1.4 基本不等式(课件PPT)-【创新方案】2025年高考数学一轮总复习

2024-08-12
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内容正文:

基本不等式 第四节 课标要求 1.会用基本不等式解决简单的最值问题. 2.理解基本不等式在实际问题中的应用. CONTENTS 目录 1 2 3 再认再现——课前基础落实 互动课堂——解题思维建模 即练即评——课堂效果评价 4 课时跟踪检测 再认再现——课前基础落实 01 系统主干知识 a>0,b>0 a=b 算术平均数 几何平均数 2ab 3.利用基本不等式求最值 (1)已知x,y都是正数,如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值______. (2)已知x,y都是正数,如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值_______. [提醒] 利用不等式求最值应满足三个条件“一正、二定、三相等”. 细作教材小题 √ √ √ ±1 2 3 互动课堂——解题思维建模 02 方法1 配凑法 逐点清(一) 利用基本不等式求最值 例 1 √ √ √ 个性点拨 配凑法的使用原则 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. 例 2 方法2 常数代换法 √ 例 3 例 4 方法3 消元法 √ 个性点拨 利用消元法求最值的技巧 消元法,即先根据条件建立两个量之间的函数关系,然后代入代数式,再进行最值的求解.有时会出现多元的问题,解决方法是消元后利用基本不等式求解,但应注意各个元的范围. 逐点清(二) 利用基本不等式解决实际问题 例 5 点拨·建模 利用基本不等式解决实际应用问题的思路 (1)设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. (2)根据实际问题抽象出函数的解析式后,只需利用基本不等式求得函数的最值. (3)在求函数的最值时,一定要在定义域(使实际问题有意义的自变量的取值范围)内求解. 逐点清(三) 基本不等式的综合应用 例 6 √ 例 7 √ 点拨·建模 (1)对于不等式恒成立问题可利用分离参数法,把问题转化为利用基本不等式求最值; (2)利用基本不等式确定等号成立的条件,也可得到参数的值或范围. 即练即评——课堂效果评价 03 逐点验收(一) 利用基本不等式求最值 √ √ √ √ √ 逐点验收(二) 利用基本不等式解决实际问题 5.某公益广告公司拟在一张矩形海报纸(记为矩形ABCD,如图)上设计四个等高的宣传栏(栏面分别为两个等腰三角形和两个全等的直角三角形且GH=2EF),宣传栏(图中阴影部分) 的面积之和为36 000 cm2.为了美观,要求海报上所有水平方向和竖直方向的留空宽度均为10 cm(宣传栏中相邻两个三角形板块间在水平方向上的留空宽度也都是10 cm),设EF=x cm. (1)当x=60时,求海报纸(矩形ABCD)的周长; (2)为节约成本,应如何选择海报纸的尺寸,可使用纸量最少(即矩形ABCD的面积最小)? 逐点验收(三) 基本不等式的综合应用 √ √ √ 细节、微点提醒 基本不等式链 课时跟踪检测 04 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 解析:由a+b=ab,得a(b-1)-b+1=1,即(a-1)(b-1)=1,故A正确; 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 3 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 8 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 10.已知x,y均为正数,x+2y=a,若xy的最大值为b,且1≤b≤2,则满足条件的一个实数a的值为_________________. 4(答案不唯一) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 11.已知x>0,y>0,x+2y+xy=30,求: (1)xy的最大值; (2)2x+y的最小值. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 所以0<xy≤18, 故xy的最大值为18. