内容正文:
专题02 基本不等式求最值的方法总结
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架,搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点,分层突破重难点
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▶基础梳理・自主夯基
考点01基本不等式
考点02 求最值方法总结
▶高阶思维・探究拓展
难点解读01柯西不等式
难点解读02 权方和不等式
03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式,提升答题素养
▶高考解密・母题探究
题型01直接法求最值
▶考点聚焦・解法深研
题型01直接法或对勾函数求最值或范围
题型02 配凑法求最值或范围
题型03 常数1的代换求最值或范围
题型04 商式求最值或范围
题型05 消元法或换元法求最值或范围
题型06 齐次式求最值或范围
题型07 常见求不等式最值及不等式链的应用
▶重难攻坚・考法深研
重难点01 柯西不等式求最值或范围
重难点02 权方和不等式求最值或范围
04优题精练·专题实战通关——精选优质试题,强化实战应用
知识脑图·核心脉络搭建
考点深研·知能分层突破
考点01 基本不等式
1、基本不等式的概念
(1)
(2)基本不等式:
(3)基本不等式的推广
2、对基本不等式的使用,需要满足以下条件
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方
注意:一定要验证取等条件,当取等条件不满足时,可以考虑用对勾函数求最值
3、重要不等式链:
即:调和平均值≤几何平均值≤算数平均值≤平方平均值(注意等号成立的条件).
4、对勾函数
对勾函数是一种类似于反比例函数的一般双曲线。形如的函数,由其图像的性质得名。
(1)当,函数单调递增,,函数单调递减,则在,函数
(2)当,函数单调递减,,函数单调递增,则在,函数
注意:在求最值或范围时,一定要注意定义域
【新题对点练】(多选)(2025·全国·模拟预测)已知,且,则( )
A.的最大值是
B.的最大值是
C.的最小值是4
D.的最小值是
【答案】AC
【分析】利用均值不等式以及其常用变式分别判断各个选项的正误即可.
【详解】由均值不等式知:,当且仅当时,等号成立,选项A正确;
因为,故,当且仅当时,等号成立,
即最小值是,选项B错误;
,
当且仅当且,即时,等号成立,选项C正确;
,故,
当且仅当时等号成立,
即的最大值为,选项D错误,
故选:AC.
考点02求最值方法总结
1、利用基本不等式求最值时:
(1)如果积是定值,那么当且仅当时,有最小值,(简记为:积定和最小)
(2)如果和是定值,那么当且仅当时,有最大值,(简记为:和定积最大)
注意:看题目条件,看能否配凑成积是定值,或者和是定值
2、常见的基本不等式求最值的方法
(1)配凑法(拆项、并项、配凑):目标是相关代数式种的项能够构造出“积为定值”或“和为定值”的形式。
(2)常数1的代换:形如和的形式,可以让两个式子进行相乘构造出基本不等式的倒数结构
(3)消参法就是对应不等式中的两元问题,一般是二元二次问题(也有更高次),用一个参数去表示另一个参数,再利用基本不等式进行求解.尤其遇到双元分式问题,我们可以采用双换元的方法,分别运用两个分式的分母作为新的两个参数,再转化为新参数的不等关系.
(4)齐次化就是含有多元的问题,通过分子、分母同时除以相关变量得到一个整体,然后转化为运用基本不等式进行求解.
【新题对点练】(2025�上海�高考真题)设,则的最小值为_________.
【答案】4
【分析】灵活利用“1”将展开利用基本不等式计算即可.
【详解】易知,
当且仅当,即时取得最小值.
故答案为:4
难点解读01 柯西不等式
二维柯西不等式:
设,则,当且仅当时等号成立
1、分母的倍数和为常数
,其中;
2、一高一低和式配凑类型
,其中,
3、同次积式配凑类型
已知的值,求的最值,利用求最值.
难点破解(2025高三·全国·竞赛)若,满足,则函数的最大值是_____.
【答案】
【分析】运用柯西不等式进行求解即可.
【详解】由柯西不等式得
,等号成立时.
所以函数的最大值是.
故答案为:
难点解读02 权方和不等式
1、权方和不等式作为基本不等式的一个变化,在求二元变量最值时有很广泛的应用:
设,则,当且仅当时等号成立
2、多维变量
若则
当且仅当时,等号成立.为该不等式的权,它的特点是分子的幂比分母的幂多一次.
