1.4 基本不等式 讲义-2027届高三数学一轮复习

2026-05-31
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 基本不等式
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2027-2028
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.37 MB
发布时间 2026-05-31
更新时间 2026-05-31
作者 有用@就好
品牌系列 -
审核时间 2026-05-31
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来源 学科网

摘要:

该高中数学高考复习讲义聚焦基本不等式专题,覆盖证明过程及最值问题等核心考点,按重要不等式梳理、三大考点(求最值、变形应用、实际应用)分层架构,通过考点梳理、方法指导(配凑法等)、真题训练环节,帮助学生系统突破高考高频难点。 资料以多维探究和分层练习为特色,如用常数代换法解决“已知a+b=2求1/a+4/b最小值”,培养数学运算与逻辑推理素养。设置A级基础、B级提升、C级拓广练习,配合即时方法总结,确保高效复习,为教师把控节奏提供清晰路径,助力学生提升应考能力。

内容正文:

1.4 基本不等式 课标要求 考情分析 1.探索并了解基本不等式的证明过程. 2.掌握基本不等式,并能用基本不等式解决简单的最值问题. ◎考点考法:本讲是高考的热点,主要考查利用基本不等式求最值、求参数的取值范围等,常与函数结合命题,题型以选择题、填空题为主,也可作为工具出现在解答题中,中高档难度. ◎核心素养:数学运算、逻辑推理、数学建模. 几个重要的不等式 1.+≥2(a,b同号). 2.ab≤(a,b∈R). 3.≥(a,b∈R). 4.≥≥≥(a>0,b>0). 1.若x>0,y>0,且x+y=18,则 的最大值为(  ) A.9 B.18 C.36 D.81 解析 因为x>0,y>0,且x+y=18,所以≤=9,当且仅当x=y=9时等号成立,故的最大值为9. 答案 A 2.已知0<x<1,则x(1-x)的最大值为(  ) A. B. C. D.1 解析 因为0<x<1,所以1-x>0,所以x(1-x)≤=, 当且仅当x=1-x,即x=时,等号成立, 故x(1-x)的最大值为. 答案 A 3.若函数f(x)=x+(x>2)在x=a处取最小值,则a等于(  ) A.1+ B.1+ C.3 D.4 解析 当x>2时,x-2>0,f(x)=(x-2)++2≥2+2=4,当且仅当x-2=(x>2),即x=3时,等号成立,即当f(x)取得最小值时x=3,即a=3. 答案 C 4.下列函数中,最小值为4的是(  ) A.y=x+ B.y=sin x+(0<x<π) C.y=4ex+e-x D.y=log3x+logx3(0<x<1) 解析 A中x的范围为{x|x∈R,且x≠0},函数没有最小值;B中若y=sin x+(0<x<π)取得最小值4,则sin2x=4,显然不成立;D中由于0<x<1,则log3x∈(-∞,0),y=log3x+logx3=log3x+没有最小值;C中y=4ex+e-x=4ex+≥4,当且仅当4ex=e-x,即x=-ln 2时,函数的最小值为4.故选C. 答案 C 5.函数y=x+(x≥0)的最小值为________. 解析 因为x≥0,所以x+1>0,>0,利用基本不等式得y=x+=x+1+-1≥2-1=1,当且仅当x+1=,即x=0时,等号成立.所以函数y=x+(x≥0)的最小值为1. 答案 1 考点一 利用基本不等式求最值 多维探究 发散思维 角度1 配凑法 (1)已知a>1,则2a+的最小值是(  ) A.5 B.6 C.7 D.8 (2)已知0<x<,则x的最大值为________. [解析] (1)因为a>1,所以a-1>0,2a+=2(a-1)++2≥2+2=6,当且仅当2(a-1)=,即a=2时等号成立,则2a+的最小值为6,故选B. (2)因为0<x<,所以1-2x2>0,x=·x≤·=,当且仅当2x2=1-2x2,即x=时等号成立. [答案] (1)B (2) 利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式. 角度2 常数代换法 (1)已知正实数a,b满足a+b=2,则+的最小值是(  ) A. B. C.5 D.9 (2)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________. [解析] (1)+=(a+b)=≥×(4+5)=,当且仅当=,即a=,b=时,等号成立.