内容正文:
2.(2025北京西城一模)设实数a,b,c满足a2+b2
≤c≤1,则a+b+c的最小值为 ( )
A.22-1 B.-
1
2
C.- 22 D.-1
解析:B [由a2+b2≤c≤1,可得:
a+b+c≥a+b+a2+b2
= a+12
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+ b+12
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
-12≥-
1
2
,当a=b=
-12
时取等号,所以a+b+c的最小值为-12.
]
第2课时 基本不等式
★[课程标准]
1.掌握基本不等式 ab≤a+b2
(a,b≥0).2.结合具体实例,能用基本不等式解决简单的最大值或最小值问题.
学生用书 P9
1.基本不等式:ab≤a+b2 .
(1)基本不等式成立的条件:a≥0,b≥0.
(2)等号成立的条件:当且仅当a=b时取等号.
2.算术平均数与几何平均数
设a≥0,b≥0,则a,b的算术平均数为a+b2
,几何平
均数为 ab,基本不等式可叙述为:两个非负实数
的算术平均数大于或等于它们的几何平均数.
3.利用基本不等式求最值
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 p(简记:积定和最小).
(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,xy
有最大值是s
2
4
(简记:和定积最大).
几个重要的不等式
(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.
(2)ab≤ a+b2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
(a,b∈R),当且仅当a=b 时取
等号.
(3)a
2+b2
2 ≥
a+b
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
(a,b∈R),当且仅当a=b时取
等号.
(4)ba+
a
b≥2
(a,b同号),当且仅当a=b时取等号.
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里
打“√”,错误的打“×”.
(1)函数y=x+1x
的最小值是2. ( )
(2)ab≤ a+b2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
成立的条件是ab>0. ( )
(3)x>0且y>0是xy+
y
x≥2
的充要条件. ( )
(4)若a>0,则a3+1
a2
的最小值是2 a. ( )
(5)(a+b)2≥4ab(a,b∈R). ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
◆[小题查验]
1.(多选)下列不等式的证明过程正确的是 ( )
A.若a<0,b<0,则ba+
a
b≥2
b
a
a
b =2
B.若x,y∈(0,+∞),则lgx+lgy≥2 lgxlgy
C.若x为负实数,则x+4x≥-2 x
4
x=-4
D.若x为负实数,则2x+2-x≥2 2x2-x=2
解析:AD [由a<0,b<0,可得ba>0
,a
b>0
,则由
基本不等式可得,b
a +
a
b≥2
b
a
a
b =2
,故A正
确;x,y∈R时,lgx,lgy有可能为0或负数,不符
合基本不等式的条件,B错误;若x<0,则x+4x=
- -x+ -4x
æ
è
ç
ö
ø
÷[ ]≤-2 (-x) -4x
æ
è
ç
ö
ø
÷ =-4,
C错误;x<0时,2x>0,由基本不等式可得,2x+
2-x≥2,故D正确.]
2.函数f(x)=x2+1x2
+2x+2x
,x<0的最小值为
( )
A.-3 B.-2 C.1 D.6
解析:B [f(x)=x2+1x2
+2x+2x= x+
1
x
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+
2x+1x
æ
è
ç
ö
ø
÷-2,x<0,令t=x+1x
,由x<0,则t=
- -x+ 1-x
æ
è
ç
ö
ø
÷≤-2,当且仅当x=-1时取等号,
所以f(t)=t2+2t-2(t≤-2),二次函数的图象开口
向上,对称轴t=-1,所以函数f(t)在(-∞,-2]
上单调递减,所以f(t)min=f(-2)=(-2)2-2×2
-2=-2.]
3.若函数f(x)=x+ 1x-2
(x>2)在x=a处取最小
值,则a= ( )
A.1+ 2 B.1+ 3
C.3 D.4
解析:C [当x>2时,x-2>0,f(x)=(x-2)+
1
x-2+2≥2
(x-2)× 1x-2+2=4
,当且仅当x-2=
1
x-2
(x>2),即x=3时取等号,即当f(x)取最小
值时,即a=3.]
