内容正文:
专题02 不等式的综合应用与求值技巧
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热点聚焦 方法精讲 能力突破
热点聚焦·析考情
锁定热点,靶向攻克:聚焦高考高频热点题型,明确命题趋势下的核心考查方向。
题型引领·讲方法
系统归纳,精讲精练:归纳对应高频热点题型的解题策略与实战方法技巧。
能力突破·限时练
实战淬炼,高效提分:精选热点经典题目,限时训练,实现解题速度与准确率双重跃升。
近三年:1、不等式是近3年的高考命题热点,以选择题填空题为主,考查内容、频率、题型、难度较为稳定,重点是基本不等式,及不等式与指数对数相结合.
2、基本不等式作为求最值的工具,经常结合其他知识点运用,比如圆锥曲线的解答题,立体几何中的最值问题.
预测2026年:不等式内容可能与指数、对数不等式的形式考查,同时还需重点关注基本不等式的基本运用.
热点题型:
题型01 利用不等式的性质求最值 题型02 基本不等式及其应用
题型03 指数对数与不等式综合运用 题型04 与三角行三边相关的不等式问题
题型05 利用不等式性质解决最值问题
题型06 基本不等式中的局部放缩再求最值
题型07 基本不等式中三角函数进行三角换元求最值问题
题型01 利用不等式的性质求最值
解|题|策|略
常见不等式①②③
【精选例题】
【例1】已知,,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的性质待定系数计算即可.
【详解】设,则,解得.因为,,所以,,所以.故选:D
【例2】设定义在上的函数,满足,且对任意,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将转化为,由同向不等式相加,得,也即,从而得到,然后累加求.
【详解】由①,又②,
由①+②得,即③,
又①+③得,即,已知,所以,累加可得,,故选:B.
【例3】(多选题)已知实数,满足,,则( )
A.的取值范围是 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.,,使得
【答案】AB
【分析】通过线性组合法,将都用表示,从而利用不等式性质求解范围,即可判断ABC,先求得,,进而,即可判断D.
【详解】由题意,因为,,
所以,所以,即的取值范围是,A正确;
,因为,,所以,所以,即的取值范围是,故B正确;设,
则,解得,则,因为,
所以,即,故C错误;因为,,所以,,所以,
故不存在,,使得,故D错误.故选:AB
【例4】(多选题)在下列四个命题中,正确的是( )
A.若,则
B.若,,则
C.已知,,则
D.已知,若,,则
【答案】CD
【分析】根据不等式的性质即可求解AB,利用整体法,结合不等式的性质求解C,利用作差法即可求解D.
【详解】对于A,由,故,故A错误,对于B,由于,所以,
又,所以,又,故,故,
因此,故B错误,对于C,由于,结合,,
则,故C正确,对于D, ,由于,,
故,即,故D正确,故选:CD
【例5】(多选题)在极端刺激下,物理刺激强度与人类心理感受之间的关系近似满足史蒂文斯幂定律:,其中为非零常数,为幂常数,为主观感觉强度,为物理刺激强度,.现有如下RPE(主观感觉强度)表:
强度
自我感觉
6-8
9-11
12-14
15-17
18-20
已知在临床条件下,在RPE强度为时得到的实际物理刺激强度为,则( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】ABD
【分析】根据已知新定义计算判断A,B,作商计算化简判断C,D.
【详解】对于A选项,,则,由可知,故A正确;
对于B选项,注意到,,故,即,故B正确;
对于C选项,,则,当,,时,,可得,故C错误;对于D选项,,则,可得,故D正确.故选:ABD.
【例6】已知实数,满足且,则的最大值为 .
【答案】4
【分析】根据不等式的性质即可求解范围,进而得到最大值.
【详解】由于,且,,故,即,
因此的最大值为4.故答案为:4
【例7】设为互不相等的三个实数,且,则有
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】∵,∴.
∵
,又
,∴,即.
故选D.
【例8】(多选题)已知正数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】对于A,,所以选项正确;
对于B,由题,当且仅当等号成立,故B选项正确;对于C,可取特殊值满足题意,则,故C选项错误;对于D,,即,则,故D正确.故选:ABD
【例9】当时,不等式恒成立,则的最大值是 .
【答案】6
【详解】解:∵时,不等式恒成立,∴,即.
设,,因为在上单调递减,在上单调递增,,,,所以,即,∵,∴,
∴,∴,即,∴的最大值为;故答案为:.
【变式训练】
1.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据条件先将原式变形为,然后结合所给范围求解出,则原式的取值范围可求.
【详解】原式的分子和分母同时除以,得,由条件得,,所以,即,所以,所以.故选:D.
2.(多选题)已知,且.则下列选项正确的是( )
A.若,则 B.若,则 C.若,则 D.若,则
【答案】AC
【分析】由不等式结构考虑设函数,利用二次函数的性质结合选项条件即可一一判断正误.
【详解】设,则即,因的对称轴为,对于A,若,,即,则,即直线在的左侧,由,因函数在上单调递减,则必有,故A正确;对于B,若,,即,则,即直线在的右侧,由,结合二次函数的性质可知,不能确定的大小,故B错误;对于C,若,,即,则,即直线在的右侧,由,因函数在上单调递增,则必有,故C正确;对于D,若,,即,则,即直线在的左侧,由,结合二次函数的性质可知,不能确定的大小,故D错误.故选:AC.
3.(多选题)若,,则( )
A.的取值范围是 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.的取值范围是
【答案】AD
【分析】利用.不等式的性质依次判断选项即可
【详解】由,,得,,所以,,故A正确,B不正确.因为,,且,不能同时成立,所以的取值范围不是,故C不正确.令,则解得因为,,所以,即的取值范围为,故D正确.
故选:AD
4.已知正数a,b,c满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】令,,从而可得,根据,数形结合可求得取值范围.
【详解】由,得,令,,则,从而有,作出可行域如图所示. ,
表示过与两点的直线的斜率,设切点为,则,,,得,所以,所以,因为,又,所以,整理可得,所以,解得,当时,所以,
所以,,由图形可得,所以,所以,所以.故答案为:.
5.设,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用三角绝对值不等式得到,,再利用不等式的性质求解即可.
【详解】因为,,当且仅当,时取等号.
所以,又,所以成立,则,,,易知,,所以,所以,故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是利用及其成立时的条件,得到的取值范围,从而得解.
6.若关于的不等式的解集为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据一元二次不等式的解集得到对称轴,然后根据端点得到两个等式和一个不等式,求出的取值范围,最后将都表示成的形式即可得解.
【详解】因为不等式的解集为,所以二次函数的对称轴为直线,且需满足,即,解得,所以,所以,所以.故答案为:.
7.若是定义在上的函数,且对任意都有,,且,则
【答案】102.
【详解】因为,所以,即,又,所以,所以,因为对任意都有,且,所以,即,,即由知,所以,所以,所以,所以.故答案为:
题型02 基本不等式及其应用
解|题|策|略
①常见不等式:,,
②三角换元:遇到,配凑成,可设
③遇到结构,可同除
④学会运用消元法,齐次化,分解因式法及万能K法
【精选例题】
【例1】设,则下列说法正确的是( )
A.ab的最小值为1 B.的最小值为4 C.的最小值为9 D.的最大值为
【答案】D
【分析】对于AB,利用基本不等式判断即可;对于C,利用基本不等式“1”的妙用判断即可;对于D:先证,结合题意分析求解即可.