难点破解(2026高三上·全国·专题练习)权方和不等式作为基本不等式的一个变化,在求二元变量最值时有很广泛的应用,其表述如下:设,,,,则,当且仅当时等号成立.根据权方和不等式,函数的最小值为_____
【答案】52
【分析】先将转化为,然后根据权方和不等式计算.
【详解】因为,
因为,所以,,
根据权方和不等式有:,
当且仅当时,即时等号成立.
所以函数的最小值为.
故答案为:
素养进阶·答题技法突破
题型01 直接法求最值
【典例1】(2026�上海�高考真题)若,,且,则的最大值是______.
【答案】2
【分析】由于、为正值,且为定值4,因此可以运用基本不等式先求出的最大值,进而求出的最大值.
【详解】解:∵,,
∴
∴,当且仅当时取等号,即,时取等号
故答案为:2.
【点睛】此题考查基本不等式的应用,应用基本不等式求最值要注意“一正二定三相等”的条件,属于基础题
【典例2】(2024�上海�高考真题)已知,的最小值为______.
【答案】12
【分析】利用不等式即可求解.
【详解】,
当且仅当,即或时,等号成立,
故的最小值为12.
故答案为:12.
题型01 直接法或对勾函数求最值或范围
1、使用基本不等式求最值的时候,要注意使用基本不等式的条件,一正二定三相等,要满足时才能使用。
2、先配凑成对勾形式,若范围包含顶点则用基本不等式直接得最值,若范围不包含顶点则用单调性求端点值。
【典例1】(2026�天津河西�一模)已知,,且,则的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】直接利用基本不等式求解即可.
【详解】由基本不等式得到,即,
当且仅当,即时,等号成立.
的最大值为
【典例2】(2026�贵州贵阳�二模)若,且,则ab的最小值是______.
【答案】4
【详解】因,则,整理得,
解得,即,当且仅当时取等,
故当时,ab取得最小值为4.
【变式1】(2026高三·全国·专题练习)下列使用均值不等式求最小值的过程,正确的是( )
A.若,则
B.若,则由知,的最小值为
C.若,则
D.若,则
【答案】D
【分析】根据基本不等式的性质依次判断即可.
【详解】对于A,,,
当,时,,当且仅当时等号成立,
当,时,,当且仅当时等号成立,
当,异号时,,
当且仅当,即时等号成立,故A错误;
对于B,当,则由,
当且仅当,即或,不满足的条件,故B错误;
对于C,若,则,
当且仅当,即时等号成立,故C错误;
对于D,若,则,
当且仅当或时等号成立,故D正确.
【变式2】(2026�北京海淀�二模)函数的最小值为( )
A.2 B.4
C.3 D.6
【答案】C
【分析】由关系,结合基本不等式求结论.
【详解】,,
,
当且仅当时,即时等号成立,
因此函数最小值为.
题型02 配凑法求最值或范围
通过恒等变形(加减常数、乘除因子、拆项、添项、换元等),将目标表达式配凑成定值形式,以便应用基本不等式或已知函数性质求解最值。
【典例1】(2026�河南开封�模拟预测)若,则的最小值为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【分析】先代数变形得,再利用基本不等式即可求解.
【详解】由题意得:,
,
当,即时,等号成立.
【典例2】(2026�安徽合肥�模拟预测)已知实数,满足,则的最小值为_____.
【答案】3
【分析】设,将待求式化为关于的函数式,再利用基本不等式求解即得.
【详解】设,因,则,
且,
因,当且仅当时取等,
即时,也即时,取得最小值4,此时的最小值为3.
【变式1】(2026�云南昆明�模拟预测)函数()的最小值为( )
A.9 B.12 C. D.
【答案】B
【分析】根据基本不等式即可求解.
【详解】由题得,
因为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,
则函数()的最小值为12.
【变式2】(25-26高三·全国·一轮复习)函数的最小值为( )
A.16 B.25 C.36 D.49
【答案】D
【分析】利用基本不等式求解即可.
【详解】因为,所以,所以
,
当且仅当即时,等号成立,
所以函数的最小值为49.
故选:D.
题型03 常数1的代换求最值或范围
“常数1的代换”的本质是:利用已知的等于 1 的等式,将目标式中的 1 整体替换为已知等式,从而进行“拼凑”与“化简”,以便运用基本不等式。
1. 用已知等式表示 1:条件中含有等于1的代数式或者等于常数的代数式变成1。
2. 乘到目标式中:将目标式子里的常数项(常常是独立的 1 或可视为 1 的部分)替换成该表达式。
3. 变形合并:把目标式化为可以应用基本不等式的形式(通常凑出和定或积定)。
【典例1】(2026�上海静安�三模)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.
