内容正文:
专题03 基本不等式及其广泛应用实践
内容早知道
☛第一层 巩固提升练(12大题型)
题型一:直接法求最值
题型二:常规凑配法求最值
题型三:化为单变量法
题型四:换元求最值
题型五:“1”的代换求最值
题型六:利用基本不等式证明不等式
题型七:利用基本不等式解决实际问题
题型八:与 a+b、平方和、ab有关问题的最值
题型九:多次运用基本不等式
题型十:多元均值不等式
题型十一:万能K法
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
☛第二层 能力培优练
☛第三层 拓展突破练
☛第四层 高考真题练
1、几个重要的不等式
(1)
(2)基本不等式:如果,则(当且仅当“”时取“”).
特例:(同号).
(3)其他变形:
①(沟通两和与两平方和的不等关系式)
②(沟通两积与两平方和的不等关系式)
③(沟通两积与两和的不等关系式)
④重要不等式:
即调和平均值几何平均值算数平均值平方平均值(注意等号成立的条件).
2、均值定理
已知.
(1)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即“和为定值,积有最大值”.
(2)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即积为定值,和有最小值”.
3、常见求最值模型
模型一:,当且仅当时等号成立.
模型二:,当且仅当时等号成立.
模型三:,当且仅当时等号成立.
模型四:,当且仅当时等号成立.
直接法求最值
1.(2024·高一·四川德阳·期中)若实数,,且,则的最大值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】,,,
由基本不等式得,当且仅当时,等号成立,
故选:C
2.(2024·高一·河北邯郸·期中)若正数满足:,则当取最大值时的值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解析】根据基本不等式,解得
当且仅当时等号成立,
故选:A.
3.(2024·高三·四川绵阳·阶段练习)若正实数a,b满足,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【解析】∵,
∴,
∴,即,
∴或(舍),
∴,当且仅当时取等号,
∴.
故选:C.
4.(2024·高一·内蒙古兴安盟·阶段练习)已知,,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,,得到,即,
当且仅当且,即时取等号,所以,
故选:C.
5.(2024·高一·安徽·阶段练习)设,,且,则xy的最大值是( )
A. B. C. D.100
【答案】A
【解析】因为x,,所以,
即,所以,当且仅当且,即,时等号成立.
故选:A
6.(2024·高一·湖南株洲·期中)已知,且,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【解析】因为,且,则,
所以,
当且仅当,即,时取等号,
即的最小值为.
故选:C
常规凑配法求最值
1.(2024·高一·湖南怀化·期中)若,则的最小值是 .
【答案】5
【解析】∵,
∴,
当且仅当即时取等号,
∴时取得最小值5.
故答案为:5.
2.(2024·高一·山东威海·期中)已知实数,满足,则的最小值为 .
【答案】8
【解析】因为,所以,
∴
当且仅当,即时等号成立
所以的最小值为8.
故答案为:8.
3.(2024·高一·山东菏泽·期中)已知,则的最大值为 ,取得最大值时的的值为 .
【答案】
【解析】,
因为,故,
故,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故答案为:;.
4.(2024·高一·上海·开学考试)若,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】当时,,
则,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为4.
故答案为:4
5.(2024·高一·贵州遵义·期中)已知,则的最小值是 .
【答案】2
【解析】因为,
所以,
当且仅当.即时,等号成立.
故答案为:2
6.(2024·高三·全国·专题练习)函数的最小值为 .
【答案】
【解析】由,又,
所以,当且仅当,即时等号成立,
所以原函数的最小值为.
故答案为:
化为单变量法
1.(2024·高一·江苏常州·阶段练习)已知,且,则最大值为 .
【答案】
【解析】由且,可得,代入,
又,
当且仅当,即,
又,可得,时,不等式取等,
即的最大值为,
故答案为:.
2.(2024·浙江嘉兴·二模)若正实数,满足,则的最大值为 .
【答案】
【解析】因为正实数a,b满足b+3a=2ab,
所以a=,
则===﹣2 ()2+,
当,即b=2 时取得最大值.
故答案为:.
3.若正实数满足,则的最小值是 .
【答案】9
【解析】解析一:,
则,等号成立时.
所以的最小值是9.
解析二:,
则,
等号成立时所以的最小值是9.
故答案为:9.
4.(2024·天津河东·一模)若,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】由,
故
,当且仅当时等号成立,
故最小值为4,
故答案为:4
5.(2024·陕西西安·三模)已知,,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】因为,且,
所以,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
故的最小值为.
故答案为:.
6.已知实数满足,则的最小值是 .
【答案】/
【解析】由可得:,将其代入,则有:,
因,故有:,
当且仅当时等号成立,即时,取得最小值.
故答案为:.
换元求最值
1.(2024·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】根据题意可得:,即,
设,
则:,,
,
,,
解得或,
又,
,化简得,
①当时,不等式不成立;
②当时,,即,
,又恒成立,可得,
的取值范围为.
故答案为:.
2.(2024·高三·天津和平·阶段练习)已知正数满足,则的最小值是 .
【答案】
【解析】根据题意,由可得,
即
所以;
又因为均是正数,令,则
所以,
令,
则
当且仅当,即时,等号成立;
所以
所以的最小值为;
即当时,即时,等号成立.
故答案为:
3.(2024·高三·福建泉州·期中)函数在上的最大值为 .
【答案】
【解析】因为,,令,则,
则,
当且仅当,即时,等号成立.
故的最大值为.
故答案为:
4.(2024·高一·江苏泰州·阶段练习)已知,则的最小值为 .
【答案】
【解析】令,则,
所以,当且仅当,即时取等号,所以的在最小值为.
故答案为:.
5.(2024·高一·上海金山·期中)已知二次函数的值域为,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意知,,
,
则,
令,即
,
当且仅当时,即时取等号,
所以的最小值为
故答案为:3
6.(2024·高一·浙江台州·阶段练习)若实数满足,则的最大值为 .
【答案】
【解析】令,可得,则,进而可得,然后求出最大值即可.令,则,即,
所以,
当时,;
当时,,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以.
所以的最大值为.
故答案为:.
7.(2024·高一·广东汕头·阶段练习)的最大值为 .
【答案】
【解析】令,则,,
所以,当且仅当,即时,等号成立.
