内容正文:
2.2 基本不等式
【题型解读】
【知识储备】
1. 两个不等式
重要不等式:当a、b是任意实数时,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.
基本不等式:当a>0,b>0时有≤,当且仅当a=b时,等号成立.
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,≠,即只能有a2+b2>2ab,<.
2.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值时,必须有:(1)x、y>0,(2)和(积)为定值,(3)存在取等号的条件.
【题型精讲】
【题型一 对基本不等式的理解】
方法技巧 对基本不等式的理解
(1)不等式成立的条件:a,b都是正数.
(2)“当且仅当”的含义:
①当a=b时,≥的等号成立,即a=b⇒=;
②仅当a=b时,≥的等号成立,即=⇒a=b.
例1 (2022·黑龙江·哈尔滨三中高一月考)下列说法中错误的是( )
A.不等式a+b≥2恒成立
B.若a,b∈R+,则2
C.若a,b∈R+,满足a+2b=1,则8
D.存在a∈R,使得a2成立
【答案】A
【解析】解:对于A,当a<0,b<0时,不等式a+b≥2不成立,故选项A错误;
对于B,因为a,b∈R+,则,当且仅当a=b时取等号,故选项B正确;
对于C,因为a>0,b>0且a+2b=1,所以,当且仅当a=2b时取等号,故选项C正确;
对于D,当a=1时,a2成立,故选项D正确.
故选:A.
例2 (多选)(2022·衡水市第十三中学高一月考)已知正数,,则下列不等式中恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】对A,,,当且仅当时等号成立,故A正确;
对B,,,当且仅当时等号成立,故B正确;
对C,,即,故C错误;
对D,,,,即,当且仅当时等号成立,故D错误.故选:AB.
【题型精练】
1. (2022·宁夏·银川一中期中)下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于A选项,当时,不等式显然不成立,故错误;
对于B选项,成立的条件为,故错误;
对于C选项,当时,不等式显然不成立,故错误;
对于D选项,由于,故,正确.
故选:D
2.(多选题)(2022•海南高一期末)下列说法中正确的有( )
A.不等式恒成立
B.存在a,使得不等式成立
C.若a,b∈(0,+∞),则
D.若正实数x,y满足x+2y=1,则
【答案】BCD
【解析】解:不等式恒成立的条件是a≥0,b≥0,故A不正确;
当a为负数时,不等式成立.故B正确;
由基本不等式可知C正确;
对于,
当且仅当,即,时取等号,故D正确.
故选:BCD.
【题型二 直接法求最值】
例3 (2022·甘肃酒泉·高一期中)若实数a,b满足,则ab的最大值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【解析】∵,,
∴,即,当且仅当时等号成立,
∴.
故选:D.
例4 (2022·河北·高一期末)已知,,,且,,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】由知,,,,
当且仅当时取等号.故的最小值为4故选:B
【题型精练】
1.(2022·湖北十堰期末)设x>0,y>0,则x+4y的最小值为 .
【答案】4
【解析】解:x+4y≥24(当且仅当x=4y时,等号成立),
424(当且仅当4时,等号成立),
故x+4y4(当且仅当4且x=4y,即x=1,y时,等号成立),
故x+4y的最小值为4,
故答案为:4.
2. (多选)(2022·河北石家庄期中)设正实数m,n满足,则下列说法正确的是( )
A.上的最小值为2 B.的最大值为1
C.的最大值为4 D.的最小值为
【答案】AB
【解析】∵,
∴,
当且仅当,即时等号成立,故A正确;
,∴,当且仅当时,等号成立,故B正确;
,,当且仅当时等号成立,最大值为2,故C错误;
,当且仅当时等号成立,故D错误.
故选:AB
【题型三 凑配法求最值】
必备技巧 通过配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)代数式的变形以配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.
例5 (20