故选B. (2)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,>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. [答案] (1)B (2)5 常数代换法求最值 对于形如“已知x+y=t,求+的最值”的问题,通常先将+转化为(x+y)·的形式,再展开利用基本不等式求得最值,即将欲求最值的目标式中的常数用变量替换,构造符合基本不等式应用的条件. 角度3 消元法 已知x<0,且x-y=1,则x+的最大值是________. [解析] 因为x<0,且x-y=1,所以x=y+1,y<-1,所以x+=y+1+=y+++,因为y+<0,所以y++=-≤-,当且仅当y=-时等号成立,所以x+≤-,所以x+的最大值为-. [答案] - 消元法求最值 在条件最值问题中,当含有多个变量时,可以根据已知条件,用一个变量表示另一个变量,从而将欲求最值的代数式中的变量减少,只保留一个变量,然后通过拼凑,创造符合基本不等式应用的条件,求得最值. 1.已知x>1,则的最小值为(  ) A.6 B.8 C.10 D.12 解析 因为x>1,所以x-1>0, ==x-1+2+≥2+2=6,当且仅当x-1=,即x=3时,等号成立. 答案 A 2.(多选)已知a>0,b>0,a+b=ab,则(  ) A.a+b≤4 B.ab≥4 C.a+4b≤9 D.+≥ 解析 对于A和B,因为a+b=ab≤2,所以a+b≥4,当且仅当a=b=2时,等号成立. a+b=ab≥2,则ab≥4,当且仅当a=b=2时,等号成立,故A错误,B正确; 对于C,若a+b=ab,则+=1,所以a+4b==5++≥5+2=9,当且仅当=,即b=,a=3时,等号成立,故C错误; 对于D,若a+b=ab,则+=1,所以+=2+=-+1=32+,由a>0,b>0及+=1,可知0<<1,则当=,即a=,b=3时,+取得最小值,故D正确.故选BD. 答案 BD 3.若a>0,b>0,且a+2b-4=0,则ab的最大值为________,+的最小值为________. 解析 因为a>0,b>0,且a+2b-4=0,所以a+2b=4,所以ab=a·2b≤×=2,当且仅当a=2b,即a=2,b=1时等号成立,所以ab的最大值为2.因为+=·=≥·=,当且仅当a=b时等号成立,所以+的最小值为. 答案 2  考点二 基本不等式的变形应用 重难考点 师生共研 (多选)设a>0,b>0,则下列不等式一定成立的是(  ) A.a+b+≥2 B.≥ C.≥a+b D.(a+b)≥4 [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=时等号成立,故A中不等式一定成立;因为a+b≥2>0,所以≤=,当且仅当a=b时等号成立,所以≥不一定成立,故B中不等式不一定成立;因为≤=,当且仅当a=b时等号成立,==a+b-≥2-=,当且仅当a=b时等号成立,所以≥,所以≥a+b,故C中不等式一定成立;因为(a+b)=2++≥4,当且仅当a=b时等号成立,故D中不等式一定成立.故选ACD. [答案] ACD 基本不等式有几种不同的等价形式,掌握好基本不等式的等价变形方法,可以给解题带来方便. 已知a,b为互不相等的正实数,则下列四个式子中最大的是(  ) A. B.+ C. D. 解析 ∵a,b为互不相等的正实数,∴+>,<=<, < =<,∴最大的是+. 答案 B 考点三 基本不等式的实际应用 重难考点 师生共研 勾股定理是初等几何中最精彩、最著名的定理,是几何学的明珠,它不仅揭示了直角三角形三边之间的数量关系,而且体现了“数形统一”的思想,对我们解决直角三角形类问题的帮助很大.如果一个直角三角形的周长等于6 cm,则三角形面积取得最大值时的斜边边长为________cm. [解析] 设直角三角形的直角边长分别为a cm,b cm,则斜边长为 cm,则a+b+=6≥2+=(2+),则ab≤18(3-2),则直角三角形面积的最大值为9(3-2),当且仅当a=b=3(2-)时,等号成立,此时斜边长为6(-1)cm. [答案] 6(-1) 利用基本不等式解决实际问题的策略 (1)根据实际问题抽象出函数的解析式,再利用基本不等式求得函数的最值. (2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围. (3)在应用基本不等式求函数最值时,若等号取不到,可利用函数的单调性求解. 某公益广告公司拟在一张矩形海报纸(记为矩形ABCD,如图)上设计三个等高的宣传栏(栏面分别为一个等腰三角形和两个全等的直角梯形),宣传栏(图中阴影部分)的面积之和为1440 cm2.为了美观,要求海报上所有水平方向和竖直方向的留空宽度均为2 cm.当直角梯形的高为________cm时,用纸量最少(即矩形ABCD的面积最小). 