内容正文:
第二章 不等式
素养培优(一) 基本不等式的综合应用
考情分析:基本不等式是高考的高频考点,通常与基本初等函数、解三角形、立体几何、解析几何等知识综合考查,出现在选填题或解答题的解题过程中.2022年新高考Ⅰ卷出现在第18题,考查了用正弦定理边角互化与基本不等式的综合,难度中等;2021年新高考Ⅰ卷出现在第5题,考查了椭圆定义与基本不等式的综合,较容易.
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核心考向
HE XIN KAO XIANG
核心考向
HE XIN KAO XIANG
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考向一
考向二
考向三
考向四
答案
解析
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考向一 基本不等式与基本初等函数的综合
例1 (1)(2024·开封模拟)已知a>1,b>1,且log2eq \r(a)=logb4,则ab的最小值为( )
A.4 B.8 C.16
D.32
解析 因为log2eq \r(a)=logb4,所以log2a·log2b=4,所以log2(ab)=log2a+log2b≥2eq \r(log2a·log2b)=4,当且仅当log2a=log2b=2,即a=b=4时取等号,所以(ab)min=24=16.故选C.
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考向一
考向二
考向三
考向四
答案
解析
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(2)已知角α,β均为锐角,tanβ=eq \f(tanα,2),则当tanα=________时,tan(α-β)取得最大值________.
解析 设tanβ=k,则tanα=2k,由角α,β均为锐角得k>0,tan(α-β)=eq \f(tanα-tanβ,1+tanαtanβ)=eq \f(k,1+2k2)=eq \f(1,\f(1,k)+2k)≤eq \f(1,2\r(\f(1,k)·2k))=eq \f(\r(2),4),当且仅当eq \f(1,k)=2k,即k=eq \f(\r(2),2)时,等号成立,此时tanα=eq \r(2),所以当tanα=eq \r(2)时,tan(α-β)取得最大值eq \f(\r(2),4).
eq \r(2)
eq \f(\r(2),4)
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考向一
考向二
考向三
考向四
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应用基本不等式求最值的关键点之一是“和或积为定值”,在基本初等函数中常见的与此有联系的点如下:
ax·ay=ax+y(a>0,且a≠1);logax+logay=loga(xy)(a>0,且a≠1);
sin2α+cos2α=1,tan(α+β)=eq \f(tanα+tanβ,1-tanαtanβ),tan(α-β)=eq \f(tanα-tanβ,1+tanαtanβ)等.
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考向一
考向二
考向三
考向四
答案
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A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
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考向一
考向二
考向三
考向四
解析
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解析 当x=eq \f(1,3),y=2时,2eq \s\up7(\f(1,3))+22≥4,满足2x+2y≥4,但xy=eq \f(1,3)×2=eq \f(2,3)<1,不满足xy≥1,所以p不是q的充分条件;当xy≥1,x>0,y>0时,1≤xy≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x+y,2)))eq \s\up12(2),即x+y≥2,当且仅当x=y时取等号,所以2x+y≥22=4,即2x·2y≥4,又4≤2x·2y≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2x+2y,2)))eq \s\up12(2),当且仅当x=y时取等号,解得2x+2y≥4,所以p是q的必要条件.所以p是q的必要不充分条件.故选B.
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考向一
考向二
考向三
考向四
答案
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考向二 基本不等式与向量、解三角形的综合
例2 (1)在△ABC中,E为AC上一点,eq \o(AC,\s\up16(→))=3eq \o(AE,\s\up16(→)),P为BE上任一点,若eq \o(AP,\s\up16(→))=meq \o(AB,\s\up16(→))+neq \o(AC,\s\up16(→))(m>0,n>0),则eq \f(3,m)+eq \f(1,n)的最小值是( )
A.9
B.10 C.11
D.12
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考向一
考向二
考向三
考向四
解析
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解析 由题意可知eq \o(AP,\s\up16(→))=meq \o(AB,\s\up16(→))+neq \o(AC,\s\up16(→))=meq \o(AB,\s\up16(→))+3neq \o(AE,\s\up16(→)),P,B,E三点共线,则m+3n=1,所以eq \f(3,m