内容正文:
1.6 基本不等式
12大考点汇总
考点01 配凑法
考点02 常数的妙用
考点03 齐次式
考点04 消元法
考点05 二次商式的最值问题
考点06 双换元法解基本不等式
考点07 多次使用基本不等式
考点08 柯西不等式的应用
考点09 权方和不等式
考点10 利用对勾函数求最值
考点11 基本不等式的恒成立求参问题
考点12 基本不等式的实际应用
题型专练
考点01 配凑法
1.函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对于函数进行变形得,再利用基本不等式求最值即可.
【详解】因为,所以,
所以,
当且仅当时,取等号,
所以的最大值为.
2.若,则函数的最小值为_____.
【答案】10
【详解】若,则,
所以函数,
当且仅当,即时等号成立,
故函数的最小值为.
3.已知实数,则的最小值是__________.
【答案】
【分析】将变形为,利用基本不等式求解范围得到最小值.
【详解】,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为
4.已知,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】将原式配凑为,利用基本不等式求解即可.
【详解】,,,
,
当且仅当,即时等号成立.
所以的最小值为6.
故选:C.
考点02 常数的妙用
5.若均为正数,且,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】利用基本不等式“1”的妙用求最值求解.
【详解】,
当且仅当,即时等号成立,
所以,的最小值为.
6.(多选)设正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.有最小值
C.有最大值 D.有最小值
【答案】ABC
【分析】结合已知条件,利用基本不等式及其变形逐一判断各选项即可.
【详解】对于A,由基本不等式,代入得,即,
当且仅当时等号成立,所以最大值为,故A正确;
对于B,,由基本不等式,
故,当且仅当时等号成立,
所以最小值为,故B正确;
对于C,,由选项A知,
故,即,
当且仅当时等号成立,所以最大值为,故C正确;
对于D,,由选项A知,故,
则,
即最小值为,不是,故D错误.
7.已知正数x,y满足,则的最小值为_________.
【答案】
【详解】由题意得
,当且仅当时成立.
8.已知 ,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.4
【答案】C
【分析】借助基本不等式“1”的活用计算即可得.
【详解】由,则、,
故
,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为.
9.已知为正数,,则的最小值为_________.
【答案】
【分析】问题化为求的最小值,应用“1”的代换及基本不等式求其最小值即可.
【详解】由题设,则,
求的最小值,即求的最小值,其中,
由,
当且仅当,即时取等号,
综上,的最小值为.
10.已知正数x,y满足,则的最小值为______.
【答案】
【分析】根据题意得,再结合基本不等式“1”的用法求解即可.
【详解】因为正数x,y满足,所以,即,
所以
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
11.若正数满足,则的最小值是__________.
【答案】
【分析】由题意可得,将化为,展开后利用基本不等式,即可求得答案.
【详解】由题意正数满足,得,
则,
当且仅当,即时等号成立,
即的最小值是,
故答案为:
12.已知,,,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】由题,然后由基本不等式可得答案.
【详解】因由题设及基本不等式,
,
当且仅当,即时取等号.
13.已知正实数满足,则的最小值为__________.
【答案】/
【分析】利用“”的代换结合基本不等式即可求解.
【详解】因为正实数满足,所以,所以,
,当且仅当时取等号,即,时,最小值为.
考点03 齐次式
14.设,,且,则( )
A.有最小值为 B.有最小值为
C.有最小值为 D.有最小值为
【答案】D
【分析】利用已知条件变形凑配出积为定值,然后由基本不等式求得最小值.
【详解】因为,,且,
所以,
当且仅当,即时等号成立.
所以有最小值为.
故选:D
15.已知实数,且,则的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用“1”的代换并变形,再利用基本不等式求解.
【详解】实数,且,则
,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
16.已知,,,,则的最小值为( )
A.4 B. C.18 D.20
【答案】C
【分析】利用常数代换,凑齐次,即可利用基本不等式先求得相关的最小值,再配凑利用基本不等式求得相关的最小值即可.
