内容正文:
第5节 基本不等式
1.(多选题)下列命题正确的是( )
A.若x≠kπ,k∈Z,则sin2x+≥4
B.若a<0,则a+≤-4
C.若a>0,b>0,则lg a+lg b≥2
D.若a<0,b<0,则+≥2
解析:BD [当sin2x=1时,1+1=2<4,所以A错误;若a<0,则a+≤-4,所以B正确;因为lg a,lg b可以小于零,C错误;由a<0,b<0,所以,都大于零,D正确.]
2.(2025·郑州外国语学校质检)已知a>0,b>0,则“a+b>2”是“a2+b2>2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:A [若a>0,b>0,a+b>2,则a2+b2≥(a+b)2>2,充分性成立;若a2+b2>2,可能a=,b=0.1,此时a+b<2,所以必要性不成立.综上所述,“a+b>2”是“a2+b2>2”的充分不必要条件.]
3.已知正数a,b的等比中项是2,且m=b+,n=a+,则m+n的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:C [由已知正数a,b的等比中项是2,可得ab=4,又m=b+,n=a+,∴m+n=(a+b)+≥2+=5,当且仅当a=b=2时取“=”,故m+n的最小值为5.]
4.(多选题)已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A.a2+b2≥ B.2a-b>
C.log2a+log2b≥-2 D.+≤
解析:ABD [对于A选项, ≥=⇒a2+b2≥,正确;对于B选项,由a+b=1且a>0,b>0可得,a-b=2a-1>-1,因此2a-b>,正确;对于C选项,a+b=1≥2⇒ab≤⇒log2ab≤log2=-2,错误;对于D选项,≤ =⇒+≤,正确.]
5.(多选题)(2025·山师大附中模拟)已知实数a>b>0,则( )
A.< B.a+>b+
C.ab>ba D.lg>
解析:ABD [对于A,-=<0,
则<,正确;
对于B,a+-b-=(a-b)+=
(a-b)>0,则a+>b+,正确;
对于C,当a=4,b=2时,ab=ba,错误;
对于D,由>(注意等号取不到),
则lg>lg=,正确.]
6.当x>1时,不等式x+≥a恒成立,则实数a的最大值为____________.
解析:因为x>1,所以x-1>0.又x+=x-1++1≥2+1=3,当且仅当x=2时等号成立,所以实数a的最大值为3.
答案:3
7.(2025·天津市模拟)若直线x-y+2=0(a>0,b>0)和圆x2+y2=1相切,则a+4b的最小值为____________.
解析:由题意知圆心到直线的距离d==1,即a+b=4ab,即+=4,a+4b=(a+4b)··=+≥+×2×=,当且仅当a=2b时,等号成立,所以a+4b的最小值为.
答案:
8.(工程设计)某工厂需要建造一个仓库,根据市场调研分析,运费与工厂和仓库之间的距离成正比,仓储费与工厂和仓库之间的距离成反比,当工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费为5万元,当工厂和仓库之间的距离为____________千米时,运费与仓储费之和最小,最小为____________万元.
解析:设工厂和仓库之间的距离为x千米,运费为y1万元,仓储费为y2万元,
则y1=k1x(k1≠0),y2=(k2≠0),
因为工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费为5万元,所以k1=5,k2=20,
所以运费与仓储费之和为万元,
因为5x+≥2=20,当且仅当5x=,即x=2时,运费与仓储费之和最小,最小为20万元.
答案:2 20
9.已知a>0,b>0,c>0,求证:++≥a+b+c.
证明:∵a>0,b>0,c>0,∴+≥2=2c,+≥2=2b,
+≥2=2a.
以上三式相加得:2≥2(a+b+c),
即++≥a+b+c.
10.已知lg(3x)+lg y=lg(x+y+1).
(1)求xy的最小值;
(2)求x+y的最小值.
解:由lg(3x)+lg y=lg(x+y+1)得
(1)∵x>0,y>0,∴3xy=x+y+1≥2 +1,
∴3xy-2 -1≥0,
即3()2-2-1≥0,
∴(3+1)(-1)≥0,
∴≥1,∴xy≥1,
当且仅当x=y=1时,等号成立.
∴xy的最小值为1.
(2)∵x>0,y>0,∴x+y+1=3xy≤3·2,
∴3(x+y)2-4(x+y)-4≥0,
∴[3(x+y)+2][(x+y)-2]≥0,
∴x+y≥2,
当且仅当x=y=1时取等号,∴x+y的最小值为2.
学科网(北京)股份有限公司
$