内容正文:
专题02 不等式及基本不等式
判断不等式是否成立、比较大小
1.(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知a,b为非零实数,且,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·安徽合肥·期中)对于实数a,b,c,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
3.(23-24高一上·安徽池州·期中)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一上·安徽滁州·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高一上·安徽六安·期中)对于实数,,有下列命题:①若,则;②若,则;③若,则;④若,,则,.其中真命题的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
6.(23-24高二上·安徽亳州·期中)(多选)已知,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
不等式性质求代数式的范围
7.(22-23高一上·安徽六安·期中)若,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(22-23高二下·安徽宿州·期中)设,那么的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(22-23高一上·安徽滁州·期中)(多选)已知,,则下列正确的有( )
A. B.
C. D.
10.(19-20高一下·安徽六安·期中)已知二次函数的图象过原点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.(21-22高一上·安徽合肥·期中)已知,,则的取值范围为 .
比较和证明不等式
12.(21-22高一下·安徽·期中)已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
13.(20-21高一上·安徽亳州·期中)若时,则与 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
14.(19-20高一下·安徽黄山·期中)设,,,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
15.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)(多选)甲、乙两名同学同时从教室步行到学校食堂就餐(路程相等),甲前一半时间步行速度是,后一半时间步行速度是;乙前一半路程步行速度是,后一半路程步行速度是,则( )
A.如果,则两人同时到食堂 B.如果,则甲先到食堂
C.如果,则甲先到食堂 D.如果,则乙先到食堂
16.(23-24高一上·安徽·期中)已知实数a,b,c满足,且,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
17.(20-21高一上·安徽六安·期中)设,试比较与的大小.
基本不等式概念及应用
18.(22-23高一下·安徽六安·期中)若,则( )
A.有最小值 B.有最大值
C.有最小值2 D.有最大值2
19.(23-24高一上·安徽池州·期中)下列函数中最小值为4的是( )
A. B.当时,
C.当时, D.
20.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)(多选)已知,下列最小值为4的函数是( )
A. B.
C. D.
21.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)(多选)下面命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
22.(20-21高一上·安徽六安·期中)下列命题中错误的是( )
A.当时, B.当时,的最小值为2
C.当时, D.当时,
“积定”求和最小值,“和定”求积最大值
23.(24-25高一上·全国·随堂练习)已知且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C. D.8
24.(19-20高三上·安徽滁州·期中)已知,,且,那么的最大值等于
A. B. C. D.
25.(24-25高一上·浙江·开学考试)已知,若,则的最小值是 ,
26.(21-22高一上·安徽宣城·期中)求下列函数的最值
(1)若正数,,满足,求的最小值.
(2)设,求函数的最大值.
27.(23-24高一上·安徽六安·期中)当时,的最大值为 .
28.(20-21高一上·安徽安庆·期中)(1)当时,求的最大值;
(2)设,求函数的最小值.
29.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知正实数满足,记的最小值为;若且满足,记的最小值为.则的值为( )
A.30 B.32 C.34 D.36
“1”代换求最值
30.(20-21高一上·安徽合肥·期中)已知,且,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
31.(23-24高一上·安徽合肥·期中)已知.若,求的最小值是 .
32.(23-24高三上·安徽合肥·期中)(多选)已知,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为16 B.的最小值为9
C.的最大值为2 D.的最小值为
33.(23-24高一上·安徽淮北·期中)(多选)已知正数x,y满足,则下列说法一定正确的是( )
A. B. C. D.
34.(22-23高一上·安徽合肥·期中)(多选)设正实数,满足,则( )
A.有最小值 B.有最小值
C.有最大值 D.有最大值
35.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)已知且,则的最小值为 .
36.(21-22高一上·安徽阜阳·期中)(1)已知,求的最小值,并求取到最小值时的值;
(2)设且,求证:
“二次函数型”求最值
37.(20-21高一上·安徽芜湖·阶段练习)已知,则有( )
A.最大值 B.最小值 C.最大值3 D.最小值3
38.(20-21高二上·安徽六安·开学考试)若函数在处取最小值,则( )
A. B.2 C.4 D.6
39.(21-22高一上·安徽宣城·阶段练习)设正实数、、满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
40.(21-22高一上·安徽芜湖·阶段练习)求解下列各题:
(1)求的最大值;
(2)求的最小值.
有条件型的求最值
41.(20-21高二下·安徽·期中)已知,,且,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.8
42.(22-23高一上·安徽·期中)(多选)已知,,且,则( )
A.
B.的取值可以为10
C.当且仅当,时,取得最小值16
D.当且仅当,时,取得最小值36
43.(21-22高一上·安徽合肥·期中)(多选)若,,,则( )
A.的最大值是 B.的最小值是8
C.的最小值为 D.的最小值是4
44.(23-24高一上·安徽·期中)(多选)已知正数,满足,则下列各选项正确的是( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最小值为8 D.
45.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)(多选)若正实数,满足,则下列说法中正确的是( )
A.的最大值为1 B.的最小值为2
C.的最小值为2 D.的最小值为3
46.(23-24高一上·安徽·期中)若a,b均为正实数,,则的最小值是 .
47.(21-22高一上·安徽黄山·期中)若实数a,b满足,则的最小值是 .
基本不等式解决恒成立
48.(23-24高一上·安徽六安·期中)对满足的任意正实数、,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
49.(20-21高一上·安徽宿州·期中)若对任意满足的正数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
50.(23-24高三上·安徽·期中)若,,则实数的取值范围是 .
51.(21-22高一上·安徽·期中)不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是 .
52.(20-21高二上·安徽阜阳·期中)设,若恒成立,则k的最大值为 .
53.(22-23高一上·安徽六安·期中)已知关于的不等式的解集为或,当,且时,有恒成立,求的取值范围.
