内容正文:
[对应学生用书P276]
A级 基础过关
1.已知函数f(x)=4x+(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a=( )
A.24 B.28
C.32 D.36
解析 因为x>0,a>0,所以f(x)=4x+≥2=4,当且仅当4x=,即4x2=a时,f(x)取得最小值.又因为f(x)在x=3时取得最小值,所以a=4×32=36.故选D.
答案 D
2.若正实数a,b满足a+4b=ab,则ab的最小值为( )
A.16 B.8
C.4 D.2
解析 因为正实数a,b满足a+4b=ab,所以ab=a+4b≥2=4,所以ab≥16,当且仅当a=4b,即a=8,b=2时等号成立.
答案 A
3.(2024·江苏扬州调研)设x>0,y>0,+2y=2,则x+的最小值为( )
A. B.2
C.+ D.3
解析 因为+2y=2,所以+y=1,
因为x>0,y>0,
所以x+==+xy++1
=+xy+≥+2
=+2×=+.
当且仅当即时等号成立.故选C.
答案 C
4.设实数x满足x>0,则函数y=2+3x+的最小值为( )
A.4-1 B.4+2
C.4+1 D.6
解析 因为x>0,所以x+1>0,所以y=2+3x+=2+3(x+1)-3+=3(x+1)+-1≥2-1=4-1,当且仅当3(x+1)=,即x=-1时等号成立,所以函数y=2+3x+的最小值为4-1.故选A.
答案 A
5.(2024·湘豫名校联考)已知正实数x,y满足+=1,则4xy-3x的最小值为( )
A.8 B.9
C.10 D.11
解析 由x>0,y>0,且+=1,可得xy=x+y.
所以4xy-3x=4x+4y-3x=x+4y.
因为x+4y=(x+4y)=5++≥9,当且仅当=,即x=3,y=时等号成立,所以4xy-3x≥9.故选B.
答案 B
6.若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 方法一 因为xy+x-2y=4,
所以(y+1)x=4+2y,
则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.
方法二 由xy+x-2y=4,
得(x-2)·(y+1)=2,
因为y+1>0,所以x-2>0,
故2x+y=2(x-2)+(y+1)+3
≥2+3=7,
当且仅当2(x-2)=y+1,即y=1,x=3时等号成立.
答案 C
7.若log2m+log2n=1,那么m+n的最小值是________.
解析 因为log2m+log2n=1,即log2(mn)=1,所以mn=2,由基本不等式可得m+n≥2=2,当且仅当m=n时等号成立,故m+n的最小值是2.
答案 2
8.当3<x<12时,函数y=的最大值为________.
解析 y===-+15≤-2+15=3,当且仅当x=,即x=6时等号成立,所以ymax=3.
答案 3
B级 能力提升
9.(2025·潍坊质检)已知3xy-2x-y=2(x>0,y>0),则2x+y的最小值为( )
A.2 B.2
C.3 D.4
解析 因为3xy-2x-y=2(x>0,y>0),所以2=3xy-2x-y≤×-(2x+y),当且仅当2x=y,即x=1,y=2时等号成立.令t=2x+y,则2≤×-t,即3t2-8t-16≥0,解得t≥4或t≤-(不符合题意,舍去).∴2x+y的最小值为4.故选D.
答案 D
10.(多选)已知正实数a,b满足ab+a+b=8,下列说法正确的是( )
A.ab的最大值为2
B.a+b的最小值为4
C.a+2b的最小值为6-3
D.+的最小值为
解析 对于A,因为ab+a+b=8≥ab+2,即()2+2-8≤0,解得-4≤≤2,
又因为a>0,b>0,所以0<≤2,则ab≤4,当且仅当a=b=2时等号成立,故A错误;对于B,ab+a+b=8≤+(a+b),即(a+b)2+4(a+b)-32≥0,解得a+b≤-8(舍)或a+b≥4,当且仅当a=b=2时等号成立,故B正确;对于C,由题意可得b(a+1)=8-a,所以b=>0,解得0<a<8,
所以a+2b=a+2×=a+-2=a+1+-3≥2-3=6-3,
当且仅当a+1=,即a=3-1时等号成立,故C正确;对于D,+=[a(b+1)+b]=≥×(2+2)=,
当且仅当=,即b=4,a=时等号成立,故D正确.
答案 BCD
11.(多选)(2025·湖南长郡模拟)若x,y满足(x+y)2-xy=2,则( )
A.y-x≥- B.y-x<2
C.xy> D.xy≥-
解析 令y-x=t,即y=x+t,代入(x+y)2-xy=2可得x2+tx+=0.
所以Δ=t2-3≥0,解得 -≤t≤,
所以A正确,B正确;
由 (x+y)2-xy=2可变形为 x2+y2=xy+2,
因为 -≤xy≤,将x2+y2=xy+2代入上式可得--1≤xy≤+1,
解得 -≤xy≤,所以C不正确,D正确.故选ABD.
答案 ABD
12.已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为________.
解析 已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,只要求(x+y)的最小值大于或等于9,因为1+a++≥a+2+1,当且仅当y=x时等号成立,所以a+2+1≥9,所以≥2或≤-4(舍去),所以a≥4,即正实数a的最小值为4.
答案 4
13.已知正实数x,y满足x+y=1,则的最小值为________.
解析 由题意可知,=
==+=(x+y)
=4+5++≥9+2
=9+4,
当且仅当=,即x=5-2,y=2-4时等号成立,故的最小值为9+4.
答案 9+4
14.某地区计划修建一个如图所示的市民公园,其中AB=3,∠A=∠B=90°,AB∥DE,AB与DE之间的距离为3,曲线段CD,EF是半径相等,且圆心角为90°的圆弧.设该市民公园的面积为S,周长为L,则的最大值为________(本题取π=3进行计算).
解析 设圆弧的半径为x,根据题意可得DE=3-2x,AF=BC=3-x,S=3(3-x)+(3-2x)x+=9-2x2+,L=3+2(3-x)+3-2x+πx=12-4x+πx.
∵π=3,∴S=9-,L=12-x,
∴==.
令t=24-2x(21<t<24),则x=,
∴==-+12.
由基本不等式,得+≥2=3,当且仅当=,即t=6时等号成立,且6∈(21,24),
∴当t=6时,=12-3.
答案 12-3
C级 拓广探索
15.(2025·苏州模拟)已知a,b∈R,a+b=4,则+的最大值为( )
A. B.
C. D.
解析 因为a+b=4,所以a2+b2+2ab=16≥4ab,所以ab≤4,当且仅当a=b=2时等号成立,
从而+===,
令t=ab≤4,设y==,显然y>0,
则yt2+2(1-y)t+17y-18=0,
因为关于t的一元二次方程有实数根,所以Δ=4(1-y)2-4y≥0,
整理得-64y2+64y+4≥0,
即16y2-16y-1≤0,
解得≤y≤,注意到y>0,从而0<y≤,当且仅当Δ=0时等号成立,即t==1-=1-4(-2)=9-4=(-2)2<22=4,
所以经检验y的最大值,即+的最大值为.故选D.
答案 D
16.(2024·江西重点中学联考)已知正数x,y满足x+y=6,若不等式a≤+恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析 因为x+y=6,
设t=+
=+
=x+1+-2+y+2+-4
=3++,
所以t=3++
=3+
=++
≥+2=4,
当且仅当y=4,x=2时等号成立,所以=4,a≤4,
故实数a的取值范围是(-∞,4].
答案 (-∞,4]
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