内容正文:
课下巩固精练卷(四) 基本不等式
【基础巩固题】
1.(人教B版必修一P82改编)已知a,b都是正数,且a+b=1,则的最小值是( )
A. B.2
C.4 D.8
解析:选C.由题意得a>0,b>0,a+b=1,故(a+b)=1+=4,当且仅当,即a=b=时取等号,故的最小值是4.
2.(人教A版必修一P48)已知x>1,则x+的最小值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.∵x>1,∴x-1>0,∴x+=(x-1)++1=3,当且仅当x-1=时,即当x=2时等号成立,∴x+的最小值为3.
3.(2024·安徽合肥三模)已知x>0,y>0,且2x+y=1,则的最小值为( )
A.4 B.4
C.4+1 D.2+1
解析:选D. +1,当且仅当,即y=时,等号成立.
4.(2024·辽宁大连三模)已知正实数a,b,则“a+2b≤2”是“a2+4b2≤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:选B.取a=,满足a+2b≤2,但a2+4b2=>2,
故“a+2b≤2”推不出“a2+4b2≤2”;
因为a2+4b2≥2=2·2ab=4ab,当且仅当“a=2b”时取等号,
当a2+4b2≤2时,a2+4b2+4ab≤2+4ab≤2+a2+4b2≤4,所以a2+4b2+4ab≤4,即(a+2b)2≤4,
因为a+2b>0,所以0<a+2b≤2,所以a2+4b2≤2能推出a+2b≤2.
故“a+2b≤2”是“a2+4b2≤2”的必要不充分条件.
5.若x>0,y>0,x+3y=1,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.因为x>0,y>0,x+3y=1,
则(x+3y)=+10=16,
当且仅当,即x=y=时,等号成立,所以0<,即的最大值为.
6.已知x>y>0且4x+3y=1,则的最小值为( )
A.10 B.9
C.8 D.7
解析:选B.由x>y>0得2x-y>0,x+2y>0,
令a=2x-y,b=x+2y,则a+2b=4x+3y,
由4x+3y=1得a+2b=1,
故(a+2b)=5+=9,
当且仅当,且a+2b=1,即a=b=时取等号,
也即2x-y=,即x=时,等号成立,
故的最小值为9.
7.(多选)(2024·海南模拟)若正实数a,b满足a+2b=1,则( )
A.的最小值为1+2
B.3b(2a+b)的最大值为1
C.a2+2b2的最小值为
D.(a+1)(b+1)的取值范围为(1,2)
解析:选BC.正实数a,b满足a+2b=1,a=1-2b,
对于A,+2=4,当且仅当a=b=时取等号,A错误;
对于B,3b(2a+b)≤2=(a+2b)2=1,当且仅当a=b=时取等号,B正确;
对于C,a2+2b2=(1-2b)2+2b2=6b2-4b+1=62+,当且仅当b=时取等号,C正确;
对于D,(a+1)(b+1)=(2-2b)(1+b)=2(1-b2)∈,D错误.
8.(多选)已知a>0,b>0且=2,则下列说法正确的是( )
A.ab有最小值4
B.a+b有最小值
C.2ab+a有最小值2
D.的最小值为4
解析:选ABD.A选项:由2=,得ab≥4,当且仅当,即a=1,b=4时取等号,故A选项正确;
B选项:a+b=(a+b)==,当且仅当,即a=,b=3时取等号,故B选项正确;
C选项:由=2,得2ab-4a-b=0,所以2ab+a=5a+b=(5a+b)==,当且仅当,即a=时取等号,故C选项错误;
D选项:由A的分析知ab≥4且a=1,b=4时取等号,所以,当且仅当4a=b,即a=1,b=4时取等号,故D选项正确.
9.若x<2,则x+的最大值为________.
解析:x++2,
由于x<2,所以2-x>0,
故2-x+=6,
当且仅当2-x=,即x=-1时,等号成立,
所以x-2+≤-6,
故x++2≤-4,
所以x+的最大值为-4.
答案:-4
10.函数f(x)=在(1,+∞)上的最大值为________.
解析:因为f(x)=,x∈(1,+∞),
令x-1=t,则t>0,
则f(t)=,
当且仅当2t=,t=1,即x=2时,等号成立,
故f(x)在(1,+∞)上的最大值为.
答案:
【综合应用题】
11.(多选)(2024·江苏扬州模拟)已知a=log23,b=log32,则( )
A.ab=1 B.>
C.<2 D.a+ln b>1
解析:选ABD.对于A,ab=log23×log32==1,故A正确:
对于B,=2>,在这里a≠b,所以严格来说有>2>,故B正确;
对于C,=ab=b+3a≥2在这里b≠3a,所以严格来说有>2,故C错误;
对于D,a+ln b=a+ln =a-ln a,而a=log23>1,定义f(x)=x-ln x(x>1),则f′(x)=1->0,从而f(x)=x-ln x(x>1)单调递增,所以f(x)>f(1)=1,所以f(a)=a-ln a=a+ln b>1,故D正确.
12.(多选)(2022·新高考Ⅱ卷)对任意x,y,x2+y2-xy=1,则( )
A.x+y≤1 B.x+y≥-2
C.x2+y2≤2 D.x2+y2≥1
解析:选BC.因为ab≤(a,b∈R),由x2+y2-xy=1可变形为解得-2≤x+y≤2,当且仅当x=y=-1时,x+y=-2,当且仅当x=y=1时,x+y=2,所以A错误,B正确;
由x2+y2-xy=1可变形为,解得x2+y2≤2,当且仅当x=y=±1时取等号,所以C正确;
因为x2+y2-xy=1变形可得y2=1,设x-=cos θ,y=sin θ,所以x=cos θ+y=sin θ,因此x2+y2=cos2θ+sin2θ+sinθcos θ=1+ -cos 2θ+sin ∈,所以x2+y2≥1不成立,所以D错误.
13.(2024·云南曲靖模拟)已知正数x,y满足x+y=4,则的最小值为__________.
解析:由正数x,y满足x+y=4,可得y=4-x,所以-1=0,当且仅当x=y=2时取等号,所以的最小值为0.
答案:0
14.(2024·广西河池模拟)若实数a>1>b>0,且a2+2b=b2+2a,则的最小值为________.
解析:由a2+2b=b2+2a可得(a-b)(a+b-2)=0,
因为a>1>b>0,所以a-b≠0,即a+b-2=0,则a-1+b=1,
则=(a-1+b)=2+=4,
当且仅当,即a=时等号成立,故的最小值为4.
答案:4
15.(2024·江西宜春三模)已知x>0,y>0,且满足4x2+9y2+6xy-3=0,则2x+3y的最大值为_____________.
解析:解法1:由4x2+9y2+6xy-3=0,可得4x2+9y2+12xy=3+6xy,
由基本不等式得(2x+3y)2=3+2x·3y≤3+2,可得(2x+3y)2≤3,
所以2x+3y≤2,当且仅当2x=3y时取等号,
联立方程组解得x=,故2x+3y的最大值为2.
解法2:由4x2+9y2+6xy-3=0,可得(x2+9y2+6xy)+3x2=3,
因为x>0,y>0,由权方和不等式得,即4≥(2x+3y)2,
所以2x+3y≤2,当且仅当,即2x=3y时取等号,
联立方程组解得x=,故2x+3y的最大值为2.
答案:2
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