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 即x=2时取等号, 所以2x+y≥11, 所以2x+y的最小值为11. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 (1)计算k的值为多少,并将2024年该产品的利润y万元表示为年促销费用m万元的函数; (2)该厂家2024年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?最大利润是多少? 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 解:(1)依题意,当m=0时,x=8-k=4,得k=4, 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 其中m≥0, 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 当且仅当m=5时取等号, 所以该厂家2024年的促销费用投入5万元时,厂家的利润最大,最大利润为73万元. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 16.《见微知著》谈到:从一个简单的经典问题出发,从特殊到一般,由简单到复杂;从部分到整体,由低维到高维,知识与方法上的类比是探索发展的重要途径,是发现新问题、新结论的重要方法. 阅读材料:利用整体思想解题,运用代数式的恒等变形,使不少依照常规思路难以解决的问题找到简便解决方法,常用的途径有:(1)整体观察;(2)整体设元;(3)整体代入;(4)整体求和等. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 波利亚在《怎样解题》中指出:“当你找到第一个藤菇或作出第一个发现后,再四处看看,他们总是成群生长.”类似上述问题,我们有更多的式子满足以上特征. 请根据阅读材料解答下列问题. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 4 2 1.基本不等式:≤ (1)基本不等式成立的条件:___________. (2)等号成立的条件:当且仅当_______时,等号成立. (3)叫做正数a,b的______________,叫做正数a,b的______________. 2.几个重要的不等式 (1)a2+b2≥_____,a,b∈R; (2)+≥2,ab>0; (3)ab≤2,a,b∈R; (4)≥2,a,b∈R. 2 S2 1.(苏教版必修一P61·T1)若m>0,n>0,mn=81,则m+n的最小值是(  ) A.4 B.4 C.9 D.18 解析:因为m>0,n>0,由基本不等式m+n≥2,得m+n≥18,当且仅当m=n=9时等号成立,所以m+n的最小值是18. 2.(北师大版必修一P45·T1(4))已知a>b>0,则下列不等式成立的是(  ) A.a>>>b B.a>b>> C.a>>b> D.a>>>b 解析:因为a>b>0,所以a>,>b,又根据基本不等式可得,>,所以a>>>b. 3.(苏教版必修一P61·T2)若直角三角形的面积为50,则两条直角边的和的最小值是(  ) A.5 B.10 C.10 D.20 解析:设直角三角形的两条直角边边长为a,b,则a>0,b>0,直角三角形的面积为ab=50,故ab=100,则两条直角边的和a+b≥2=2=20,当且仅当a=b=10时等号成立,故两条直角边的和的最小值是20. 4.(人教A版必修一P46·T3改编)当x=______时,x2+取得最小值_____. 解析:x2+≥2=2,当且仅当x=±1时,等号成立,则x2+的最小值为2. 5.(人教A版必修一P48·T1(1)改编)已知x>1, 则x+的最小值为________. 解析:因为x>1,所以x-1>0,所以x+=x-1++1≥2+1=3,当且仅当x-1=1,即x=2时,等号成立. (2024·岳阳模拟)[多选]下列说法正确的是(  ) A.若x<,则2x+的最大值是-1 B.若x>-2,则≥4 C.设0<x<,则函数y=4x(3-2x)的最大值为9 D.