【详解】因为,,,,所以,
当且仅当,时等号成立,
所以原式,
当且仅当时等号成立,
故选:C.
17.已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由条件,再利用基本不等式求最值.
【详解】因为,
所以,
因为,,
所以,
当且仅当,时等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
18.已知正实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.6
【答案】A
【分析】由条件可得,再利用基本不等式求其最小值即可.
【详解】由题意知,
当且仅当,且,即,时等号成立,
即的最小值为.
故选:A.
19.设正实数、、满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知条件可得出,利用基本不等式可求得的最大值.
【详解】因为正实数、、满足,则,
所以,,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故的最大值为.
故选:D.
20.已知正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】通过的妙用凑成积为定值,再利用基本不等式求解.
【详解】,,
当且仅当,即,时取等号,
的最小值为.
故选:B
考点04 消元法
21.已知实数,满足,则的最大值为_____.
【答案】
【分析】令,把方程化为,根据方程有解,利用,求得,进而求得的最大值.
【详解】令,则,
方程可化为,
整理得,则满足,
解得,所以,即,
所以的最大值为.
22.已知,,且,则的最小值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】C
【分析】方法一:条件等式可化为,再结合关系利用基本不等式求结论;
方法二:由条件等式可得,消元变形可得,再利用基本不等式求其最小值即可.
【详解】(方法一)由,可得,
因为,,所以,,
则,
当且仅当,即,时,等号成立,
故的最小值为13.
(方法二)由,可得,因为,所以,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为13.
23.(多选)若,则的值可能是( )
A.0 B. C.2 D.
【答案】CD
【详解】因为,所以,,,
当时,,
当时,,
结合选项,的值可能为或.
24.已知正数x,y满足,则的最小值为( ).
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】由可得,即,
故,当且仅当,时等号成立.
25.已知,为正实数,且,
(1)求的最大值.
(2)求的最小值;
(3)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据基本不等式,结合因式分解法进行求解即可;
(2)对已知等式进行变形,结合基本不等式进行求解即可;
(3)利用换元法,结合基本不等式进行求解即可.
【详解】(1)因为,为正实数,
所以由,当且仅当时取等号,
因为,为正实数,
所以由
因此当时,有最大值;
(2),
因为,为正实数,
所以,
即,当且仅当时取等号,
所以当时,有最小值;
(3)设,即,
所以,
当且仅当时取等号,即当时取等号,
所以当时,有最小值.
26.已知,,且,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】D
【分析】根据已知得,代入目标式并应用基本不等式求最小值即可.
【详解】由,则,,,故,
所以,
当且仅当,此时取等号.
27.若,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据基本不等式可得,求得,由可求得最小值.
【详解】由于,即,
则,即,当且仅当时等号成立,
所以的最小值为18,
所以有,
所以的最小值为,此时.
考点05 二次商式的最值问题
28.设,则的最小值为_____________.
【答案】
【分析】利用基本不等式求解即可.
【详解】因为,则,
所以,
当且仅当时,即当时,等号成立.
故当时,的最小值为.
29.函数()的最大值为______.
【答案】/
【详解】
,,当且仅当时取等号,
即函数()的最大值为.
30.已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】令,化简得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】令,则,因为,可得,
可得,
当且仅当时,即时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:D.
31.求函数的最小值.
【答案】9
【分析】将看作一个整体,化简得,再利用基本不等式即可求得函数的最小值.
【详解】,
因为,所以,,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故函数的最小值为.
考点06 双换元法解基本不等式
32.已知,,,则的最大值为____.
【答案】/
【分析】先换元,再结合基本不等式“1”的代换即可求解.
【详解】令,,所以,
因为,所以,所以,
所以,当且仅当时取等号,
结合,解得,即时,,所以的最大值为.
33.已知,则的最大值为_____.
