内容正文:
第3节 基本不等式及其应用
[考试要求]
2.结合具体事例,能用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.
课前预习 巩固主干知识
(1)基本不等式成立的条件: .
(2)等号成立的条件:当且仅当 .
2.基本不等式与最值
已知x,y都是正数.
(1)若x+y=S(和为定值),则当x=y时,积xy取得最大值 (简记:和定积最大).
(2)若xy=P(积为定值),则当x=y时,和x+y取得最小值 (简记:积定和最小).
a>0,b>0
a=b
[重要结论]
4.(1)a2+b2+c2≥ab+bc+ca;
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
×
×
×
×
A
C
4.(2023·云南玉溪一中模拟)一段长为30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长18 m,则这个矩形的长为 m,宽为 m时,菜园面积最大.
课堂突破 提升素养能力
考点一 利用基本不等式求最值
微点1 配凑法求最值
答案:(2)1
配凑法求最值的实质及关键点
配凑法就是将相关代数式进行适当的变形,通过添项、拆项等方法凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.配凑法的实质是代数式的灵活变形,拼系数、凑常数是关键.
微点2 常数代换法求最值
答案:4
答案:9
(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,进而构造和或积为定值的形式;
(4)利用基本不等式求解最值.
微点3 消元法求最值
[例3] (2020·江苏卷)已知5x2y2+y4=1(x,y∈R),则x2+y2的最小值是 .
通过消元法利用基本不等式求最值的策略
当所求最值的代数式中的变量比较多且不适用常数代换法时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”,最后利用基本不等式求最值.此种方法要注意所保留变量的取值范围.
[素能演练2] 已知x,y为正实数,满足4x+y+2xy=7,则2x+y的最小值为 .
答案:3
考点二 基本不等式的综合应用
1.当基本不等式与其他知识相结合时,往往是提供一个应用基本不等式的条件,然后利用常数代换法求最值.
2.求参数的值或范围时,要观察题目的特点,利用基本不等式确定相关成立的条件,从而得到参数的值或范围.
考点三 基本不等式的实际应用
利用基本不等式解决实际问题的解题技巧
(1)根据实际问题抽象出函数的解析式,再利用基本不等式求得函数的最值;
(2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围;
(3)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.
答案:5
[素能演练4] (2022·上海静安区二模)某茶农打算在自己的茶园建造一个容积为500 m3的长方体无盖蓄水池,要求池底面的长和宽之和为20 m.若每平方米的池底面造价是池侧壁的两倍,则为了使蓄水池的造价最低,蓄水池的高应该为 m.
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1.掌握基本不等式≤(a>0,b>0).
1.基本不等式:≤
2
5.≥≥≥(a>0,b>0).
6.若a>0,b>0,则a2+b2≥2ab可变形为a≥2b-或b≥2a-.
1.+≥2(a,b同号).
2.ab≤(a,b∈R).
3.≥()2(a,b∈R).
(2)a>0,b>0,c>0,则≥.
(1)两个不等式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)函数f(x)=sin x+的最小值为4.( )
(4)“x>0且y>0”是“+≥2”的充要条件.( )
2.(教材改编题)若x>0,y>0,且x+y=18,则的最大值为( )
A.9 B.18 C.36 D.81
解析:因为x+y=18,所以≤=9,当且仅当x=y=9时,等号成立.故选A.
3.(2021·全国乙卷)下列函数中最小值为4的是( )
A.y=x2+2x+4 B.y=|sin x|+ C.y=2x+22-x D.y=ln x+
解析:对于A,y=x2+2x+4=(x+1)2+3≥3,当且仅当x=-1时取等号,所以其最小值为3,A不符合题意;
对于B,因为0<|sin x|≤1,y=|sin x|+≥2=4,当且仅当|sin x|=2时取等号,等号取不到,所以其最小值不为4,B不符合题意;
对于C,因为函数定义域为R,而2x>0,y=2x+22-x=2x+≥2=4,当且仅当2x=2,即x=1时取等号,所以其最小值为4,C符合题意;
对于D,y=ln x+,函数定义域为(0,1)∪(1,+∞),而ln x∈R且ln x≠0,如当ln x