31
主题一 第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
4.(BSD必修第一册P29例5(1)改编)若把总长为
20m的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大
面积是 .
解析:设矩形场地的长为xm,宽为ym,则x+y=
10,所以S=xy≤ x+y2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=25,当且仅当x=y=5时
取等号,故矩形场地的最大面积为5m×5m=25m2.
答案:25m2
5.(忽视等号是否成立)函数y= x
2+5
x2+4
的最小值为
.
解析:y=x
2+5
x2+4
=x
2+4+1
x2+4
= x2+4+ 1
x2+4
,
令t= x2+4≥2,y=t+1t
在t≥2时是单调递增
的,∴y=t+1t≥2+
1
2=
5
2.
故 函 数 的 最 小 值
是5
2.
答案:5
2
学生用书 P10
利用基本不等式求最值
▶[命题点1] 通过配凑法利用基本不等式
[典例1] (1)(2025上海高三模拟)函数y=log2x+
1
log4(2x)
在区间 1
2
,+∞æ
è
ç
ö
ø
÷上的最小值为 .
[解析] y=log2x+
1
log4(2x)
=log2x+
2
1+log2x
,
因为x∈ 12
,+∞æ
è
ç
ö
ø
÷,所以log2x∈(-1,+∞),
故1+log2x∈(0,+∞),
故y=(1+log2x)+
2
1+log2x
-1
≥2 (1+log2x)
2
1+log2x
-1=2 2-1,
当且仅当1+log2x=
2
1+log2x
,即x=22-1时,等
号成立.
[答案] 2 2-1
(2)(2025 安 徽 芜 湖 期 末)函 数 f(x)=
(x2+1)(16x2+1)
4x2+1
的最大值是 ( )
A.2 B.74 C.
5
4 D.
3
4
[解析] 由题意,函数f(x)=
(x2+1)(16x2+1)
4x2+1
=
(x2+1)(16x2+1)
(4x2+1)2
= 16x
4+17x2+1
16x4+8x2+1
= 1+ 9x
2
16x4+8x2+1
= 1+ 9
16x2+8+1
x2
,又由16x2+1
x2
≥8,当且仅当
16x2= 1
x2
,即 x= ±12
时 等 号 成 立,所 以 1+
9
16x2+8+1
x2
≤2516
,所以 1+ 9
16x2+8+1
x2
≤54
,即
函数f(x)的最大值是54.
[答案] C
通过拼凑法利用基本不等式求最值的实质及关键点
拼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.拼凑法的实
质是代数式的灵活变形,拼系数、凑常数是关键.
▶[命题点2] 通过常数代换法利用基本不等式
[典例2] (1)(2025河南夏邑模拟)已知x,y均为
正数,若2
x+
6
y=1
,则当3x+y 取得最小值时,
x+y的值为 ( )
A.16 B.4 C.24 D.12
[解析] 因为2x+
6
y=1
,
所以3x+y=(3x+y)2x+
6
y
æ
è
ç
ö
ø
÷=6+18xy +
2y
x +6
≥12+2 18xy
2y
x =24
,
当且仅当18x
y =
2y
x
,即y=3x时取等号,
又因为2
x+
6
y=1
,所以x=4,y=12,
所以x+y=16.
[答案] A
(2)(2025江苏常州市模拟)已知a,b为正实数,
且a+b=2,则a
2+2
a +
b2
b+1
的最小值为 ,
此时a= .
[解析] ∵a,b为正实数,且a+b=2,
∴a
2+2
a +
b2
b+1=a+
2
a+
b2-1+1
b+1
=2a+a+b-1+
1
b+1=1+
2
a+
1
b+1
=1+13
2
a+
1
b+1
æ
è
ç
ö
ø
÷[a+(b+1)]
=1+13 3+
2(b+1)
a +
a
b+1[ ]
≥1+13
(3+2 2)=6+2 23
,
当且仅当
2(b+1)
a =
a
b+1
,
a+b=2,{
即a=6-3 2,b=3 2-4时取“=”.