【答案】
【分析】解法一:由可对称设元,化为一元函数最值求解;
解法二:变形换元得到,令,由基本不等式可得,则,由基本不等式可得最大值.
【详解】解法一:设,
则
,
设,
则,
当且仅当,即时等号成立,所以的最大值为.
解法二:①.
由得,则,
代入①得原式.令,
因为,,所以,
当且仅当时等号成立,所以,
则原式,
当且仅当且,即时等号成立,
故的最大值为.
故答案为:
34.已知,,,则的最大值为______.
【答案】/
【分析】通过换元,将分式变成整式,再通过“1”的代换和基本不等式求出即可.
【详解】令,,
则,,,,,所以,
所以
,
当且仅当,,即,时等号成立.
故答案为:
35.(多选)已知正数、,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为. B.的最大值为.
C.的最小值为. D.的最小值为.
【答案】ABD
【分析】对于AB,利用基本不等式及其推论即可判断;对于CD,利用换元法与基本不等式“1”的妙用即可判断.
【详解】对于A,因为,
所以,则,
当且仅当且,即时,等号成立,
所以的最大值为1,故A正确;
对于B,因为,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以,则,
当且仅当且,即时,等号成立,
所以的最大值为,故B正确;
对于C,,
当且仅当且,即时等号成立,
所以的最小值为,故C错误;
对于D,令,,则,,,,
所以
,
当且仅当且,即,即时,等号成立,
所以的最小值为1,故D正确.
故选:ABD.
36.已知,则的最大值为___________.
【答案】/
【分析】令,则,将所求式转化为,利用 “1” 的代换和均值不等式求出括号内式子的最小值,从而得到原表达式的最大值。
【详解】令,则,且,
,
由得,
所以
,
当且仅当时取等号,结合,解得,
即时取等号,
所以,即的最大值为,
故答案为:.
考点07 多次使用基本不等式
37.已知正实数,,满足,则的最小值为( )
A. B.16 C.12 D.
【答案】B
【分析】根据已知等式,二次运用基本不等式进行求解即可.
【详解】因为正实数,,满足,
所以
,
因为,是正实数,
所以,当且仅当时取等号,
即当时,,
又因为是正实数,
所以,
所以,当时取等号,
又因为,
当且仅当时取等号,
即,当时取等号,
所以,
因此当,时,的最小值为.
故选:B
38.(多选)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.
39.已知均为正实数,且,则的最小值为___________.
【答案】4
【分析】由可得,所以原式可化为①,令,利用基本不等式求出的范围,则①式可化为,再次利用基本不等式求出的范围即可得解.(注意两次应用基本不等式,等号成立的条件必须相同)
【详解】由可得,所以原式①.
令,当时,,
当且仅当,即时等号成立,所以.
所以①式可化为原式.
令,则,
当且仅当,即,即时等号成立,所以,
所以的最小值为4.
故答案为:4
40.(多选)已知正数a,b满足,则( )
A.的最小值为6 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】BC
【分析】对于A,根据条件,利用基本不等式,得到,即可求解;对于B,根据题意知,代入结合基本不等式即可判断;对于C,由代入得,再令,根据分式函数最值可得,接着即可判断;对于D,由,结合的最小值为,注意两次取等条件不一致即可判断.
【详解】对于选项A,因为,且,
所以,当且仅当时取等号,
令,得到,解得或(舍),
所以,的最小值为9,故A错误;
对于B,由,则,
,
当且仅当,即时取等,
所以的最小值为,故B正确;
对于C,,,
则,
令,则,
,
,当且仅当,即时取等,
则,
,
当且仅当时取等,故C正确;
对于D,因为,当且仅当取等号,
又,当且仅当,时取等号,
又,所以,故D错误.
故选:BC.
考点08 柯西不等式的应用
41.已知,求的最大值.
