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微练(四)
基本不等式
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一、单项选择题
1.已知a,b∈(0,1)且a≠b,下列各式中最大的是( )
A.a2+b2 B.2 C.2ab D.a+b
易知只需比较a2+b2与a+b.由于a,b∈(0,1),所以a2<a,b2<b,所以a2+b2<a+b.故选D.
2.当x>1时,函数f(x)=的最大值为( )
A. B. C.1 D.2
因为x>1,故f(x)==≤=,当且仅当x=,即x=2时,取等号,故f(x)=的最大值为.故选A.
3.已知a>0,b>0,若2a+b=4,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.2
因为4=2a+b≥2,所以0<ab≤2,≥,当且仅当a=1,b=2时取等号.故选C.
4.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
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.故选A.
5.若x<0,则函数y=x2+-x-的最小值是( )
A.- B.0 C.2 D.4
y=x2+-x-≥2+2=4,当且仅当x=-1时取等号.故选D.
6.已知a,b为正实数,且a+2b=1,则+的最小值为( )
A.1+2 B.2+2 C.3+2 D.4+2
正实数a,b满足a+2b=1,则+=(a+2b)+=1+(a+2b)=4++≥4+2=4+2,当且仅当=,即a=b=-1时取等号,所以当a=-1,b=1-时,+取得最小值4+2.故选D.
7.(2025·南宁模拟)某单位为提升服务质量,花费3万元购进了一套先进设备,该设备每年管理费用为0.1万元,已知使用x年的维修总费用为万元,则该设备年平均费用最少时的年限为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
设该设备年平均费用为y,由题意可得,y==++(x∈N*),因为x>0,则y=++≥2+=,当且仅当=,即x=9时,等号成立,所以该设备年平均费用最少时的年限为9.故选C.
8.(2025·西安模拟)已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,则m的最大值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
由+≥,得m≤(a+3b)·=++6.又++6≥2+6=12,所以m≤12,所以m的最大值为12,故选B.
二、多项选择题
9.下列不等式一定成立的有( )
A.≥2
B.2x(1-x)≤
C.x2+≥2-1
D.+≥2
对于A,当x<0时,<0,故A不一定成立;对于B,2x(1-x)=
-2x2+2x=-22+≤,故B不一定成立;对于C,x2+=x2+1+-1≥2-1=2-1,当且仅当x2+1=,即x2=-1时取等号,故C一定成立;对于D,+≥2=2,当且仅当=,即x=1时取等号,故D一定成立.故选CD.
10.若正实数a,b满足a+b=1,则下列结论正确的是( )
A.+有最小值4
B.ab有最小值
C.+有最大值
D.a2+b2有最小值
因为正实数a,b满足a+b=1,所以+=+=2++≥2+2=4(当且仅当a=b时取等号),故+有最小值4,故A正确;由基本不等式可得a+b=1≥2(当且仅当a=b时取等号),所以ab≤,故ab有最大值,故B不正确;因为(+)2=a+b+2=1+2≤2(当且仅当a=b时取等号),所以+≤,故+有最大值,故C
正确;因为a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab≥1-=(当且仅当a=b时取等号),故a2+b2有最小值,故D不正确.故选AC.
三、填空题
11.若log2m+log2n=1,那么m+n的最小值是________.
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.
2
12.若0<x<2,则x的最大值为________.
因为0<x<2,所以x=≤=2,当且仅当x2=4-x2,即x=时,取等号.
2
13.(2025·湖南联考)若a>0,b>0,a+b=9,则+的最小值为________.
8
由a>0,b>0,a+b=9,得+=+=4++≥4+2=8,当且仅当=,即a=6,b=3时等号成立,故+的最小值为8.
14.(多选题)(2025·重庆调研)已知x>0,y>0,且x+y+xy-3=0,则下列结论正确的是( )
A.xy的取值范围是(0,9]
B.x+y的取值范围是[2,3)
C.x+2y的最小值是4-3
D.x+4y的最小值是3
对于A,因为x>0,y>0,x+y+xy-3=0,所以3-xy=x+y≥2,所以0<≤1,即0<xy≤1,当且仅当x=y时取等号,故A不正确.对于B,由x+y+xy-3=0,得3-(x+y)=xy≤2,当且仅当x=y时取等号,即(x+y)2+4(x+y)-12≥0,结合x>0,y>0,得x+y≥2.又3-(x+y)=xy>0,所以x+y<3,即2≤x+y<3,故B正确.对于C,由x+y+xy-3=0,得x==-1+,所以x+2y=-1++2y=+
2(y+1)-3≥2-3=4-3,当且仅当=2(y+1),即y=-1时等号成立,故C正确.对于D,由C选项知x=-1+,则x+4y=-1++4y=+4(y+1)-5≥2-5=3,当且仅当=4(y+1),即y=0或y=-2时等号成立,而y>0,故不能取等号,所以x+4y>3,故D不正确.综上所述,选BC.
15.已知a>0,b>0,c>1,a+2b=2,则c+的最小值为( )
A. B.2 C.6 D.
+=(a+2b)=≥×(5+4)=,当且仅当a=b=时等号成立,故c+≥(c-1)++≥2+
=,当且仅当=,即c=且a=b=时,等号成立,故最小值为.故选D.
16.某公司生产的某批产品的销售量p万件(生产量与销售量相等)与促销费用x万元满足p=(其中0≤x≤a,a>0).已知生产该批产品还需投入成本6万元(不含促销费用),产品的销售价格定为元/件.
(1)将该产品的利润y万元表示为促销费用x万元的函数;
由题意可知,y=p-x-6,将p=代入化简得y=19--x(0≤x≤a).
(2)设a>2,当促销费用投入多少万元时,该公司的利润最大?
因为19--x=22-≤22-3=10,当且仅当=x+2,即x=2时,取等号.故当a>2,促销费用投入2万元时,公司利润最大.
$$