内容正文:
数 学
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
自主培优2 应用基本不等式的八种变形技巧
对应学生用书P14
基本不等式的一个主要功能就是求两个正变量和与积的最值,即所谓“和定积最大,积定和最小”.但有的题目需要利用基本不等式的变形式求最值,有的需要对待求式作适当变形后才可求最值.
技巧一 加减配凑定值
对于因不能出现“定值”而不能使用基本不等式的情况,可以通过加、减(乘以)一个数后使和或积为定值.
技巧二 平方后应用基本不等式
[典例2] 若x>0,y>0,且2x2+=8,求x的最大值.
解 (x)2=x2(6+2y2)=3·2x2·≤3·=3×.当且仅当2x2=1+,即x=,y=时,等号成立.故x的最大值为.
一般地,含有根式的最值问题,首先考虑平方后求最值.
技巧三 展开后应用基本不等式
[典例3] 已知正实数x,y满足x+2y=2,则+的取值可能为 ( )
A. B. C. D.
解析 因为正实数x,y满足x+2y=2,
所以+==≥=,当且仅当=,即x=y=时,等号成立,故选D.
答案 D
对于求多项式积的形式的最值,可以考虑展开后求其最值.
技巧四 和与积的相互转换
[典例4] (2024·浙江台州·模拟)已知正实数a,b满足2a+b=2,则ab的最大值为 ;a2+ab+a+b-的最大值为 .
②a2+ab+a+b=(a+b)(a+1)≤==,当且仅当a+b=a+1,即a=,b=1时取等号.
又由上知ab≤,故-≤-4,当且仅当a=,b=1时取等号,所以a2+ab+a+b-≤+=-,当且仅当a=,b=1时取等号.
答案 -
解析 ①由2=2a+b≥2,得ab≤,当且仅当2a=b=1,即a=,b=1时取等号;
对已知条件含ab,a+b型等式的最值问题,可以通过使用基本不等式转化为只含ab(或a+b)的不等式.
技巧五 拆分应用基本不等式
[典例5] 若函数f=在x=a处取最小值,则a= ( )
A.1+ B.2 C.4 D.6
解析 由题意,x-2>0,而f===x-2++2≥2+2=6,当且仅当x-2=,即x=4时,等号成立,所以a=4.
答案 C
若y=中f(x)的次数小于g(x)的次数,可取倒数后求其最值.
技巧六 常数代换应用基本不等式
求形如或可化为+=1型为条件的cx+dy(a,b,c,d都不为0)的最值可利用“1”的代换求解.
技巧七 代换消元应用基本不等式
在含有两个及以上变元的最值问题中,通过代换的方法减少变元,把问题化为两个变元的问题使用基本不等式,或者把问题化为一个变元的问题使用函数方法求解.
技巧八 建立目标应用基本不等式
[典例8] 已知x>0,y>0,2xy=x+y+4,则x+y的最小值为 .
解析 由题知x>0,y>0,由基本不等式,得xy≤,即x+y+4≤2×.
令t=x+y,t>0,则有t+4≤2×,整理得t2-2t-8≥0,解得t≤-2(舍去)或t≥4,
即x+y≥4,当且仅当x=y=2时等号成立,所以x+y的最小值为4.
答案 4
利用基本不等式与已知条件建立求解目标的不等式,求出不等式的解集即得求解目标的最值.
[典例1] 设a>b>c>0,则2a2++-10ac+25c2的最小值是( )
A.2 B.4
C.2 D.5
解析 2a2++-10ac+25c2
=(a-5c)2+a2-ab+ab++
=(a-5c)2+ab++a(a-b)+
≥0+2+2=4,
当且仅当a=5c,ab=1,a(a-b)=1时等号成立,如取a=,b=,c=满足条件.
答案 B
[典例6] 已知x>0,y>0,且x+9y=xy,若不等式a≤x+y恒成立,则a的取值范围是( )
A.(-∞,6] B.(-∞,16] C.(-∞,8] D.(-∞,9]
解析 x+9y=xy,故+=1,x+y==10++,
x>0,y>0,故+≥2=6,
当且仅当=,即x=12,y=4时取等号,故x+y≥10+6=16,
x+y最小值是16,由不等式a≤x+y恒成立可得a≤16.
则a的取值范围是(-∞,16].
答案 B
[典例7] (2025·大庆模拟)已知x>0,y>0,且xy+x-2y=4,则2x+y的最小值是( )
A.4 B.5
C.7 D.9
解析 因为xy+x-2y=4,故(y+1)x=4+2y,解得x==2+,
故2x+y=4++(y+1)-1≥3+2=7,当且仅当=y+1,即y=1,x=3时等号成立.
答案 C
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