解析 设直角梯形的高为x cm, ∵宣传栏(图中阴影部分)的面积之和为1440 cm2, 且海报上所有水平方向和竖直方向的留空宽度均为2 cm, ∴海报宽AD=x+4,海报长DC=+8, 故S矩形ABCD=AD·DC=(x+4)=8x++1472≥2+1472=192+1472, 当且仅当8x=,即x=12时,等号成立. ∴当直角梯形的高为12 cm时,用纸量最少. 答案 12 A级 基础过关 1.已知函数f(x)=4x+(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a=(  ) A.24 B.28 C.32 D.36 解析 因为x>0,a>0,所以f(x)=4x+≥2=4,当且仅当4x=,即4x2=a时,f(x)取得最小值.又因为f(x)在x=3时取得最小值,所以a=4×32=36.故选D. 答案 D 2.若正实数a,b满足a+4b=ab,则ab的最小值为(  ) A.16 B.8 C.4 D.2 解析 因为正实数a,b满足a+4b=ab,所以ab=a+4b≥2=4,所以ab≥16,当且仅当a=4b,即a=8,b=2时等号成立. 答案 A 3.设x>0,y>0,+2y=2,则x+的最小值为(  ) A. B.2 C.+ D.3 解析 因为+2y=2,所以+y=1, 因为x>0,y>0, 所以x+==+xy++1 =+xy+≥+2 =+2×=+. 当且仅当即时等号成立.故选C. 答案 C 4.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 解析 因为x>0,所以x+1>0,所以y=2+3x+=2+3(x+1)-3+=3(x+1)+-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. 答案 A 5.已知正实数x,y满足+=1,则4xy-3x的最小值为(  ) A.8 B.9 C.10 D.11 解析 由x>0,y>0,且+=1,可得xy=x+y. 所以4xy-3x=4x+4y-3x=x+4y. 因为x+4y=(x+4y)=5++≥9,当且仅当=,即x=3,y=时等号成立,所以4xy-3x≥9.故选B. 答案 B 6.若x>0,y>0,且xy+x-2y=4,则2x+y的最小值是(  ) A.4 B.5 C.7 D.9 解析 方法一 因为xy+x-2y=4, 所以(y+1)x=4+2y, 则x==2+, 故2x+y=4++(y+1)-1 ≥3+2=7, 当且仅当=y+1,即y=1,x=3时等号成立. 方法二 由xy+x-2y=4, 得(x-2)·(y+1)=2, 因为y+1>0,所以x-2>0, 故2x+y=2(x-2)+(y+1)+3 ≥2+3=7, 当且仅当2(x-2)=y+1,即y=1,x=3时等号成立. 答案 C 7.若log2m+log2n=1,那么m+n的最小值是________. 解析 因为log2m+log2n=1,即log2(mn)=1,所以mn=2,由基本不等式可得m+n≥2=2,当且仅当m=n时等号成立,故m+n的最小值是2. 答案 2 8.当3<x<12时,函数y=的最大值为________. 解析 y===-+15≤-2+15=3,当且仅当x=,即x=6时等号成立,所以ymax=3. 答案 3 B级 能力提升 9.已知3xy-2x-y=2(x>0,y>0),则2x+y的最小值为(  ) A.2 B.2 C.3 D.4 解析 因为3xy-2x-y=2(x>0,y>0),所以2=3xy-2x-y≤×-(2x+y),当且仅当2x=y,即x=1,y=2时等号成立.令t=2x+y,则2≤×-t,即3t2-8t-16≥0,解得t≥4或t≤-(不符合题意,舍去).∴2x+y的最小值为4.故选D. 答案 D 10.(多选)已知正实数a,b满足ab+a+b=8,下列说法正确的是(  ) A.ab的最大值为2 B.a+b的最小值为4 C.a+2b的最小值为6-3 D.+的最小值为 解析 对于A,因为ab+a+b=8≥ab+2,即()2+2-8≤0,解得-4≤≤2, 又因为a>0,b>0,所以0<≤2,则ab≤4,当且仅当a=b=2时等号成立,故A错误;对于B,ab+a+b=8≤+(a+b),即(a+b)2+4(a+b)-32≥0,解得a+b≤-8(舍)或a+b≥4,当且仅当a=b=2时等号成立,故B正确;对于C,由题意可得b(a+1)=8-a,所以b=>0,解得0<a<8, 所以a+2b=a+2×=a+-2=a+1+-3≥2-3=6-3, 当且仅当a+1=,即a=3-1时等号成立,故C正确;对于D,+=[a(b+1)+b]=≥×(2+2)=, 当且仅当=,即b=4,a=时等号成立,故D正确. 答案 BCD 11.(多选)若x,y满足(x+y)2-xy=2,则(  ) A.y-x≥- B.y-x<2 C.xy> D.xy≥- 解析 令y-x=t,即y=x+t,代入(x+y)2-xy=2可得x2+tx+=0. 