所以的最大值为.
故答案为:.
8.(2024·高一·重庆·期中)若正实数,满足,则的最小值是 .
【答案】4
【解析】设,则,即,
若,则,而,仅当时等号成立,
所以,显然与矛盾,所以,
由上,由,即,则,
所以
,当且仅当时等号成立,
所以,,即,时,目标式最小值为4.
故答案为:4
“1”的代换求最值
1.(2024·上海金山·二模)已知正实数a,b满足,则的最小值为 .
【答案】8
【解析】由及,则,
当且仅当时等号成立,故的最小值为8.
故答案为:8
2.(2024·高三·安徽·阶段练习)已知正数满足,则的最小值为 .
【答案】20
【解析】由题意得,,当且仅当,即,时等号成立.
故答案为:20.
3.(2024·高一·黑龙江绥化·阶段练习)已知,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,
故
,
当且仅当时,结合,即时取等号,
即的最小值为,
故答案为:
4.(2024·高一·上海金山·期中)已知正实数,满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为正实数,满足,
当且仅当且时,即时取等号.
故答案为:.
5.(2024·高一·河南漯河·期中)已知实数,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,,则,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:.
6.(2024·高一·江西·阶段练习)已知,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】因为,所以,
当且仅当,即,又因为,
所以当,时,取得最小值.
故答案为:.
利用基本不等式证明不等式
1.(2024·高一·全国·课后作业)(1)若,,,都是正数,求证:;
(2)若,,都是正数,求证:.
【解析】证明 (1)由,,,都是正数,利用基本不等式可知,,
当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,
即有,当且仅当,时,等号成立.
(2)由,,都是正数,利用基本不等式可知,
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,
当且仅当时,等号成立.
2.(2024·高一·全国·课后作业)已知,都是正数,求证:.
【解析】证明∵,都是正数,
∴,,,,,
∴,(当且仅当时等号成立).
∴,
即,当且仅当时,等号成立.
3.(2024·高一·云南玉溪·阶段练习)证明下列不等式:
(1)已知,,,求证:;
(2)已知,,均为正实数,且,求证:.
【解析】(1)由,得,
因为,所以,
所以,进而得到,
因为,所以.
(2)因为,,均为正实数,且,
所以由基本不等式得,
,
当且仅当时,等号成立.
4.(2024·高一·山西·期中)设,均为正数,且.
(1)求的最小值;
(2)证明:,
【解析】(1),均为正数,且,
,
,,
(当且仅当时取“”),
的最小值为;
(2)
,
当且仅当,时等号成立,
故不等式.
5.(2024·高一·四川德阳·阶段练习)已知,,,且,证明:
(1);
(2).
【解析】(1)因为,
当且仅当时等号成立,
故,当且仅当时等号成立,
故成立.
(2),
由基本不等式有,
,
,
故,
当且仅当时等号成立.
6.(2024·高一·上海徐汇·期中)除了直接作差以外,利用函数,基本不等式,反证法比大小也是解决不等关系的主要方法
(1)已知实数,满足. 求证:中至少有一个实数不小于1
(2)已知,,,试比较:a,b,c三者的大小关系
(3)若实数a,b,x,y满足,试比较:和的大小,并指明等号成立的条件
【解析】(1)(反证法)假设全小于1,即,
所以,这与矛盾,
故假设不成立,所以中至少有一个实数不小于1.
(2)因为函数在上为减函数,又,所以,即,
又函数在上为增函数,又,所以,
所以;
(3),
,
当且仅当,即取等号,
所以,
当且仅当且同号时取等号.
利用基本不等式解决实际问题
1.(2024·高一·安徽六安·期中)在经济学中,函数的边际函数.某公司每月最多生产台光刻机的某种设备,生产台时()这种设备的收入函数为(单位:千万元),其成本函数为(单位:千万元).
(1)求成本函数的边际函数的最大值;
(2)求生产台光刻机的这种设备的利润的最小值.
【解析】(1)由,,
可得,,
在时单调递增,
故当时,
(2)由,
故.
记,则该函数在上递减,在上递增,且,
于是当时,得最小值.
由,解得或,(千万元)
2.(2024·高一·上海徐汇·期中)某工厂建造一个无盖的长方体贮水池,其容积为4800,深度为3m.如果池底每平方米的造价为100元,池壁每平方米的造价为80元,怎样设计水池能使总造价最低?最低总造价为多少元?
【解析】设池底的一边长为,则另一边长为,总造价为元,
则
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以当水池设计成底面边长为40m的正方形时,总造价最低,最低为198400元.
3.(2024·高一·云南大理·期中)某工厂生产某种医疗器械零件的固定成本为元,每生产一个零件需增加投入元,已知总收入(单位:元)关于产量(单位:个)满足函数:
(1)将利润(单位:元)表示为产量的函数;(总收入=总成本+利润)
(2)当产量为何值时,零件的利润最大?最大利润是多少元?
【解析】(1);
当时,,
当时,,
.
(2)当时,,
此时.
当时,由对勾函数知在上单调递减,
此时.
综上,当产量为200个时,零件的利润最大,最大利润为12795元.
4.(2024·高一·贵州贵阳·阶段练习)近年来,贵州省旅游以其高性价比、真诚热情的服务、独特的文化、优美的风光和颇具当地特色的商品受到全国各地游客的青睐.为满足游客需要,某纪念品加工厂计划在2025年改革生产技术,通过市场调查发现:生产纪念商品首先需投入固定成本12万元,之后每生产x(千件)纪念商品,需另投入成本(万元).且由市场调研知每件纪念商品售价90元,且该厂所生产的纪念商品均供不应求.
(1)求出利润(万元)关于产量x(千件)的表达式;
(2)当产量为多少(千件)时,该工厂所获利润最大?最大利润是多少?
【解析】(1)当时,;
当时,,
所以
(2)若,,即,
当时,万元;
若,,
当且仅当时,即时,万元,
因为,所以年产量为10(千件)时,该工厂所获利润最大,最大利润是8万元.
5.(2024·高一·浙江·阶段练习)如图,建立平面直角坐标系,轴在地平面上,轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在二次函数的图像上,其中与发射的方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.
(1)求炮的最大射程;
(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为2千米,试问它的横坐标不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.