【典例2】(2026�河南开封�模拟预测)已知正实数a,b满足,则的最小值为______.
【答案】4
【详解】,
,
,
,
,
当且仅当,即,结合得时等号成立,
的最小值为4.
【变式1】(2026�天津红桥�一模)已知,若,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,且,所以,
所以,
当且仅当即、时等号成立.
所以的最小值为.
【变式2】(2026�辽宁沈阳�三模)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.
题型04 商式求最值或范围
对二次/二次、二次/一次、一次/二次、一次/一次这种商式求最值的问题中,我们可以通过除法分解,将问题转化为可运用基本不等式或函数性质处理的形式
1、 对于二次/一次,将其分解成“一次+分式”,然后运用基本不等式求最值
2、 对于一次/二次,将其看作为二次/一次的倒数,先按二次/一次来求最值,然后再参考倒数的最值。
3、 对于二次/二次,先分离常数,让其变成“常数+一次/二次”,然后再按二次/一次来求最值再参考倒数的最值。
4、 对于一次/一次,先分离常数,让其变成“常数+常数/一次”,按反比例函数的单调性来求最值。
【典例1】(2026�河南开封�模拟预测)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.
【典例2】(2026�北京昌平�一模)当时,函数的最小值为_____.
【答案】
【分析】由基本不等式进行求解.
【详解】因为,所以,等号成立时,,
故函数的最小值为.
【变式1】若对恒有,则的取值范围是_____
【答案】
【分析】问题化为恒成立,讨论的符号确定代数式的范围,即可得参数范围.
【详解】由,
令,则,
当时,,当且仅当,即时取等号,
若时,,则,此时代数式的范围为,
当时,,
当时,,当且仅当,即时取等号,
若时,,则,此时代数式的范围为,
综上,,
所以对恒有,只需,即.
故答案为:
【变式2】(25-26高三上·北京·阶段检测)若,则函数的最小值为______,此时______.
【答案】
【分析】由题设,化并应用基本不等式求其最小值,并确定取值条件即可得.
【详解】由,则,
当且仅当,即时取等号,故最小值为.
故答案为:,
题型05 消元法或换元法求最值或范围
消元后需注意新变量的取值范围(由原变量约束决定);换元后新变量范围要准确对应;两种方法常结合使用。
【典例1】(2026�重庆万州�模拟预测)已知定义在上的函数满足,则的最小值为( )
A.4 B.8 C.12 D.16
【答案】A
【分析】先利用函数单调性可得,再令,对原式进行化简,利用两次基本不等式求最小值即可.
【详解】解:,,即,
又,,
函数在单调递增,
,即,
令,则,
,当且仅当时取等,
又,当时取等,
综上,时,取得最小值.
【典例2】(2026�河南南阳�模拟预测)已知正数满足,则的最小值为( )
A.7 B.9 C.10 D.12
【答案】B
【分析】根据题设条件求得,代入所求式利用基本不等式即可求解.
【详解】由可得,显然,则有,
由,可得,
则,
当且仅当,即时等号成立,
此时的最小值为9.
故选:B.
【变式1】(2026�福建南平�二模)若,,且,则的最小值为________.
【答案】5
【分析】根据题意得,对整理,再利用基本不等式求解.
【详解】由得,所以,
因为,,所以,
所以,当且仅当时等号成立,
所以的最小值为5.
【变式2】(2026�贵州贵阳�模拟预测)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.
题型06 齐次式求最值或范围
在1的代换中,我们遇到的形式常是,求的形式,但是如果遇到求最值的这个格式不一致时,就需要先多次代换1,使要求的式子变成我们需要的格式
1、 可以把式子换成齐次式,可以使用基本不等式
2、 变成可以使用1的代换的式
【典例1】(2026�湖北武汉�模拟预测)已知函数,若正数a,b,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题可知,进而得到,则,再由基本不等式求解即可.
【详解】,
关于点对称,又,
在和单调递减,且时,时,,
又,,
,
又(当且仅当时取等),
则.
【典例2】(2026�江苏常州�三模)已知随机变量,正实数,满足,则的最小值为_________.