【详解】因为,对于选项A:因为,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为1,故A错误;对于选项B:因为,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值2,故B错误;对于选项C:因为,当且仅当且,即时,等号成立,所以的最小值为,故C错误;对于选项D:,可得,当且仅当,即时,等号成立,则,即,当且仅当,即时,等号成立,所以的最大值为,故D正确;故选:D.
【例2】已知正实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由条件得到,通过换元,得到,再结合基本不等式即可求解.
【详解】因为,所以,令,因为都是正数,
所以即,且,同时,所以
当且仅当时等号成立,此时.故选:A
【例3】已知,且,则的最小值与最大值之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】应用基本不等式得求的范围,注意端点值的取值条件,即可得.
【详解】由,有,有,得,
当时,,当时,,所以的最小值为,最大值为2,
所以的最小值与最大值之和为.故选:D
【例4】(多选题)已知正实数满足,则( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】BCD
【分析】根据的不同取值,由题设等式,利用基本不等式“积定和最小,和定积最大”以及求解一元二次不等式即可逐一判断各选项.
【详解】对于A,当时,,因,则,解得,故A错误;
对于B,当时,由,解得,当且仅当时取等号,故B正确;
对于C,当时,,由B易得,
则由,整理得,
因为,解得,当且仅当时取等号,故C正确;
对于D,当时,,可得,则,
由为正数可得,,,当且仅当时等号成立,
由,解得,故D正确.故选:BCD.
【例5】(多选题)下列命题中正确的是( )
A.若,,,则的最小值为
B.已知,,,则的最小值是
C.若,则的最小值为4
D.若,,,则的最小值为
【答案】BC
【分析】由和为定值,求积的最大值,判断选项A;先根据条件代换,再由基本不等式求解选项B;多次利用基本不等式求解选项C;利用基本不等式“1”的妙用求解选项D.
【详解】对于A,,解得,平方得,当且仅当,即时取等号,所以的最大值为,故A错误;对于B,由,可得,得,则,
则,当且仅当,即时等号成立,故B正确;对于C,,当且仅当且,即时取等号,所以的最小值为4,故C正确;对于D,
,当且仅当,即时取等号,
的最小值为,故D错误. 故选:BC
【例6】(多选题)下列命题正确的有( )
A.已知,,且,则的最小值为9
B.已知,,且,则的最小值为
C.已知,,且,则的最小值为
D.已知,,且,则的最小值为
【答案】BCD
【分析】利用基本不等式和二次不等式的解法求解判断A,利用基本不等式“1”的代换求解最值判断B,先利用基本不等式求得,再利用二次函数性质求值最值判断C;利用基本不等式求值最值判断D.
【详解】对于A,因为,,所以,即,则,当且仅当时取得等号,所以A错误;
对于B,,,且,所以,
当且仅当,即,等号成立,所以选项B正确;对于C,因为,,且,
则.又,当且仅当,等号成立.即,所以时,取到最小值为,所以C正确;对于D,,由,,故,,故,即,当且仅当,即,时,等号成立,故的最小值为,所以D正确.故选:BCD.
【例7】(多选题)已知正数,满足,则( )
A.的最小值为4 B.当时,的最小值为2
C.的最小值为6 D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】对于A,方法一:由题得,利用常数代换技巧求解最值;方法二:对变形为,然后利用基本不等式求解最值;对于 B:由得,利用求得;对于C,方法一:,结合换元法利用基本不等式求解最值;方法二:,利用常数代换技巧求解最值;对于D,,由得,即可求解最值.
【详解】由得,整理得,
因为,,所以,两边同时除以得.对A,方法一:,当且仅当时等号成立,所以的最小值为4;
方法二:由得,即,所以,所以,所以,当且仅当时等号成立;
所以的最小值为4,故A正确;对B,由得,因为,均为正数,所以,
即,所以,又因为,所以,因为,所以,即,即的最小值为2,所以B正确;对C,方法一:因为,所以,令,即,
因为,所以,,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为,
方法二:,当且仅当即,时等号成立,所以选项C错误;对于D,,又因为,
所以,因为,所以,则,所以,所以,当且仅当时取等号,所以的最小值为,所以选项D正确.故选:ABD.
【例8】(多选题)已知,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】对A,直接利用基本不等式即可得;对B,利用A中结论并结合基本不等式即可判断;对C,构造关于的不等式即可判断;对D,利用琴生不等式即可判断.
【详解】对A,由,得,则,即,当且仅当时等号成立,故A正确;对B,因为,所以,当且仅当时等号成立,故B正确;对C,因为,所以,解得,当且仅当时等号成立,故C错误;对D,由函数的图象知,该函数为凹函数,则根据琴生不等式有,
即,当且仅当时等号成立,则D正确.故选:ABD.
【例9】(多选题)已知,,,则下列正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.最大值为8 D.的最大值为6
【答案】ABC
【分析】对选项A,根据得到,再解不等式即可判断A正确.对选项B,得到,再根据求解即可.对选项D,根据题意得到,从而得到,再解不等式即可.对选项C,得到,再结合D选项求解即可.
【详解】选项A,,,,因为,所以,解得,当且仅当时取等号.所以,即的最大值为,故A正确.对选项B,,所以,当且仅当时取等号,故B正确.对选项D,,即,即,解得,当且仅当,即时取等号.故D错误.对选项C,,
由D知:,即的最大值为8,故C正确.故选:ABC
【例10】(多选题)下列是真命题的是( ).
A.已知,且,则 的最大值为5
B.已知,则的取值范围为
C.已知且恒成立,实数的最大值是
D.若则的最大值是6.
【答案】BCD
【分析】由基本不等式求解可判断A;由不等式的性质可判断B;转化为进行求解可判断C;由基本不等式求解可判断D.
【详解】对于A, 且,,则,当且仅当,即时,等号成立,所以有最小值,故A错误;对于B,由,可得,又因为 ,所以则的取值范围为,故B正确;对于C,由题意,,,,所以转化为,可得,即,因为,当且仅当时等号成立,所以实数的最大值是,故C正确;对于D,由可得,
两边同乘以,,又因为,所以,当且仅当时等号成立,
令,则有,即,解得,因此的最小值为,此时且满足;的最大值为,此时且满足,故D正确.故选:BCD
【变式训练】
1.(多选题)若满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】根据基本不等式可判断ACD,把等式看作的方程,令可判断B.
【详解】由题意,当且仅当或时取得,故A正确;把等式看作的方程,则,故B正确;,当且仅当或时取得,故C错误;,当且仅当或时取得,故D正确.故选:ABD
2.(多选题)已知,为正实数,且,则下列选项正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】AD
【分析】利用基本不等式可判断AB的正误,利用“1”的代换可判断C的正误,利用换元法结合常数代换可判断D的正误.
【详解】对于A:,当且仅当时,取等号,所以的最大值为,A正确;对于B:由得,即,当且仅当时,取等号,又,为正实数,所以等号不成立,即,B错误;对于C:,当且仅当取等号,故C错误;
对于D,换元,令,则,故
,当且仅当取等号,故的最小值为,故D正确;故选:AD
3.(多选题)已知,,,则( )
A.的最大值为2 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为11
【答案】ACD
【分析】A选项,对不等式变形为,利用基本不等式得到,求出的最大值;B选项,将不等式变形为,利用基本不等式得到,求出的最小值;C选项,对不等式变形为,利用求解的最小值;D选项,不等式变形为,利用基本不等式求出和的最小值.
