内容正文:
1.下列不等式成立的是 ( )
A.ab≤a
2+b2
2 B.ab≥
a2+b2
2
C.a+b≥2 ab D.a+b≤2 ab
2.小王从甲地到乙地往返的时速分别为a和b(a
<b),其全程的平均时速为v,则 ( )
A.a<v< ab B.v= ab
C.ab<v<a+b2 D.v=
a+b
2
3.已知a,b是不相等的正数,x= a+b
2
,y=
a+b,则x,y的大小关系是 .
4.若a>0,b>0.a+b=2.则下列不等式①ab≤1,
②a+b≤2;③a2+b2≥2;④1a+
1
b≥2.
对满
足条件的a,b恒成立的是 (填序号).
5.已 知 a>0,b>0,a+b=ab.求 证:
1+1a
æ
è
ç
ö
ø
÷ 1+1b
æ
è
ç
ö
ø
÷≤94.
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第2课时 基本不等式的应用
课程标准 素养解读
掌握基本不等式 ab≤a+b2
(a,b≥0).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
通过学习基本不等式及其应用,
重点提升数学运算、逻辑推理、数
学建模素养
[情境引入]
(1)某养殖场要用100米的篱
笆围成一个矩形的鸡舍,怎样
设计才能使鸡舍面积最大?
(2)某农场主想用篱笆围成一个10000平方
米的矩形农场,怎样设计才能使所用篱笆最
省呢?
[问题] 实例中两个问题的实质是什么? 如
何求解?
[知识梳理]
[知识点]
1.用基本不等式求最值.
①设x,y为正实数,若x+y=s(s为定值),
则当x=y=s2
时,积xy有最大值为s
2
4.
②设x,y为正实数,若xy=p(p 为定值),
则当 x=y= p时,和 x+y 有 最 小 值
为 .
2.基本不等式求最值的条件
①x,y必须是正数.
②求积xy的最大值时,应看和x+y 是否
为定值;求和x+y的最小值时,应看积xy
是否为定值.
③等号成立的条件是否满足.
34
第二章 一元二次函数、方程和不等式
[预习自测]
1.若x
2-x+1
x-1
(x>1)在x=t处取得最小值,
则t等于 ( )
A.1+ 2 B.2 C.3 D.4
2.已知正数x,y满足8x+
1
y=1
,则x+2y的
最小值是 ( )
A.18 B.16 C.8 D.10
3.已知正数a,b满足ab=10,则a+b的最小
值是 .
利用基本不等式求最值
[例1](1)若x>0,求函数y=x+4x
的最小
值,并求此时x的值;
(2)设0<x<32
,求函数y=4x(3-2x)的最
大值;
(3)已知x>2,求x+ 4x-2
的最小值.
[思路点拨] (1)直接应用基本不等式求
最值 .
(2)y=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)].
(3)x+ 4x-2=x-2+
4
x-2+2.
(4)利用基本不等式求最值,“一正、二定、
三相等”三个条件缺一不可.
1.常数代换法求最值的方法步骤
常数代换法适用于求解条件最值问题.
应用此种方法求解最值的基本步骤为:
(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,进而构造和或积的形式.
(4)利用基本不等式求解最值.
2.含有多个变量的条件最值问题的解决
方法
对含有多个变量的条件最值问题,若无
法直接利用基本不等式求解,可尝试减
少变量的个数,即用其中一个变量表示
另一个,再代入代数式中转化为只含有
一个变量的最值问题.
3.应用基本不等式求最值的原则
利用基本不等式求最值,必须按照“一
正,二定,三相等”的原则,即:
(1)一正:符合基本不等式a+b2 ≥ ab
成立
的前提条件,a>0,b>0;
(2)二定:化不等式的一边为定值;
(3)三相等:必须存在取“=”号的条件,即
“=”号成立.以上三点缺一不可.
4.基本不等式的常见变形
(1)a+b≥2 ab;
(2)ab≤(a+b2
)2≤a
2+b2
2
(其中a>0,b>
0,当且仅当a=b时等号成立).
44
数学必修第一册
[变式训练]
1.已知x>0,y>0,且2x+8y-xy=0.求:
(1)xy的最小值;
(2)x+y的最小值.