【解析】(1)因为,令,
得,不合题意舍去,另一个根为,
又,
当且仅当时,等号成立,
所以炮的最大射程为千米;
(2)飞行物的横坐标不超过千米时,炮弹可以击中它,理由如下:
因为飞行物的横坐标,即,
所以,即,
因为炮弹可以击中,所以关于的方程有正根,
所以,所以,
此时,
所以飞行物的横坐标不超过千米,炮弹可以击中它.
6.(2024·高一·江苏徐州·期中)某企业生产某款网红玩具,该企业每售出x(单位:千件)此款玩具的销售额为(单位:千元),,且生产成本总投入为(单位:千元).经市场调研分析,该款玩具投放市场后可以全部销售完.
(1)求该企业生产销售该款玩具的利润y(千元)关于产量x(千件)的函数关系式?
(2)当产量为多少千件时,该企业在生产销售该款玩具中所获得的利润最大?
【解析】(1)由题意,当时,,
当时,,
综上:,
(2)当时,,
当时,,
当时,,
因为,所以,
,
当且仅当即时,等号成立,
综上当时,y取最大值120,
所以当产量为11千件时,该企业在生产销售该款玩具中所获得的利润最大.
与 a+b、平方和、ab有关问题的最值
1.(多选题)(2024·高一·陕西榆林·阶段练习)已知,,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】A选项,依题意,,,且,
所以,当且仅当时等号成立.A选项正确.
B选项,由A选项分析可知,
所以,
当且仅当时等号成立.B选项正确.
C选项,,
当且仅当时等号成立.C选项错误.
D选项,,
当且仅当时等号成立.D选项正确.
故选:ABD
2.(多选题)(2024·高一·新疆阿克苏·阶段练习)设正实数,满足,则()
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】BD
【解析】对于A,因为正实数,满足,所以,
当且仅当且,即时等号成立,故A错误;
对于B,,则,
当且仅当时等号成立,故B正确;
对于C,,当且仅当时等号成立,所以的最大值为,故C错误;
对于D,由,可得,当且仅当时等号成立,故D正确.
故选:BD.
3.(多选题)(2024·高一·四川成都·期中)若a,,且,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.有最小值4
C.有最小值 D.有最小值
【答案】ABC
【解析】实数,且满足,
选项A:(当且仅当时等号成立).
则有最大值,A正确;
选项B:,
当且仅当时等号成立,
则有最小值4,B正确;
选项C:,
当且仅当时等号成立,
所以有最小值,C正确;
选项D:由,
当且仅当时等号成立,
所以,即有最大值,D错误.
故选:ABC.
4.(多选题)(2024·高一·江苏宿迁·期中)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】∵,∴,,
∴,即,∴,A选项正确,
∵,,且,∴,即,C选项正确,
∴,
∴,B选项错误,
,D选项正确.
故选:ACD.
5.(多选题)(2024·高一·辽宁丹东·期中)若实数满足,则( )
A.有最大值为 B.有最小值为
C.有最大值为 D.有最小值为
【答案】AD
【解析】因为,所以,所以,
当,此时,当,此时或,
所以的最大值为,最小值为,故A正确,B错误;
因为,所以,所以,
当时,,当时,,
所以的最大值为,最小值为,故C错误,D正确;
故选:AD.
6.(多选题)(2024·高一·贵州遵义·阶段练习)设正实数a,b满足,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为2 D.的最小值为8
【答案】CD
【解析】对于A,∵,,且,
∴,
当且仅当,即,时,等号成立,
∴的最小值为,故A错误;
对于B,∵,,且,∴,当且仅当时,等号成立,
∴,当且仅当时,等号成立,
∴,当且仅当时,等号成立,即的最大值为,故B错误;
对于C,∵,,且,∴,当且仅当时,等号成立,即的最大值为2,故C正确;
对于D,∵,,且,
∴,当且仅当时,等号成立,
∴,
当且仅当时,等号成立,即的最小值为8,故D正确.
故选:CD.
多次运用基本不等式
1.(2024·全国·模拟预测)已知,,且,则的最小值为 .
【答案】64
【解析】法一:因为,,所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立.
所以的最小值为64.
法二:因为,,,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为64.
故答案为:64.
2.已知正实数、、满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由可得出,利用不等式的性质结合基本不等式可求得的最小值.,,,
由于、、均为正数,则,
当且仅当时,即当时,等号成立,
因此,的最小值是.
故选:C.
3.(2024·天津·一模)已知,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】化简原式为,两次运用基本不等式可得结果.
,
当且仅当,即等号成立,
所以,的最小值为4,
故答案为:4.
4.对任意的正实数,满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】任意的正实数,满足,
由于为正实数,故由基本不等式得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
综上,的最小值为.
故答案为:
多元均值不等式
1.(2024·高一·江苏南通·阶段练习)是不同时为0的实数,则的最大值为 .
【答案】
【解析】,
,
当且仅当时取等号,所以
的最大值为.
故答案为:.
2.(2024·高一·福建宁德·阶段练习)已知,若,则的最大值为 .
【答案】4
【解析】根据题意可得,又,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为4.
故答案为:4.
3.(2024·高一·广西桂林·期中)已知均为实数且,令函数,若对恒成立,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】因为且,
所以开口不可能向下,所以,
因为恒成立,所以,所以,
则,所以,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为,
故答案为:.
4.(2024·高一·浙江宁波·开学考试)已知二次函数恒非负,,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由于二次函数恒非负,所以,所以,
且,则,则
,当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:
5.(2024·高一·福建泉州·期中)已知正数满足,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由,则,当且仅当,即时,等号成立;
,
当且仅当,即时,等号成立,
综上可得的最小值为.
故答案为:.
6.(2024·高一·天津·阶段练习)正实数满足,当取得最大值时,求最大值 .
【答案】1
【解析】正实数满足,
可得,
,
由,当且仅当时等号成立,
则时,取到最大值,且,
,
当时,取到最大值为1.
故答案为:1.
7.(2024·高一·全国·课后作业)若,,,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为,所以,
即,又,
当且仅当时等号成立,故,解得,即.
故答案为:
万能K法
1.(2024·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】根据题意可得:,即,
设,
则:,,
,
,,
解得或,
又,
,化简得,
①当时,不等式不成立;
②当时,,即,
,又恒成立,可得,
的取值范围为.