【详解】对于A,由得:,因为,所以,所以,
由基本不等式可得:当且仅当时,等号成立,此时,解得:或,因为,所以舍去,故的最大值为2,故A正确;对于B,由得:,因为,所以,所以,由基本不等式可得:,当且仅当时等号成立,即,解得:或,因为,所以舍去,故的最小值为4,故B错误;对于C,由变形为,则,由基本不等式得:,当且仅当时等号成立,此时,令,则由,解得:或(舍去)所以的最小值为,故C正确;对于D,由可得:,从而,当且仅当时,即,等号成立,所以,即最小值为11,故D正确.故选:ACD
4.(多选题)已知均为正实数,且,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为5
C. 的最小值为 D.若,则的最小值为
【答案】ACD
【分析】对于A,利用基本不等式即可解得;对于B,将2换成,进而利用基本不等式得到答案;对于C,将原式变化为,进而化简,然后设,,而后用进行代换,最后用基本不等式得到答案;对于D,两次使用基本不等式即可得到答案.
【详解】对于A,由基本不等式可得,当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,的最大值为,A对;对于B,,当且仅当时,即当时,等号成立,所以,的最小值为,B错;对于C,,设,,可得,则上式,当且仅当时,即当时,即当时,等号成立,所以,的最小值为,C对.对于D,因为,,所以,当且仅当时等号成立,与联立可得.又因为,由不等式的性质可得.又因为,当且仅当时等号成立.所以仅当时等号成立,综上,的最小值为.故选:ACD.
5.(多选题)已知,且,则下列不等式不恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】先变形等式可得,结合基本不等式和换元法计算判断各个选项.
【详解】因为,,所以,化简得,对于A,因为,A不成立.对于B,因为可得,根据基本不等式,设,则,即,
当且仅当时取等号,所以,B不恒成立.对于C,因为可得,根据基本不等式(当且仅当时取等号),所以,
当且仅当时取等号,C不恒成立.对于D,,令,由上分析可知,所以,令,根据二次函数的性质可得,当且仅当,即时取等号,D恒成立.故选:ABC.
6.(多选题)已知正实数满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】BC
【分析】根据已知条件,运用均值不等式,结合不等式的性质、函数单调性等知识对选项逐一进行分析即可.
【详解】由,可得,当且仅当,即时,等号成立,选项错误;由,可得,则,当且仅当且,即时,等号成立,B选项正确;由,可得,这是关于的二次函数,开口向上,对称轴为,
当时,,C选项正确;由,即,可得
,当且仅当且,等号成立,但此时,不满足题意,选项D错误;故选:BC
7.(多选题)已知,则( )
A.若,则 B.若,则
C.当,时,的最小值为4 D.当,时,的最小值为2
【答案】ACD
【分析】对于A,根据不等式的性质验证即可;对于B,举反例判断即可;对于C,由乘1法验算即可;对于D,由基本不等式验算即可.
【详解】对于A:若,由得,又,所以,即,由,可得,即,,又,故,故A正确;对于B:当时,,满足且,但不满足,故B错误;对于C:,
又,,故,,则,当且仅当,取等,此时,,故的最小值为4,故C正确;对于D:当,时,且,则,也即,解得,当且仅当,取等,此时,,故的最小值为2,故D正确.故选:ACD.
8.(多选题)已知关于的不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值为 C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】BC
【分析】根据一元二次不等式的解集与一元二次方程根的关系,结合韦达定理可得,再利用基本不等式逐项判断即可.
【详解】由题意知不等式的解集为,所以,且方程的两根为和1,所以,所以,,
所以,故A错误;因为,所以,所以,当,时,的最小值为,故B正确;因为,,所以,即,解得,当且仅当时,等号成立,所以的最大值为,故C正确;,
当且仅当,即时等号成立,但由C可知,所以等号无法取到,所以最小值不是,故D错误.故选:BC.
9.(多选题)已知,,且,则下列结论正确的有( )
A. B.的最小值为8 C.的最小值是 D.的最小值为2
【答案】ABD
【分析】对于A,,又,可判断,对于BCD,由,得,再结合基本不等式逐个判断即可.
【详解】由,得,又,所以,即,故A正确,由,得,由A,,所以,所以,当且仅当时,等号成立,故B正确,由,令,得,解得,即,当且仅当时,取等号,C错误;,当且仅当时,取等号,故D正确,故选:ABD
10.(多选题)下列说法正确的是( )
A.若,则的最小值为
B.已知,且,则的最小值为
C.已知,且,则的最小值为
D.若,则的最小值为
【答案】ABD
【分析】运用“1的妙用”、配凑法、换元法等解决基本不等式问题.
【详解】对于A:,当且仅当时,即时等号成立.故A正确.
对于B:,所以.
所以,当且仅当时,即时等号成立.故B正确.对于C:令,则,
,当且仅当时,即时,等号成立.故C错误.
对于D:,当且仅当时取等号.故D正确.故选:ABD
11.已知函数,且,则的最小值是 .
【答案】2
【分析】首先证明从而得到,然后利用基本不等式中“1”的妙用即可求解.
【详解】因为,在上单调递增,,所以,所以,当且仅当,结合,即时取得.所以的最小值为2.故答案为:2
题型03 指数对数与不等式综合运用
解|题|策|略
①指对数转换,②换底公式
③常见不等式放缩,,
【精选例题】
【例1】已知,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由指数与对数关系及换底公式得,再应用作差法、放缩法比较大小,即可得.
【详解】因为,则,
由,
所以,则,
由
所以,所以,所以,则.故选:C
【例2】已知,,则下列式子不成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由指数幂的运算即可判断AB,利用基本不等式即可判断C,由,利用指数与对数的转化求的范围,进而利用二次函数再给定区间的最值即可判断D.
【详解】由,所以,所以,故A正确;
由,故B错误;由,由,又,所以(当时取等号),
因为,所以等号不能取到,故,故C正确;因为,所以,又由,因为,所以,
所以,故D正确,故选:B
【例3】已知是函数图象上两个不同的点,则下列4个式子
①;②;③;④,
其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】求出已知两点的中点坐标及函数的图象上纵坐标为的点,结合函数图象建立不等式,再逐一判断各个不等式.
【详解】如图所示,设,的中点为,
点在函数的图象上,且轴,则,
由图知点在的左侧,即,①正确;,令函数,求导得,由,得;由,得,函数在上递减,在上递增,,即,因此,②正确;则,即,即,③正确,④错误,所以正确结论的个数是3.故选:D
【例4】已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,,,结合函数单调性可得,再借助反证法计算即可得解.
【详解】设,,,则、、均在上单调递增,又,故;假设,则,
与题干矛盾,所以有;假设,则,与题干矛盾,所以有;
综上可得.故选:B.
【例5】若,则的最小值为( )
A.1 B. C.3 D.
【答案】C
【分析】由题可得,,,根据基本不等式可得,当且仅当时,取等号. 对进行变形,结合二次函数性质及即可求解.
【详解】由得,,,所以,当且仅当时,取等号,所以.
故选:C.
【例6】若实数满足,,则的最大值是( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【分析】先得到,,由基本不等式可得,进而得到,由,故,得到答案.
【详解】由题意可得,,由基本不等式可得,又,
故,据此可得,解得,所以,由和可得,即,则,由于,故,
即.故选:D.
【例7】已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数的单调性可得,,利用对数的运算性质可得,由此可确定答案.
【详解】由题意得,.∵函数在为减函数,∴,即,∵函数在为增函数,
∴,即,∴.∵,,∴,∵,∴,由得,,由得,,综上得,.故选:A.
【例8】已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用对数的运算化简,再利用基本不等式即可求得,由,可得,然后构造函数,根据函数的单调性可就得,化简得,由题设即可得出,从而得解.