利用基本不等式求参数的值(范围)
[例2]已知a>0,b>0,若不等式2a+
1
b≥
m
2a+b
恒成立,则m 的最大值等于 ( )
A.10 B.9 C.8 D.7
[思路点拨] a>0,b>0时,2a+
1
b≥
m
2a+b
恒成立,等价于 m≤(2a+b)(2a+
1
b
)恒成立,利用基本不等式求解.
含参数不等式的求解策略
(1)观察题目特点,利用基本不等式确定相
关成立条件,从而得参数的值或取值范围.
(2)在处理含参数的不等式恒成立问题时,
往往将已知不等式看作关于参数的不等
式,体现了主元与次元的转化.
(3)恒成立问题:若f(x)在区间D 上存在
最小值,则不等式f(x)>A 在区间D 上
恒成立⇔f(x)min>A;若f(x)在区间D 上
存在最大值,则不等式f(x)<B在区间D上
恒成立⇔f(x)max<B.
[变式训练]
2.(多选)已知正实数x,y满足x+2y=2,若
不等式3x2-2m2xy+6y2+2x+4y>0恒
成立,则实数m 的值可以为 ( )
A.-4 B.-2 C.1 D.3
利用基本不等式解决实际问题
[例3]某房地产开发公司计划在一楼区内建造
一个 长 方 形 公 园 ABCD,公 园 由 长 方 形
A1B1C1D1 的休闲区和环公园人行道(阴影部
分)组成.已知休闲区 A1B1C1D1 的面积为
4000平方米,人行道的宽分别为4米和10米
(如图所示).
(1)若设休闲区的长和宽的比
A1B1
B1C1
=x(x>1),
求公园ABCD 所占面积S关于x的函数解
析式;
(2)要 使 公 园 所 占 面 积 最 小,则 休 闲 区
A1B1C1D1 的长和宽该如何设计?
[思路点拨] 设出长和宽,列出面积公式.
利用基本不等式解决实际问题的步骤
解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问
题转化为数学问题,再利用数学知识(函数及
不等式性质等)解决问题.用基本不等式解决
此类问题时,应按如下步骤进行:
(1)先理解题意,设变量.设变量时一般把要
求最大值或最小值的变量定为函数.
(2)建立相应的函数关系式.把实际问题抽象
为函数的最大值或最小值问题.
(3)在定义域内,求出函数的最大值或最
小值.
(4)正确写出答案.
54
第二章 一元二次函数、方程和不等式
[变式训练]
3.某厂家拟在2024年举行某产品的促销活动,经
调查,该产品的年销售量(即该产品的年产量)
x(单位:万件)与年促销费用m(m≥0)(单位:
万元)满足x=3- km+1
(k为常数),如果不举
行促销活动,该产品的年销售量是1万件.已
知2024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1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入
两部分资金,不包括促销费用).
(1)将2024年该产品的利润y(单位:万元)表
示为年促销费用m的函数;
(2)该厂家2024年的促销费用为多少万元时,
厂家的利润最大?
1.已知x>-2,则x+ 1x+2
的最小值为 ( )
A.-12 B.-1 C.2 D.0
2.某公司租地建仓库,每月土地占用费y1 与仓
库到车站的距离成反比,而每月库存货物的运
费y2 与到车站的距离成正比.如果在距离车
站10千米处建仓库,这两项费用y1 和y2 分别
为2万元和8万元,那么要使这两项费用之和
最小,仓库应建在离车站 ( )
A.5千米处 B.4千米处
C.3千米处 D.2千米处
3.已知a>0,b>0,3a+b=2ab,则a+b的最小值
为 .
4.若对任意x>0, x
x2+3x+1
≤a恒成立.则a的
取值范围是 .
5.某食品厂定期购买面粉,已知该厂每天需用面
粉6吨,每吨面粉的价格为1800元,面粉的保
管费及其他费用为平均每吨每天3元,购买面
粉每次需支付运费900元.求该厂多少天购买
一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用
最少?
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64
数学必修第一册
又 ab-a= a(b- a)>0,即 ab>a,排除 D 项,故
选B.
法二 取a=2,b=8,则 ab=4,a+b2 =5
,所以a< ab
<a+b2 <b.