基本不等式的实际应用
54.(21-22高一上·安徽宣城·期中)(多选)受亚洲飞人苏炳添勇夺东京奥运百米决赛第四并破亚洲记录的影响,甲、乙、丙三名短跑运动员同时参加了一次百米赛跑,所用时间分别为,,.甲有一半的时间以速度米/秒奔跑,另一半的时间以速度米/秒奔跑;乙全程以速度米/秒奔跑;丙有一半的路程以速度米/秒奔跑,另一半的路程以速度米/秒奔跑.其中,.则下列结论中一定成立的是()
A. B.
C. D.
55.(23-24高一上·安徽宿州·期中)最早发现勾股定理的人是我国西周时期的数学家商高.《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话.商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,径隅五.”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5.以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,后来人们还把它推广到一般情况,即直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方,这就是著名的勾股定理.据此,如果想用一段钢管加工一个面积为2平方米的直角三角形的框架,则这段钢管长度的最小值是 米.
56.(21-22高一上·安徽·期中)如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为36平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小?
(2)若使用的篱笆总长为30米,求的最小值.
57.(23-24高一上·安徽安庆·期中)长丰草莓是安徽省特色水果,也是安徽省特产之一. 某长丰草莓园建有 亩大棚,头草莓采摘的平均速度约为 亩/天,采摘要求在 天内(包括7天和10天)完成,人工成本为 千元/天,此外,头茬草莓采摘期间固定成本为 千元/天. (提示:采摘成本 人工成本 固定成本)
(1)将头茬草莓采摘成本 (千元)表示为采摘的平均速度 (亩/天)的函数,并写出这个函数的定义域;
(2)为了使头茬草莓采摘成本最低,采摘的平均速度约为每天多少亩?并求出最低成本.
58.(23-24高一上·安徽池州·期中)某地区为积极推进生态文明建设,决定利用该地特有条件将该地区打造成“生态水果特色地区”.经调研发现:某珍惜果树的单株产量(单位:千克)与施用肥料(单位:千克)满足如下关系:,肥料成本投入为元,其它成本投入元.已知这种水果的市场售价大约20元/千克,且销售畅通供不应求,记该水果单株利润为(单位:元)
(1)写单株利润(元)关于施用肥料(千克)的关系式;
(2)当施用肥料为多少千克时,该水果单株利润最大?最大利润是多少?
59.(23-24高一上·安徽·期中)某快递公司为降低新冠肺炎疫情带来的经济影响,引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本.已知购买x台机器人的总成本为(单位:万元).
(1)应买多少台机器人,可使每台机器人的平均成本最低;
(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m人将物件放在机器人上,机器人将物件送达指定分拣处.经过实验知,每台机器人日平均分拣量为(单位:件).求引进机器人后,日平均分拣量的最大值.
不等式的实际应用及证明
60.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)购买同一种物品,可以用两种不同的策略,第一种是不考虑物品价格的升降,每次购买这种物品的数量一定;第二种是不考虑物品价格的升降,每次购买这种物品所花的钱一定.假设连续购买两天该物品,第一天物品的价格为,第二天物品的价格为,且,则以下选项正确的为( )
A.第一种方式购买物品的单价为 B.
C.第一种购买方式所用单价更低 D.第二种购买方式所用单价更低
61.(23-24高一上·安徽·期中)“关于的方程有实数解”的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
62.(23-24高一上·安徽淮北·期中)某蛋糕店推出两款新品蛋糕,分别为薄脆百香果蛋糕和朱古力蜂果蛋糕,已知薄脆百香果蛋糕单价为x元,朱古力蜂果蛋糕单位为y元,现有两种购买方案:
方案一:薄脆百香果蛋糕购买数量为a个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为b个,花费记为;
方案二:薄脆百香果蛋糕购买数量为b个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为a个,花费记为.
(其中)
(1)试问哪种购买方案花费更少?请说明理由;
(2)若a,b,x,y同时满足关系,求这两种购买方案花费的差值S最小值(注:差值花费较大值-花费较小值).
63.(23-24高一上·安徽宿州·期中)已知,,均为正实数.
(1)若,试比较与的大小;
(2)求证:.
64.(23-24高一上·安徽池州·期中)(1)已知,,且,证明:;
(2)若a,b,c是三角形的三边,证明:.
基本不等式(消元、齐次式、统一结构等)求最值
65.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)设,,且,则( )
A.有最小值为 B.有最小值为6
C.有最小值为 D.有最小值为7
66.(20-21高一上·安徽合肥·期中)已知,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
67.(21-22高一上·安徽池州·期中)(多选)已知正数m,n满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为2
C.的最小值为2 D.的最小值为2
68.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知且满足,若不等式恒成立,记的最小值为,则的最小值为 .
69.(22-23高一上·安徽芜湖·期中)已知x,y都是正数,且满足,则的最小值为 .
70.(20-21高三上·安徽合肥·期中)如图,边长为的正方形被剖分为9个矩形,这些矩形的面积如图所示,则的最小值是 .
71.(20-21高一上·安徽芜湖·期中)已知函数(ab>1)的值域为[0,+∞),则的最小值为 .
72.(20-21高一上·安徽安庆·期中)已知实数,,且
(1)当时,求的最小值,并指出取最小值时的值;
(2)当时,求的最小值,并指出取最小值时的值.
不等式和基本不等式新定义
73.(21-22高一上·安徽.期中)(多选)早在西元前6世纪,毕达哥拉斯学派已经知道算术中项,几何中项以及调和中项,毕达哥拉斯学派哲学家阿契塔在《论音乐》中定义了上述三类中项,其中算术中项,几何中项的定义与今天大致相同.而今我们称为正数a,b的算术平均数,为正数a,b的几何平均数,并把这两者结合的不等式叫做基本不等式.下列与基本不等式有关的命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则的最小值为
C.若,则
D.若实数a,b满足,则的最小值为2
74.(22-23高三上·安徽合肥·期中)《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点在半圆上,点在直径上,且,设,,则该图形可以完成的无字证明为( )
A. B.
C. D.
75.(23-24高一上·安徽滁州·期中)(多选)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若,则下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若且,则
76.(23-24高三上·安徽亳州·期中)(多选)十六世纪中叶,英国数学家哈利奥特用“”“”表示不等号,并逐渐被数学界所接受,不等号的引入对不等式发展影响深远.若某同学从一楼到五楼原路往返的速度分别为和,记两速度的算术平均值为,全程的平均速度为,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
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专题02 不等式及基本不等式
判断不等式是否成立、比较大小
1.(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知a,b为非零实数,且,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对ABD举反例即可判断,对C利用作差法即可判断.