[答案] 6+2 23 6-3 2
41
高考总复习 数学(BS)
通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本
步骤
(1)根据已知条件或其变形确定定值(常数);
(2)把确定的定值(常数)变形为1;
(3)把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相
除,进而构造和或积为定值的形式;
(4)利用基本不等式求解最值.
▶[命题点3] 通过消元法利用基本不等式
[典例3] 已知x>0,y>0,x+3y+xy=9,则x+
3y的最小值为 .
[解析] 法一:(换元消元法):由已知得x+3y=
9-xy,
因为x>0,y>0,所以x+3y≥2 3xy,
所以3xy≤ x+3y2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
,当且仅当x=3y,即x=3,
y=1时取等号,
即(x+3y)2+12(x+3y)-108≥0.
令x+3y=t,则t>0且t2+12t-108≥0,
得t≥6,即x+3y的最小值为6.
法二:(代入消元法):由x+3y+xy=9,
得x=9-3y1+y
,所以x+3y=9-3y1+y+3y
=9-3y+3y
(1+y)
1+y
=9+3y
2
1+y =
3(1+y)2-6(1+y)+12
1+y
=3(1+y)+ 121+y-6≥2 3
(1+y) 121+y-6
=12-6=6.即x+3y的最小值为6.
[答案] 6
◉[互动探究]
本例条件不变,求xy的最大值.
解:法一:9-xy=x+3y≥2 3xy,
∴9-xy≥2 3xy,
令 xy=t,∴t>0,∴9-t2≥2 3t,
即t2+2 3t-9≤0,
解得0<t≤ 3,∴ xy≤ 3,∴xy≤3,
当且仅当x=3y,即x=3,y=1时取等号,
∴xy的最大值为3.
法二:∵x=9-3y1+y
,∴xy=9-3y1+y
y=9y-3y
2
1+y
=-3
(y+1)2+15(y+1)-12
y+1 = -3
(y+1)-
12
y+1+15≤-2 3
(y+1) 12y+1+15=3.
当且仅当3(y+1)= 12y+1
,即y=1,x=3时取等
号.∴xy的最大值为3.
通过消元法利用基本不等式求最值的策略
当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常是考
虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”
或“积为常数”,最后利用基本不等式求最值.
▶[命题点4] 利用两次基本不等式求最值
[典例4] 已知a>b>0,那么a2+ 1b(a-b)
的最小值
为 .
[解析] 由a>b>0,得a-b>0,
∴b(a-b)≤ b+a-b2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=a
2
4.
∴a2+ 1b(a-b)≥a
2+4
a2
≥2 a24
a2
=4,
当且仅当b=a-b且a2=4
a2
,即a= 2,b= 22
时取
等号.
∴a2+ 1b(a-b)
的最小值为4.
[答案] 4
两次利用基本不等式求最值的注意点
当连续多次使用基本不等式时,一定要注意每次是否
能保证等号成立,并且注意取等号的条件的一致性.
1.(多选)(2025海南期末)若x,y满足x2+y2+xy
=1,则 ( )
A.x+y≤2 33 B.x+y≥-1
C.x2+y2≤32 D.x
2+y2≥23
解析:AD [因 为ab≤ a+b2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
≤a
2+b2
2
(a,b∈
R),由x2+y2+xy=1可变形为(x+y)2-1=xy
≤ x+y2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
,解得-2 33 ≤x+y≤
2 3
3
,当且仅当x
=y=- 33
时,x+y=-2 33
,当且仅当x=y= 33
时,x+y=2 33
,故A正确,B错误;
由x2+y2+xy=1可变形为(x2+y2)-1=-xy≥
-x
2+y2
2
,解得x2+y2≥23
,
当且仅当x=y=± 33
时取等号,故D正确;
因为x2+y2+xy=1变形可得 x+y2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+34y
2=1,
设x+y2=cosθ
,3
2y=sinθ
,
所以x=cosθ-1
3
sinθ,y=2
3
sinθ,
因此x2+y2=cos2θ+53sin
2θ-2
3
sinθcosθ
=1-1
3
sin2θ-13cos2θ+
1
3
=43-
2
3sin2θ+
π
6
æ
è
ç
ö
ø
÷∈ 23
,2[ ],所以当2θ+π6=
-π2
时,即θ=-π3
时,此时x=1,y=-1,x2+y2
取到最大值2,故C错误.]
