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课时测评4 基本不等式
(时间:60分钟 满分:85分)
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(1—10题,每小题5分,共50分)
1.的最大值为( )
A.9 B.
C.3 D.
答案:B
解析:当-6≤a≤3时,3-a≥0,a+6≥0,由基本不等式得≤,当且仅当3-a=a+6,即a=-时取等号.故选B.
2.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
答案:A
解析:因为x>0,所以x+1>0,所以y=2+3x+3+-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.
3.若a>0,b>0,2ab+a+2b=3,则a+2b的最小值是( )
A. B.1
C.2 D.
答案:C
解析:a>0,b>0,3=2ab+a+2b≤+(a+2b),当且仅当a=2b时取等号,因此(a+2b)2+4(a+2b)-12≥0,即(a+2b+6)(a+2b-2)≥0,解得a+2b≥2,所以当a=2b=1时,a+2b取得最小值2.故选C.
4.要制作一个容积为4 m3,高为1 m的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是( )
A.80元 B.120元
C.160元 D.240元
答案:C
解析:由题意知,体积V=4 m3,高h=1 m,所以底面积S=4 m2,设底面矩形的一条边长是x m,则另一条边长是 m,设总造价是y元,则y=20×4+10×( 2x+)≥80+20160,当且仅当2x,即x=2时取等号.所以该容器的最低总造价是160元.故选C.
5.设实数x,y满足x+y=1,y>0,x≠0,则+的最小值为( )
A.2-1 B.2+1
C.-1 D.+1
答案:A
解析:当x>0时,++++1≥2+1=2+1,当且仅当,即x-1,y=2-时等号成立,此时有最小值2+1;当x<0时,+++-1≥2-1=2-1,当且仅当,即x=-1-,y=2+时等号成立,此时有最小值2-1.所以+的最小值为2-1.故选A.
6.(多选)已知正实数x,y满足x+y=1,则( )
A.x2+y的最小值为
B.+的最小值为8
C.+的最大值为
D.log2x+log4y没有最大值
答案:AC
解析:因为x,y为正实数,且x+y=1,所以y=1-x,x∈(0,1).所以x2+y=x2-x+1+,当x时,x2+y的最小值为,故A正确;+5++≥5+29,当且仅当x,y时等号成立,故B错误;x+y+21+2≤1+x+y=2,当且仅当x=y时等号成立,故+≤,即+的最大值为,故C正确;log2x+log4y=log2x+log2log2,x2y=x2x·x·≤)3,当且仅当x=2-2x,即x时等号成立,所以x≤.所以log2x+log4y有最大值log2,故D错误.故选AC.
7.(多选)设a>0,b>0,则下列不等式中一定成立的是( )
A.a+b+≥2 B.
C.≥a+b D.(a+b)≥4
答案:ACD
解析:因为a>0,b>0,所以a+b+≥2+≥2,当且仅当a=b且2,即a=b时取等号,故A正确;因为a+b≥2>0,所以≤,当且仅当a=b时取等号,故B错误;因为≤,当且仅当a=b时取等号,所以a+b-≥2-,当且仅当a=b时取等号,所以≥,即≥a+b,故C正确;因为(a+b)2++≥2+24,当且仅当a=b时取等号,故D正确.故选ACD.
8.函数y(x>-1)的最小值为 .
答案:0
解析:因为yx-1+x+1+-2(x>-1),所以y≥2-2=0,当且仅当x=0时等号成立.所以y(x>-1)的最小值为0.
9.(开放题)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,证明如下:+1+9++≥10+216,当且仅当b2=3a2时取等号,所以+是一个变量,且它的最小值为16.
10.(2025·江苏南京六校联考)函数y=loga(x+2)-3(a>0且a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+1=0上,其中mn>0,则+的最小值为 .
答案:5
解析:对于函数y=loga(x+2)-3,令x+2=1,可得x=-1,y=-3,可知A(-1,-3),若点A(-1,-3)在直线mx+ny+1=0上,则-m-3n+1=0,即m+3n=1,则++++3,且mn>0,则,>0,可得+++3≥2+3=5,当且仅当,即m=n时等号成立,所以+的最小值为5.
(11、12题,每小题5分,共10分)
11.(2025 ·江苏苏州3月适应性考试)已知a,b∈R,a+b=4,则+的最大值为( )
A. B.
C. D.
答案: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+2t+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t1-1-49-4<22=4,所以y的最大值,即+的最大值为.故选D.
12.已知x>0,y≥0,且x+2y=1.若m2-m≤-恒成立,则实数m的取值范围为 .
答案:[1,4]
解析:因为x>0,y≥0,且x+2y=1,所以----+-10≥2-10=-2,当且仅当,即x=1,y=0时等号成立,则m2-m≤-2,即m2-5m+4≤0,解得1≤m≤4,则实数m的取值范围为[1,4].
13.(15分)(一题多问)已知a>0,b>0,2a+b=2.
(1)求+的最小值;(5分)
(2)求+的最小值;(5分)
(3)求4a2+6ab+b2的最大值.(5分)
解:(1)法一:+++++≥2+,当且仅当,即a=b时取等号,所以.
法二:+++-2+)(2a+b)-2-2≥-2,当且仅当,即a=b时取等号,所以.
(2)因为2a+b=2,所以2a+(b+1)=3,所以+[2a+(b+1)](4++)≥(4+2),当且仅当,即a,b时取等号,所以.
(3) 由2=2a+b≥2得2ab≤1,
所以4a2+6ab+b2=(2a+b)2+2ab=4+2ab≤5,
当且仅当2a=b,2a+b=2,即b=2a=1时取等号,
所以(4a2+6ab+b2)max=5.
(14、15题,每小题5分,共10分)
14.(2025·江西重点中学协作体联考)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 .
答案:
解析:因为x+y=6,所以t++
=x+1+-2+y+2+-4=3++,所以t=3++3+++≥+24,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.
15.(2025·浙江宁波“十校”联考)已知正实数a,b,c满足b+c=1,则+的最小值为 .
答案:16
解析:因为b+c=1,所以+a·+a·+a·+a·(++2)+,由于b,c为正实数,故由基本不等式得+≥26,当且仅当,即b,c时,等号成立,所以a·(++2)+ ≥8a+8(a+1)+-8≥2-8=16,当且仅当8(a+1),即a时等号成立,综上,+的最小值为16.
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