故答案为:.
2.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,则,
方程可化为,
整理得,则满足,
解得,所以,即,
所以的最大值为.
故选:B.
3.若正数,,满足,则的最大值是 .
【答案】
【解析】把式子看作是关于的方程,则问题等价于关于的方程有解,则,即,则问题转化为关于的不等式有解,则,化简得,所以,此时,,符合条件.
故答案为:
4.已知实数x,y,z满足,则下列说法错误的是( )
A.的最大值是 B.的最大值是
C.的最大值是 D.的最大值是
【答案】A
【解析】对于C,由,
整理得,,可以看作关于的一元二次方程,
所以,
即,可以看作关于的一元二次不等式,
所以,解得,
当时,,,
所以x的最大值是,故C正确;
对于B,由,
即,
即,
令,,,则,
即,即,
由,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立,
即,
所以
即,即,
所以,
即,
即,当且仅当,即时等号成立,
对于D,所以的最大值是,故B正确;
由,即,
所以,即,
当且仅当,时等号成立,
所以的最大值是,故D正确;
对于A,取,,,
则,
而,
又,
而,
所以,故A错误.
故选:A.
与基本不等式有关的恒(能)成立问题
1.(2024·高一·天津滨海新·期中)已知 ,若恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】由,,
当且仅当时取等号,故原不等式最小值为8,
由于题设不等式恒成立,则,即,
所以.
故答案为:
2.(2024·高一·重庆·期中)已知不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为,
令,则,
可得,
若,则,
当且仅当,即时,等号成立;
若,则;
若,则;
综上所述:,当且仅当时,等号成立,
因为不等式对任意恒成立,
可得,即,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
3.(2024·高一·山东·期中)已知两个正实数x,y满足,若不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为,当且仅当即时取等号,
所以,所以,所以,
故答案为:.
4.(2024·高一·重庆·阶段练习)存在正数,使得不等式成立,则的最大值是 .
【答案】
【解析】,
则,
当且仅当,即时等号成立.
的最大值为.
故答案为:.
5.(2024·高一·辽宁·阶段练习)若存在,使不等式成立,则a的取值范围为 .
【答案】
【解析】由,
因为,所以,令,
由,
构造函数,
即,当且仅当时取等号,
所以
故答案为:.
6.(2024·高一·全国·课前预习)若不等式对一切正实数都成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意恒成立,即,
因为,所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为,
所以.
故答案为:.
7.(2024·高二·江西南昌·期末)已知,,使得成立,则m的取值范围为 .
【答案】
【解析】由,得.
由题意可得,使得成立,
即,使得成立.
记,由对勾函数性质可知在上单调递增,
所以,故.
故答案为:
1.(辽宁省大连市第八中学2024-2025学年高一上学期12月阶段测试数学试题)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,即.
,即.
,
当且仅当即时等号成立.
故的最小值为.
故选:D.
2.已知实数x满足,则的最小值为( )
A.9 B.18 C.27 D.36
【答案】C
【解析】因为,所以,
所以
,
当且仅当,即时取等号.
故选:C
3.若,且则的最小值为( )
A.20 B.12 C.16 D.25
【答案】D
【解析】由条件可知:
所以,
当且仅当,即取得等号,
所以的最小值为25,
故选:D
4.若,,且,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.4
【答案】B
【解析】因为,所以,
因为,,所以,同理,
又,
因为,,,
由基本不等式就可得,
所以,当且仅当,时等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
5.已知不等式对满足的所有正实数都成立,则正数的最大值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】由题知,
因为a,b为正实数,所以由得,即,
所以,
当且仅当,且,即,时,等号成立,
所以,即,
所以,整理得,则,
结合x为正数,得,所以正数x的最大值为2.
故选:D.
6.已知,,,则的最小值为( )
A.11 B.10 C.9 D.8
【答案】D
【解析】由题设,又,,故,则,
所以,当且仅当,时等号成立,
所以的最小值为8.
故选:D
7.已知,则的最小值为( )
A. B.9 C. D.10
【答案】B
【解析】由,得,
则,
当且仅当,即时等号成立,
令,则,解得(舍去)或,
则,当且仅当,时等号成立,
即的最小值为9.
故选:B.
8.已知正数,满足,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.10
【答案】A
【解析】因为正数,满足,
由
当且仅当时,即,时取等号,
所以的最小值为9.
故选:A.
9.(多选题)已知正数a,b满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】对于A,,则,当且仅当时取等号,A正确;
对于B,取,,B错误;
对于C,,当且仅当时取等号,C正确;
对于D,由,得,即,
则
,
当且仅当,即时取等号,D正确.
故选:ACD
10.(多选题)下列结论中,错误的结论有( )
A.取得最大值时的值为
B.若,则的最大值为
C.函数的最小值为2
D.若,且,那么的最小值为
【答案】BC
【解析】对于A:,显然时取到最大值,故A正确;
对于B:由,则,
则
,
当且仅当,即时等号成立,故B错误;
对于C:,
当且仅当时等号成立,而,取不到最小值2,故C错误;
对于D:因为,且,
所以,
当且仅当,即时等号成立,故D正确.
故选:BC.
11.如图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为,四周空白的宽度为,两栏之间的中缝空白的宽度为,则矩形广告的总面积最小值为 .
【答案】
【解析】设阴影部分矩形的底边长为,则其高为,
所以,矩形广告的总面积为
,
当且仅当时,即当时,取最小值.
故答案为:.
12.已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若正数满足,求的最小值.
【解析】(1)幂函数在上单调递减.
,解得,
.
(2),正数满足,
,
都是正数,
,
当且仅当时,即时取等号,
的最小值为24.
13.已知、、、为正实数,利用基本不等式证明(1)(2)并指出等号成立条件,然后解(3)中的实际问题.
(1)请根据基本不等式,证明:;
(2)请利用(1)的结论,证明:;
(3)用一段长为的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长.当这个矩形的边长为多少时,菜园的面积最大?最大面积是多少?
【解析】(1)因为、、、为正实数,
所以,,当且仅当,时等号成立,
所以当且仅当,时等号成立.
所以,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立;
(2)由于,当且仅当时等号成立,
令, 得,
即,故,
所以,当且仅当时等号成立.