51
主题一 第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
2.若正数x,y满足x2+6xy-1=0,则x+2y的最小
值是 ( )
A.2 23 B.
2
3 C.
3
3 D.
2 3
3
解析:A [因为正数x,y满足x2+6xy-1=0,所以
y=1-x
2
6x .
由
x>0,
y>0,{ 即
x>0,
1-x2
6x >0
,{ 解 得0<x<1.
所以x +2y=x+1-x
2
3x =
2x
3+
1
3x≥2
2x
3
1
3x
=2 23
,当且仅当2x
3=
1
3x
,即x= 22
,y= 212
时取等
号.故x+2y的最小值为2 23 .
]
3.(2025许昌、洛阳第三次质量检测)已知x>0,y
>0,且 1x +
2
y =1
,则 xy+x+y 的 最 小 值
为 .
解析:因为1
x+
2
y=1
,所以xy=y+2x,xy+x+y
=3x+2y=(3x+2y) 1x+
2
y
æ
è
ç
ö
ø
÷=7+2yx +
6x
y ≥
7+4 3(当且仅当y= 3x,即x=1+2 33
,
y=2+ 3时取等号),
所以xy+x+y的最小值为7+4 3.
答案:7+4 3
基本不等式的综合应用
[典例] (1)(2025临汾模拟)若 m>n>0,a=
emen,b=12
(em+en),c=e mn,则 ( )
A.b>a>c B.a>c>b
C.c>b>a D.b>c>a
[解析] ∵m>n>0,∴m+n>2 mn,
∴m+n2 > mn
,
∴a= em+n=e
m+n
2 >e mn,
又b=12
(em+en)> emen=a,∴b>a>c.
[答案] A
(2)(2025江苏模拟)已知x>0,y>0,且2x+y
=2,若mxym-1≤x+2y
对任意的x>0,y>0恒成
立,则实数m 的取值不可能为 ( )
A.12 B.
9
8 C.
10
7 D.2
[解析] 由mxym-1≤x+2y
对任意的x>0,y>0恒
成立,得 m
m-1≤
x+2y
xy =
1
y+
2
x
,
即 m
m-1≤
1
y+
2
x
æ
è
ç
ö
ø
÷
min
,
1
y+
2
x=
1
2
1
y+
2
x
æ
è
ç
ö
ø
÷(2x+y)
=12 5+
2x
y +
2y
x
æ
è
ç
ö
ø
÷≥12 5+2
2x
y
2y
x
æ
è
ç
ö
ø
÷=92
,
当且仅当2x
y =
2y
x
,即x=y=23
时,等号成立,
即 m
m-1≤
9
2
,m
m-1-
9
2≤0⇔
9-7m
2(m-1)≤0
,
解得m≥97
或m<1.
[答案] B
(3)(2025辽宁二模)数学命题的证明方式有很多
种.利用图形证明就是一种方式.现有如图所示图
形,在等腰直角三角形ABC中,点O 为斜边AB 的
中点,点D 为斜边AB 上异于顶点的一个动点,设
AD=a,BD=b,用该图形能证明的不等式为
( )
A.a+b2 ≥ ab
(a>0,b>0)
B.2aba+b≤ ab
(a>0,b>0)
C.a+b2 ≤
a2+b2
2
(a>0,b>0)
D.a2+b2≥2ab(a>0,b>0)
[解析] 由题图知,OC=12AB=
a+b
2
,OD=|OB
-BD|= a+b2 -b =
a-b
2
,在 Rt△OCD 中,
CD= OC2+OD2= a
2+b2
2
,所以OC≤OD,
即a+b
2 ≤
a2+b2
2
(a>0,b>0).