【答案】最大值为1
【分析】方法一:应用三角换元法,再结合三角函数值域及两角和正弦公式得出最大值;方法二:应用柯西不等式计算求解.
【详解】法一:(三角换元)令,,(,),
,
当且仅当,或者,时等号成立,故最大值为1.
法二:(柯西不等式)
,
当且仅当,或时等号成立.
的最大值为1.
42.(多选)函数的值可以是( )
A. B. C.3 D.5
【答案】AB
【分析】利用柯西不等式求出函数的最大值,结合选项,即可确定答案.
【详解】由函数可知,
故
当且仅当,即时,取等号,
则,
令,
则,而,
其中为锐角,,
结合,则,
则在上单调递增,在上单调递减,
而,故的最小值为1,
即得,
结合选项可知,符合题意,
故选:AB
43.(多选)设正实数满足,则以下说法正确的有( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最大值为4 D.的最小值为
【答案】AB
【分析】对于A:利用消元法及配方法,即可得解;对于B:利用柯西不等式进行求解即可;对于C:利用消元法即可解决;对于D:利用基本不等式中“1的妙用”即可解决.
【详解】对于A:,,
所以当时,取得最小值,故A正确;
对于B:
即,
当且仅当时,等号成立,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最大值为,故B正确;
对于C:,,故C错误;
对于D:,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为,故D错误.
故选:AB.
44.实数满足,求的最小值.
【答案】6400
【分析】,根据的符号及柯西不等式进行求解.
【详解】注意到,
若,由柯西不等式,
可得
等号成立时;
若,同理可得,
等号成立时(如);
若,不妨设,则
,
等号成立时;若一正二负或一负二正时,
不妨设,且,
此时.
综上,的最小值为6400.
45.设,则的最小值为_____.
【答案】/0.4
【分析】根据柯西不等式的性质计算即可.
【详解】由柯西不等式得
,等号成立时.
所以的最小值为.
故答案为:.
46.设,且,则的最大值为_____.
【答案】/
【分析】令,则,将已知条件变形为,根据柯西不等式可得的最大值.或者由对称性设,将条件变形为,再根据柯西不等式得,进而得到的最大值.
【详解】解法1:令,则.
所以已知条件可变形为.
于是,
当,即,即,
即时,取得等号.
解法2:由对称性,不妨设,则题设条件变形为.
又,
当且仅当时,取得等号.
所以.
故答案为:.
考点09 权方和不等式
47.(1)若,且,则的最小值为________.
(2)已知正实数满足,则的最小值为________.
【答案】 27
【分析】(1)(2)根据给定条件,利用权方和不等式求出最小值.
【详解】二元形式的权方和不等式:已知,则有:(当且仅当时取等号);
一般形式的权方和不等式:设,实数,则(当且仅当时取等号).
(1),,则,
因此,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
(2)是正实数,,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为27.
故答案为: ;27
48.设、为正实数,且x+y=1.则的最小值为______.
【答案】
【详解】由柯西不等式得,
当且仅当,即,时,等号成立.
49.求的最大值为______________
【答案】
【分析】根据权方和不等式直接求解即可.
【详解】
当且仅当,即或时取等号
故答案为:.
50.已知x>0,y>0,且,则x+2y的最小值为____________ .
【答案】
【详解】解法一:设,
可解得,
从而
,
当且仅当时取等号.
故答案为:.
解法二:考虑直接使用柯西不等式的特殊形式,即权方和不等式:,
,
所以,当且仅当时取等号.
故答案为:.
51.的最小值为________.
【答案】/
【分析】,进而利用权方和不等式可求最小值.
【详解】
,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
考点10 利用对勾函数求最值
52.已知数列满足,,数列满足,,则数列的最小值为__________.
【答案】
【分析】先对的递推式取倒数构造等差数列求,再用累加法求的通项,最后转化为对勾函数求正整数范围内的最小值.
【详解】因为,,显然,
对递推式两边取倒数得: ,即,.