【答案】
【分析】根据正态分布的对称性性质得到,再利用基本不等式求最小值.
【详解】因为随机变量 ,正态分布的概率密度曲线关于均值 对称,
因为,根据正态分布的对称性性质得
化简得,所以
所以
根据基本不等式,当且仅当 时,等号成立,
此时结合 ,,得, ,
所以,当且仅当, , 等号成立,
所以 的最小值为 .
【变式1】(2026�广东清远�二模)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.
【变式2】(2026�湖南怀化�一模)已知,且,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】利用1的代换,再结合基本不等式即可求得最小值.
【详解】由 ,得 ,即 (),
则,
当且仅当 ,即,再结合 ,
可解得 ,满足条件,因此的最小值为 .
题型07 常见求不等式最值及不等式链的应用
重要不等式链的应用:
即:调和平均值≤几何平均值≤算数平均值≤平方平均值(注意等号成立的条件).
【典例1】(多选)(2026�黑龙江哈尔滨�模拟预测)(多选)已知正实数满足:,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【详解】对于A选项, 因为,是正实数,所以,则,
又因为,所以,
故A选项正确.
对于B选项,根据基本不等式,,
已知,代入得,
两边平方得,即。
等号成立当且仅当,结合,解得,,
故B选项正确.
对于C选项,,
则因为均为正实数,所以由基本不等式得,
所以,
故C选项错误.
对于选项D,
由选项B知,所以,
因此,
即, 故D选项错误.
【典例2】(多选)(2026�陕西宝鸡�模拟预测)(多选)已知正数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【详解】,
,解得,
指数函数单调递增,
,即,故A正确;
由基本不等式得,
两边平方得,解得,当且仅当时等号成立,故B错误;
,
,
当且仅当时取等号,
,故C正确;
,则,
,
由于函数的图象开口向上,对称轴,
故的最小值为,则,故D正确.
【变式1】(多选)(2026�贵州毕节�三模)(多选)已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】结合已知条件,利用基本不等式对各选项逐一变形验证即可.
【详解】选项A. 由基本不等式,则,平方得,当且仅当时等号成立,A正确.
选项B.对平方得,由A知,
因此, 因为,开方得,
当且仅当时等号成立,B正确.
选项C.,由,所以,即,C错误.
选项D.,因此,所以,D错误.
【变式2】(多选)(2026�河南�模拟预测)(多选)已知,,,下列说法正确的是( )
A.的最大值为1 B.的最小值为2
C.ab的最大值为 D.的最小值为2
【答案】BD
【分析】A直接利用基本不等式;B利用基本不等式求的最值;C对利用基本不等式;D利用消元法求解.
【详解】对于A,因为,,,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
此时是最小值不是最大值,故A不正确;
对于B,,
当且仅当,即,时,等号成立,故B正确;
对于C,因为,所以,
因为,,所以,所以,
令,所以,即,所以,
所以,所以,
当且仅当,即,时,等号成立,故C不正确;
对于D,因为,所以,
所以,
令,所以,
所以,
当且仅当,即,所以时,等号成立,故D正确.
重难点01 柯西不等式求最值或范围
1、已知平方和定值,求线性式的最值,将线性式平方,用柯西放缩。
2、已知线性式和定值,求平方和的最值,将平方和乘上常数,用柯西反向。
3、分式最值(如 ,已知 ),用柯西构造乘积定值。
配凑平方和与乘积和,写出柯西不等式,解出范围,最后验证取等条件是否满足题目限制。
【典例1】(2025高三·全国·竞赛)已知,则的最小值是_____.
【答案】
【分析】利用柯西不等式证明,,由此可得结论.
【详解】由于,
同理可得.三式相加得
等号成立时.所以的最小值为.
故答案为:
【典例2】(2025高三·全国·竞赛)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:.
【变式1】(2025高三·全国·竞赛)设.求证:,并确定等号成立的条件.
【答案】证明见解析,
【分析】本题利用柯西不等式,通过配凑,代入不等式,即可证明结论并推出等号成立的条件.
【详解】注意到
,等号成立时.
于是,
等号成立时.
【变式2】(2025高三·全国·竞赛)已知为正实数.证明:.
【答案】证明见解析
【分析】先证明,然后利用柯西不等式的性质证明即可.
【详解】先证明,
原不等式,
,
.