[答案] C
综合应用基本不等式的重点题型与求解策略
题型 求解策略
判断或证明不等
式或比较大小
对所给不等式(或式子)变形,
然后利用基本不等式求解
求 参 数 的 值 或
范围
观察题目特点,利用基本不等
式确定相关成立条件,从而得
参数的值或范围
与函数、数列、解
析几何等其他知
识结合的问题
利用已知条件进行转化,再利
用基本不等式求解
61
高考总复习 数学(BS)
1.(2025全国模拟)若两个正实数x,y满足4x+y
=xy且存在这样的x,y使不等式x+y4<m
2+3m有
解,则实数m的取值范围是 ( )
A.(-1,4)
B.(-4,1)
C.(-∞,-4)∪(1,+∞)
D.(-∞,-3)∪(0,+∞)
解析:C [由 4x+y=xy⇒ 1x +
4
y =1
,知
x+y4
æ
è
ç
ö
ø
÷
1
x+
4
y
æ
è
ç
ö
ø
÷ =1+4xy +
y
4x +1≥2+
2 4xy
y
4x=4
,当且仅当x=2,y=8时,等号成
立,则使不等式x+y4<m
2+3m 有解,只需满足m2
+3m>4即可,解得m∈(-∞,-4)∪(1,+∞).]
2.在△ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,
∠ABC=120°,∠ABC 的平分线交AC 于点D,且
BD=1,则4a+c的最小值为 .
解析:法一:依题意画出图形,如图所示.
易知S△ABD+S△BCD=S△ABC,
即1
2csin60°+
1
2asin60°
=12acsin120°
,
∴a+c=ac,∴1a+
1
c=1
,
∴4a+c=(4a+c)1a+
1
c
æ
è
ç
ö
ø
÷=5+ca+
4a
c≥9
,
当且仅当c
a=
4a
c
,即a=32
,c=3时取“=”.
法二:以B 为原点,BD 所在直线
为x 轴建立如图所示的平面直角
坐标系,
则D(1,0),∵AB=c,BC=a,
∴A c
2
,3
2c
æ
è
ç
ö
ø
÷,C a
2
,- 32a
æ
è
ç
ö
ø
÷.
∵A,D,C 三点共线,∴AD
→
∥DC
→
.
∴ 1-c2
æ
è
ç
ö
ø
÷ - 32a
æ
è
ç
ö
ø
÷+ 32c
a
2-1
æ
è
ç
ö
ø
÷=0,
∴ac=a+c,∴1a+
1
c=1
,
∴4a+c=(4a+c)1a+
1
c
æ
è
ç
ö
ø
÷=5+ca+
4a
c≥9
,
当且仅当c
a=
4a
c
,即a=32
,c=3时取“=”.
答案:9
基本不等式的实际应用
[典例] (2025广东模拟)在足球比赛中,球员在对
方球门前的不同的位置起脚射门对球门的威胁是
不同的,出球点对球门的张角越大,射门的命中率
就越高.如图为室内5人制足球场示意图,设球场
(矩形)长BC大约为40米,宽AB 大约为20米,球
门长PQ 大约为4米.在某场比赛中有一位球员欲
在边线BC 上某点M 处射门(假设球贴地直线运
行),为使得张角∠PMQ 最大,则BM 大约为(精确
到1米) ( )
A.8米 B.9米 C.10米 D.11米
[解析] 由题意知,PB=8,QB=12,设∠PMB=
α,∠QMB=β,BM=x,则tanα=
8
x
,tanβ=
12
x
,所
以tan∠PMQ=tan(β-α)=
12
x-
8
x
1+12x
8
x
= 4x
x2+96
= 4
x+96x
≤ 4
2 x96x
= 1
2 6
,当且仅当x=96x
,即x
= 96时取等号,又因为 96≈10,所以BM 大约为
10米.