(3)设矩形菜园平行于墙的一边的长为,与之相邻的边的长为,菜园的面积为,
则,,其中,即,
由基本不等式得 ,
当,即,时,菜园的面积最大,最大面积是.
因此,当矩形菜园平行于墙的一边的长为15m,与之相邻的边的长为m时,菜园的面积最大,最大面积是
14.已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)若实数满足,求的最小值.
【解析】(1)幂函数,则,解得或1,
又幂函数在上是减函数,故,解得,
因为,故或,
当时,幂函数为,图象关于轴对称,符合题意;
当时,幂函数为,图象关于原点对称,不合题意,
综上所述:或1,;
(2)∵实数满足,
∴,则,
∴
.
当且仅当且,即时等号成立.
所以的最小值是2.
15.已知正实数满足,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解法一:,
当且仅当,即时,等号成立,
恒成立,.
解法二:
,
当且仅当,即时,等号成立,
恒成立,
.
故选:D
1.已知、均为正实数,且,则下列错误的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】B
【解析】对于A选项,由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,的最大值为,A对;
对于B选项,,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,的最小值为,B错;
对于C选项,
,
当且仅当时,即当或时,等号成立,
所以,的最小值为,C对;
对于D选项,
,
设,,可得,
则上式,
当且仅当时,即当时,即当时,等号成立,
所以,的最小值为,D对.
故选:B.
2.已知,且,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以,,
又,所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,所以的最小值是2.
故选:A.
3.已知,均为正实数,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,均为正实数,,均为正实数,且,
则,
整理得:,因为,,
所以,
即,当且仅当时,即时,等号成立.
故选:C
4.对于函数,若存在,使,则称点与点是函数的一对“隐对称点”.若函数的图象存在三对“隐对称点”,则实数的取值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由“隐对称点”的定义可知,
函数的图象上存在关于原点对称的点,
设的图象与图象关于原点对称,
设,则,即 ,
所以,
故函数的图象与的图象有3个交点,
如图①所示,,
当时,,即有两个交点,如图②所示,
且,当且仅当时取等号,
所以,
当时,,即有一个交点,
因为函数在单调递增,即,
综上所示,.
故选:B.
5.已知,,当时,不等式恒成立,则的最小值为( )
A. B.
C.8 D.9
【答案】C
【解析】当时,不等式恒成立,
得当时,恒成立,且当时,恒成立,
即当时,恒成立,且当时,恒成立,
因此且,则,即,
于是,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为8.
故选:C
6.已知函数是定义在上的奇函数,且对任意,不等式恒成立,则实数有( )
A.最大值 B.最小值
C.最小值 D.最大值
【答案】D
【解析】因为是定义在上的奇函数,所以,得,
从而由复合函数单调性可知在上单调递增,
又,
所以是定义在上的奇函数,
所以不等式等价于,
即等价于,亦即,
该不等式对任意恒成立,则不大于的最小值.
因为由对勾函数和复合函数单调性可知在区间上单调递增,
所以当时,的最小值为
所以,等号成立当且仅当.所以有最大值
故选:D.
7.(多选题)关于函数,实数,满足,且,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若,则
D.若,则
【答案】ABD
【解析】因为,
当时,则,当时,则,
所以的图象如下所示:
对于A,因为实数,满足,且,
即与的图象有两个交点,由图可知,故A正确;
对于B,因为,所以,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,
因为,所以等号不成立,即,则,
所以,即,因为,所以,故B正确;
对于C,当时,则,即,又,即,
所以,即,
又,所以,所以,
则,
又,
所以,
所以,即,故C错误;
对于D,由C选项知,
所以当时,所以,所以,
所以,即,故D正确.
故选:ABD.
8.已知关于的方程和的根分别为,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意可得,,
因为,作函数,,的图象如图所示,
点为函数与的图象交点,
则,,且,
同理,点为函数与的图象交点,
则,,且.
又因为函数与的图象关于直线对称,
且函数的图象也关于直线对称,
所以点与点关于直线对称,即直线与垂直,
因为直线斜率为,所以直线斜率为,
所以,即,则.
又因为,,则,
当且仅当时等号成立,即的最小值为.
故答案为:
9.已知,若,则的最小值 ;
【答案】
【解析】由,又,且,
所以,则,即,
所以,
综上,,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:
10.已知函数,若对任意的,都存在唯一的,满足,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【解析】设函数,的值域为A,函数,的值域为B,
因为对任意的,都存在唯一的,满足,
则,且B中若有元素与A中元素对应,则只有一个.
当时,,因为,
当且仅当,即时,等号成立,所以,
当时,,
①当时,,,此时,
,解得,
②当时,,
此时在上是减函数,取值范围是,
在上是增函数,取值范围是,
,解得,综合得.
故答案为:.
11.已知函数,若,,且,则的最小值是 .
【答案】
【解析】函数的定义域为,
因为,
所以为奇函数,
由,得,
则,则,
又,,
所以,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值是.
故答案为:.
12.已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)设函数在上的最小值为,求;
(3)若满足,则称为函数的不动点.函数有两个不相等的不动点,且,
①求实数的取值范围;②求的最小值.
【解析】(1)根据的图象过点,且
可得,故,
故.
(2)的对称轴为,
当时,在单调递增,故,
当时,即,在单调递减,
故,
当时,即,故,
综上可得.
(3)根据题意可得,
故有两个不相等的正实数根,
故,解得,
由于,
故,
由于,则,
故,当且仅当时取等号,
故,故最小值为6
13.若函数在定义域内存在实数,使得成立,则称函数有“飘移点”.
(1)函数是否有“飘移点”?请说明理由;
(2)证明:函数在上有“飘移点”;
(3)若函数在上有“飘移点”,求实数的取值范围.
【解析】(1)函数没有“飘移点”.理由如下:
对于,则,整理得,
,则该方程无解,
函数没有“飘移点”.
(2)函数在上有“飘移点”,理由如下:
在上有“飘移点”,
因此有,
即成立,化简,即成立,
记,则在上连续不断,且,
在内存在零点,则方程在内存在实根,
故函数在上有“飘移点”.
(3)对于,则,
即,
,则,
令,则,
,
又,当且仅当,即时等号成立,
则,
,即,
故实数的取值范围为.