若x<1,则有最大值-5 解析:对于A,因为x<,所以2x-1<0,1-2x>0,所以2x+=(2x-1)++1=-+1≤-2+1=-1,当且仅当x=0时等号成立,此时2x+有最大值为-1,故A正确; 对于B,因为x>-2,所以x+2>0,所以==+≥2=4,当且仅当=,即x=2时等号成立,故B正确; 对于C,y=4x(3-2x)=2·2x·(3-2x)≤2·2=,当且仅当2x=3-2x,即x=时等号成立,所以当x=时,ymax=,故C错误; 对于D,==-+1≤-2+1=-5,当且仅当-(x-1)=-,即x=-2时等号成立,故D正确.故选ABD. 已知x>0,y>0,若x+y=xy,则2x+y的最小值是(  ) A.2 B.4 C.3+2 D.3+4 解析:由题意,x>0,y>0,x+y=xy,∴+=1,∴2x+y=(2x+y)=2+++1≥3+2=3+2,当且仅当=,即x=+1,y=+1时等号成立,故选C. 已知a,b>0,且a,b为一元二次方程x2-2x+c=0的两根,则+的最小值为________. 解析:由a和b为一元二次方程x2-2x+c=0的两根,得a+b=2,则+=·(a+b)=·≥=,当且仅当=,即a=,b=时等号成立,所以+的最小值为. 个性点拨 常数代换法的使用原则 常数代换法,主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求+的最值”的问题,先将+转化为·,再用基本不等式求最值. (2024·合肥模拟)已知x>0,y>0,满足x2+2xy-1=0,则3x+2y的最小值是(  ) A. B. C.2 D.2 解析:由x2+2xy-1=0,得y=,而x>0,y>0,则有0<x<1,因此3x+2y=3x+=2x+≥2=2,当且仅当2x=,即x=时取“=”,所以3x+2y的最小值为2.故选D. 为了减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙通常需要建造隔热层,某地正在建设一座购物中心,现在计划对其建筑物建造可使用40年的隔热层,已知每厘米厚的隔热层建造成本为8万元.该建筑物每年的能源消耗费用P(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系:P=(x∈R,0≤x≤8).若不建隔热层,每年能源消耗费用为9万元.设S为隔热层建造费用与40年的能源消耗费用之和. (1)求m的值及用x表示S; (2)当隔热层的厚度为多少时,总费用S达到最小,并求最小值. 解:(1)依题意,每年的能源消耗费用为P=,而当x=0时,P=9,则=9,解得m=15,显然建造费用为8x,所以隔热层建造费用与40年的能源消耗费用之和为S=40P+8x=40×+8x=+8x(0≤x≤8). (2)由(1)知S=+8x=+2(4x+5)-10≥2-10=2×60-10=110, 当且仅当=2(4x+5),即x=6.25时取等号, 所以当隔热层的厚度为6.25 cm时,总费用S取得最小值110万元. 已知f(x)=ex,若a>0,b>0,且f·f(2b)=e2,则+的最小值为(  ) A.9 B. C.3 D.1 解析:因为f(x)=ex,若a>0,b>0,且f·f(2b)=e2,所以f·f=ea+2b=e2⇒a+2b=2,则+==≥=,当且仅当a=b=时取等号. 已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为(  ) A.2 B.4 C.6 D.8 解析:已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,只要求(x+y)的最小值大于或等于9,∵1+a++≥a+2+1,当且仅当y=x时,等号成立,∴a+2+1≥9,∴≥2或≤-4(舍去),∴a≥4,即正实数a的最小值为4.故选B. 1.已知x>2,则函数y=x+的最小值是(  ) A.2 B.2+2 C.2 D.+2 解析:由题意可知,x-2>0,∴y=(x-2)++2≥2+2=+2,当且仅当x=2+时,等号成立,∴函数y=x+(x>2)的最小值为+2. 2.已知函数y=(x<1),当x=a时,y取最大值b,则a+b的值为(  ) A.8 B.-4 C.4 D.0 解析:因为x<1,所以1-x>0,所以y==x+=x-1++1=-+1≤-2+1=-3,当且仅当1-x=,即x=-1时等号成立,所以当x=-1时,y取最大值-3,即a=-1,b=-3,所以a+b=-4.故选B. 3.(2024·东莞模拟)[多选]若a>0,b>0,a+b=4,则下列不等式对一切满足条件的a,b恒成立的是(  ) A.的最大值为2   B.+的最大值为2 C.+b2的最小值为4   D.