内容正文:
第四节 基本不等式
授课提示:对应学生用书第156页
1.重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)(当且仅当a=b时等号成立).
2.基本不等式:≤
(1)基本不等式成立的条件是a>0,b>0.
(2)等号成立的条件是:当且仅当a=b时取等号.
(3)其中称为正数a,b的算术平均,称为正数a,b的几何平均.
3.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x=y时,x+y有最小值是2 (简记:积定和最小).
(2)如果和x+y是定值p,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是(简记:和定积最大).
1.基本不等式的两种常用变形形式
(1)ab≤2(a,b∈R,当且仅当a=b时取等号).
(2)a+b≥2(a>0,b>0,当且仅当a=b时取等号).
2.几个重要的结论
(1)≥2.
(2)+≥2(ab>0).
(3)≤≤≤ (a>0,b>0).
1.设x>0,y>0,且x+y=18,则xy的最大值为( )
A.80 B.77
C.81 D.82
答案:C
2.若x<0,则x+( )
A.有最小值,且最小值为2
B.有最大值,且最大值为2
C.有最小值,且最小值为-2
D.有最大值,且最大值为-2
答案:D
3.已知x>1,则x+的最小值为________.
答案:5
4.若+=1(a>0,b>0),则a+b的最小值为________________.
答案:4
5.某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x的值是________.
答案:30
授课提示:对应学生用书第157页
题型一 利用基本不等式求最值
类型 1 直接应用基本不等式求最值
[例1] 若实数a,b满足+=,则ab的最小值为( )
A. B.2 C.2 D.4
[解析] 法一:由已知得+== ,且a>0,b>0,
∴ab=b+2a≥2,
∴ab≥2 .
法二:由题设易知a>0,b>0,
∴=+≥2 ,即ab≥2.
[答案] C
类型 2 配凑法
[例2] (1)已知x>,则f(x)=4x-2+的最小值为________.
[解析] 因为x>,所以4x-5>0,所以f(x)=4x-2+=(4x-5)++3≥2 +3
=2+3=5.
当且仅当4x-5=,即x=时取等号,所以f(x)的最小值为5.
[答案] 5
(2)函数y=(x>1)的最小值为________.
[解析] y==
=
=(x-1)++2≥2 +2
=2+2(x>1).
当且仅当x-1=,即x=+1时,等号成立.
[答案] 2+2
类型 3 “1”的代换
[例3] (2023·西安模拟)已知x>0,y>0,lg 2x+lg 8y=lg 2,则+的最小值是( )
A.2 B.2
C.4 D.2
[解析] 由lg 2x+lg 8y=lg 2得,lg 2x+3y=lg 2,
∴x+3y=1,+=(x+3y)=2++≥4.
[答案] C
方法总结
1.基本不等式应用的前提:
“一正”“二定”“三相等”.
2.要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用基本不等式.
3.条件不等式最值的求解通常有三种方法:
一是配凑法;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法;三是消元法.
4.应用基本不等式的注意事项:
(1)利用基本不等式求最值时,一定要注意应用基本不等式的前提条件.
(2)尽量避免多次使用基本不等式,若必须多次使用,一定要保证等号成立的条件一致.
1.若直线2mx-ny-2=0(m>0,n>0)过点(1,-2),则+的最小值为( )
A.2 B.6
C.12 D.3+2
解析:因为直线2mx-ny-2=0(m>0,n>0)过点(1,-2),所以2m+2n-2=0,即m+n=1,所以+=(m+n)=3++≥3+2,当且仅当=,即n=m时取等号,所以+的最小值为3+2.
答案:D
2.若实数x,y满足x-3y=4,则2x+的最小值为__________.
解析:∵x-3y=4,∴2x+≥2=2=2=8.当且仅当x=-3y=2,即x=2,y=-时等号成立,∴2x+的最小值为8.
答案:8
题型二 基本不等式的综合应用
类型 1 判断不等关系
[例1] (2023·南昌模拟)已知a,b∈R,且ab≠0,则下列结论恒成立的是( )
A.a+b≥2 B.a2+b2>2ab
C.+≥2 D.≥2
[解析] 对于选项A,当a,b均为负数时,a+b≥2 不成立;
对于选项B,当a=b时,a2+b2>2ab不成立;
对于选项C,当a,b异号时,+≥2不成立;
对于选项D,因为,同号,所以=+≥2