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
因此 ,.
又因为,时,即
由累加法得:,
,,
验证时,符合上式,故,.
令,,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,.
所以数列在上单调递减,在上单调递增,
因此当时数列取得最小值,当时,数列取得最小值,且,
因此,当时数列取得最小值.
53.若关于的不等式解集为,其中、,则的取值范围为________.
【答案】
【分析】由题意得出,所以,于是得出,令,可得,利用对勾函数的单调性求解即可.
【详解】因为关于的不等式解集为,即不等式解集为,
所以,所以,
故,令,
则,
令,其中,
由对勾函数的单调性可知,函数在上为增函数,故,
因此的取值范围是.
54.已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,根据直线与圆的位置关系求出的范围,再利用对勾函数的单调性求最值.
【详解】因为,所以原点在圆外,
令,则,
则直线与圆存在交点,
则圆心到直线的距离为,得,
则,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以,
故的最小值是.
故选:D
55.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数
B.在上单调递增
C.的值域为
D.若,且,则
【答案】ABD
【分析】由奇偶性定义进行分析即可求解判断A;通过换元法转换函数并结合复合函数的单调性即可求解判断B;结合选项B由对勾函数单调性即可求解判断C;利用函数的偶函数性质结合基本不等式即可求解判断D.
【详解】由题函数,定义域为R关于原点对称,
又,
所以是偶函数,故A正确;
当时,函数为增函数,且,
又函数为上的增函数,
所以函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,故B正确;
因为,当且仅当即时等号成立,
所以,即的值域为,故C错误;
因为函数是偶函数,且函数在上单调递增,
所以若,且,
则且,
所以,当且仅当即时等号成立.故D正确.
故选:ABD
56.在数列中,,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】运用累加法,结合等差数列前项和公式、对勾函数的单调性进行求解即可.
【详解】,
,
,
函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,,
因此当,或,有最小值,
即的最小值为.
故答案为:
考点11 基本不等式的恒成立求参问题
57.若正实数、满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用乘“1”法和基本不等式可得最小值,即可得与有关不等式,解出即可得.
【详解】由,则,
当且仅当,即,时,等号成立,
故,即,解得,
即实数的取值范围是.
58.若正数x,y满足,且不等式恒成立,则实数m的取值范围是_________.
【答案】
【分析】根据 “乘1法”可求 的最小值,进而求解即可.
【详解】由得,且 ,
故,
当且仅当即时等号成立.
故问题转化为,即,
解得,故实数m的取值范围为.
59.若正实数,满足,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据基本不等式”1”的代换,可得的最小值,根据题意,结合一元二次不等式的解法,即可得答案.
【详解】由,得,即,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,则,解得,
则的取值范围是.
60.若满足且恒成立,则的取值范围是____________.
【答案】
【分析】先结合题意得到,再利用基本不等式得到,进而求出的最小值为,最后得到,求解参数范围即可.
【详解】因为,
且由基本不等式得,当且仅当时等号成立,
所以,
即,得到,解得,
故的最小值为,要使恒成立,
即成立,解得.
故答案为:.
61.已知.
(1)求的最大值;
(2)当时,求关于的函数表达式;
(3)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)2
(2)
(3)
【分析】(1)将转化为同底,利用基本不等式即可得出的最大值;
(2)利用指数式和对数式的互化即可求得关于的函数表达式;
(3)转化题干条件,利用“1”的妙用结合基本不等式可求得的最小值,
由恒成立可知的最小值大于,由此可求得的取值范围.
【详解】(1)因为,,所以,
所以,即,
当且仅当即时,等号成立,所以的最大值为2;
(2)当时,,所以;
(3)设,,则,,
因为,
当且仅当,时,等号成立,所以的最小值是,
因为恒成立,所以,
解得,即的取值范围是.