由柯西不等式得
重难点02 权方和不等式求最值或范围
已知分母和(或分子和)为定值,求分式型表达式的最值。适用于分子为平方、分母为一次的分式求和。确保分母为正;取等条件需能同时成立;若结构不完全匹配,先通过变形(如提取系数、拆分项)配凑。
【典例1】(2026�广西南宁�二模)设,,若不等式恒成立,则实数的最大值为______.
【答案】8
【详解】由.
从而原问题转化为求的最小值.
因为
,
(以上均为当且仅当时取等号).
所以.
即实数的最大值为8.
【典例2】(25-26高三·全国·一轮复习)(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
【变式1】(2025高三·全国·竞赛)已知是一个锐角,那么的最小值是_____.
【答案】
【分析】利用权方和不等式的性质计算即可.
【详解】应用权方和不等式,有
等号成立时.
所以的最小值是.
故答案为:.
【变式2】(2025高三·全国·竞赛)若锐角满足,则的最小值是_____.
【答案】
【分析】利用权方和不等式的性质计算即可.
【详解】
,
等号成立时.
附:权方和不等式的证明.
(Hölder不等式)设,
则.
取,代入Hölder不等式得
.
故答案为:.
优题精练·专题实战通关
1.(2026�广东江门�二模)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.
2.(2026�内蒙古呼伦贝尔�模拟预测)当,且满足时,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由,,,利用基本不等式推得,再由恒成立得,求解即得.
【详解】因为,且满足,,
即,则,即,当且仅当时,等号成立,
又因为恒成立,所以,即,
即,解得.
3.(2026�广东湛江�二模)已知正数,满足,则的最大值为______.
【答案】12
【详解】由,得,
所以,当且仅当,时等号成立.
4.(2026�湖北黄冈�三模)(多选)若,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据题意,利用基本不等式,可得判定A不正确,B正确,C正确;由,化简得到,结合二次函数的性质,可判定D不正确.
【详解】对于A,因为,,,所以,
当且仅当时取等号,即,所以,所以A不正确;
对于B,因为,
当且仅当时取等号,所以B正确;
对于C,因为,所以,
当且仅当时取等号,所以C正确;
对于D,因为,,且,所以,
又因为,可得,所以D不正确.
5.(2026�云南昆明�模拟预测)设,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,若取,但,不满足,故A错误;
对于B,若取,,则,不满足,故B错误;
对于C,因,当且仅当时取等,
即当时,取得最小值,而,故C错误;
对于D,令,则可看作关于的一元二次方程有正数解,
所以,整理得,此时可看作关于的一元二次不等式有正数解,
则,可得,因,则得,当时取等,故D正确.
6.(2026�山东聊城�模拟预测)(多选)已知正数满足,则( )
A. B.的最小值为2
C.的最小值为9 D.的最小值为1
【答案】AC
【分析】先根据对数的运算法则对已知等式进行化简,得到的关系,然后根据基本不等式逐一验证.
【详解】,
解得,即,选项A正确;
,即,则,所以的最小值为4,选项B错误;
,则,
,
当且仅当,时等号成立,即,选项C正确;
,当且仅当时成立,
而,则,所以取不到,选项D错误.
7.(2026�黑龙江哈尔滨�模拟预测)(多选)已知,,且,则下列说法正确的有( )
A.ab的最大值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最小值为4
【答案】AC
【分析】选项A,由,,,直接利用基本不等式求出的范围,从而得到的最大值;选项B,将所求的的分子转化为,利用基本不等式求解即可;选项C,设,则,由得到从而得到的范围,即可得到的最大值;选项D,将所求的转化为,利用基本不等式求解即可.
【详解】选项A,,,,,
,当且仅当,即时,等号成立;
故ab的最大值为,故选项A正确;
选项B,,,
当且仅当时,即时,等号成立,
故的最小值为,故选项B错误;
选项C,设,则,
,,
,,,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最大值为,故选项C正确;
选项D,,,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为,故选项D错误.
故选:AC.
8.(2026�天津南开�二模)已知时,的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】B
【详解】由可知,易知,且,
所以
,
当且仅当时,即时,等号成立,
因此的最小值为3.
9.(2026�福建漳州�二模)(多选)已知正数满足,则下列说法正确的是( )
A.的最小值为
B.的最小值为27
C.的最大值为6
D.若,则的最小值为6
【答案】ABD
【分析】利用“1”的代换,完全平方公式,函数导数,三角代换法逐项分析即可.
