a 2+1ab +1a (a -b )的最小值是________.【解析】 因为a >b >0,所以a -b >0,所以a 2+1ab +1a (a -b )=(a 2-ab )+1(a 2-ab )+1ab+ab ≥2(a 2-ab )·1(a 2-ab )+21ab ×ab =4(当且仅当a 2-ab =1a 2-ab且1ab =ab ,即a =2,b =22时取等号).【答案】 4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.已知正实数a ,b ,c ,d 满足a +b =1,c +d =1,则1abc +1d 的最小值是( )A .10B .9C .42D.3 3解析:选B.因为a +b =1,a >0,b >0,所以ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22=14,所以1ab ≥4,当且仅当a =b =12时取等号.又因为c +d =1,c >0,d >0,所以1abc +1d ≥4·1c +1d =(c +d )·⎝ ⎛⎭⎪⎫4c +1d =5+4d c +c d ≥5+24d c ·c d =9,当且仅当a =b =12,且c =23,d =13时取等号,即1abc +1d 的最小值为9,故选B.[学生用书P393(单独成册)][A 级 基础练]1.若正实数x ,y 满足x +y =2,则1xy 的最小值为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选A.因为正实数x ,y 满足x +y =2, 所以xy ≤(x +y )24=224=1,所以1xy ≥1.2.若a >0,b >0,a +b =ab ,则a +b 的最小值为( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选B.方法一:由于a +b =ab ≤(a +b )24,因此a +b ≥4或a +b ≤0(舍去),当且仅当a =b =2时取等号,故选B.方法二:由题意,得1a +1b =1,所以a +b =(a +b )(1a +1b )=2+a b +ba ≥2+2=4,当且仅当a =b =2时取等号,故选B.方法三:由题意知a =b b -1(b >1),所以a +b =b b -1+b =2+b -1+1b -1≥2+2=4,当且仅当a =b =2时取等号,故选B.3.已知f (x )=x 2-2x +1x ,则f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3上的最小值为( )A.12 B .43 C .-1D .0解析:选D.f (x )=x 2-2x +1x =x +1x -2≥2-2=0,当且仅当x =1x ,即x =1时取等号.又1∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3,所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3上的最小值是0.4.若实数a ,b 满足1a +2b =ab ,则ab 的最小值为( )A. 2 B .2 C .2 2D .4解析:选C.因为1a +2b =ab ,所以a >0,b >0, 由ab =1a +2b ≥21a ×2b =22ab ,所以ab ≥22(当且仅当b =2a 时取等号), 所以ab 的最小值为2 2. 5.设x >0,则函数y =x +22x +1-32的最小值为( ) A .0 B .12 C .1D.32解析:选A.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.故选A.6.(2021·四省八校第二次质量检测)已知a =(1,x ),b =(y ,1),x >0,y >0.若a ∥b ,则xyx +y的最大值为( ) A.12 B .1 C. 2D .2解析:选 A.方法一:a ∥b ⇒xy =1,所以y =1x ,所以xy x +y =1x +y =1x +1x≤12x ×1x =12(当且仅当x =1x ,即x =1时取等号),所以xy x +y的最大值为12,故选A.方法二:a ∥b ⇒xy =1,又x >0,y >0,所以xy x +y =1x +y ≤12xy=12(当且仅当x =y =1时取等号),所以xy x +y的最大值为12,故选A.7.(2020·高考天津卷)已知a >0,b >0,且ab =1,则12a +12b +8a +b 的最小值为________.解析:依题意得12a +12b +8a +b =a +b 2ab +8a +b =a +b 2+8a +b≥2a +b 2×8a +b =4,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b >0,ab =1,a +b 2=8a +b ,即⎩⎪⎨⎪⎧ab =1,a +b =4时取等号.因此,12a +12b +8a +b 的最小值为4.答案:48.(2020·高考江苏卷)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是__________.解析:方法一:由5x 2y 2+y 4=1得x 2=15y 2-y 25,则x 2+y 2=15y 2+4y 25≥215y 2·4y 25=45,当且仅当15y 2=4y 25,即y 2=12时取等号,则x 2+y 2的最小值是45.方法二:4=(5x 2+y 2)·4y 2≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(5x 2+y 2)+4y 222=254·(x 2+y 2)2,则x 2+y 2≥45,当且仅当5x 2+y 2 =4y 2=2,即x 2=310,y 2=12时取等号,则x 2+y 2的最小值是45.答案:459.(1)当x <32时,求函数y =x +82x -3的最大值;(2)设0<x <2,求函数y =x (4-2x )的最大值. 解:(1)y =12(2x -3)+82x -3+32=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3-2x 2+83-2x +32. 