考点12 基本不等式的实际应用
62.中欧班列是推进“一带一路”沿线国家道路联通、贸易畅通的重要举措,作为中欧铁路在东北地区的始发站,沈阳某火车站正在不断建设,目前车站准备在某仓库外,利用其一侧原有墙体,建造一面高为3m,底面积为,且背面靠墙的长方体形状的保管员室,由于保管员室背面靠墙,无需建造费.因此,甲工程队给出的报价如下:屋子前面新建墙体的报价为每平方米400元,左右两面新建墙体的报价为每平方米150元,屋顶和地面以及其他报价共计7200元,设屋子的左右两面墙的长度均为x m().
(1)当左右两面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与此保管员室建造竞标,其给出的整体报价为元(),若无论左右两面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功,求a的取值范围.
【答案】(1)当左右两面墙的长度为4米时,甲工程队的报价最低
(2)
【分析】(1)首先由题意抽象出甲工程队的总造价的函数,再利用基本不等式求最值,结合等号成立的条件,即可求解;
(2)由题意,转化为不等式恒成立,参变分离后,根据基本不等式,即可得答案.
【详解】(1)设甲工程队的总造价为元,依题意,左右两面墙的长度均为(),
则屋子前面新建墙体长为,
所以
即,
当且仅当,即时,等号成立,
故当左右两面墙的长度为4米时,甲工程队的报价最低为元;
(2)由题意可知,当对任意的恒成立,
即,所以,即,
因为,
当且仅当,,即时,的最小值为12,
即,所以的取值范围是.
63.某校计划利用其一侧原有墙体,建造高为1.5米,底面积为100平方米,且背面靠墙的长方体形状的露天劳动基地,靠墙那面无需建造费用,因此甲工程队给出的报价如下:长方体前面新建墙体的报价为每平方米320元,左、右两面新建墙体的报价为每平方米160元,地面以及其他报价共计9600元.设劳动基地的左、右两面墙的长度均为()米,原有墙体足够长.
(1)当左面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与该劳动基地的建造竞标,其给出的整体报价为()元,若无论左面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功(约定整体报价更低的工程队竞标成功),求的取值范围.
【答案】(1)10米
(2)
【分析】(1)由题意建立甲工程队报价与左面墙的长度间的函数关系,再根据基本不等式求得最低报价及对应的左面墙的长度;
(2)利用(1)的结论,列出不等式,分离参数,并根据基本不等式求得的取值范围.
【详解】(1)设甲工程队的总报价为元,
依题意,左、右两面墙的长度均为()米,
则长方体前面新建墙体的长度为米,
所以,
即,
当且仅当,即时,等号成立.
故当左面墙的长度为10米时,甲工程队的报价最低,且最低报价为19200元.
(2)由题意可知,,
即对任意的恒成立,
所以,可得,即.
,
当且仅当,即时,取最小值36.
所以,即的取值范围是.
64.物联网(Internet of Things,缩写:IOT)是基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络.其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境(家庭、办公、工厂)等,具有十分广阔的市场前景.现有一家物流公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:仓库每月土地占地费(单位:万元),仓库到车站的距离(单位:千米,),其中与成反比,每月库存货物费(单位:万元)与成正比;若在距离车站8千米处建仓库,则和分别为2万元和6.4万元.
(1)求出与的解析式.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使两项费用之和最小?最小费用是多少?
【答案】(1),.
(2)仓库建在距离车站千米处,才能使两项费用之和最小,最小费用是万元.
【分析】(1)由题意设,,其中,根据题目数据代入求出即可得到答案;
(2)利用基本不等式即可求出答案.
【详解】(1)由题意设,,其中,
当时,,解得,,解得,
所以,.
(2)由(1)知
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以仓库建在距离车站千米处,才能使两项费用之和最小,最小费用是万元.
65.某超市计划租地建造仓库储存货物,若仓库每月月租(单位:万元)与仓库到超市的距离(,单位:千米)的函数关系式为,每月货物运输费(单位:万元)与的函数关系式为,则该超市应该把仓库建在距离超市______千米处,才能使这两项费用之和最少,最少费用为______万元.