【详解】对于A,由,且,
所以,
当且仅当,即时等号成立,故A正确;
对于B,因为,所以,
所以
,
令,则,
设,
所以
,
由,所以,令,解得:,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以当即时,的最小值为27,故B正确;
对于C,因为,
所以,
令,
则,
因为,所以,
当时取等号,此时由,得出,
因为,所以条件不满足,故C错误;
对于D,因为,
所以
,
因为,所以
,
当且仅当即等号成立,故D正确.
10.(25-26高三上·福建·阶段检测)已知且,则的最大值为____.
【答案】
【分析】利用基本不等式计算可得.
【详解】因为,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为.
故答案为:
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专题02基本不等式求最值的方法总结
-◆分)的◆-
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@7知识脑图。核心脉络搭建一一梳理专题框架,搭建知识体系
@2考点深研知能分层突破一一
深挖高频考点,分层突破重难点
基础梳理·自主夯基
口高阶思维·探究拓展
考点01基本不等式
难点解读01柯西不等式
考点02求最值方法总结
难点解读02权方和不等式
@3素养进阶。答题技法突破一一提炼解题范式,提升答题素养
口高考解密·母题探究
题型04商式求最值或范围
题型01直接法求最值
题型05消元法或换元法求最值或范围
题型06齐次式求最值或范围
)考点聚焦·解法深研
题型07常见求不等式最值及不等式链的应用
题型01直接法或对勾函数求最值或范围
重难攻坚·考法深研
题型02配凑法求最值或范围
题型03常数1的代换求最值或范围
重难点01柯西不等式求最值或范围
重难点02权方和不等式求最值或范围
@4优题精练·专题实战通关一一精选优质试题,强化实战应用
-------------◆》◆-----
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小知识脑图核心脉络搭建
V瓜≤”生兰a>0b>Q当且收a一做,等号流)、一生意使用条件一正二定三得等
知识点01基本不等式
≤va≤生sV
2
a,bcR
。厂一使用基本不等式的条件不满足时,考患使用对约函数求最值
对构数e-z+k>0)的调∈(-e,0,满数e一--v网-2We∈@,+,阴数e一=V周-2W乐
配淡法(拆项、并项、配凑):目标是相关代数式种的项能够构造出“积为定
值”或“和为定值的形式。
常数1的代换:形如xy厂1和ax+b1的形式,可以让两个式子进行相乘构造出
基本不等式的倒数结构
基本不等式求最值
知识点02求最值方法总结
消参法就是对应不等式中的两元问题
一般是二元二次问题(也有更高次),用
一个参数去表示另一个参数,再利用基本不等式进行求解
齐次化就是合有多元的问题,通过分子、分母同时除以相关变量得到一个整体
然后转化为运用基本不等式进行求解:
难点01柯西不等式
设a,云>0,公2+的2+)之a任+,当仅当-时等号成立
难点02权方和不等式
1考点深研·
知能分层突破
基础梳理·自主夯基
一一核心必记
。考点01基本不等式
1、基本不等式的概念
(1)a2+b2≥2ab台b≤学(ab∈R当且仅当=b时,等号成]
(2)基本不等式:Vab≤学(a>0,b>0,当且仅当a=b时,等号成立)】
(3)基本不等式的推广
Va1+2+…an≤3(当且仅当1=a2=…an时取等)
2、对基本不等式的使用,需要满足以下条件
(1)“一正二定三相等“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成
积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所
求的最值,这也是最容易发生错误的地方
注意:一定要验证取等条件,当取等条件不满足时,可以考虑用对勾函数求最值
3、重要不等式链:
异≤Vb≤学≤V些(abe*)
即:调和平均值≤几何平均值≤算数平均值≤平方平均值(注意等号成立的条件),
4、对勾函数
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对勾函数是一种类似于反比例函数的一般双曲线。形如F(x)=x十低>0)的函数,由其图像的性质得
名。
(1)当x∈(o,风函数单调递增·x∈(压,
函数单调递减,则在x∈(-2,0),函数
f(x)=f(k)=-2k
(2)当x∈0,V瓜),函数单调递减:x∈(及,十四函数单调递增,则在x∈(0,十函数
f(x)m=f()=2/k