当x <32时,有3-2x >0, 所以3-2x 2+83-2x ≥23-2x 2·83-2x=4,当且仅当3-2x 2=83-2x ,即x =-12(x =72舍去)时取等号. 于是y ≤-4+32=-52, 故函数的最大值为-52. (2)因为0<x <2,所以2-x >0, 所以y =x (4-2x )=2·x (2-x )≤2·x +2-x2=2,当且仅当x =2-x ,即x =1时取等号, 所以当x =1时,函数y =x (4-2x )取最大值,为 2.10.已知x >0,y >0,且2x +8y -xy =0,求 (1)xy 的最小值; (2)x +y 的最小值.解:(1)由2x +8y -xy =0,得8x +2y =1,又x >0,y >0, 则1=8x +2y ≥2 8x ·2y =8xy. 得xy ≥64,当且仅当x =16,y =4时,等号成立. 所以xy 的最小值为64.(2)由2x +8y -xy =0,得8x +2y=1,则x +y =⎝ ⎛⎭⎪⎫8x +2y ·(x +y )=10+2x y +8y x ≥10+22x y ·8yx =18. 当且仅当x =12,y =6时等号成立, 所以x +y 的最小值为18.[B 级 综合练]11.已知a >0,b >0,若不等式3a +1b ≥ma +3b 恒成立,则m 的最大值为( )A .9B .12C .18D .24解析:选B.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 =ab ,即a =3b 时等号成立, 所以m ≤12,所以m 的最大值为12. 12.(2020·福建龙岩一模)已知x >0,y >0,且1x +1+1y =12,则x +y 的最小值为( )A .3B .5C.7 D.9解析:选C.因为x>0,y>0.且1x+1+1y=12,所以x+1+y=2⎝⎛⎭⎪⎫1x+1+1y(x+1+y)=2(1+1+yx+1+x+1y)≥2⎝⎛⎭⎪⎪⎫2+2yx+1·x+1y=8,当且仅当yx+1=x+1y,即x=3,y=4时取等号,所以x+y≥7,故x+y的最小值为7,故选C.13.若a+b≠0,则a2+b2+1(a+b)2的最小值为________.解析:a2+b2+1(a+b)2≥(a+b)22+1(a+b)2≥212=2,当且仅当a=b=2-34时,a2+b2+1(a+b)2取得最小值 2.答案: 214.某厂家拟定在2021年举行促销活动,经调查测算,该产品的年销量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用m(m≥0)万元满足x=3-km+1(k为常数).如果不搞促销活动,那么该产品的年销量只能是1万件.已知2021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2021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2021年的促销费用投入多少万元时,厂家利润最大?解:(1)由题意知,当m=0时,x=1(万件),所以1=3-k⇒k=2,所以x=3-2m+1(m≥0),每件产品的销售价格为1.5×8+16xx(元),所以2021年的利润y=1.5x×8+16xx-8-16x-m=-⎣⎢⎡⎦⎥⎤16m +1+(m +1)+29(m ≥0). (2)因为m ≥0时,16m +1+(m +1)≥216=8, 所以y ≤-8+29=21,当且仅当16m +1=m +1⇒m =3时,y max =21.故该厂家2021年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大,为21万元.[C 级 提升练]15.已知角α,β的顶点都为坐标原点,始边都与x 轴的非负半轴重合,且都为第一象限的角,α,β终边上分别有点A (1,a ),B (2,b ),且α=2β,则1a +b 的最小值为( )A .1B . 2 C. 3D .2解析:选C.由已知得,a >0,b >0,tan α=a ,tan β=b2,因为α=2β,所以tan α=tan 2β,所以a =2·b 21-⎝ ⎛⎭⎪⎫b 22=4b 4-b 2,所以1a +b =4-b 24b +b =1b +3b 4≥21b ·3b4=3,当且仅当1b =3b 4,即b =233时,取等号.故1a +b 的最小值为 3.16.(2021·江西吉安期末)已知函数f (x )=sin 2xsin x +2,则f (x ) 的最大值为________.解析:设t =sin x +2,则t ∈[1,3],则sin 2x =(t -2)2,则g (t )=(t -2)2t =t +4t -4(1≤t ≤3),由“对勾函数”的性质可得g (t )在[1,2)上为减函数,在(2,3]上为增函数,又g (1)=1,g (3)=13,所以g (t )max =g (1)=1.即f (x )的最大值为1.答案:1。
第七章§7.1不等式及其解法
<0 时ꎬ解集为 R.
2.三个“ 二次” 间的关系
判别式
Δ = b2 -4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数 y = ax2 +bx+c ( a> 0) 的图象
一元二次方程 ax2 +bx+c = 0 ( a> 0) 的根
有两相异实根 x1 ꎬx2( x1 <x2 )
ax2 +bx+c>0 ( a> 0) 的解集
数) ꎬ则
( )
A.x1 +x2 >1 C. 1 + 1 < 1
x1 x2 e 1-2 答案 A
B.x1 +x2 <1 D. 1 + 1 > 1
x1 x2 e
解析
由
x1 +x2 <ex1 x2
和
x2
>
0ꎬ得
x1 x2
<ex1 -1ꎬ
又
x1 >0ꎬx2 >0ꎬ∴
ex1 -1>
x1 x2
>0ꎬ
4.分式不等式的解法
{ (1)
f( x) g( x)
≥0⇔
f( x) ������g( x) ≥0ꎻ g( x) ≠0.
(2)
f( x) g( x)
>
0⇔f(
x)
������g(
x)
>
0.
对应学生用书起始页码 P117
一、不等式性质的应用
1.比较两个数或代数式的大小ꎬ一般用以下三种方法: (1) 当两个数( 或式子) 正负未知且为多项式时ꎬ用作差法. 步骤:①作差ꎻ②变形ꎻ③判断差的符号ꎻ④下结论. 变形技巧:①分解因式ꎻ②平方后再作差ꎻ③配方ꎻ④分子分