内容正文:
专题4 配凑法
探究1:解决最值问题
【典例剖析】
例1.(2022·江苏省模拟)已知正实数满足,则的最大值为 ;的最小值为 .
选题意图: 观察特征,配凑出满足基本不等式的数量关系式是解题关键;一个确定的条件,两个相似的问题,对基础知识进行了巩固和应用.
思维引导:由,得出,代入并利用基本不等式即可求出其最大值;把已知式子化为,进行"1"的代换,利用基本不等式即可求出的最小值.
【变式训练】
练1-1(2022·广东省月考·多选)三元均值不等式:“当,,均为正实数时,,即三个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数,当且仅当时等号成立.”利用上面结论,判断下列不等式成立的有( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
练1-2(2022·福建省月考)已知,若恒成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.
练1-3(2022·安徽省联考)已知正实数,,,若,则的最大值为 .
【规律方法】
用基本不等式求最值时需要注意三个条件:一正、二定、三相等,“一正”不满足时,需提负号或分类讨论,“二定”不满足时,需变形,“三相等”不满足时,可利用函数单调性.
答题思路1:“配系数”使和式为定值
系数配凑法大多用于形如的积的形式,通过系数配凑,使,且与之和为定值(或满足已知条件),可利用基本不等式解决.
答题思路2:“配项”使积式为定值
(1)拆项配凑法大多用于形如的和的形式,通过拆项,使,若相应项的平方和或积为定值(或满足已知条件),可利用基本不等式解决;
(2)添项配凑大多用于形如的形式,若为定值,通过添加项,使,最后利用基本不等式即可;
(3) 有关分式的最值问题,若分子的次数高于分母的次数,则可考虑拆项,变为和的形式,然后配凑定积.
探究2:解决化简求值问题
【典例剖析】
例2.(2022·四川省月考)已知.
求的值; 求的值.
选题意图:本题的关键是将要求的角配凑出和已知角的关系,进而选择正确的公式进行求解,考查学生的逻辑推理能力和运算能力.
思维引导:,结合两角差的正弦公式、同角三角函数的基本关系可得解;
,结合诱导公式与二倍角公式,可得解.
【变式训练】
练2-1(2022·陕西省联考) .
练2-2(2022·湖北省月考)已知,,则的值等于( )
A. B. C. D.
练2-3(2022·湖北省联考)若,则( )
A. B. C. D.
【规律方法】
配凑法解决化简求值问题的常用策略:
1. 把结论变形,凑出题设形式,以方便利用已知条件
2. 把题设变形,凑出结论形式,以从中推出结论
3. 把题设先变形,再把结论变形,凑出变形后的题设形式
探究3:构造数列
【典例剖析】
例3.( 2022·江苏省模拟)已知首项为的正项数列满足若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
选题意图:本题两次配凑构造数列,考查了学生的知识积累和应用能力,渗透了逻辑推理和数学运算素养.
思维引导:式子变形可得,令,则,两边取对数得,求出,从而求得.
【变式训练】
练3-1(2022·福建省模拟·多选)已知是数列的前项和,且,,则下列结论正确的是( )
A. 数列为等比数列 B. 数列为等比数列
C. D.
练3-2(2022·山东省联考)已知数列满足,,.
证明:为等差数列;
求数列的前项和.
【规律方法】
应用配凑法构造数列的常见类型:
1.对于形如的数列,配凑成的形式,则得到新数列是等比数列,先求出新数列的通项,进而可求.
2.对于形如的数列,配凑成的形式,则得到新数列是等比数列,先求出新数列的通项,进而可求.
3.对于形如的数列,配凑成的形式,则得到新数列是等差数列,先求出新数列的通项,进而可求.
4.对于形如的数列,配凑成的形式,令,即,再配凑成的形式,则得到新数列是等比数列,先求出新数列的通项,进而可求.
注意:
1.等都是常数,但是注意不能为1,为1的时候就会变为等差数列或者累加法求解;
2.待定系数法求出之后, 为了避免出错, 尽量把以什么为首项, 什么为公差或公比写出来;
3.还有一些不常见的构造数列, 碰到的话要大胆猜测,仔细验证.
专题4 配凑法——答案解析
例1【解析】因为正实数,满足,所以,由得,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为;
因为,所以,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
故答案为;.
练1-1【解析】对于:,,当且仅当时取等号,故A正确,
对于:,,,
当且仅当时取等号,故B错误,
对于:,,当且仅当时取等号,故C正确,
对于:,,