【详解】对A,当时,不等式不成立,所以A不正确;
对B,当时,满足,但,所以B不正确;
对C,因为,因为,且,可得,所以,所以C正确;
对D,举例,则,则,所以D不正确.
故选:C.
2.(23-24高一上·安徽合肥·期中)对于实数a,b,c,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【分析】由不等式的性质对选项一一判断即可得出答案.
【详解】若,,则,故A错误;
若,则,故B错误;
因为,所以,即,故C正确;
因为,所以,所以,故D错误.
故选:C.
3.(23-24高一上·安徽池州·期中)若,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据不等式的性质应用作差法逐个判断即可.
【详解】对于A:,,A错误;
对于B:,
所以当时,当时,
当时,B错误;
对于C:,
所以,C正确;
对于D:,所以,D错误,
故选:C
4.(23-24高一上·安徽滁州·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据不等式的性质计算可以判断B选项,赋值法可以判断A,C,D选项.
【详解】令A选项错误;
,根据不等式的性质可得,所以,B选项正确,
C选项错误;
,D选项错误.
故选:B.
5.(23-24高一上·安徽六安·期中)对于实数,,有下列命题:①若,则;②若,则;③若,则;④若,,则,.其中真命题的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】A
【分析】根据不等式性质判断各命题的真假即可.
【详解】对于①:若,当时,,此时不成立,假命题;
对于②:若,可知,则有,真命题;
对于③:若,则,真命题;
对于④:由得,即,因为,所以,所以,
又,所以,真命题;
综上,真命题的个数是3.
故选:A
6.(23-24高二上·安徽亳州·期中)已知,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】利用不等式的性质及特值法判断即可.
【详解】由题意可知,所以,A正确,
因为,,所以,B正确;
因为,取,则,此时,故C不正确;
因为,所以,所以D正确.
故选:ABD.
不等式性质求代数式的范围
7.(22-23高一上·安徽六安·期中)若,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,求出的值,然后利用不等式的性质可求出的取值范围.
【详解】令,则,
所以,解得,
所以,
因为,,
所以,,
所以,
即,
所以,
故选:B.
8.(22-23高二下·安徽宿州·期中)设,那么的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的性质求解即可.
【详解】,所以,
则,
故选:.
9.(22-23高一上·安徽滁州·期中)已知,,则下列正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据不等式的性质逐项分析即得.
【详解】由,可得,又,所以,故A正确;
由,可得,又,所以,故B错误;
由,可得,又,所以,故C正确;
因为,又,所以,故D错误.
故选:AC.
10.(19-20高一下·安徽六安·期中)已知二次函数的图象过原点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设二次函数为:,令,解出,则,利用,和不等式的性质可得结果.
【详解】因为二次函数的图像过原点,所以设二次函数为:,
因为,,
所以,,
令,,则,,
联立,解得,,
所以,
由,得,
即.
故选:B.
【点睛】本题考查了利用不等式的性质求取值范围,解题关键是整体换元,化为关于的不等式,利用不等式的性质解题,属于中档题.
11.(21-22高一上·安徽合肥·期中)已知,,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】求得,利用不等式的基本性质可求得的取值范围.
【详解】,且,,则,
所以,.
因此,的取值范围为.
故答案为:.
比较和证明不等式
12.(21-22高一下·安徽·期中)已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【分析】作差可得x-y的表达式,根据题意,分析可得x-y的正负,即可得答案.
【详解】,
因为,所以,
又,所以,即.
故选:B
13.(20-21高一上·安徽亳州·期中)若时,则与 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据x的范围,利用作差法即可比较两式的大小.
【详解】将两式作差可得,
因为,所以,即,
所以,
故选:A
14.(19-20高一下·安徽黄山·期中)设,,,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意计算,得到答案.
【详解】,则;,则,
,故,.
故选:B.
【点睛】本题考查了代数式的大小比较,意在考查学生的计算能力和推断能力.
15.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)甲、乙两名同学同时从教室步行到学校食堂就餐(路程相等),甲前一半时间步行速度是,后一半时间步行速度是;乙前一半路程步行速度是,后一半路程步行速度是,则( )
A.如果,则两人同时到食堂 B.如果,则甲先到食堂
C.如果,则甲先到食堂 D.如果,则乙先到食堂
【答案】ABC
【分析】求得两人步行到食堂的时间,利用作差比较法判断出正确选项.
【详解】设路程为,
甲用的时间为,则,
乙用的时间为,则,
,
所以,当且仅当时等号成立,所以ABC正确,D错误.
故选:ABC
16.(23-24高一上·安徽·期中)已知实数a,b,c满足,且,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将变形得到得到大小关系,对变形得到得到大小关系,从而得到答案.
【详解】因为,所以.
因为,所以.
故选:B.
17.(20-21高一上·安徽六安·期中)设,试比较与的大小.
【答案】
【分析】两式作差,可整理为,由可知,由此得到结果.
【详解】,
,,,,
即.
基本不等式概念及应用
18.(22-23高一下·安徽六安·期中)若,则( )
A.有最小值 B.有最大值
C.有最小值2 D.有最大值2
【答案】B
【分析】运用基本不等式求解即可.
【详解】因为,则,
所以,当且仅当即:时取等号.
所以,当且仅当时取等号.
故选:B.
