内容正文:
第四节 基本不等式
【课标标准】
1.掌握基本不等式 ≤ (a>0,b>0).
2.结合具体实例,能用基本不等式解决简单的最大值或最小值问题.
知识梳理
1.基本不等式:≤
(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________时取等号.
(3)其中,________称为正数a,b的算术平均数,________称为正数a,b的几何平均数.
2.基本不等式的两种常用变形形式
(1)ab≤________(a,b∈R,当且仅当a=b时取等号).
(2)a+b≥________(a>0,b>0,当且仅当a=b时取等号).
a=b
2
3.利用基本不等式求最值
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有最小值__________.(简记:积定和最小).
(2)如果和x+y是定值S,那么当且仅当______时,xy有最大值________.(简记:和定积最大).
x=y
2
x=y
S2
[常用结论]
1.+≥2(ab>0),当且仅当a=b时取等号.
2.应用基本不等式求最值要注意“一正、二定、三相等”,忽略某个条件,就会出错.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)不等式a2+b2≥2ab与成立的条件是相同的.( )
(2)函数y=x+的最小值是2.( )
(3)x>0且y>0是≥2的充分不必要条件.( )
(4)函数y=sin x+,x∈的最小值为4.( )
×
×
√
×
2.(教材改编)已知0<x<1,则x(3-3x)取得最大值时x的值为( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:因为0<x<1,所以x(3-3x)==.当且仅当x=1-x,即x=时,等号成立.
故选B.
3.(教材改编)若用总长为20 m的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是________m2.
25
解析:设矩形的一边长为x m,矩形场地的面积为y m2,
则矩形另一边长为×(20-2x)=(10-x)m,所以y=x(10-x)≤=25(m2),当且仅当x=10-x,即x=5时,ymax=25.
4.(易错)若函数f(x)=x+(x>2)在x=a处取最小值,则a=( )
A.1+ B.1+
C.3 D.4
答案:C
解析:f(x)=x+=x-2++2≥2 +2=4,当x-2=1时,即x=3时等号成立.∴a=3.故选C.
5.(易错)y=2+x+(x<0)的最大值为________.
2-2
解析:∵x<0,∴-x>0,
∴y=2+x+=2-,
又-x-≥2 =2,
∴y=2+x+=2-≤2-2,
当且仅当-x=-,且x<0,即x=-时等号成立.
题型一 利用基本不等式求最值
角度一 拼凑法求最值
例 1(1)(多选)下列说法正确的是( )
A.x+(x>0)的最小值是2
B.的最小值是
C.的最小值是2
D.2-3x-的最大值是2-4
答案:AB
解析:对于A,由基本不等式可知,当x>0时,x+≥2,当且仅当x=,即x=1时取等号,故A正确;
对于B,=,当x=0时取得等号,故B正确;
对于C,==,令=t,则t≥2,
因为y=t+在[2,+∞)上单调递增,当t=2时,y取得最小值,故C错误;
对于D,2-在x<0时,没有最大值,故D错误.
故选AB.
(2)设0<x<,则函数y=4x(3-2x)的最大值为_______.
解析:y=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)]≤2=,
当且仅当“2x=3-2x,即x=”时,等号成立.
∵∈,
∴函数y=4x(3-2x)的最大值为.
题后师说
拼凑法求最值的策略
巩固训练1
[2023·辽宁沈阳三十一中月考]下列函数中,最小值为4的是( )
A.y=x+
B.y=x++4(x>-2)
C.y=cos2x+
D.y=x2+2x+4
答案:B
解析:对于A:当x<0时y=x+<0,显然最小值不为4,排除;
对于B:由x+2>0,则y=(x+2)++2≥2 +2=4,当且仅当x=-1时等号成立,满足;
对于C:由题意0<t=cos2x≤1,而y=t+在(0,1]上递减,故t=1时函数最小值为5,不满足;
对于D:由y=(x+1)2+3≥3,当x=-1时最小值为3,不满足.
故选B.
角度二 常值代换法求最值
例 2 [2023·河南信阳模拟]设a>0,b>0,且a+b=1,则的最大值为( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:∵a+b=1,=,
=(a+b)=5+≥5+2=9,
当且仅当a