【详解】因为,,所以,当且仅当,即时,可取等号,又因为,所以.又因为,所以.令,易得在上单调递减,又,所以,即,所以,即,所以.故选:A.
【点睛】关键点点睛:利用基本不等式可推出,构造函数,利用函数的单调性比较的大小,从而推出是解题关键.
【例9】(多选题)已知函数,若,则( )
A.的最小值为2 B.的最小值为
C. D.的最大值为
【答案】BCD
【分析】由题意计算可得,再借助对勾函数的性质可得A、C;借助基本的不等式可得B;借助二次函数性质可得D.
【详解】由题意可得,又,则,即,即有,且,;对A:由,则,则,由在上单调递增,则,故A错误;对B:,当且仅当,即,时,等号成立,故的最小值为,故B正确;对C:,取,由A知,,则在上单调递增,故,故C正确;
对D:,当且仅当,即,时,等号成立,故的最大值为,故D正确.故选:BCD.
【例10】(多选题)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】构造函数,由零点存在性定理可判断;由在单调性,可判断C;令,以为界分情况讨论证明.
【详解】对于A:由,得;由,得,则问题转化为在有解.令,因为,由零点存在性定理可知,,,即,A正确;对于B:由A正确可知B错误;
对于C:,
当时,,所以单调递增,所以,,所以,,即,,所以,,C正确;对于D:令,则,所以,所以,整理得.对,,若,则,可得,解得;若,则,可得,解得;若,则,可得,解得.由A可知,,,即,此时成立;下面证明:对,当时,;时,.令,则,当时,,当且仅当时取等号,所以在单调递增,当时,,所以,得;
当时,,当且仅当时取等号,所以在单调递减,当时,,所以,得.当时,,单调递增,可得,由可得,因为,所以,所以,即成立;当时,,单调递增,可得,因为,,所以,所以,又由可得,所以,即,整理得,又由可得,所以,所以,可得,即,所以此时成立.综上可知D正确;故选:ACD.
【例11】(多选题)已知不等式在上恒成立(当且仅当时等号成立),下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据已知不等式,对赋值可以判断四个选项.
【详解】对于A,将替换为,则,所以,所以A正确;对于B,由A可得,故,又由题设得,故,即,故B正确;
对于C,D由已知和 A得,令得,
即,所以C,D错误;故选:AB.
【变式训练】
1.若,x,,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【详解】因为,所以.因为,所以.所以,即.当且仅当,,即,时等号成立,所以的最小值为.故选:C.
2.若正实数a,b满足,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】因为,为单调递增函数,故,由于,故,或.对于ABC,分、,结合对数函数的性质及作差比较法即可判断;对于D,由两边取自然对数得到,即,构造函数(且),通过导数判断单调性即可判断.
【详解】因为,为单调递增函数,故,由于,故,或,当时,,此时;,故;,即,得,但的大小不确定,
当时,,此时,,故;
,即,得,但的大小不确定,所以ABC均不正确;对于D,,两边取自然对数,,因为不管,还是,均有,所以,故只需证即可,设(且),则,令(且),则,当时,,当时,,所以在上单调递增,在上单调递减,所以,所以在且上恒成立,故在定义域上单调递减,因为,所以,结论得证,D正确.故选:D.
3.若实数,,满足,则,,的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,求出的函数关系,再在同一坐标系内作出函数图象,数形结合即可判断.
【详解】令,得,在同一坐标系内作出函数的图象,
则分别是函数的图象与直线交点的纵坐标,观察图象得,当时,;当时,;当时,,因此ABC都可能,D不可能.
故选:D
4.已知实数满足,则( )
A. B. C.2 D.2
【答案】A
【分析】由,得,
得,故,再由,构造函数,由单调性求解.
【详解】,则,得,故,由,得,令,因为都是增函数,所以在上是增函数,由,得,故.故选:A
5.若,,均为正数,且,记,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先把指数式转化为对数式然后应用对数的换底公式乘法运算得出,利用基本不等式及换底公式求出,利用求出,进而求出,从而确定选项.
【详解】设,则,,,所以.
因为,所以,即,而,所以;又因为,所以.故选:B.
6.已知实数,满足,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知得,即有同号或,结合不等式的性质判断各项的正误.
【详解】两边取对得,则且,即同号或,所以,当时,不成立,A错;由,B对;由,若时,,C错;由,且,当时,,此时,D错.故选:B
7.(多选题)已知正数、、满足,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】把指数式转换成相应的对数式后,运用对数运算法则及换底公式及基本不等式即可.
【详解】令,可得,,,,故A正确;,故B正确;
,,所以,得,又,所以,得,所以,,故C不正确;
,故D正确;故选:ABD
8.(多选题)若,则下列结论正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【分析】先证明:对任意,,有,利用此结论,当时,可判定AB;再运用对数运算性质判断CD.
【详解】先证明结论:对任意,,有;证明如下:因为,所以为减函数,所以,即,设,即,则为减函数,所以,即,从而,也就是,当时,可得,A正确,B错误;
应用上面的结论可得:
,故D正确,C错误.故选:AD
【点睛】关键点点睛:证明命题:对任意,,有,是后续解题的关键.
9.(多选题)已知函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.最小值为14
【答案】ACD
【分析】根据函数解析式得到函数图象,即可判断A,根据函数值相等以及对数的运算可判断B,根据基本不等式以及成立条件可判断C、D.
【详解】对于A,的图象是由的图象向右平移2个单位长度而得到,如图:显然A正确;对于B,,所以,
即,故B不正确;对于C,由选项B可知,即,解得,当且仅当时取等号,,,故C正确;对于D,,当且仅当,即时取等号,故D正确.故选:ACD.
10.(多选题)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】利用对数运算可知,,且,,进而计算,结合对数函数单调性判断A;利用基本不等式判断B;作差法判断C;利用指数函数和幂函数单调性判断D.
【详解】根据题意,,,对于A,,A正确;对于B,,因为,所以等号不成立,即,B错误;
对于C,由,,,则,由,
可得,C正确;对于D,由于,,所以,,
则,,且,由于为减函数,所以,
由于为增函数,所以,所以,即,
则,D正确.故选:ACD
【点睛】关键点点睛:对于D项,将等价转化为,进而利用指数函数和幂函数的单调性判断是关键.
题型04 与三角行三边相关的不等式问题
解|题|策|略
利用三角形两边之和大于第三边,即
【精选例题】
【例1】设,若对任意的正实数,都存在以为三边长的三角形,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】显然,于是,、、能构成三角形
对任意正整数、,恒有 ①
由,知式①右边.易知时,式①右边取最小值.
又式①左边的表达式恰为右边表达式的倒数,从而,其最大值为.故.故答案为:
【例2】设,若三个数能组成一个三角形的三条边长,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,令,
则,所以,因为能组成一个三角形的三条边长,所以,即,因为,所以令,则,即,因为,
当且仅当时取等号,但是取不到,所以,所以,所以;
令,则,令,,
则,所以函数在上单调递增,
所以,所以,,综上,.故选:C.
【变式训练】
1.的边分别为a,b,c,且满足,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】,令,则,又,
∴,可解得,
即,故,∴.故答案为:
2.已知函数,对任意实数,使得以,,数值为边长可构成三角形,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】要想对任意实数,使得以,,数值为边长可构成三角形,只需,设,当时,函数单调递减,当时,函数单调递增, 因为,所以,当时,即时,
,此时,因此由,而,所以;当时,即当时,此时,此时,因此由,而,所以,
若时,即时,若,即当时,显然此时,由,显然,若,即当时,显然此时,因此由,而,综上所述:实数的取值范围为,故答案为:
3.已知,,,,.若a,b,c构成三角形的三边,则m的取值范围是 .