答案:B
[例2] 解析:(1)a<0,则a+4a ≥4
不成立,故 A 错;a=
1,b=1,a2+b2 <4ab,故 B 错;a=4,b=16,则 ab<
a+b
2
,故 C错.由基本不等式可知 D项正确.
(2)当ba
,a
b
均为正数时,b
a +
a
b ≥2
,故只须a、b同号
即可,∴①③④均可以.
答案:(1)D (2)C
[例3] 证明 (1)∵a2+b2≥2ab,
b2+c2≥2bc,
c2+a2≥2ac.
∴2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca)(当且仅当a=b=c取
等号)
∴a2+b2+c2≥ab+bc+ca.
(2)因为a,b,c全不相等,
所以b
a
与a
b
,c
a
与a
c
,c
b
与b
c
全不相等,
所以b
a +
a
b >2
,c
a +
a
c >2
,c
b +
b
c >2
,
三式相加得,b
a +
c
a +
c
b +
a
b +
a
c +
b
c >6
,
所以(b
a +
c
a -1
)+(cb +
a
b -1
)+(ac +
b
c -1
)>3,
即b+c-a
a +
a+c-b
b +
a+b-c
c >3.
变式训练
1.A [因为a>2,所以p=a+ 1a-2=
(a-2)+ 1a-2+2≥
2 (a-2) 1a-2+2=4
,当且仅当a-2= 1a-2
,即a=
3时,等号成立,所以p≥4.又q=-b2-2b+3=-(b+
1)2+4,所以q≤4,所以p≥q.]
2.D [对于 A,若a=-1,b=1,则ba +
a
b =-2
,故 A 错
误;对 于 B,因 为(a-b)2≥0,所 以a2+b2≥2ab,所 以
a2+b2+2ab
4 ≥ab
,即 a+b
2( )
2
≥ab,当且仅当a=b时取
等号,故B错误;对于 C,若a=-1,b=-1,则a+b=-
2<2 |ab|=2,故 C错误;对于 D,因为(a+b)2≥0,所
以a2+b2+2ab≥0,即a2+b2≥-2ab,当且仅当a=-b
时取等号,故 D正确.]
3.证明:因为x,y,z是互不相等的正数,且x+y+z=1,
所以1
x-1=
1-x
x =
y+z
x >
2 yz
x
,①
1
y-1=
1-y
y =
x+z
y >
2 xz
y
,②
1
z-1=
1-z
z =
x+y
z >
2 xy
z
,③
又x,y,z为正数,由①×②×③,得
(1
x-1
)(1
y-1
)(1
z-1
)>8.
随堂步步夯实
1.A 2.A
3.x<y
4.①③④
5.证明:因为a>0,b>0,所以ab=a+b≥2 ab,当且仅当
a = b = 2 时 取 等 号,即 有 ab ≥ 4,于 是 得
1+1a( ) 1+
1
b( )=1+
1
a+
1
b+
1
ab=1+
a+b
ab +
1
ab=
2+1ab≤2+
1
4=
9
4
,所以 1+1a( ) 1+
1
b( ) ≤
9
4
成立.
第2课时 基本不等式的应用
课前预习学案
情境引入
提示 这两个都是求最值问题.第一个问题是矩形周长
一定,即长x 与宽y 的和一定,求xy 的最大值,xy≤
(x+y
2
)2=252=625,当且仅当x=y=25时取等号,即
鸡舍为正方形,长与宽各为25米时鸡舍面积最大.第二
个问题是矩形面积一定,求矩形长x 与宽y 之和最小
值,x+y≥2 xy=2 10000=200,当且仅当x=y=
100时取等号,即当农场为正方形,边长为100米时,所
用篱笆最省.
知识梳理
知识点、1.2 p
预习自测
1.B 2.A 3.2 10
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)∵x>0,
∴x+4x≥2 x
4
x =4
,
当且仅当x=4x
,即x2=4,x=2时取等号.
∴函数y=x+4x
(x>0)在x=2时取得最小值4.
(2)∵0<x<32
,∴3-2x>0,
∴y=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)]
≤2[2x+
(3-2x)
2
]2=92.
当且仅当2x=3-2x,即x=34
时,等号成立.