所以Δ=t2-3≥0,解得 -≤t≤, 所以A正确,B正确; 由 (x+y)2-xy=2可变形为 x2+y2=xy+2, 因为 -≤xy≤,将x2+y2=xy+2代入上式可得--1≤xy≤+1, 解得 -≤xy≤,所以C不正确,D正确.故选ABD. 答案 ABD 12.已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为________. 解析 已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,只要求(x+y)的最小值大于或等于9,因为1+a++≥a+2+1,当且仅当y=x时等号成立,所以a+2+1≥9,所以≥2或≤-4(舍去),所以a≥4,即正实数a的最小值为4. 答案 4 13.已知正实数x,y满足x+y=1,则的最小值为________. 解析 由题意可知,= ==+=(x+y) =4+5++≥9+2 =9+4, 当且仅当=,即x=5-2,y=2-4时等号成立,故的最小值为9+4. 答案 9+4 14.某地区计划修建一个如图所示的市民公园,其中AB=3,∠A=∠B=90°,AB∥DE,AB与DE之间的距离为3,曲线段CD,EF是半径相等,且圆心角为90°的圆弧.设该市民公园的面积为S,周长为L,则的最大值为________(本题取π=3进行计算). 解析 设圆弧的半径为x,根据题意可得DE=3-2x,AF=BC=3-x,S=3(3-x)+(3-2x)x+=9-2x2+,L=3+2(3-x)+3-2x+πx=12-4x+πx. ∵π=3,∴S=9-,L=12-x, ∴==. 令t=24-2x(21<t<24),则x=, ∴==-+12. 由基本不等式,得+≥2=3,当且仅当=,即t=6时等号成立,且6∈(21,24), ∴当t=6时,=12-3. 答案 12-3 C级 拓广探索 15.已知a,b∈R,a+b=4,则+的最大值为(  ) A. B. C. 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+2(1-y)t+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t==1-=1-4(-2)=9-4=(-2)2<22=4, 所以经检验y的最大值,即+的最大值为.故选D. 答案 D 16.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________. 解析 因为x+y=6, 设t=+ =+ =x+1+-2+y+2+-4 =3++, 所以t=3++ =3+ =++ ≥+2=4, 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(-∞,4]. 答案 (-∞,4] 学科网(北京)股份有限公司 $ 1.4 基本不等式 课标要求 考情分析 1.探索并了解基本不等式的证明过程. 2.掌握基本不等式,并能用基本不等式解决简单的最值问题. ◎考点考法:本讲是高考的热点,主要考查利用基本不等式求最值、求参数的取值范围等,常与函数结合命题,题型以选择题、填空题为主,也可作为工具出现在解答题中,中高档难度. ◎核心素养:数学运算、逻辑推理、数学建模. 几个重要的不等式 1.+≥2(a,b同号). 2.ab≤(a,b∈R). 3.≥(a,b∈R). 4.≥≥≥(a>0,b>0). 1.若x>0,y>0,且x+y=18,则 的最大值为(  ) A.9 B.18 C.36 D.81 2.已知0<x<1,则x(1-x)的最大值为(  ) A. B. C. D.1 3.若函数f(x)=x+(x>2)在x=a处取最小值,则a等于(  ) A.1+ B.1+ C.3 D.4 4.下列函数中,最小值为4的是(  ) A.y=x+ B.y=sin x+(0<x<π) C.y=4ex+e-x D.y=log3x+logx3(0<x<1) 5.函数y=x+(x≥0)的最小值为________. 考点一 利用基本不等式求最值 多维探究 发散思维 角度1 配凑法 (1)已知a>1,则2a+的最小值是(  ) A.5 B.6 C.7 D.8 (2)已知0<x<,则x的最大值为________. 利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式. 角度2 常数代换法 (1)已知正实数a,b满足a+b=2,则+的最小值是(  ) A. B. C.5 D.9 (2)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________. 常数代换法求最值 对于形如“已知x+y=t,求+的最值”的问题,通常先将+转化为(x+y)·的形式,再展开利用基本不等式求得最值,即将欲求最值的目标式中的常数用变量替换,构造符合基本不等式应用的条件. 