【答案】
【详解】若a,b,c为三边可构成三角形,则,且成立,即,且成立,即成立,而,令,则,令,
则,易知在上递减,所以,所以,
又成立,而,当且仅当时,等号成立,所以;所以.故答案为:
题型05 利用不等式性质解决最值问题
解|题|策|略
求类似的最小值一类题目,我们一般设,则,再通过三个式子相加或者相乘,然后用基本不等式构造一个不等式,求出最值即可
【精选例题】
【例1】已知表示中的最大者,若,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】设,由最值性质建立的不等式,求出的范围,得到最小值.
【详解】设,则.因为,所以.所以,所以,所以,解得,所以的最小值为,即的最小值为.故选:B.
【例2】设,已知或,则的最小值为(以表示数集中最大的数)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用换元法表示出,再根据不等式性质,分情况讨论求解.
【详解】令,,,其中,所以,
令,因此,若,则,即,所以,则,若,则,即,
所以,则,综上所述,,当且仅当,且时等号成立,因此的最小值为.故选:C.
【例3】记表示数集中最大的数,设为正数,,,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】由不等式性质可得,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】由题意,,则,当且仅当时,全部取得等号,所以,故的最小值为4.故答案为:4.
【例4】定义表示实数,中的较大者,若,,是正实数,则的最小值是 .
【答案】
【分析】讨论与的大小关系,在每种情况中分别用基本不等式和不等式的性质确定的范围,即可得解.
【详解】按和分类:记,当时,,,当且仅当,,时,等号成立;当时,,,当且仅当,,时,等号成立.综上所述,的最小值是.故答案为:.
【例5】设,,是非负实数,满足,,设,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据不等性质可知,再根据,进而可知,进而转化为二次函数零点与最值问题.
【详解】由对称性,不妨设,则,所以,而,,由,即,为函数的两个不大于的零点,所以,解得,所以,当,,时取等号,故答案为:.
【变式训练】
1.表示,中的最大者,若,则的最小值为 .
【答案】2
【分析】先根据的定义及不等式性质得,然后利用基本不等式求解最小值即可.
【详解】,因为,,,
所以,
当且仅当,,即,时等号成立.故答案为:2
2.定义,设,已知或,则的最小值为 .
【答案】/0.2
【分析】不妨设,问题转化为求的最小值,再根据条件求解即可.
【详解】不妨设,其中,则,
所以,若,则,即,又,所以,解得,若,则,即,
又,所以,解得,当且仅当,即时等号成立,
综上所述:,所以的最小值为.故答案为:.
3.记表示三个数中的最大数.若函数的值域为,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先由值域为得到不等式,再利用不等式的性质比较三者大小,再借助分数的性质及不等式放缩求解最值可得.
【详解】若函数的值域为,记,则,故,
由,得,且,所以,又,
所以,故.则由且,
可得,当且仅当,即时等号成立.
的最小值为.故答案为:.
【点睛】关键点点睛:解决此题的关键在于利用不等式及分数的性质求解最小值.
4.设表示,,,中最大的数,已知,均为正数,则的最小值为 .
【答案】
【分析】分别求得和的最大值,和的最大值,确定这个最大值的最小值,两者比较后即可得.
【详解】都是正数,因此,,其最小值是,
,,其最小值是,,所以的最小值为,当且仅当时取得,
故答案为:.
5.定义为数集M中最大的数,已知,若或,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解法一:令,,,其中,,,所以,若,则,可得,令,则,所以,则,当且仅当,,时等号成立.若,则,即,令,
则,所以,则,当且仅当,,时等号成立,综上可得,的最小值为.
解法二:根据数轴上点的距离公式,可得分别为线段的长,如图所示,若点固定,即求三个线段中最长线段的长的最小值,可知当三个线段等长时,最长的线段长取最小值,不妨设为,的长为,则,即,若,则,即,解得;若,则,即,解得,因为,所以的最小值为.故答案为:.
题型06 基本不等式中的局部放缩再求最值
解|题|策|略
遇到多变量问题求最值,有时候我们可以对局部进行放缩,然后再求最值
【精选例题】
【例1】已知正实数a,b,c,,则的最小值为______
【答案】【详解】看到这个,很容易想到提出公因式就是,很明显可以利用1的代换求出其最值
所以原式
【例2】对任意的正实数,且满足,则的最小值为 .
【答案】【详解】由正实数,且可得;当且仅当时,即时,等号成立;
又,当且仅当,即时,等号成立;所以当,时,等号成立,此时的最小值为.故答案为:
【例3】已知且,求的最小值为 .
【答案】【详解】
所以原式
【变式训练】
1.已知,,是正实数,且,则最小值为 .
【答案】【详解】解:,由于,,是正实数,且,所以,当且仅当,即,所以时等号成立,则的最小值为,所以,当且仅当,即时等号成立,则最小值为.故答案为:.
2.已知正数满足,,则的最小值为 .
【答案】【详解】由,得,,则,
,当且仅当时取“=”,所以当时,的最小值为.故答案为:
题型07 基本不等式中三角函数进行三角换元求最值问题
解|题|策|略
①遇到形如,可以利用三角换元设
②遇到形如,可以利用三角换元设
【精选例题】
【例1】(多选题)若x,y满足,则( ).
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】因为(R),由可变形为,,解得,当且仅当时,,当且仅当时,,故A正确,B错误;由可变形为,解得,当且仅当时取等号,故D正确;因为变形可得,设,所以,因此
,所以当时,即时,此时,取到最大值2,故C错误.故选:AD.
【例2】函数的最大值为( )
A. B.4 C.3 D.5
【答案】D
【详解】由解得,所以函数的定义域是.由于,
故可设,其中,所以,其中,且,所以,所以当时,取得最大值为.
故选:D
【例3】已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】法一:∵,∴可设,,∴,代入所求式子得,,当且仅当,时等号成立.所以的最小值为.
法二:设,,代入已知等式得,,
∴,其中,.∴,所以的最小值为.故选:D
【变式训练】
1.已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,令,所以,其中,,所以当时,取得最大值为.故选:C
2.已知实数满足,则的最大值是( )
A. B.4 C. D.7
【答案】C
【详解】法一:令,则,代入原式化简得,因为存在实数,则,即,化简得,解得,故 的最大值是,
法二:,整理得,令,,其中,
则,,所以,则,即时,取得最大值,
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.若,则的最小值为( )(参考:,.)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由已知等式变形得出,结合基本不等式可得出的最小值.
【详解】因为,则,即,可得,当且仅当时,即当时,等号成立,故的最小值为.
故选:C.
2.已知正数,满足,则( )
A. B.的最小值为4
C.的最小值为4 D.
【答案】D
【分析】对A,举反例;对B,利用基本不等式求解;对C,利用基本不等式取等号条件判断;对D,利用基本不等式求得,得解.
【详解】对于A,由,,取,则,故A错误;对于B,,当且仅当,即时,等号成立,故B错误;对于C, ,当且仅当,即时等号成立,由,等号不成立,故C错误;对于D,,当且仅当,即时,等号成立,所以,故D正确.故选:D.
3.甲乙两位驾驶员采用不同的加油方式,甲不考虑油价升降,每次都将油箱加满.乙不考虑油价升降,每次加油所花的钱数一定,多次加油之后,甲乙两位驾驶员谁的加油方式比较经济?( )
A.甲比较经济 B.甲和乙一样经济 C.乙比较经济 D.不能确定
【答案】C
【分析】设两次加油的油价分别为 ,分别计算出甲、乙两人加油的平均单价,再对两者进行比较.