+的最小值为2 解析:对于A,∵a>0,b>0,∴ab≤2=4,当且仅当a=b=2时等号成立,故≤2,故A正确; 对于B,(+)2=a+b+2=4+2≤4+2×2=8,当且仅当a=b=2时等号成立,故+≤2,故B错误; 对于C,由题意得b=4-a>0,∴0<a<4,+b2=+(4-a)2=a2-8a+16,根据二次函数的性质可知,当a=3时,上式取得最小值4,故C正确; 对于D,∵a+b=4,a>0,b>0,∴+=(a+b)=≥=,当且仅当=,即a=,b=时等号成立,故D错误.故选AC. 4.(2024·郑州模拟)设正实数x,y,z满足x2-xy+y2-z=0,则的最大值为(  ) A.4 B.2 C.3 D.1 解析:因为正实数x,y,z满足x2-xy+y2-z=0,则z=x2+y2-xy,所以==≤=1,当且仅当=, 即x=y时,等号成立,故的最大值为1. 解:(1)设阴影部分直角三角形的高为y cm,所以阴影部分的面积S=6×xy=3xy=36 000,所以xy=12 000,又x=60,故y=200,由题图可知AD=y+20=220 cm,AB=3x+50=230 cm.海报纸的周长为2×(220+230)=900 cm.故海报纸的周长为900 cm. (2)由(1)知xy=12 000,x>0,y>0,SABCD=(3x+50)(y+20)=3xy+60x+50y+1 000≥3xy+2+1 000=49 000,当且仅当6x=5y,即x=100 cm,y=120 cm时等号成立,此时,AB=350 cm,AD=140 cm.故选择矩形的长、宽分别为350 cm,140 cm的海报纸,可使用纸量最少. 6.(2024·安庆联考)已知函数f(x)=log2(ax+b)(a>0,b>0)恒过定点(2,0),则+的最小值为(  ) A.2+1   B.2   C.3   D.+2 解析:由题意可知2a+b=1,则+=+=++1≥2+1=2+1,当且仅当a=,b=-1时取等号,所以+的最小值为2+1,故选A. 7.函数f(x)=2x-+ln x,若f(m)+f=0,则3m+的最小值为(  ) A.2 B.4 C.2 D.1 解析:由f′(x)=2++>0得函数f(x)单调递增,由f(x)=-2·+-ln=-f,∴f(x)+f=0,则=,即m=n2,3m+=3n2+≥2=2,当且仅当n2=时,等号成立,故选C. 8.已知正实数a,b满足ab=3-a-b,若3a+2b≥m恒成立, 则m的最大值为(  ) A.4-5  B.5  C.-5  D.3 即a=-1,b=-1时取等号, ∴m≤4-5,则m的最大值为4-5. 解析:由ab=3-a-b得,=ab+a+b+1=4, 又a>0,b>0,∴a+1>1,b+1>1, ∴3a+2b=3+2-5≥2-5=4-5, 当且仅当3(a+1)=2, 若a>0,b>0,则≤≤≤ .其中和 分别叫做a,b的调和平均数和平方平均数.要根据题目需要选择合适的形式. 一、强基训练,提高自信心 1.已知a,b∈R,且ab≠0,则下列结论恒成立的是(  ) A.a+b≥2 B.+≥2 C.≥2 D.a2+b2>2ab 解析:因为和同号,所以=+≥2=2. 2.已知正数a,b满足a2+b2=13,则a的最大值为(  ) A.6 B.8 C.4 D.11 解析:∵a2+b2=13,∴a≤=8,当且仅当a=时等号成立. 3.已知+=1(x>0,y>0),则xy的最小值是(  ) A.1 B.30 C.60 D.15 解析:由x>0,y>0,+=1,得1=+≥2,则xy≥60, 当且仅当==,即x=10,y=6时取等号,所以当x=10,y=6时,xy取得最小值60.故选C. 4.(2023·武汉二模)已知正实数x,y,则“x+y=1”是“+≥4”的(  ) A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析:+=(x+y)=2++≥2+2=4,当且仅当x=y=时等号成立,所以充分性成立,当x=y=时,+≥4,此时x+y≠1,所以必要性不成立.故选B. 5.若对x>0,y>0,有(x+2y)·≥m恒成立,则m的取值范围是(  ) A.(-∞,4] B.(4,+∞) C.(-∞,0) D.(-∞,8] 解析:因为x>0,y>0,所以(x+2y)·=2+++2≥4+2=8,当且仅当2y=x时取等号,所以m≤8,故选D. 6.设x>0,则函数y=-的最小值为(  ) A.0 B. C.-1 D. 