[答案] C
在利用基本不等式解决实际问题时,一定要注意所
涉及变量的取值范围,即定义域.若使基本不等式
等号成立的变量值不在定义域内时,则要研究函数
的单调性,利用单调性求最值.
某厂家拟在2024年举行促销活动,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=3- km+1
(k为常
数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能
是1万件.已知2023年生产该产品的固定投入为8
万元.每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂
家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成
本的15倍(产品成本包括固定投入和再投入两部
分资金).
(1)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?
解:(1)由题意知,当m=0时,x=1,∴1=3-k⇒k
=2,∴x=3- 2m+1
,
每万件产品的销售价格为15×8+16xx
(万元),
∴2024年的利润y=1.5x×8+16xx -8-16x-m
=4+8x-m=4+83- 2m+1
æ
è
ç
ö
ø
÷-m
=- 16m+1+
(m+1)[ ]+29(m≥0).
(2)∵m≥0时,16m+1+
(m+1)≥2 16=8,
∴y≤-8+29=21,当且仅当 16m+1=m+1⇒m=3
(万元)时,ymax=21(万元).
故该厂家2024年的促销费用投入3万元时,厂家
的利润最大为21万元.
71
主题一 第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
学生用书 P12
1.三个正数的算术一几何平均不等式
如果a,b,c∈R+,那么
a+b+c
3 ≥
3
abc,当且仅当
a=b=c时,等号成立.
2.n个正数a1,a2,,an 的算术一几何平均不等式
对于n个正数a1,a2,,an,它们的算术平均数不
小 于 它 们 的 几 何 平 均 数,即a1+a2+
+an
n
≥
n
a1an
当且仅当
a1=a2==an 时,等号成立.
[典例] (多选)三元均值不等式:“当a,b,c均为正
实数时,a+b+c
3 ≥
3
abc,即三个正数的算术平均数
不小于它们的几何平均数,当且仅当a=b=c时,
等号成立.”利用上面结论,判断下列不等式成立
的是 ( )
A.若x>0,则x2+2x≥3
B.若0<x<1,则x2(1-x)≤19
C.若x>0,则2x+1
x2
≥3
D.若0<x<1,则x(1-x)2≤19
[解析] 对于 A,x>0,x2+2x=x
2+1x+
1
x≥
3
3
x21x
1
x=3
,故A正确;对于B,∵0<x<1,
∴1-x>0,x2(1-x)=12x
x(2-2x)≤
1
2
x+x+2-2x
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
3
=427
,故B错误;对于C,x>0,
2x+1
x2
=x+x+1
x2
≥3
3
xx1
x2
=3,故C正
确;对于D,∵0<x<1,∴1-x>0,x(1-x)2=
1
2×2x
(1-x)(1-x)≤12
2x+1-x+1-x
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
3
=
4
27
,故D错误.
[答案] AC
(1)利用三个正数的算术—几何平均不等式定理
求最值,可简记为“积定和最小,和定积最大”.
(2)应用算术—几何平均不等式定理,要注意三个
条件即“一正二定三相等”同时具备时,函数方
可取得最值.其中定值条件决定着平均不等式
应用的可行性,获得定值需要一定的技巧,如:
配系数、拆项、分离常数、平方变形等.
(3)当不具备使用平均不等式定理的条件时,求函
数的最值可考虑利用函数的单调性.
若实数x,y满足xy>0,且x2y=2,则xy+x2 的
最小值是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:C [xy+x2 = 12xy+
1
2xy+x
2 ≥
3
3
1
2xy
1
2xy
x2=3
3
1
4
(x2y)2=3
3
4
4=3.
]
学生用书 P12
1.二维形式的柯西不等式
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2(a,b,c,d∈R,当且
仅当ad=bc时,等号成立).
2.二维形式的柯西不等式的变式
(1)a2+b2 c2+d2≥|ac+bd|(a,b,c,d∈R,当且
仅当ad=bc时,等号成立).