【详解】设两次加油的油价分别为 ,甲每次都将油箱加满,设油箱容量为V,可得甲加油的平均单价为 .设乙每次加油花费的钱数都为M,则第一次加油的油量 ,第二次加油的油量为,两次加油的花费为2M,总共加的油量为,可得乙加油的平均单价为,因为,所以 ,所以乙比较经济,
故选:C
4.函数,若存在正实数,,…,,其中且,使得,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【分析】根据基本不等式求出,则由不等式的性质可知,将题意转化为,得关于的不等式组,解之即可.
【详解】,当时,,
,,即,所以,
,由知,集合,因为且,所以,所以,即,又,所以的最大值为7.故选:B.
5.已知正实数,,满足,则取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,将条件化为关于的方程有解,利用判别式求的范围.
【详解】设,则,所以关于的方程在上有解,对于,其图象开口向上且对称轴,所以,只需,则,所以.故选:B
6.设,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将问题转化为“恒成立”,然后根据的正负分类讨论,结合基本不等式求得最值,进而求得的取值范围.
【详解】因为恒成立,所以恒成立,
当时,只需,因为,当且仅当,即时取得最小值为,所以,所以;当时,只需,
因为,
当且仅当,即时取得最大值为,所以,所以,综上所述,,故选:A.
7.已知函数,若对于任意实数与至少有一个为正数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对参数分类讨论,再由二次函数单调性和符号得出对应区间内的不等关系,解不等式即可.
【详解】显然,依题意可知当时,若,则,若,则,因此对于任意,函数恒成立,此时由可知开口向下,因此不符合题意;当时,若,则,若,则,因此对于任意,函数恒成立,此时开口向上,对称轴为,若,对称轴,函数在区间上单调递减,故其最小值为,符合题意,若,可知对称轴,此时需满足,可得;综上可知;所以实数的取值范围是.故选:B
8.当时,关于的不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分和两种情况去掉绝对值符号结合不等式的解法讨论可得.
【详解】当时,恒成立,当即时,不等式的解集为或,又当时,关于的不等式恒成立,所以需满足即;当即时,不等式的解集为或,又当时,关于的不等式恒成立,所以需满足即;当时,,而恒成立,此情况无解,综上,时,;时,,所以实数的取值范围是.故选:B.
9.已知,,且,则的最小值是( )
A. B.5 C. D.7
【答案】D
【分析】先根据已知条件得出的关系,代入后变形构造基本不等式,最后利用基本不等式求和的最小值.
【详解】,,且,,,
,当且仅当,即等号成立,的最小值为7.故选:D.
10.已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由条件可得,再利用基本不等式求的最小值,由此可得结论.
【详解】因为,因为,,,所以,所以.又因为,当且仅当即时取等号.所以.故选:D
11.已知二次函数对任意恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据一元二次不等式恒成立得出,可得出,结合基本不等式可求得的最小值.
【详解】因为二次函数对任意恒成立,所以,可得,所以,
当且仅当时,即当或时,上述不等式中的两个等号同时成立,故的最小值为.故选:B.
二、多选题
12.生活经验告诉我们:克糖水中有克糖(,,且),若再添加克糖()后,糖水会更甜,于是得出“糖水不等式”:.根据“糖水不等式”等知识判断,下列命题一定正确的是( )
A.若,,则
B.若,且,则
C.若,,为三条边长,则
D.若,,为三条边长,则
【答案】ACD
【分析】对A,利用作差法比较;对B,举反例说明;对CD,根据糖水不等式可依次判断.
【详解】对于A,,
,即,故A正确;对于B,当,时,,,故B错误;对于C,由题,,则,,又,所以,故C正确;对于D,,,,,故D正确.故选:ACD.
13.已知实数m,n满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】利用在上单调递减,可判断选项A;利用在区间上单调递减,可判断选项B;由在区间上单调递减,可判断选项D;由 得到,利用的单调性得到,利用不等式的性质可判断选项C.
故选:ABD.
【详解】因为在上单调递减,且,所以,故A正确;因为在区间上单调递减,所以,故B正确;因为在区间上单调递减,所以,故D正确;因为,所以,所以,所以,所以,即,故C错误.故选:ABD.
14.已知曲线C:,下列结论正确的是( )
A.曲线C关于x轴对称
B.曲线C构成的封闭图形面积小于的面积
C.曲线C上任一点到坐标原点O的距离都不超过2
D.曲线C的内部(不含边界)有4个整点(横、纵坐标均为整数的点)
【答案】AC
【分析】对于A,运用点关于轴的对称点是满足方程,则曲线的图象关于轴对称;对于B,通过放缩法得曲线C:,进而由曲线C包含圆可判断B;对于C,根据已知条件可得即可;对于D,计算边界点来界定整点个数.
【详解】对于A,设为曲线C上任意一点,它关于x轴的对称点是,将代入曲线C的方程得,化简得与原方程相同,故也在曲线C上,则轴是曲线C的一条对称轴,故A正确;对于B,因为,所以,即,所以曲线C包含圆,所以曲线C构成的封闭图形面积大于的面积,故B错误.对于C,由,可得.
当,时,等号成立,∴,即曲线C上任一点到坐标原点O的距离都不超过2,故C正确;对于D,令,解得或,即曲线C经过(0,0),(0,1),,此时曲线C的内部无整点,由选项的结论可知曲线上任一点到坐标原点的距离都不超过2,∴,
令,得,而,此时曲线的内部有3个整点;令,得,无解,令,得,即曲线C经过(2,0),不含边界无整点,令,得,无解,因此曲线C的内部有3个整点,故D错误.故选:AC.
15.已知正数满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】对于A,利用基本不等式,即可求解的最大值;对于B,通过消元,结合二次函数的图像性质,即可求解;对于C,令,代入已知条件,运用判别式法即可求解;对于D,将变形为,然后展开并利用基本不等式求解.
【详解】对于A:,此时,当且仅当时等号成立,故A正确;对于B:因为,所以,所以,当且仅当时等号成立,故B错误;对于C:令,即,则,代入得,则有,即,解得,即,当且仅当时等号成立,故C正确;对于D:,
当且仅当,时等号成立,故D正确.故选:ACD
16.已知曲线C:,则下列结论正确的是( )
A.曲线C关于原点对称
B.直线与曲线C有公共点
C.曲线C上任一点的横坐标的取值范围是
D.曲线C上任一点与原点距离的取值范围是
【答案】ACD
【分析】根据曲线方程的特点可判断A的真假;根据一元二次方程根的判别式可判断B的真假;把方程看成关于的一元二次方程,利用可求的取值范围,判断C的真假;利用基本不等式可判断D的真假.
【详解】对A:用代替,代替,可得,即,与原方程一致,故曲线关于原点对称.故A正确;对B:当时,,由,所以方程无解,即直线与曲线C无公共点.故B错误;对C:把曲线方程看成关于的一元二次方程,,因为该方程有解,所以.故C正确;对D:因为,当且仅当或时取等号;又,所以,当且仅当或时取等号.综上,,即曲线C上任一点与原点距离的取值范围是.故D正确.故选:ACD
17.已知正实数满足,则( )
A.的取值范围是
B.的取值范围是
C.的最小值为6
D.的最小值为
【答案】ACD
【分析】选项A,从解出,即可得解;选项B,由已知得到 ,利用基本不等式求解;选项C,由,直接使用基本不等式求解; 选项D,由已知得到,代入,利用求解.