∵34∈
(0,32
),
773
参考答案
∴函数y=4x(3-2x)(0<x<32
)的最大值为9
2.
(3)∵x>2,∴x-2>0,
∴x+ 4x-2=x-2+
4
x-2+2
≥2 (x-2) 4x-2+2=6
,
当且仅当x-2= 4x-2
,
即x=4时,等号成立.∴x+ 4x-2
的最小值为6.
[例2] B [因为a>0,b>0,所以2a+b>0,
所以要使2
a+
1
b≥
m
2a+b
恒成立,
只需m≤(2a+b)(2a+
1
b
)恒成立,
而(2a+b)(2a +
1
b
)=4+2ab +
2b
a +1≥5+4=9
,当且
仅当a=b时,等号成立,所以m≤9.]
[例3] [解] (1)设休闲区的宽为a米,则长为ax米,由
a2x=4000,得a=20 10
x
.
则S=(a+8)(ax+20)=a2x+(8x+20)a+160=4000
+(8x+20)20 10
x
+160
=80 10(2 x+ 5
x
)+4160(x>1).
(2)因 为 80 10(2 x+ 5
x
)+4160≥80 10×
2 2 x× 5
x
+4160=1600+4160=5760,当且仅当
2 x= 5
x
,即x=2.5时,等号成 立,此 时a=40,ax=
100,所以要使公园所占面积最小,休闲区 A1B1C1D1 应
设计为长100米,宽40米.
变式训练
1.解析:(1)xy=2x+8y≥2 16xy,当且仅当2x=8y,
即x=16,y=4时等号成立,
∴ xy≥8,∴xy≥64,
∴xy的最小值为64.
(2)由2x+8y=xy,得2y+
8
x=1
,
∴x+y=(x+y) 2y+
8
x( ) =10+
2x
y +
8y
x ≥10+8
=18,
当且仅当2x
y =
8y
x .
即x=12,y=6时等号成立,
∴x+y的最小值为18.
2.BC [由题可得m2<3x
2+6y2+2x+4y
2xy
恒成立.
∵(x+2y)2=4=2x+4y,
∴m2 <3x
2+6y2+2x+4y
2xy =
3x2+6y2+(x+2y)2
2xy =
4x2+10y2+4xy
2xy =
2x
y +
5y
x +2
,
而2x
y +
5y
x ≥2
2x
y
5y
x =2 10
,当且仅当2x2=5y2,
即x=4 10-103
,y=8-2 103
时 取 等 号,则 m2 <2
10+2≈8.]
3.解:(1)由题意,可知当m=0时,x=1,∴1=3-k,解得k
=2,∴x=3- 2m+1
,
又每件产品的销售价格为1.5×8+16xx
元,
∴y=x(1.5×8+16xx
)-(8+16x+m)=4+8x-m
=4+8(3- 2m+1
)-m
=-[16m+1+
(m+1)]+29(m≥0).
(2)∵m≥0,16m+1+
(m+1)≥2 16=8,当且仅当 16m+1
=m+1,即m=3时等号成立,
∴y≤-8+29=21,∴ymax=21.
故该厂家2024年的促销费用为3万元时,厂家的利润最
大,最大利润为21万元.
随堂步步夯实
1.D 2.A
3.2+ 3
4.a|a≥15{ }
5.解:设该厂每x天购买一次面粉.其购买量为6x吨.
由题意可知,面粉的保管费及其他费用为
3×[6x+6(x-1)+6(x-2)++6×1]=9x(x+1).
设平均每天所支付的总费用为y1 元,
则y1=
1
x
[9x(x+1)+900]+6×1800=9x+900x +10
809≥2 9x900x +10809=10989
(元),
当且仅当9x=900x
,即x=10时,等号成立.
所以该厂每10天购买一次面粉,才能使平均每天所支付
的总费用最少.
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
第1课时 一元二次不等式的解法
课前预习学案
知识梳理
知识点一、1.一个 2 2.ax2+bx+c>0 ax2+bx+c<0
知识点二、ax2+bx+c=0
知识点三、{x|x<x1,或x>x2} {x|x≠-
b
2a
} R {x|
x1<x<x2} ⌀ ⌀
873
数学必修第一册