解析:设2x+1=t,t>1,则x=,y=-=-=+-3≥2-3=-1,当且仅当=,即t=2,x=时等号成立.故选C. 7.[多选]已知a>0,b>0,且a+b=ab,则(  ) A.(a-1)(b-1)=1 B.ab的最大值为4 C.a+4b的最小值为9   D.+的最小值为 ab=a+b≥2,当且仅当a=b=2时取等号,解得ab≥4,故B错误; 由a+b=ab变形可得+=1,所以a+4b=(a+4b)=5++≥5+2=9,当且仅当a=2b且a+b=ab,即a=3,b=时取等号,故C正确; 由a+b=ab,得a=,b>1,所以+=+=-+1=32+,因为<1,所以=,即b=3,a=时,+取最小值,故D正确.故选ACD. 8.(2023·济南三模)已知正实数a,b满足ab=4,则+的最小值为_____. 解析:由题设,+≥2==3,当且仅当b=9a=6时等号成立. 9.若a>0,b>0,lg a+lg b=lg,则2ab的最小值为_______. 解析:∵lg a+lg b=lg ab=lg(a+b),∴ab=a+b≥2,当且仅当a=b=2时取等号,∴ab≥4,从而2ab≥8,即2ab的最小值是8. 解析:因为x+2y=a≥2,所以xy≤,所以1≤b=≤2,所以8≤a2≤16.又易知a>0,所以2≤a≤4. 解:(1)因为x>0,y>0,根据基本不等式,30=x+2y+xy≥2+xy(当且仅当x=2y=6时取等号), 令=t(t>0), 则t2+2t-30≤0, 解得-5≤t≤3,又t>0, 所以0<t≤3, 即0<≤3, (2)由x+2y+xy=30可知,y=>0,0<x<30,2x+y=2x+=2(x+2)+-5≥2-5=11, 当且仅当2(x+2)=, 12.某厂家拟在2024年举行某产品的促销活动,经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用m万元(m≥0)满足x=8-(k为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是4万件.已知生产该产品的固定投入为24万元,每生产一万件该产品需要再投入18万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍. 则x=8->0, 所以y=×1.5x-(24+18x)-m=12+9x-m=12+72--m=84--m, 所以k=4,y=84--m(m≥0). (2)y=85-≤85-2=73, 二、创优训练,冲刺“双一流” 13.已知x,y为正实数,则+的最小值为(  ) A.4 B.5 C.6 D.8 解析:由题得+=+,设=t(t>0),则f(t)=t+=t+2+-2≥2-2=8-2=6,当且仅当t=2,即y=2x时取等号.所以+的最小值为6.故选C. 14.设0<m<,若+≥k恒成立,则k的最大值为(  ) A.16 B.2 C.8 D.1 解析:∵0<m<,∴0<2m<1,∴2m+(1-2m)=1,则+=·[2m+(1-2m)]=++4≥2+4=8,当且仅当=,即m=时取得等号,由于+≥k恒成立,故k≤8,即k的最大值为8,故选C. 15.已知正实数a,b满足a2+2ab+4b2=6,则a+2b的最大值为(  ) A.2 B.2 C. D.2 解析:∵a2+2ab+4b2=6,∴(a+2b)2=a2+4ab+4b2=6+2ab,且6-2ab=a2+4b2≥4ab,∴ab≤1,当且仅当a=2b,即a=,b=时等号成立.∴(a+2b)2=6+2ab≤6+2=8,∴0<a+2b≤2,故a+2b的最大值为2. 例如,ab=1,求证:+=1. 证明:原式=+=+=1. (1)已知ab=1,求+的值. (2)若abc=1,解方程++=1. (3)若正数a,b满足ab=1,求M=+的最小值. 解:(1)由题意得+=+=+=1. (2)∵abc=1, ∴原方程可化为++=1, 即++=1, 即++=1, 即5x=1,解得x=. (3)由题意得M=+=+==1-=1-, ∵2b+≥2=2,当且仅当2b=, 即b=,a==时,等号成立, ∴2b+有最小值2,此时有最大值3-2,从而1-有最小值2-2, 即M=+有最小值2-2. $$

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1.4 基本不等式(课件PPT)-【创新方案】2025年高考数学一轮总复习
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