角度3 消元法 已知x<0,且x-y=1,则x+的最大值是________. 消元法求最值 在条件最值问题中,当含有多个变量时,可以根据已知条件,用一个变量表示另一个变量,从而将欲求最值的代数式中的变量减少,只保留一个变量,然后通过拼凑,创造符合基本不等式应用的条件,求得最值. 1.已知x>1,则的最小值为(  ) A.6 B.8 C.10 D.12 2.(多选)已知a>0,b>0,a+b=ab,则(  ) A.a+b≤4 B.ab≥4 C.a+4b≤9 D.+≥ 3.若a>0,b>0,且a+2b-4=0,则ab的最大值为________,+的最小值为________. 考点二 基本不等式的变形应用 重难考点 师生共研 (多选)设a>0,b>0,则下列不等式一定成立的是(  ) A.a+b+≥2 B.≥ C.≥a+b D.(a+b)≥4 基本不等式有几种不同的等价形式,掌握好基本不等式的等价变形方法,可以给解题带来方便. 已知a,b为互不相等的正实数,则下列四个式子中最大的是(  ) A. B.+ C. D. 考点三 基本不等式的实际应用 重难考点 师生共研 勾股定理是初等几何中最精彩、最著名的定理,是几何学的明珠,它不仅揭示了直角三角形三边之间的数量关系,而且体现了“数形统一”的思想,对我们解决直角三角形类问题的帮助很大.如果一个直角三角形的周长等于6 cm,则三角形面积取得最大值时的斜边边长为________cm. 利用基本不等式解决实际问题的策略 (1)根据实际问题抽象出函数的解析式,再利用基本不等式求得函数的最值. (2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围. (3)在应用基本不等式求函数最值时,若等号取不到,可利用函数的单调性求解. 某公益广告公司拟在一张矩形海报纸(记为矩形ABCD,如图)上设计三个等高的宣传栏(栏面分别为一个等腰三角形和两个全等的直角梯形),宣传栏(图中阴影部分)的面积之和为1440 cm2.为了美观,要求海报上所有水平方向和竖直方向的留空宽度均为2 cm.当直角梯形的高为________cm时,用纸量最少(即矩形ABCD的面积最小). A级 基础过关 1.已知函数f(x)=4x+(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a=(  ) A.24 B.28 C.32 D.36 2.若正实数a,b满足a+4b=ab,则ab的最小值为(  ) A.16 B.8 C.4 D.2 3.设x>0,y>0,+2y=2,则x+的最小值为(  ) A. B.2 C.+ D.3 4.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 5.已知正实数x,y满足+=1,则4xy-3x的最小值为(  ) A.8 B.9 C.10 D.11 6.若x>0,y>0,且xy+x-2y=4,则2x+y的最小值是(  ) A.4 B.5 C.7 D.9 7.若log2m+log2n=1,那么m+n的最小值是________. 8.当3<x<12时,函数y=的最大值为________. B级 能力提升 9.已知3xy-2x-y=2(x>0,y>0),则2x+y的最小值为(  ) A.2 B.2 C.3 D.4 10.(多选)已知正实数a,b满足ab+a+b=8,下列说法正确的是(  ) A.ab的最大值为2 B.a+b的最小值为4 C.a+2b的最小值为6-3 D.+的最小值为 11.(多选)若x,y满足(x+y)2-xy=2,则(  ) A.y-x≥- B.y-x<2 C.xy> D.xy≥- 12.已知不等式(x+y)≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为________. 13.已知正实数x,y满足x+y=1,则的最小值为________. 14.某地区计划修建一个如图所示的市民公园,其中AB=3,∠A=∠B=90°,AB∥DE,AB与DE之间的距离为3,曲线段CD,EF是半径相等,且圆心角为90°的圆弧.设该市民公园的面积为S,周长为L,则的最大值为________(本题取π=3进行计算). C级 拓广探索 15.已知a,b∈R,a+b=4,则+的最大值为(  ) A. B. C. D. 16.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________. 学科网(北京)股份有限公司 $

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1.4  基本不等式 讲义-2027届高三数学一轮复习
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