(2)a2+b2 c2+d2≥|ac|+|bd|(a,b,c,d∈R,当
且仅当ad=bc时,等号成立).
(3)(a+b)(c+d)≥(ac+ bd)2(a,b,c,d≥0,当且
仅当ad=bc时,等号成立).
3.二维形式的柯西不等式的向量形式
|αβ|≤|α||β|(当且仅当β是零向量,或存在实
数k,使α=kβ时,等号成立).
[典例] 已知x,y∈R,3x2+2y2≤6,求2x+y 的
最值.
[解] 方法一 由柯西不等式得
(2x+y)2≤[(3x)2+(2y)2]
2
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
é
ë
êê
ù
û
úú
=(3x2+2y2)43+
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷≤11.
当且仅当 3x1
2
= 2y2
3
,
即
x=4 1111
,
y=3 1111
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
或
x=-4 1111
,
y=-3 1111
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
时等号成立,
于是2x+y的最大值为 11,最小值为- 11.
方法二 由柯西不等式得|2x+y|≤
(3x)2+(2y)2
2
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
= (3x2+2y2)43+
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷≤ 11,
当且仅当 3x1
2
= 2y2
3
,
即
x=4 1111
,
y=3 1111
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
或
x=-4 1111
,
y=-3 1111
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
时等号成立,
于是2x+y的最大值为 11,最小值为- 11.
81
高考总复习 数学(BS)
掌握柯西不等式及其变式的结构,常用巧拆常数、
重新安排某些项的次序、改变结构、添项等方法.
设a=(1,-2),b=(x,y),若x2+y2=16,则ab
的最大值为 .
解析:∵a=(1,-2),b=(x,y),
∴ab=x-2y.
由柯西不等式的向量形式可得
[12+(-2)2](x2+y2)≥(x-2y)2,
即5×16≥(x-2y)2,
∴-4 5≤x-2y≤4 5,(∗)
当且仅当b=ka,
即
x=4 55
,
y=-8 55
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
时,(∗)式中右边等号成立,
或
x=-4 55
,
y=8 55
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
时,(∗)式中左边等号成立,
∴当x=4 55
,y=-8 55
时,
ab的最大值为4 5.
答案:4 5
第4节 一元二次函数与一元二次不等式
★[课程标准]
1.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义.
2.能借助二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.
3.借助二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
学生用书 P13
1.一元二次不等式的概念
(1)一般地,只含有一个未知数,并且未知数的最高次
数是2的不等式叫作一元二次不等式.
(2)使一元二次不等式成立的所有未知数的值组成的
集合叫作这个一元二次不等式的解集.
2.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方
程的关系
判别式
Δ=b2-4ac
Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
一元二次方程
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
有 两 相 异
实 根 x1,
x2 (x1 <
x2)
有两相 等 实
根x1=x2=
-b2a
没有
实数根
ax2+bx+c>
0(a>0)的
解集
{x|x <
x1,或x>
x2}
x|x≠-b2a{ } R
ax2+bx+c<
0(a>0)的
解集
{x|x1<x
<x2}
⌀ ⌀
1.简单的分式不等式与一元二次不等式的等价关系
(1)x-ax-b>0
等价于(x-a)(x-b)>0.
(2)x-ax-b<0
等价于(x-a)(x-b)<0.
(3)x-ax-b≥0
等价于
(x-a)(x-b)≥0,
x-b≠0.{
(4)x-ax-b≤0
等价于
(x-a)(x-b)≤0,
x-b≠0.{
2.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合
其对应的函数图象决定.
①不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔
a=b=0,
c>0{ 或
a>0,
Δ<0.{
②不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔
a=b=0,
c<0{ 或
a<0,
Δ<0.{
3.关注点
①对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记
a=0时的情形.
②当Δ<0时,不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解
集为R还是⌀,要注意区别.
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里
打“√”,错误的打“×”.
(1)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则
必有a>0. ( )
91
主题一 第一章 集合与常用逻辑用语、不等式