19.(23-24高一上·安徽池州·期中)下列函数中最小值为4的是( )
A. B.当时,
C.当时, D.
【答案】B
【分析】举例说明,即可判断AC;根据基本不等式计算即可判断BD.
【详解】A:当时,,所以的最小值不为4,故A不符合题意;
B:当时,,当且仅当即时,等号成立,
所以的最小值为4,故B符合题意;
C:当时,,所以的最小值不为4,故C不符合题意;
D:,
当且仅当即时等号成立,但无解,故D不符合题意.
故选:B.
20.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知,下列最小值为4的函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】利用二次函数求最值判断A,根据基本不等式求解最值判断BCD.
【详解】对于,此二次函数在时取最小值,此时最小值为4,
符合题意;
对于,当且仅当即时,取最小值,
但是,所以等号取不到,所以的最小值不是4,不合题意;
对于C,,
当且仅当即时等号成立,所以的最小值为4,符合题意;
对于D,,令,
则原式化为,当且仅当即时等式成立,不满足,
等号取不到,所以的最小值不是4,不合题意.
故选:AC
21.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)下面命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ACD
【分析】对A,B,利用不等式性质可判断;对C,利用基本不等式判断;对D,利用作差比较法判断.
【详解】对于A,,,则,即,故A正确;
对于B,,,又,所以,故B错误;
对于C,,,即,故C正确;
对于D,,,,
,,则,即,故D正确.
故选:ACD.
22.(20-21高一上·安徽六安·期中)下列命题中错误的是( )
A.当时, B.当时,的最小值为2
C.当时, D.当时,
【答案】B
【解析】利用基本不等式可判断选项A;利用对勾函数的性质可判断选项B;利用基本不等式可判断选项C;利用基本不等式可判断选项D.
【详解】对于A,当时,,当且仅当时取等号,正确;
对于B,当时,,错误;
对于C,当时,,当且仅当,即时取等号,正确;
对于D,当时,,,当且仅当时取等号,正确;
故选:B
“积定”求和最小值,“和定”求积最大值
23.(24-25高一上·全国·随堂练习)已知且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C. D.8
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用基本不等式求出最小值.
【详解】且,则,
当且仅当,即时取等号,
所以当时,的最小值为8.
故选:D
24.(19-20高三上·安徽滁州·期中)已知,,且,那么的最大值等于
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】利用基本不等式可求得的最大值.
【详解】由基本不等式可得,解得,
当且仅当时,等号成立,因此,的最大值为.
故选:B.
【点睛】本题考查利用基本不等式求最值,考查计算能力,属于基础题.
25.(24-25高一上·浙江·开学考试)已知,若,则的最小值是 ,
【答案】2
【分析】由重要不等式求出最小值.
【详解】,当且仅当时,等号成立,
故的最小值为2.
故答案为:2
26.(21-22高一上·安徽宣城·期中)求下列函数的最值
(1)若正数,,满足,求的最小值.
(2)设,求函数的最大值.
【答案】(1)18
(2)2
【分析】第(1)小问()看做整体与()相乘后利用均值不等式展开即可;第(2)小问利用配凑法、整体法和均值不等式中的积相乘有最大值即可.
【详解】(1)
=,
=,
=,
,
=,
==18(当且仅当时等号成立).
故最小值为18.
(2)
且
==2(当且仅当,即时取等号)
故最大值为2.
27.(23-24高一上·安徽六安·期中)当时,的最大值为 .
【答案】1
【分析】直接利用基本不等式即可求得最大值.
【详解】因为,所以,则,
所以,当且仅当即时,等号成立,
所以的最大值为1.
故答案为:1
28.(20-21高一上·安徽安庆·期中)(1)当时,求的最大值;
(2)设,求函数的最小值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1),利用基本不等式即可求最值;
(2)设,则,将所给的函数转化为关于的函数,再利用基本不等式求最值.
【详解】(1),
当且仅当,即时等号成立,
(2)由题意,设,则,
则,
当且仅当时,即时,即时取等号,
所以函数的最小值为.
【点 睛】
易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
“1”代换求最值
29.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知正实数满足,记的最小值为;若且满足,记的最小值为.则的值为( )
A.30 B.32 C.34 D.36
【答案】C
【分析】由条件,利用基本不等式可求得,可得的值,又由“1”的代换可求得的最小值,可得的值,进而得解.
【详解】根据题意,∵
,当且仅当时等号成立,
令,有 ,
解得 ,即,;
,
,当且仅当,即,时等号成立,
;
故选:C.
30.(20-21高一上·安徽合肥·期中)已知,且,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先将进行化简得到,再将与相乘,再利用基本不等式即可求出.
【详解】解:,
,
又,,
,
当且仅当“”时取“”,
的最小值为.
故选:C.
31.(23-24高一上·安徽合肥·期中)已知.若,求的最小值是 .
【答案】
【分析】根据基本不等式乘“1”法即可求解.
【详解】由得,
由于,所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故最小值为,
故答案为:
32.(23-24高三上·安徽合肥·期中)已知,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为16 B.的最小值为9
C.的最大值为2 D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】由已知结合基本不等式判断A和B;结合不等式性质判断C;结合二次函数的性质判断D.
【详解】因为,所以,解得,即,
当且仅当即时,的最小值取到16,故A正确;
因为,所以,所以,
当且仅当即时取到最小值为9,故B正确;
由得,
所以,
因为,所以,故C错误;
,
令,所以上式可化为,
所以当时,上式取到最小值,
所以的最小值为,故D正确.
故选:ABD
33.(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知正数x,y满足,则下列说法一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】根据给定条件,利用基本不等式逐项判断即可.
【详解】由,得,
对于A,,当且仅当时取等号,解得,A错误;
对于B,,
当且仅当,即,B错误;
对于C,,
当且仅当,即时取等号,C正确;
对于D,由选项A知,,,
当且仅当,即时取等号,D正确.