【详解】选项A,,,,,,,,,
,,,,故选项A正确;选项B,,,,,,,当且仅当时取等号,即,解得,的取值范围是,故选项B错误;选项C,,,,,,,当且仅当时取等号,即,解得,的最小值为,故选项C正确;选项D,,,,,,,,,,当且仅当时取等号,即,解得,的最小值为,故选项D正确.故选:ACD.
18.已知均为正实数,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据不等式的性质,利用已知条件结合基本不等式对各选项进行逐一分析判断.
【详解】选项A:,当且仅当时取等号,又,,
均为正实数,,即,当且仅当时取等号,故A正确;选项B:,,,当且仅当,即时,,而,故B错误;选项C:,令,则,等式成立,此时,故C错误;选项D:,,变形可得,设,则,故同号,当时,
,当且仅当,即时等号成立;当时,,,则,与矛盾,故不符合题意.
,当且仅当时等号成立,故D正确.故选:.
三、填空题
19.已知,则的最大值为 .
【答案】
【分析】消去后借助换元法可用表示,再对分类讨论后利用基本不等式计算即可得解.
【详解】由,则,即,则,由,,故,即,令,则,有,
当时,;当时,,当且仅当,即,时,等号成立;综上可得,的最大值为.故答案为:.
20.已知实数满足,则的取值范围是 ..
【答案】
【分析】由题干中的等量关系化简所求代数式,根据参数的取值范围,可得答案.
【详解】,则,
又,得,
设,由函数在上单调递减,在上单调递增,
则,由原式为,则所求范围为.
故答案为:.
21.若,,都有,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】先求绝对值表达式的最小值,再将不等式转化为关于的一次函数恒成立问题,通过解不等式组得到的取值范围.
【详解】先求的最小值:
由绝对值三角不等式,,
当且仅当时取等号,故的最小值为.
原不等式等价于:对任意,恒成立,
即对任意恒成立.
构造关于的一次函数,需且:
由,得,即,解得.
由,得,即,解得.
综上所述,,即实数的取值范围是.
故答案为:
22.若实数、、满足,,则实数的最小值是 .
【答案】
【分析】用、表示出,利用基本不等式求出的最小值,即可求得的最小值.
【详解】由可得.由可得,所以,∵,,∴,∴,且仅当即时取等号.∴时,实数取得最小值.故答案为:
23.已知集合,,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】解一元二次不等式求解集合A,然后根据交集可得,则,进而根据二次函数性质求解范围即可.
【详解】,因为,又因为,
所以关于的方程有两个实数根,,且,,所以有,得,所以,解得.又因为,,
令,,对称轴为,所以函数在上单调递增,所以函数,即的取值范围为.故答案为:
24.已知正数,,满足,则的最小值为 ;的最小值为
【答案】 1 2
【分析】利用常数换元齐次化后,分离常数,利用基本不等式求得①;先固定,利用基本不等式使最大化,进而化简,换元,进一步化简,最后利用二次函数的性质得到②.
【详解】对于空①:
,当且仅当时取等号,所以的最小值为;对于空②:
记,先固定,,由基本不等式的性质知,,当且仅当 时去等号,取到相对于固定的时的最大值.因为 ,所以 .表达式变为:,设,则 ,,,,设.由二次函数的性质知当且仅当 时取得最大值。因此 的最小值为 .
由,即 ,,.所以,故答案为:1;2
25.已知函数,且,则的最小值是 .
【答案】2
【分析】首先证明从而得到,然后利用基本不等式中“1”的妙用即可求解.
【详解】因为,在上单调递增,,所以,所以,当且仅当,结合,即时取得.所以的最小值为2.故答案为:2
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专题02 不等式的综合应用与求值技巧
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热点聚焦 方法精讲 能力突破
热点聚焦·析考情
锁定热点,靶向攻克:聚焦高考高频热点题型,明确命题趋势下的核心考查方向。
题型引领·讲方法
系统归纳,精讲精练:归纳对应高频热点题型的解题策略与实战方法技巧。
能力突破·限时练
实战淬炼,高效提分:精选热点经典题目,限时训练,实现解题速度与准确率双重跃升。
近三年:1、不等式是近3年的高考命题热点,以选择题填空题为主,考查内容、频率、题型、难度较为稳定,重点是基本不等式,及不等式与指数对数相结合.
2、基本不等式作为求最值的工具,经常结合其他知识点运用,比如圆锥曲线的解答题,立体几何中的最值问题.
预测2026年:不等式内容可能与指数、对数不等式的形式考查,同时还需重点关注基本不等式的基本运用.
热点题型:
题型01 利用不等式的性质求最值 题型02 基本不等式及其应用
题型03 指数对数与不等式综合运用 题型04 与三角行三边相关的不等式问题
题型05 利用不等式性质解决最值问题
题型06 基本不等式中的局部放缩再求最值
题型07 基本不等式中三角函数进行三角换元求最值问题
题型01 利用不等式的性质求最值
解|题|策|略
常见不等式①②③
【精选例题】
【例1】已知,,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【例2】设定义在上的函数,满足,且对任意,满足,,则( )
A. B. C. D.
【例3】(多选题)已知实数,满足,,则( )
A.的取值范围是 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.,,使得
【例4】(多选题)在下列四个命题中,正确的是( )
A.若,则
B.若,,则
C.已知,,则
D.已知,若,,则
【例5】(多选题)在极端刺激下,物理刺激强度与人类心理感受之间的关系近似满足史蒂文斯幂定律:,其中为非零常数,为幂常数,为主观感觉强度,为物理刺激强度,.现有如下RPE(主观感觉强度)表:
强度
自我感觉
6-8
9-11
12-14
15-17
18-20
已知在临床条件下,在RPE强度为时得到的实际物理刺激强度为,则( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
【例6】已知实数,满足且,则的最大值为 .
【例7】设为互不相等的三个实数,且,则有
A. B.
C. D.
【例8】(多选题)已知正数满足,则( )
A. B. C. D.
【例9】当时,不等式恒成立,则的最大值是 .
【变式训练】
1.已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(多选题)已知,且.则下列选项正确的是( )
A.若,则 B.若,则 C.若,则 D.若,则
3.(多选题)若,,则( )
A.的取值范围是 B.的取值范围是
C.的取值范围是 D.的取值范围是
4.已知正数a,b,c满足,则的取值范围是 .
5.设,若,则的取值范围为 .
6.若关于的不等式的解集为,则的取值范围是 .
7.若是定义在上的函数,且对任意都有,,且,则
题型02 基本不等式及其应用
解|题|策|略
①常见不等式:,,
②三角换元:遇到,配凑成,可设
③遇到结构,可同除
④学会运用消元法,齐次化,分解因式法及万能K法
【精选例题】
【例1】设,则下列说法正确的是( )
A.ab的最小值为1 B.的最小值为4 C.的最小值为9 D.的最大值为
【例2】已知正实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【例3】已知,且,则的最小值与最大值之和为( )
A. B. C. D.
【例4】(多选题)已知正实数满足,则( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【例5】(多选题)下列命题中正确的是( )
A.若,,,则的最小值为
B.已知,,,则的最小值是
C.若,则的最小值为4
D.若,,,则的最小值为
【例6】(多选题)下列命题正确的有( )
A.已知,,且,则的最小值为9
B.已知,,且,则的最小值为
C.已知,,且,则的最小值为
D.已知,,且,则的最小值为
【例7】(多选题)已知正数,满足,则( )
A.的最小值为4 B.当时,的最小值为2
C.的最小值为6 D.的最小值为
【例8】(多选题)已知,,且,则( )
A. B. C. D.
【例9】(多选题)已知,,,则下列正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.最大值为8 D.的最大值为6
【例10】(多选题)下列是真命题的是( ).