【答案】
【分析】利用基本不等式即可求解.
【详解】,
等号成立时,
故该超市应该把仓库建在距离超市千米处,才能使这两项费用之和最少,最少费用为万元.
故答案为:;
66.学校将举办班级合唱比赛.高一某班为了筹集比赛所需的采购费用,决定销售同学们亲手制作的纪念品.考虑到制作成本、场地费用、销售单价等因素,根据相关数据分析,预计累计总利润(单位:百元)与销售天数满足.
(1)为保证累计总利润不为负,求最多销售的天数;
(2)当销售多少天时,能使平均每天的利润最大?平均每天的利润最大是多少?(平均每天的利润)
【答案】(1)
(2)天,平均每天的利润最大百元
【分析】(1)解不等式,可得结论;
(2)利用基本不等式可求出的最大值,利用等号成立的条件求出对应的值,即可得出结论.
【详解】(1)为了保证累计总利润不为负,令,即,解得,
故最多销售的天数为天.
(2)平均每天的利润为,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,当销售天数为天时,能使平均每天的利润最大,且平均每天的利润最大百元.
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1.6 基本不等式
12大考点汇总
考点01 配凑法
考点02 常数的妙用
考点03 齐次式
考点04 消元法
考点05 二次商式的最值问题
考点06 双换元法解基本不等式
考点07 多次使用基本不等式
考点08 柯西不等式的应用
考点09 权方和不等式
考点10 利用对勾函数求最值
考点11 基本不等式的恒成立求参问题
考点12 基本不等式的实际应用
题型专练
考点01 配凑法
1.函数的最大值为( )
A. B. C. D.
2.若,则函数的最小值为_____.
3.已知实数,则的最小值是__________.
4.已知,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
考点02 常数的妙用
5.若均为正数,且,则的最小值为___________.
6.(多选)设正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.有最小值
C.有最大值 D.有最小值
7.已知正数x,y满足,则的最小值为_________.
8.已知 ,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.4
9.已知为正数,,则的最小值为_________.
10.已知正数x,y满足,则的最小值为______.
11.若正数满足,则的最小值是__________.
12.已知,,,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
13.已知正实数满足,则的最小值为__________.
考点03 齐次式
14.设,,且,则( )
A.有最小值为 B.有最小值为
C.有最小值为 D.有最小值为
15.已知实数,且,则的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.
16.已知,,,,则的最小值为( )
A.4 B. C.18 D.20
17.已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
18.已知正实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.6
19.设正实数、、满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
20.已知正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
考点04 消元法
21.已知实数,满足,则的最大值为_____.
22.已知,,且,则的最小值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
23.(多选)若,则的值可能是( )
A.0 B. C.2 D.
24.已知正数x,y满足,则的最小值为( ).
A.4 B.3 C.2 D.1
25.已知,为正实数,且,
(1)求的最大值.
(2)求的最小值;
(3)求的最小值.
26.已知,,且,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
27.若,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
考点05 二次商式的最值问题
28.设,则的最小值为_____________.
29.函数()的最大值为______.
30.已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
31.求函数的最小值.
考点06 双换元法解基本不等式
32.已知,,,则的最大值为____.
33.已知,则的最大值为_____.
34.已知,,,则的最大值为______.
35.(多选)已知正数、,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为. B.的最大值为.
C.的最小值为. D.的最小值为.
36.已知,则的最大值为___________.
考点07 多次使用基本不等式
37.已知正实数,,满足,则的最小值为( )
A. B.16 C.12 D.
38.(多选)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
39.已知均为正实数,且,则的最小值为___________.
40.(多选)已知正数a,b满足,则( )
A.的最小值为6 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
考点08 柯西不等式的应用
41.已知,求的最大值.