故选:CD
34.(22-23高一上·安徽合肥·期中)设正实数,满足,则( )
A.有最小值 B.有最小值
C.有最大值 D.有最大值
【答案】AC
【分析】利用基本不等式和二次函数的性质逐项判断可得答案.
【详解】对于A,因为,是正实数,所以,当且仅当且,即时等号成立,
的最小值为,故A正确;
对于B,由基本不等式得,当且仅当时等号成立,
的最大值为,故B不正确;
对于C,由基本不等式可得,当且仅当时,等号成立,所以,当且仅当时等号成立;
有最大值,故C正确;
对于D,因为,,所以,所以, 无最大值,故D不正确.
故选:AC.
35.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)已知且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】依题意可得,利用乘“1”法及基本不等式计算可得.
【详解】因为且,所以,
所以
,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:
36.(21-22高一上·安徽阜阳·期中)(1)已知,求的最小值,并求取到最小值时的值;
(2)设且,求证:
【答案】(1)当时,有最小值7 ;
(2)证明见解析 .
【分析】(1)通过配凑,使得原式满足积为定值,然后由基本不等式可得;
(2)巧用“1”,将不等式左边乘以,展开后使用基本不等式可证.
【详解】解:(1)因为,所以,由基本不等式,得
,当且仅当,
即时,等号成立.
所以当时,有最小值7.
(2)因为,由基本不等式,得
,
当且仅当,即时,等号成立.又
由解得,所以当时,等号成立,
所以成立.
“二次函数型”求最值
37.(20-21高一上·安徽芜湖·阶段练习)已知,则有( )
A.最大值 B.最小值 C.最大值3 D.最小值3
【答案】D
【解析】先将解析式化为,根据基本不等式,即可求出最值.
【详解】因为,
,
当且仅当,即时,等号成立,
即有最小值3.
故选:D.
【点睛】本题主要考查由基本不等式求函数的最值,属于基础题型.
38.(20-21高二上·安徽六安·开学考试)若函数在处取最小值,则( )
A. B.2 C.4 D.6
【答案】C
【分析】由,而,利用基本不等式可求出最小值,结合等号取得的条件可求出的值.
【详解】由题意,,而,当且仅当,即时,等号成立,
所以.
故选:C.
【点睛】本题考查基本不等式的应用,考查学生的计算求解能力,属于基础题.
39.(21-22高一上·安徽宣城·阶段练习)设正实数、、满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】计算得出,利用基本不等式可求得的最大值.
【详解】因为正实数、、满足,则,
则,当且仅当时取等号.
故的最大值为.
故选:C.
40.(21-22高一上·安徽芜湖·阶段练习)求解下列各题:
(1)求的最大值;
(2)求的最小值.
【答案】(1);(2)8.
【分析】(1)因为,所以利用均值不等式即可求解;
(2)因为,所以利用均值不等式即可求解.
【详解】解:(1)因为,又,
所以,
所以,当且仅当,即时取等号,
故y的最大值为;
(2)由题意,,
因为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,
故y的最小值为8.
有条件型的求最值
41.(20-21高二下·安徽·期中)已知,,且,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【答案】C
【分析】由题设,有,结合基本不等式即可最小值.
【详解】∵,
∴,当且仅当,即时取等号.
∴的最小值为4.
故选:C.
42.(22-23高一上·安徽·期中)已知,,且,则( )
A.
B.的取值可以为10
C.当且仅当,时,取得最小值16
D.当且仅当,时,取得最小值36
【答案】CD
【分析】将两边同时除以xy可得,由此可判断A;,结合基本不等式可判断B;,结合基本不等式可判断C;,结合基本不等式得到关于的不等式,由此即可判断D.
【详解】.
故,故A错误;
,
当且仅当,即x=y=10时等号成立,故B错误;
,
当且仅当,即,时,等号成立,故C正确;
,当且仅当,即,时等号成立,故D正确.
故选:CD.
43.(21-22高一上·安徽合肥·期中)若,,,则( )
A.的最大值是 B.的最小值是8
C.的最小值为 D.的最小值是4
【答案】AB
【分析】利用基本不等式求出的最大值可判断A正确;利用“1”的代换可判断B错误;
由消元法以及一元二次函数的性质可判断C错误;根据基本不等式可判断D错误.
【详解】对于A, ,,当且仅当即,时等号成立,故A正确;
对于B,,当且仅当即时等号成立,故B正确;
对于C,,当且仅当时等号成立,故C错误;
对于D,,当且仅当时等号成立,而,所以等号不成立,故D错误;
故选:AB .
44.(23-24高一上·安徽·期中)已知正数,满足,则下列各选项正确的是( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最小值为8 D.
【答案】ABC
【分析】结合基本不等式及相关结论检验各选项即可判断
【详解】对于,因为,即,
所以,当且仅当时取等号,正确;
对于B,由基本不等式得,,
所以,当且仅当时取等号,故B正确;
对于C,即,当且仅当时取等号,故C正确;
对于D,由可得,即,故D错误.
故选:ABC.
45.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)若正实数,满足,则下列说法中正确的是( )
A.的最大值为1 B.的最小值为2
C.的最小值为2 D.的最小值为3
【答案】ABC
【分析】根据进行计算然后可判断A;利用“1”的妙用及均值不等式计算可判断B;将变形为,然后结合的范围可判断C;利用将变形为,再根据二次函数的性质求最小值可判断D.
【详解】因为,当且仅当时取等号,则的最大值为1,故A正确;
因为,当且仅当时取等号,所以的最小值为2,故B正确;
因为,当且仅当时取等号,的最小值为2,故C正确;
因为,当时取最小值为,故D错误.
故选:ABC.
46.(23-24高一上·安徽·期中)若a,b均为正实数,,则的最小值是 .
【答案】8
【分析】由,可化简为:,再结合基本不等式求解.
【详解】由题意得:,
当且仅当,即或时,取到等号,
故的最小值是.
故答案为:.