14.(1)已知,,均为正实数,且满足.证明:
①.
②.
(2)已知,若,且对任意,不等式恒成立,求的最小值.
【解析】(1)①,,均为正实数,
则(当且仅当时取“=”),
同理可得:,(当且仅当,时等号成立),
故(当且仅当时取“=”),
又,故;
②
(当且仅当时取“=”),
同理(当且仅当时取“=”),
(当且仅当时取“=”).
又由,,
所以,(当且仅当时取“=”),
所以,
故
,
(当且仅当时取“=”).
(2)因为对任意,不等式恒成立,
所以,则,,
令,则,,
所以,
当且仅当即时等号成立,
即当且仅当时等号成立,
所以的最小值为.
15.已知函数.
(1)若方程在上有解,求的取值范围;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若,求函数在区间上的最大值.
【解析】(1)在上有解,
即在上有解,
因为,所以,
因为,
所以,解得,
所以的取值范围是.
(2)因为,
所以即,
即,
①当,即或时,的解集为;
②当,即或时,的解集为;
③当,即或时,的解集为.
综上可得,或时原不等式的解集为
或时原不等式的解集为
或时原不等式的解集为.
(3)由题意知,当时,,
在上单调递增,
当时,
在上单调递减,在上单调递增,
且,令,解得或,
所以当时,,
当时,,
综上:.
1.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)下列函数中最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A,,当且仅当时取等号,所以其最小值为,A不符合题意;
对于B,因为,,当且仅当时取等号,等号取不到,所以其最小值不为,B不符合题意;
对于C,因为函数定义域为,而,,当且仅当,即时取等号,所以其最小值为,C符合题意;
对于D,,函数定义域为,而且,如当,,D不符合题意.
故选:C.
2.(多选题)(2020年新高考全国卷Ⅰ数学试题(山东卷))已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】对于A,,
当且仅当时,等号成立,故A正确;
对于B,,所以,故B正确;
对于C,,
当且仅当时,等号成立,故C不正确;
对于D,因为,
所以,当且仅当时,等号成立,故D正确;
故选:ABD
3.(2021年天津高考数学试题)若,则的最小值为 .
【答案】
【解析】,
,
当且仅当且,即时等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:.
4.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(山东卷精编版))若直线过点,则的最小值为 .
【答案】8
【解析】因为直线过点,所以,
因为
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为8
故答案为:8
5.(2020年天津市高考数学试卷)已知,且,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】,,
,当且仅当=4时取等号,
结合,解得,或时,等号成立.
故答案为:
6.(2020年江苏省高考数学试卷)已知,则的最小值是 .
【答案】
【解析】∵
∴且
∴,当且仅当,即时取等号.
∴的最小值为.
故答案为:.
7.(2019年天津市高考数学试卷(文科)) 设,,,则的最小值为 .
【答案】.
【解析】由,得,得
,
等号当且仅当,即时成立.
故所求的最小值为.
8.(2019年天津市高考数学试卷(理科))设,则的最小值为 .
【答案】
【解析】
,
当且仅当,即时成立,
故所求的最小值为.
9.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ))设a,b,cR,a+b+c=0,abc=1.
(1)证明:ab+bc+ca<0;
(2)用max{a,b,c}表示a,b,c中的最大值,证明:max{a,b,c}≥.
【解析】(1)[方法一]【最优解】:通性通法
,
.
均不为,则,.
[方法二]:消元法
由得,则,当且仅当时取等号,
又,所以.
[方法三]:放缩法
方式1:由题意知,又,故结论得证.
方式2:因为,
所以
.
即,当且仅当时取等号,
又,所以.
[方法四]:
因为,所以a,b,c必有两个负数和一个正数,
不妨设则.
[方法五]:利用函数的性质
方式1:,令,
二次函数对应的图像开口向下,又,所以,
判别式,无根,
所以,即.
方式2:设,
则有a,b,c三个零点,若,
则为R上的增函数,不可能有三个零点,
所以.
(2)[方法一]【最优解】:通性通法
不妨设,因为,所以,
则.故原不等式成立.
[方法二]:
不妨设,因为,所以,且
则关于x的方程有两根,其判别式,即.
故原不等式成立.
[方法三]:
不妨设,则,关于c的方程有解,判别式,则.故原不等式成立.
[方法四]:反证法
假设,不妨令,则,又,矛盾,故假设不成立.即,命题得证.
【整体点评】(1)方法一:利用三项平方和的展开公式结合非零平方为正数即可证出,证法常规,为本题的通性通法,也是最优解法;方法二:利用消元法结合一元二次函数的性质即可证出;方法三:利用放缩法证出;方法四:利用符号法则结合不等式性质即可证出;方法五:利用函数的性质证出.
(2)方法一:利用基本不等式直接证出,是本题的通性通法,也是最优解;
方法二:利用一元二次方程根与系数的关系以及方程有解的条件即可证出;方法三:利用消元法以及一元二次方程有解的条件即可证出;方法四:利用反证法以及基本不等式即可证出.
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专题03 基本不等式及其广泛应用实践
内容早知道
☛第一层 巩固提升练(12大题型)
题型一:直接法求最值
题型二:常规凑配法求最值
题型三:化为单变量法
题型四:换元求最值
题型五:“1”的代换求最值
题型六:利用基本不等式证明不等式
题型七:利用基本不等式解决实际问题
题型八:与 a+b、平方和、ab有关问题的最值
题型九:多次运用基本不等式
题型十:多元均值不等式
题型十一:万能K法
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
☛第二层 能力培优练
☛第三层 拓展突破练
☛第四层 高考真题练
1、几个重要的不等式
(1)
(2)基本不等式:如果,则(当且仅当“”时取“”).
特例:(同号).
(3)其他变形:
①(沟通两和与两平方和的不等关系式)
②(沟通两积与两平方和的不等关系式)
③(沟通两积与两和的不等关系式)
④重要不等式:
即调和平均值几何平均值算数平均值平方平均值(注意等号成立的条件).
2、均值定理
已知.
(1)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即“和为定值,积有最大值”.
(2)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即积为定值,和有最小值”.
3、常见求最值模型
模型一:,当且仅当时等号成立.
模型二:,当且仅当时等号成立.