42.(多选)函数的值可以是( )
A. B. C.3 D.5
43.(多选)设正实数满足,则以下说法正确的有( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最大值为4 D.的最小值为
44.实数满足,求的最小值.
45.设,则的最小值为_____.
46.设,且,则的最大值为_____.
考点09 权方和不等式
47.(1)若,且,则的最小值为________.
(2)已知正实数满足,则的最小值为________.
48.设、为正实数,且x+y=1.则的最小值为______.
49.求的最大值为______________
50.已知x>0,y>0,且,则x+2y的最小值为____________ .
51.的最小值为________.
考点10 利用对勾函数求最值
52.已知数列满足,,数列满足,,则数列的最小值为__________.
53.若关于的不等式解集为,其中、,则的取值范围为________.
54.已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
55.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数
B.在上单调递增
C.的值域为
D.若,且,则
56.在数列中,,则的最小值为__________.
考点11 基本不等式的恒成立求参问题
57.若正实数、满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
58.若正数x,y满足,且不等式恒成立,则实数m的取值范围是_________.
59.若正实数,满足,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
60.若满足且恒成立,则的取值范围是____________.
61.已知.
(1)求的最大值;
(2)当时,求关于的函数表达式;
(3)若恒成立,求的取值范围.
考点12 基本不等式的实际应用
62.中欧班列是推进“一带一路”沿线国家道路联通、贸易畅通的重要举措,作为中欧铁路在东北地区的始发站,沈阳某火车站正在不断建设,目前车站准备在某仓库外,利用其一侧原有墙体,建造一面高为3m,底面积为,且背面靠墙的长方体形状的保管员室,由于保管员室背面靠墙,无需建造费.因此,甲工程队给出的报价如下:屋子前面新建墙体的报价为每平方米400元,左右两面新建墙体的报价为每平方米150元,屋顶和地面以及其他报价共计7200元,设屋子的左右两面墙的长度均为x m().
(1)当左右两面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与此保管员室建造竞标,其给出的整体报价为元(),若无论左右两面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功,求a的取值范围.
63.某校计划利用其一侧原有墙体,建造高为1.5米,底面积为100平方米,且背面靠墙的长方体形状的露天劳动基地,靠墙那面无需建造费用,因此甲工程队给出的报价如下:长方体前面新建墙体的报价为每平方米320元,左、右两面新建墙体的报价为每平方米160元,地面以及其他报价共计9600元.设劳动基地的左、右两面墙的长度均为()米,原有墙体足够长.
(1)当左面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与该劳动基地的建造竞标,其给出的整体报价为()元,若无论左面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功(约定整体报价更低的工程队竞标成功),求的取值范围.
64.物联网(Internet of Things,缩写:IOT)是基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络.其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境(家庭、办公、工厂)等,具有十分广阔的市场前景.现有一家物流公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:仓库每月土地占地费(单位:万元),仓库到车站的距离(单位:千米,),其中与成反比,每月库存货物费(单位:万元)与成正比;若在距离车站8千米处建仓库,则和分别为2万元和6.4万元.
(1)求出与的解析式.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使两项费用之和最小?最小费用是多少?
65.某超市计划租地建造仓库储存货物,若仓库每月月租(单位:万元)与仓库到超市的距离(,单位:千米)的函数关系式为,每月货物运输费(单位:万元)与的函数关系式为,则该超市应该把仓库建在距离超市______千米处,才能使这两项费用之和最少,最少费用为______万元.
66.学校将举办班级合唱比赛.高一某班为了筹集比赛所需的采购费用,决定销售同学们亲手制作的纪念品.考虑到制作成本、场地费用、销售单价等因素,根据相关数据分析,预计累计总利润(单位:百元)与销售天数满足.
(1)为保证累计总利润不为负,求最多销售的天数;
(2)当销售多少天时,能使平均每天的利润最大?平均每天的利润最大是多少?(平均每天的利润)
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