47.(21-22高一上·安徽黄山·期中)若实数a,b满足,则的最小值是 .
【答案】
【分析】由条件得,代入得,进而由基本不等式可得解.
【详解】由可得:,
所以.
当且仅当时,等号成立.
故答案为:.
基本不等式解决恒成立
48.(23-24高一上·安徽六安·期中)对满足的任意正实数、,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,可算出,再将最小值代入,即可求解
【详解】不等式恒成立
,,且
当且仅当,即时取等号
,即
解得
故实数的取值范围是
故选:C
49.(20-21高一上·安徽宿州·期中)若对任意满足的正数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知利用基本不等式求出,解不等式即可求解.
【详解】若对任意满足的正数,都有成立,
则,
当且仅当即时等号成立,所以,
所以,即,即,解得或,
所以实数的取值范围是,
故选:C
【点睛】关键点点睛:本题的关键点是由不等式恒成立转化为, 再由再利用基本不等式可以求出最值,变形很关键,最后解分式不等式需要先移项,注意分母不为,避免出错.
50.(23-24高三上·安徽·期中)若,,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】由题知可将式子构造为:,然后利用基本不等式从而求解.
【详解】因为,所以,
于是,
当且仅当,即时取等号,所以.
故答案为:.
51.(21-22高一上·安徽·期中)不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意得对一切恒成立,进而根据基本不等式求最值即可得答案.
【详解】解:∵对一切恒成立,
∴对一切恒成立,
∵,∴
∴,当且仅当,
即时取等号.
∵不等式对一切恒成立,
∴.
∴实数的取值范围是
故答案为:
52.(20-21高二上·安徽阜阳·期中)设,若恒成立,则k的最大值为 .
【答案】
【分析】由基本不等式求得不等式左边的最小值即可得参数范围.
【详解】因为,
所以
当且仅当,即时等号成立.
所以.
故答案为:.
53.(22-23高一上·安徽六安·期中)已知关于的不等式的解集为或,当,且时,有恒成立,求的取值范围.
【答案】
【分析】根据不等式的解集先求出的值,再利用基本不等式中“1”的代换将恒成立等价转化成关于的一元二次不等式,解之即可.
【详解】因为关于的不等式的解集为或,
所以和1是方程的两根,则有,解得:,
所以,
则
(当且仅当,也即时取等号)
因为恒成立,也即,解得:,
所以实数的取值范围为.
基本不等式的实际应用
54.(21-22高一上·安徽宣城·期中)受亚洲飞人苏炳添勇夺东京奥运百米决赛第四并破亚洲记录的影响,甲、乙、丙三名短跑运动员同时参加了一次百米赛跑,所用时间分别为,,.甲有一半的时间以速度米/秒奔跑,另一半的时间以速度米/秒奔跑;乙全程以速度米/秒奔跑;丙有一半的路程以速度米/秒奔跑,另一半的路程以速度米/秒奔跑.其中,.则下列结论中一定成立的是()
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】分别列出,,的表达式,根据基本不等式逐一判断即可.
【详解】由题意知:,所以,,
,
由基本不等式可得,所以,
所以故,当且仅且时等号全部成立.
故A选项正确,B选项错误
又由,
故易知,即C项正确;
,,
取,此时,
所以D选项不一定成立,
故选:AC.
55.(23-24高一上·安徽宿州·期中)最早发现勾股定理的人是我国西周时期的数学家商高.《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话.商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,径隅五.”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5.以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,后来人们还把它推广到一般情况,即直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方,这就是著名的勾股定理.据此,如果想用一段钢管加工一个面积为2平方米的直角三角形的框架,则这段钢管长度的最小值是 米.
【答案】
【分析】利用基本不等式、勾股定理求得正确答案.
【详解】设直角三角形框架的直角边为,为正实数,
则,
所以,
当且仅当时等号成立.
故答案为:
56.(21-22高一上·安徽·期中)如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为36平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小?
(2)若使用的篱笆总长为30米,求的最小值.
【答案】(1)菜园的长为,宽为时,所用篱笆总长最小
(2)
【分析】(1)利用基本不等式求解和的最小值;(2)利用基本不等式“1”的妙用求解最小值.
【详解】(1)由题意得,,所用篱笆总长为.
因为,
当且仅当时,即,时等号成立.
所以菜园的长为,宽为时,所用篱笆总长最小.
(2)由题意得,,
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值是.
57.(23-24高一上·安徽安庆·期中)长丰草莓是安徽省特色水果,也是安徽省特产之一. 某长丰草莓园建有 亩大棚,头草莓采摘的平均速度约为 亩/天,采摘要求在 天内(包括7天和10天)完成,人工成本为 千元/天,此外,头茬草莓采摘期间固定成本为 千元/天. (提示:采摘成本 人工成本 固定成本)
(1)将头茬草莓采摘成本 (千元)表示为采摘的平均速度 (亩/天)的函数,并写出这个函数的定义域;
(2)为了使头茬草莓采摘成本最低,采摘的平均速度约为每天多少亩?并求出最低成本.
【答案】(1),定义域为
(2)答案见解析
【分析】(1)由题知,求得函数的解析式为, 结合,求得函数的定义域;
(2)由(1),结合基本不等式,根据等号成立的的条件,得到函数单调区间,因为,分类讨论即可求解.
【详解】(1)解:由题知,所求函数为 ,
又由,可得,即该函数的定义域为 .
(2)解:由(1)得
当且仅当,即时取等号,
所以函数 在上单调递减,在 )递增,
又由,
所以,当,即 时,头在草莓采摘的平均速度约为50亩/天,
采摘成本最低,最低成本为 (千元);
当,即,头茬草莓采摘的平均速度约为 /天,
采摘成本最低,最低成本为 (千元),
当时,即时,头草莓采摘的平均速度约为 /天,采摘成本最低,最低成本为 (千元).
