内容正文:
课时训练(4) 基本不等式
一、单选题
1.已知a,b∈R,且ab≠0,则下列结论恒成立的是( )
A.a+b≥2 B.+≥2
C.|+|≥2 D.a2+b2>2ab
C 解析:对于A,B,∵a,b是否大于0未知,∴等式不一定成立,故A,B错误;对于C,若>0,则>0,∴|+|=||+||≥2=2,当且仅当a=b时,等号成立;同理<0也成立,因此C正确;对于D,∵a2+b2≥2ab,∴a2+b2>2ab不一定成立.
2.已知a>0,b>0,a+b=2,则lg a+lg b的最大值为( )
A.0 B.
C. D.1
A 解析:∵a>0,b>0,a+b=2,∴lg a+lg b=lg ab≤lg ()2=0,当且仅当a=b=1时,等号成立.
3.若a,b都是正数,则(1+)(1+)的最小值为( )
A.5 B.7
C.9 D.13
C 解析:因为a,b都是正数,所以(1+)(1+)=5++≥5+2=9(当且仅当b=2a时等号成立).故选C.
4.下列不等式证明过程正确的是( )
A.若a,b∈R,则+≥2=2
B.若x>0,y>0,则lg x+lg y≥2
C.若x<0,则x+≥-2=-4
D.若x<0,则2x+2-x>2=2
D 解析:∵,可能为负数,如==-1时,+=-2,∴A错误;∵lg x,lg y可能为负数,如lg x=lg y=-1时,lg x+lg y=-2,而2=2,∴B错误;∵x<0,∴<0,如x=-1,=-4时,x+=-5<-4,∴C错误;∵x<0,∴2x∈(0,1),2-x>1,∴2x+2-x≥2=2,当且仅当2x=2-x,即x=0时,等号成立,∴D正确.
5.已知正数a,b满足a2+b2=13,则a的最大值为( )
A.6 B.8
C.4 D.16
B 解析:∵a2+b2=13,∴a≤==8,当且仅当a=,即a2=8,b2=5时,等号成立,∴a的最大值为8.
6.已知a>0,b>0,且+=1,则4a+9b的最小值是( )
A.23 B.26
C.22 D.25
D 解析:由题意得a>0,b>0,+=1,故4a+9b=(+)(4a+9b)=++13≥2+13=25,当且仅当=,即a=,b=时,等号成立,故4a+9b的最小值是25.
二、多选题
7.(2025·六盘水期末)下列选项正确的是( )
A.+>2
B.x+≥2(x>0)
C.x+≥3(x>1)
D.<(x,y∈N*,x≠y)
BCD 解析:对于A,若x=-y=1,则+=-2<2,故A错误;对于B,由基本不等式可得x+≥2=2(x>0),当且仅当x=, 即x=1时,等号成立,故B正确;对于C,x+=x-1++1≥2+1=3(x>1),当且仅当x-1=,即x=2时,等号成立,故C正确;对于D,因为x+y>2(x,y∈N*,x≠y),所以<=(x,y∈N*,x≠y),故D正确.
8.(2025·廊坊模拟)已知a>1,则2a+的取值可以是( )
A.5 B.6
C.7 D.8
BCD 解析:因为a>1,所以a-1>0,2a+=2+2(a-1)+≥2+2=6,当且仅当2(a-1)=,即a=2时,等号成立,故2a+的最小值为6,故2a+的取值可以是6,也可以是7或8.
三、填空题
9.(2025·济南模拟)(-6≤a≤3)的最大值为________.
答案: 解析:当a=-6或a=3时,=0;当-6<a<3时,≤=,当且仅当3-a=a+6,即a=-时,等号成立.
10.(2025·孝感模拟)(+)(+4)的最小值为________.
答案:9 解析:(+)(+4)=5++≥5+2=9,当且仅当=,即x=4y>0时,等号成立,所以(+)(+4)的最小值为9.
四、解答题
11.已知x>0,y>0,且2x+8y=xy,求:
(1)xy的最小值;
(2)x+y的最小值.
解:(1)∵xy=2x+8y≥2,即xy≥8,即xy≥64,当且仅当2x=8y,即x=16,y=4时,等号成立,
∴xy的最小值为64.
(2)由2x+8y=xy,得+=1,则x+y=(+)(x+y)=10++≥10+2=18,当且仅当=,即x=12,y=6时,等号成立,
∴x+y的最小值为18.
12.已知a,b为正实数,且a+4b--3=0,则ab的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.[,2)
C.(0,] D.(0,1]
D 解析:因为a+4b--3=0,所以a+4b=+3≥2=4,当且仅当a=4b时,等号成立.因为a,b为正实数,所以0<ab≤1.故选D.
13.函数y=(x>-1)的最小值为________.
答案:0 解析:因为y===x-1+=x+1+-2(x>-1),所以y≥2-2=0,当且仅当x+1=,即x=0时,等号成立.所以y=(x>-1)的最小值为0.
14.已知正数a,b满足(a+5b)(2a+b)=36,则a+2b的最小值为________.
答案:4 解析:因为a>0,b>0,所以36=(a+5b)·(2a+b)≤[]2=(a+2b)2,所以a+2b≥4,当且仅当即a=,b=时,等号成立,所以a+2b的最小值为4.
15.写出一个关于a与b的等式,使+是一个变量,且它的最小值为16,则该等式为________.
答案:a2+b2=1(答案不唯一) 解析:该等式可为a2+b2=1,下面证明该等式符合条件.+=(+)(a2+b2)=1+9++≥10+2=16,当且仅当b2=3a2=时,等号成立,所以+是一个变量,且它的最小值为16.
16.已知a,b为正实数,且满足a+b=1.证明:
(1)a2+b2≥;
(2)≥1+.
证明:(1)因为a+b=1,a>0,b>0,
所以a2+b2=(a2+b2+a2+b2)≥(a2+b2+2ab)=(a+b)2=,当且仅当a=b时,等号成立.
(2)+=(+)(a+b)=3++≥3+2=3+2=(1+)2,当且仅当=,即a=-1,b=2-时,等号成立,所以≥1+.
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