模型三:,当且仅当时等号成立.
模型四:,当且仅当时等号成立.
直接法求最值
1.(2024·高一·四川德阳·期中)若实数,,且,则的最大值为( )
A.1 B.2 C. D.
2.(2024·高一·河北邯郸·期中)若正数满足:,则当取最大值时的值为( )
A.1 B. C. D.
3.(2024·高三·四川绵阳·阶段练习)若正实数a,b满足,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
4.(2024·高一·内蒙古兴安盟·阶段练习)已知,,则的最大值是( )
A. B. C. D.
5.(2024·高一·安徽·阶段练习)设,,且,则xy的最大值是( )
A. B. C. D.100
6.(2024·高一·湖南株洲·期中)已知,且,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
常规凑配法求最值
1.(2024·高一·湖南怀化·期中)若,则的最小值是 .
2.(2024·高一·山东威海·期中)已知实数,满足,则的最小值为 .
3.(2024·高一·山东菏泽·期中)已知,则的最大值为 ,取得最大值时的的值为 .
4.(2024·高一·上海·开学考试)若,则的最小值为 .
5.(2024·高一·贵州遵义·期中)已知,则的最小值是 .
6.(2024·高三·全国·专题练习)函数的最小值为 .
化为单变量法
1.(2024·高一·江苏常州·阶段练习)已知,且,则最大值为 .
2.(2024·浙江嘉兴·二模)若正实数,满足,则的最大值为 .
3.若正实数满足,则的最小值是 .
4.(2024·天津河东·一模)若,则的最小值为 .
5.(2024·陕西西安·三模)已知,,则的最小值为 .
6.已知实数满足,则的最小值是 .
换元求最值
1.(2024·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为 .
2.(2024·高三·天津和平·阶段练习)已知正数满足,则的最小值是 .
3.(2024·高三·福建泉州·期中)函数在上的最大值为 .
4.(2024·高一·江苏泰州·阶段练习)已知,则的最小值为 .
5.(2024·高一·上海金山·期中)已知二次函数的值域为,则的最小值为 .
6.(2024·高一·浙江台州·阶段练习)若实数满足,则的最大值为 .
7.(2024·高一·广东汕头·阶段练习)的最大值为 .
8.(2024·高一·重庆·期中)若正实数,满足,则的最小值是 .
“1”的代换求最值
1.(2024·上海金山·二模)已知正实数a,b满足,则的最小值为 .
2.(2024·高三·安徽·阶段练习)已知正数满足,则的最小值为 .
3.(2024·高一·黑龙江绥化·阶段练习)已知,则的最小值为 .
4.(2024·高一·上海金山·期中)已知正实数,满足,则的最小值为 .
5.(2024·高一·河南漯河·期中)已知实数,,则的最小值为 .
6.(2024·高一·江西·阶段练习)已知,则的最小值为 .
利用基本不等式证明不等式
1.(2024·高一·全国·课后作业)(1)若,,,都是正数,求证:;
(2)若,,都是正数,求证:.
2.(2024·高一·全国·课后作业)已知,都是正数,求证:.
3.(2024·高一·云南玉溪·阶段练习)证明下列不等式:
(1)已知,,,求证:;
(2)已知,,均为正实数,且,求证:.
4.(2024·高一·山西·期中)设,均为正数,且.
(1)求的最小值;
(2)证明:,
5.(2024·高一·四川德阳·阶段练习)已知,,,且,证明:
(1);
(2).
6.(2024·高一·上海徐汇·期中)除了直接作差以外,利用函数,基本不等式,反证法比大小也是解决不等关系的主要方法
(1)已知实数,满足. 求证:中至少有一个实数不小于1
(2)已知,,,试比较:a,b,c三者的大小关系
(3)若实数a,b,x,y满足,试比较:和的大小,并指明等号成立的条件
利用基本不等式解决实际问题
1.(2024·高一·安徽六安·期中)在经济学中,函数的边际函数.某公司每月最多生产台光刻机的某种设备,生产台时()这种设备的收入函数为(单位:千万元),其成本函数为(单位:千万元).
(1)求成本函数的边际函数的最大值;
(2)求生产台光刻机的这种设备的利润的最小值.
2.(2024·高一·上海徐汇·期中)某工厂建造一个无盖的长方体贮水池,其容积为4800,深度为3m.如果池底每平方米的造价为100元,池壁每平方米的造价为80元,怎样设计水池能使总造价最低?最低总造价为多少元?
3.(2024·高一·云南大理·期中)某工厂生产某种医疗器械零件的固定成本为元,每生产一个零件需增加投入元,已知总收入(单位:元)关于产量(单位:个)满足函数:
(1)将利润(单位:元)表示为产量的函数;(总收入=总成本+利润)
(2)当产量为何值时,零件的利润最大?最大利润是多少元?
4.(2024·高一·贵州贵阳·阶段练习)近年来,贵州省旅游以其高性价比、真诚热情的服务、独特的文化、优美的风光和颇具当地特色的商品受到全国各地游客的青睐.为满足游客需要,某纪念品加工厂计划在2025年改革生产技术,通过市场调查发现:生产纪念商品首先需投入固定成本12万元,之后每生产x(千件)纪念商品,需另投入成本(万元).且由市场调研知每件纪念商品售价90元,且该厂所生产的纪念商品均供不应求.
(1)求出利润(万元)关于产量x(千件)的表达式;
(2)当产量为多少(千件)时,该工厂所获利润最大?最大利润是多少?
5.(2024·高一·浙江·阶段练习)如图,建立平面直角坐标系,轴在地平面上,轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在二次函数的图像上,其中与发射的方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.
(1)求炮的最大射程;
(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为2千米,试问它的横坐标不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.
6.(2024·高一·江苏徐州·期中)某企业生产某款网红玩具,该企业每售出x(单位:千件)此款玩具的销售额为(单位:千元),,且生产成本总投入为(单位:千元).经市场调研分析,该款玩具投放市场后可以全部销售完.
(1)求该企业生产销售该款玩具的利润y(千元)关于产量x(千件)的函数关系式?
(2)当产量为多少千件时,该企业在生产销售该款玩具中所获得的利润最大?