58.(23-24高一上·安徽池州·期中)某地区为积极推进生态文明建设,决定利用该地特有条件将该地区打造成“生态水果特色地区”.经调研发现:某珍惜果树的单株产量(单位:千克)与施用肥料(单位:千克)满足如下关系:,肥料成本投入为元,其它成本投入元.已知这种水果的市场售价大约20元/千克,且销售畅通供不应求,记该水果单株利润为(单位:元)
(1)写单株利润(元)关于施用肥料(千克)的关系式;
(2)当施用肥料为多少千克时,该水果单株利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1);
(2)当施用肥料4千克时,单株利润取得最大值640.
【分析】(1)利用条件用销售额减去成本表示利润即可;
(2)根据二次函数的单调性及基本不等式计算即可.
【详解】(1)由题意可知:;
(2)根据(1)可知:
当时,,
即在上单调递减,在上单调递增,
易知,
当时,,
当且仅当,即时取得等号,
综上,当施用肥料千克时,单株利润取得最大值640.
59.(23-24高一上·安徽·期中)某快递公司为降低新冠肺炎疫情带来的经济影响,引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本.已知购买x台机器人的总成本为(单位:万元).
(1)应买多少台机器人,可使每台机器人的平均成本最低;
(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m人将物件放在机器人上,机器人将物件送达指定分拣处.经过实验知,每台机器人日平均分拣量为(单位:件).求引进机器人后,日平均分拣量的最大值.
【答案】(1)200台
(2)件
【分析】(1)根据题意,每台机器人的平均成本为,然后利用基本不等式求出最小值,即平均成本最低.
(2)根据每台机器人日平均分拣量方程,求出每台机器人日平均分拣量的最大值,然后乘以机器人数即可得到答案.
【详解】(1)每台机器人的平均成本为
,当且仅当,即时取等号.
因此应买200台机器人,可使每台机器人的平均成本最低.
(2)当时,每台机器人日平均分拣量的最大值为450,
当时,.
当时,每台机器人的日平均分拣量的最大值为480.
因此引进200台机器人后,日平均分拣量的最大值为件.
不等式的实际应用及证明
60.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)购买同一种物品,可以用两种不同的策略,第一种是不考虑物品价格的升降,每次购买这种物品的数量一定;第二种是不考虑物品价格的升降,每次购买这种物品所花的钱一定.假设连续购买两天该物品,第一天物品的价格为,第二天物品的价格为,且,则以下选项正确的为( )
A.第一种方式购买物品的单价为 B.
C.第一种购买方式所用单价更低 D.第二种购买方式所用单价更低
【答案】D
【分析】分别计算出两种不同策略的平均价格,比较两种平均价格的大小.
【详解】第一种策略:设每次购买这种物品的数量均为,则平均价格为,故A不正确;
第二种策略:设每次购买这种物品所花的钱为,第一次能购得该物品的数量为, 第二次能购得该物品的数量为,则平均价格为;
,
所以,故B错误,同时说明第二种购买方式所用单价更低;
故选:D
61.(23-24高一上·安徽·期中)“关于的方程有实数解”的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】根据充分不必要条件的定义,结合分式函数的值域,可得答案.
【详解】有实数解有实数解在函数的值域中取值.
由,
则的值域是,选项中和是的真子集.
故选:CD.
62.(23-24高一上·安徽淮北·期中)某蛋糕店推出两款新品蛋糕,分别为薄脆百香果蛋糕和朱古力蜂果蛋糕,已知薄脆百香果蛋糕单价为x元,朱古力蜂果蛋糕单位为y元,现有两种购买方案:
方案一:薄脆百香果蛋糕购买数量为a个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为b个,花费记为;
方案二:薄脆百香果蛋糕购买数量为b个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为a个,花费记为.
(其中)
(1)试问哪种购买方案花费更少?请说明理由;
(2)若a,b,x,y同时满足关系,求这两种购买方案花费的差值S最小值(注:差值花费较大值-花费较小值).
【答案】(1)采用方案二;理由见解析
(2)24
【分析】(1)列出两种方案的总费用的表达式,作差比较,即可求解;
(2)根据题意,得到,利用换元法和基本不等式,即可求解.
【详解】(1)解:方案一的总费用为(元);
方案二的总费用为(元),
由,
因为,可得,所以,
即,所以,所以采用方案二,花费更少.
(2)解:由(1)可知,
令,则,
所以,当时,即时,等号成立,
又因为,可得,
所以,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以差的最小值为,当且仅当时,等号成立,
所以两种方案花费的差值最小为24元.
63.(23-24高一上·安徽宿州·期中)已知,,均为正实数.
(1)若,试比较与的大小;
(2)求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据不等式的性质判断出两者的大小关系.
(2)利用基本不等式证得不等式成立.
【详解】(1)∵,,∴,
∴,∴,
又∵,∴,
∴,即;
(2)证明:,
∴,,,∴,,,
∴,当且仅当“”时等号成立.
64.(23-24高一上·安徽池州·期中)(1)已知,,且,证明:;
(2)若a,b,c是三角形的三边,证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【分析】(1)由题意可得,则,结合基本不等式计算即可证明;
(2)利用作差法可得,同理可得,相加即可证明.
【详解】(1)证明:由,得,
所以,
当且仅当即,时等号成立,
所以;
(2)证明:由题意知,,且,
所以,
即.
同理可得,
所以,
即证.
基本不等式(消元、齐次式、统一结构等)求最值
65.(22-23高一上·安徽马鞍山·期中)设,,且,则( )
A.有最小值为 B.有最小值为6
C.有最小值为 D.有最小值为7
【答案】D
【分析】利用已知条件变形凑配出积为定值,然后由基本不等式求得最小值,注意使用“1”的代换.
【详解】因为,,且,,
所以,
当且仅当,即时等号成立.
所以有最小值为7.
故选:D.
66.(20-21高一上·安徽合肥·期中)已知,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据,构造关于的项,将代入,得,令,则上式,再令,则,解得,从而,再利用基本不等式求得最值,写出的取值范围即可.
