内容正文:
2024版·生物学
2024版·数学(理)
第七章 不等式、推理与证明
第4节 基本不等式
a>0,b>0
a=b
2
2ab
几何平均数
算术平均数
大
x=y
小
x=y
[课标要求] 1.了解基本不等式的证明过程; 2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
1.基本不等式: eq \r(ab) ≤ eq \f(a+b,2) .
(1)基本不等式成立的条件:__________________.
(2)等号成立的条件:当且仅当_________时取等号.
2.几个重要的不等式
(1)a2+b2≥_________(a,b∈R).
(2) eq \f(b,a) + eq \f(a,b) ≥___(a,b同号).
(3)ab≤ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))
eq \s\up12(2) (a,b∈R).
(4) eq \f(a2+b2,2) ≥ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))
eq \s\up12(2) (a,b∈R).
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 eq \f(a+b,2) ,几何平均数为 eq \r(ab) ,基本
不等式可叙述为两个正数的__________不小于它们的___________.
4.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有最___值是2 eq \r(p) .(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有最___值是 eq \f(p2,4) .(简
记:和定积最大)
[必记结论]
1.三个重要的结论
(1) eq \f(a2+b2,2) ≥ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))
eq \s\up12(2)
(2) eq \f(b,a) + eq \f(a,b) ≥2(ab>0)
(3) eq \f(2,\f(1,a)+\f(1,b)) ≤ eq \r(ab) ≤ eq \f(a+b,2) ≤ eq \r(\f(a2+b2,2)) (a>0,b>0).
2.利用基本不等式求最值的两个常用结论
(1)已知a,b,x,y为正实数,若ax+by=1,则有 eq \f(1,x) + eq \f(1,y) =(ax+by) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)+\f(1,y))) =a+b+ eq \f(by,x) + eq \f(ax,y) ≥a+b+2 eq \r(ab) =( eq \r(a) + eq \r(b) )2.
(2)已知a,b,x,y为正实数,若 eq \f(a,x) + eq \f(b,y) =1,则有x+y=(x+y) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,x)+\f(b,y))) =a+b+ eq \f(ay,x) + eq \f(bx,y) ≥a+b+2 eq \r(ab) =( eq \r(a) + eq \r(b) )2.
【小题热身】
1.若a,b∈R,且ab>0,则下列不等式中恒成立的是( )
A.a2+b2>2ab
B.a+b≥2 eq \r(ab)
C. eq \f(1,a) + eq \f(1,b) > eq \f(2,\r(ab))
D. eq \f(b,a) + eq \f(a,b) ≥2
解析: a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,A错误.
当a<0,b<0时,B,C明显错误.
∵ab>0,∴ eq \f(b,a) + eq \f(a,b) ≥2 eq \r(\f(b,a)·\f(a,b)) =2,D正确.
答案:D
2.若x>0,y>0,且2(x+y)=36,则 eq \r(xy) 的最大值为( )
A.9
B.18
C.36
D.81
解析:由2(x+y)=36,得x+y=18,
所以 eq \r(xy) ≤ eq \f(x+y,2) =9,当且仅当x=y=9时,等号成立.
答案:A
3.设x>0,y>0,且x+y=18,则xy的最大值为( )
A.80
B.77
C.81
D.82
解析:∵x>0,y>0,∴xy≤ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x+y,2)))
eq \s\up12(2) ,∴xy≤81,当且仅当x=y=9时取等号,∴xy的最大值为81.
答案:C
4.(2022·山东济宁调研)若正数x,y满足