A.已知,且,则 的最大值为5
B.已知,则的取值范围为
C.已知且恒成立,实数的最大值是
D.若则的最大值是6.
【变式训练】
1.(多选题)若满足,则( )
A. B. C. D.
2.(多选题)已知,为正实数,且,则下列选项正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为
3.(多选题)已知,,,则( )
A.的最大值为2 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为11
4.(多选题)已知均为正实数,且,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为5
C. 的最小值为 D.若,则的最小值为
5.(多选题)已知,且,则下列不等式不恒成立的是( )
A. B. C. D.
6.(多选题)已知正实数满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最大值为
7.(多选题)已知,则( )
A.若,则 B.若,则
C.当,时,的最小值为4 D.当,时,的最小值为2
8.(多选题)已知关于的不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值为 C.的最大值为 D.的最小值为
9.(多选题)已知,,且,则下列结论正确的有( )
A. B.的最小值为8 C.的最小值是 D.的最小值为2
10.(多选题)下列说法正确的是( )
A.若,则的最小值为
B.已知,且,则的最小值为
C.已知,且,则的最小值为
D.若,则的最小值为
11.已知函数,且,则的最小值是 .
题型03 指数对数与不等式综合运用
解|题|策|略
①指对数转换,②换底公式
③常见不等式放缩,,
【精选例题】
【例1】已知,若,,则( )
A. B. C. D.
【例2】已知,,则下列式子不成立的是( )
A. B. C. D.
【例3】已知是函数图象上两个不同的点,则下列4个式子
①;②;③;④,
其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【例4】已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
【例5】若,则的最小值为( )
A.1 B. C.3 D.
【例6】若实数满足,,则的最大值是( )
A.2 B.1 C. D.
【例7】已知,则( )
A. B. C. D.
【例8】已知,且,则( )
A. B. C. D.
【例9】(多选题)已知函数,若,则( )
A.的最小值为2 B.的最小值为
C. D.的最大值为
【例10】(多选题)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【例11】(多选题)已知不等式在上恒成立(当且仅当时等号成立),下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练】
1.若,x,,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
2.若正实数a,b满足,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
3.若实数,,满足,则,,的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
4.已知实数满足,则( )
A. B. C.2 D.2
5.若,,均为正数,且,记,则( )
A. B. C. D.
6.已知实数,满足,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
7.(多选题)已知正数、、满足,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
8.(多选题)若,则下列结论正确的有( )
A.
B.
C.
D.
9.(多选题)已知函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.最小值为14
10.(多选题)已知,则( )
A. B. C. D.
题型04 与三角行三边相关的不等式问题
解|题|策|略
利用三角形两边之和大于第三边,即
【精选例题】
【例1】设,若对任意的正实数,都存在以为三边长的三角形,则实数的取值范围是 .
【例2】设,若三个数能组成一个三角形的三条边长,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.的边分别为a,b,c,且满足,则的取值范围为 .
2.已知函数,对任意实数,使得以,,数值为边长可构成三角形,则实数的取值范围为 .
3.已知,,,,.若a,b,c构成三角形的三边,则m的取值范围是 .
题型05 利用不等式性质解决最值问题
解|题|策|略
求类似的最小值一类题目,我们一般设,则,再通过三个式子相加或者相乘,然后用基本不等式构造一个不等式,求出最值即可
【精选例题】
【例1】已知表示中的最大者,若,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【例2】设,已知或,则的最小值为(以表示数集中最大的数)( )
A. B. C. D.
【例3】记表示数集中最大的数,设为正数,,,则的最小值为 .
【例4】定义表示实数,中的较大者,若,,是正实数,则的最小值是 .
【例5】设,,是非负实数,满足,,设,则的最大值为 .
【变式训练】
1.表示,中的最大者,若,则的最小值为 .
2.定义,设,已知或,则的最小值为 .
3.记表示三个数中的最大数.若函数的值域为,则的最小值为 .
4.设表示,,,中最大的数,已知,均为正数,则的最小值为 .
5.定义为数集M中最大的数,已知,若或,则的最小值为 .
题型06 基本不等式中的局部放缩再求最值
解|题|策|略
遇到多变量问题求最值,有时候我们可以对局部进行放缩,然后再求最值
【精选例题】
【例1】已知正实数a,b,c,,则的最小值为______
【例2】对任意的正实数,且满足,则的最小值为 .
【例3】已知且,求的最小值为 .
【变式训练】
1.已知,,是正实数,且,则最小值为 .
2.已知正数满足,,则的最小值为 .
题型07 基本不等式中三角函数进行三角换元求最值问题
解|题|策|略
①遇到形如,可以利用三角换元设
②遇到形如,可以利用三角换元设
【精选例题】
【例1】(多选题)若x,y满足,则( ).
A. B. C. D.
【例2】函数的最大值为( )
A. B.4 C.3 D.5
【例3】已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
2.已知实数满足,则的最大值是( )
A. B.4 C. D.7
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.若,则的最小值为( )(参考:,.)
A. B. C. D.
2.已知正数,满足,则( )
A. B.的最小值为4
C.的最小值为4 D.
3.甲乙两位驾驶员采用不同的加油方式,甲不考虑油价升降,每次都将油箱加满.乙不考虑油价升降,每次加油所花的钱数一定,多次加油之后,甲乙两位驾驶员谁的加油方式比较经济?( )
A.甲比较经济 B.甲和乙一样经济 C.乙比较经济 D.不能确定
4.函数,若存在正实数,,…,,其中且,使得,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
5.已知正实数,,满足,则取值范围为( )
A. B. C. D.
6.设,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.已知函数,若对于任意实数与至少有一个为正数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.当时,关于的不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.已知,,且,则的最小值是( )
A. B.5 C. D.7
10.已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
11.已知二次函数对任意恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
12.生活经验告诉我们:克糖水中有克糖(,,且),若再添加克糖()后,糖水会更甜,于是得出“糖水不等式”:.根据“糖水不等式”等知识判断,下列命题一定正确的是( )
A.若,,则
B.若,且,则
C.若,,为三条边长,则
D.若,,为三条边长,则
13.已知实数m,n满足,则( )
A. B.
C. D.
14.已知曲线C:,下列结论正确的是( )
A.曲线C关于x轴对称
B.曲线C构成的封闭图形面积小于的面积
C.曲线C上任一点到坐标原点O的距离都不超过2
D.曲线C的内部(不含边界)有4个整点(横、纵坐标均为整数的点)
15.已知正数满足,则( )
A. B.
C. D.
16.已知曲线C:,则下列结论正确的是( )
A.曲线C关于原点对称
B.直线与曲线C有公共点
C.曲线C上任一点的横坐标的取值范围是
D.曲线C上任一点与原点距离的取值范围是
17.已知正实数满足,则( )
A.的取值范围是
B.的取值范围是
C.的最小值为6
D.的最小值为
18.已知均为正实数,且,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题
19.已知,则的最大值为 .
20.已知实数满足,则的取值范围是 ..
21.若,,都有,则实数的取值范围为 .
22.若实数、、满足,,则实数的最小值是 .
23.已知集合,,若,则的取值范围为 .
24.已知正数,,满足,则的最小值为 ;的最小值为
25.已知函数,且,则的最小值是 .
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