【详解】由于,
则
,
令,
则
再令,则,解得,
所以,
由基本不等式得,
当且仅当时,即,时取等号;
所以,
所以,
故选:A.
【点睛】方法点睛:该题考查的是有关基本不等式的应用,解题方法如下:
(1)利用换元法构造出符合基本不等式使用的关系式;
(2)利用基本不等式求最值,注意等号成立的条件;
(3)写出式子的范围.
67.(21-22高一上·安徽池州·期中)已知正数m,n满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为2
C.的最小值为2 D.的最小值为2
【答案】CD
【分析】由,变形,得到,A.转化为二次函数求解判断;B.利用基本不等式求解判断;C. 利用基本不等式求解判断;D.利用基本不等式求解判断.
【详解】因为,故,
,可知,故A错误;
依题意,,当且仅当时等号成立,故B错误;
因为,
当且仅当时等号成立,故C正确;
因为,故,当且仅当时等号成立,故D正确;
故选:CD.
68.(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知且满足,若不等式恒成立,记的最小值为,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意,得到,结合,利用基本不等式求得,再由,令,,结合基本不等式,求得实数的值为,即可求解.
【详解】因为实数,且满足,可得,
又因为恒成立,即,
由
当且仅当时,等号成立,
由不等式,即,
即,解得,即,
又由,
令,原式,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以实数的值为,所以实数的最小值为.
故答案为:.
69.(22-23高一上·安徽芜湖·期中)已知x,y都是正数,且满足,则的最小值为 .
【答案】
【分析】由已知条件得出,计算得出,利用基本不等式可求得的最小值,利用等号成立的条件可求得对应的、值.
【详解】,,
由于、是正数,则且,可得,
,
当且仅当时,等号成立,所以,的最小值为.
故答案为:
70.(20-21高三上·安徽合肥·期中)如图,边长为的正方形被剖分为9个矩形,这些矩形的面积如图所示,则的最小值是 .
【答案】2
【解析】根据矩形的面积公式化简的表示,然后分类讨论,结合基本不等式、比较法、放缩法进行求解即可.
【详解】由图示可得:,
当时,,
当且仅当时,取得等号;
当时,即有成立,
由,
可得,当且仅当时,取得等号,
综上可得,的最小值是2.
【点睛】关键点睛:本题的关键是根据之间的大小关系,利用放缩法进行求解.
71.(20-21高一上·安徽芜湖·期中)已知函数(ab>1)的值域为[0,+∞),则的最小值为 .
【答案】
【解析】由二次函数的值域可得,进而利用代入,通过换元,可得,进而利用基本不等式可得最值.
【详解】由函数(ab>1)的值域为[0,+∞),可得 ,
所以,
所以,
令,可得,
当且仅当即时等号成立,
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题的解题关键是由二次函数的值域得到,进而利用换元法,可发现基本不等式的结构.
72.(20-21高一上·安徽安庆·期中)已知实数,,且
(1)当时,求的最小值,并指出取最小值时的值;
(2)当时,求的最小值,并指出取最小值时的值.
【答案】(1)最小值为,此时
(2)最小值为4,此时.
【分析】(1)变形得到,利用基本不等式“1”的妙用,求出最小值及此时的值;
(2)变形得到,利用得到关于,求出的最小值及此时的值.
【详解】(1)时,,
因为,
所以,
故,
当且仅当,即时,等号成立,
(2)时,,
变形为,即,
,
其中,
故,
因为,解得:,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为4,此时.
不等式和基本不等式新定义
73.(21-22高一上·广西玉林·期末)早在西元前6世纪,毕达哥拉斯学派已经知道算术中项,几何中项以及调和中项,毕达哥拉斯学派哲学家阿契塔在《论音乐》中定义了上述三类中项,其中算术中项,几何中项的定义与今天大致相同.而今我们称为正数a,b的算术平均数,为正数a,b的几何平均数,并把这两者结合的不等式叫做基本不等式.下列与基本不等式有关的命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则的最小值为
C.若,则
D.若实数a,b满足,则的最小值为2
【答案】CD
【分析】取可判断A;构造借助均值不等式可判断B;构造借助均值不等式可判断C;令,则,借助均值不等式可判断D
【详解】对于A,若,则,A错误;
对于B,∵,∴,,
∴
(当且仅当,即时取等号),即的最小值为4,B错误;
对于C,∵,∴,,又,
(当且仅当,即时取等号),C正确;
对于D,令,则,∴(当且仅当时取等号),即的最小值是2.D正确.
故选:CD
74.(22-23高三上·安徽合肥·期中)《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点在半圆上,点在直径上,且,设,,则该图形可以完成的无字证明为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用数形结合计算出,再在中,利用勾股定理得,再由,可得结论.
【详解】设,可得圆的半径为,
又由,
在中,可得,
因为,所以,当且仅当时取等号.
故选:D.
75.(23-24高一上·安徽滁州·期中)十六世纪中叶,英国数学教育家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若,则下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若且,则
【答案】ABD
【分析】根据不等式的性质一一判断即可.
【详解】对于A:,,故A正确;
对于B:,又函数在上单调递增,,故B正确;
对于C:由可得,所以,,故C错误;
对于D:且,故D正确.
故选:ABD
76.(23-24高三上·安徽亳州·期中)十六世纪中叶,英国数学家哈利奥特用“”“”表示不等号,并逐渐被数学界所接受,不等号的引入对不等式发展影响深远.若某同学从一楼到五楼原路往返的速度分别为和,记两速度的算术平均值为,全程的平均速度为,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】利用基本不等式以及不等式的性质求解.
【详解】设一楼到五楼的距离为,
由题知,A错误;
因为,
且,所以,所以,所以,
又因为,(因为,所以取不到等号),所以,B正确;
对C,因为,所以,
又因为,
所以,即,C正确;
对D,因为,
所以,即,D正确;
故选:BCD.
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