与 a+b、平方和、ab有关问题的最值
1.(多选题)(2024·高一·陕西榆林·阶段练习)已知,,且,则( )
A. B.
C. D.
2.(多选题)(2024·高一·新疆阿克苏·阶段练习)设正实数,满足,则()
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最小值为
3.(多选题)(2024·高一·四川成都·期中)若a,,且,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.有最小值4
C.有最小值 D.有最小值
4.(多选题)(2024·高一·江苏宿迁·期中)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(多选题)(2024·高一·辽宁丹东·期中)若实数满足,则( )
A.有最大值为 B.有最小值为
C.有最大值为 D.有最小值为
6.(多选题)(2024·高一·贵州遵义·阶段练习)设正实数a,b满足,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为2 D.的最小值为8
多次运用基本不等式
1.(2024·全国·模拟预测)已知,,且,则的最小值为 .
2.已知正实数、、满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
3.(2024·天津·一模)已知,则的最小值为 .
4.对任意的正实数,满足,则的最小值为 .
多元均值不等式
1.(2024·高一·江苏南通·阶段练习)是不同时为0的实数,则的最大值为 .
2.(2024·高一·福建宁德·阶段练习)已知,若,则的最大值为 .
3.(2024·高一·广西桂林·期中)已知均为实数且,令函数,若对恒成立,则的最大值为 .
4.(2024·高一·浙江宁波·开学考试)已知二次函数恒非负,,,则的最小值为 .
5.(2024·高一·福建泉州·期中)已知正数满足,,则的最小值为 .
6.(2024·高一·天津·阶段练习)正实数满足,当取得最大值时,求最大值 .
7.(2024·高一·全国·课后作业)若,,,则的取值范围为 .
万能K法
1.(2024·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为 .
2.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.若正数,,满足,则的最大值是 .
4.已知实数x,y,z满足,则下列说法错误的是( )
A.的最大值是 B.的最大值是
C.的最大值是 D.的最大值是
与基本不等式有关的恒(能)成立问题
1.(2024·高一·天津滨海新·期中)已知 ,若恒成立,则实数的取值范围是 .
2.(2024·高一·重庆·期中)已知不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为 .
3.(2024·高一·山东·期中)已知两个正实数x,y满足,若不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
4.(2024·高一·重庆·阶段练习)存在正数,使得不等式成立,则的最大值是 .
5.(2024·高一·辽宁·阶段练习)若存在,使不等式成立,则a的取值范围为 .
6.(2024·高一·全国·课前预习)若不等式对一切正实数都成立,则实数的取值范围是 .
7.(2024·高二·江西南昌·期末)已知,,使得成立,则m的取值范围为 .
1.(辽宁省大连市第八中学2024-2025学年高一上学期12月阶段测试数学试题)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知实数x满足,则的最小值为( )
A.9 B.18 C.27 D.36
3.若,且则的最小值为( )
A.20 B.12 C.16 D.25
4.若,,且,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.4
5.已知不等式对满足的所有正实数都成立,则正数的最大值为( )
A. B.1 C. D.2
6.已知,,,则的最小值为( )
A.11 B.10 C.9 D.8
7.已知,则的最小值为( )
A. B.9 C. D.10
8.已知正数,满足,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.10
9.(多选题)已知正数a,b满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(多选题)下列结论中,错误的结论有( )
A.取得最大值时的值为
B.若,则的最大值为
C.函数的最小值为2
D.若,且,那么的最小值为
11.如图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为,四周空白的宽度为,两栏之间的中缝空白的宽度为,则矩形广告的总面积最小值为 .
12.已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若正数满足,求的最小值.
13.已知、、、为正实数,利用基本不等式证明(1)(2)并指出等号成立条件,然后解(3)中的实际问题.
(1)请根据基本不等式,证明:;
(2)请利用(1)的结论,证明:;
(3)用一段长为的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长.当这个矩形的边长为多少时,菜园的面积最大?最大面积是多少?
14.已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)若实数满足,求的最小值.
15.已知正实数满足,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
1.已知、均为正实数,且,则下列错误的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
2.已知,且,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
3.已知,均为正实数,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.对于函数,若存在,使,则称点与点是函数的一对“隐对称点”.若函数的图象存在三对“隐对称点”,则实数的取值可以是( )
A. B. C. D.
5.已知,,当时,不等式恒成立,则的最小值为( )
A. B.
C.8 D.9
6.已知函数是定义在上的奇函数,且对任意,不等式恒成立,则实数有( )
A.最大值 B.最小值
C.最小值 D.最大值
7.(多选题)关于函数,实数,满足,且,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若,则
D.若,则
8.已知关于的方程和的根分别为,,则的最小值为 .
9.已知,若,则的最小值 ;
10.已知函数,若对任意的,都存在唯一的,满足,则实数a的取值范围是 .
11.已知函数,若,,且,则的最小值是 .
12.已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)设函数在上的最小值为,求;
(3)若满足,则称为函数的不动点.函数有两个不相等的不动点,且,
①求实数的取值范围;②求的最小值.
13.若函数在定义域内存在实数,使得成立,则称函数有“飘移点”.
(1)函数是否有“飘移点”?请说明理由;
(2)证明:函数在上有“飘移点”;
(3)若函数在上有“飘移点”,求实数的取值范围.
14.(1)已知,,均为正实数,且满足.证明:
①.
②.
(2)已知,若,且对任意,不等式恒成立,求的最小值.
15.已知函数.
(1)若方程在上有解,求的取值范围;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若,求函数在区间上的最大值.
1.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)下列函数中最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
2.(多选题)(2020年新高考全国卷Ⅰ数学试题(山东卷))已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A. B.
C. D.
3.(2021年天津高考数学试题)若,则的最小值为 .
4.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(山东卷精编版))若直线过点,则的最小值为 .
5.(2020年天津市高考数学试卷)已知,且,则的最小值为 .
6.(2020年江苏省高考数学试卷)已知,则的最小值是 .
7.(2019年天津市高考数学试卷(文科)) 设,,,则的最小值为 .
8.(2019年天津市高考数学试卷(理科))设,则的最小值为 .
9.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ))设a,b,cR,a+b+c=0,abc=1.
(1)证明:ab+bc+ca<0;
(2)用max{a,b,c}表示a,b,c中的最大值,证明:max{a,b,c}≥.
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