y=x+-
注意:在求最值或范围时,一定要注意定义域
【新题对点练】(多选)(2025·全国模拟预测)已知a,b>0,且a+b=1,则()
A.b的最大值是
B。G2+6的最大值是号
C.+的最小值是4
D.√a+√b的最小值是√2
。考点02求最值方法总结
1、利用基本不等式求最值时:
(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=V时,x十y有最小值,(简记为:积定和最小)
(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,y有最大值,(简记为:和定积最大)
注意:看题目条件,看能否配凑成积是定值,或者和是定值
2、常见的基本不等式求最值的方法
(1)配凑法(拆项、并项、配凑):目标是相关代数式种的项能够构造出“积为定值”或“和为定值”的
形式。
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(2)常数1的代换:形如x+y=1和是+号=1的形式,可以让两个式子进行相乘构造出基本不等式的倒
数结构
(3)消参法就是对应不等式中的两元问题,一般是二元二次问题(也有更高次),用一个参数去表示另一
个参数,再利用基本不等式进行求解.尤其遇到双元分式问题,我们可以采用双换元的方法,分别运用两
个分式的分母作为新的两个参数,再转化为新参数的不等关系,
(4)齐次化就是含有多元的问题,通过分子、分母同时除以相关变量得到一个整体,然后转化为运用基本
不等式进行求解
【新题欧对点练
】(225?上高考真题)设ab>0a+片1,则b+的最小值为
a
高阶思维·探究拓展一一悬想解玛
。难点解读01柯西不等式
二维柯西不等式:
设1,b,x,y>0,则(2+b2)(x2+y网)≥(ax+by)2,当且仅当兰时等号成立
1、分母的倍数和为常数
a+b程+)≥(m+回,其中a,b,m,nR
2、一高一低和式配凑类型
(x2+y2(m2+n习≥(mx+y)月,其申m,n∈R
3、同次积式配凑类型
已知的值,求(x+my+maeR)的最值,利用x+my+2(y+Vmn‘求最值
◇难点破解(2025高三·全国竞赛)若x,八,z∈R,满足y+z+zx=1,则函数
f(x,,z)=Vy+5+Vz+5+V2x+5的最大值是
。难点解读02权方和不等式
1、权方和不等式作为基本不等式的一个变化,在求二元变量最值时有很广泛的应用:
设a,b,x,y>0,则髻+号≥,当且仅当是=吕时等号成立
x+y
2、多维变量
者a>04>0,m≥0.侧a+a++e≥么+0++a小
6)mTb2)"中(b)”(6+b2++bnm
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当且仅当4=马==a时,等号成立.m为该不等式的权,它的特点是分子的幂比分母的幂多一次.
bb
bn
◇难点破解(2026高三上全国专题练习)权方和不等式作为基本不等式的一个变化,在求二元变量最
时有很广产泛的应用,其表述如下:设4,b,七,y>0,则2+。之T,当且仅当。=时等号
1
x+y
立根据权方和不等式。函数了到3江3+60<x<
x+1-3x
的最小值为
小素养进阶。答题技法突破
高考解密·母题探究一一考法潮源
《。题型01直接法求最值◇
【典例1】(2026?上海?高考真题)若a>0,b>0,且a+2b=4,则ab的最大值是
【典例2】(2024?上海?高考真题)已知ab=1,4a2+9b的最小值为
考点聚焦·解法深研一一核心归纳
。题型01直接法或对勾函数求最值或范围◇
悟解题关键
1、使用基本不等式求最值的时候,要注意使用基本不等式的条件,一正二定三相等,要满足时才能使用。
2、先配凑成对勾形式,若范围包含顶点则用基本不等式直接得最值,若范围不包含顶点则用单调性求端
点值。
【典例1】(2026?天津河西?一模)已知a>0,b>0,且2a+b=1,则ab的最大值为()
1
A.1
B.4
C.3
D.9
【典例2】(2026?贵州贵阳?二模)若a>0,b>0,且ab=a+b,则ab的最小值是。
【变式1】(2026高三全国,专题练习)下列使用均值不等式求最小值的过程,正确的是()
A.若a,beR,则b+≥2
b.a=2
a b
a b
B.若x>0,则由x+1
之2x+
-1=1知,x+1的最小值为1
x+1
x+1
4、。4
C.若x<0,则x+-≥-2,x二=-4
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D.若xy=1,则x2+y2≥2y=2
【变式2】(226北京海淀?二模)函数国=G+的最小值为()
A.2
B.4
C.3
D.6
。题型02配凑法求最值画或范用◇
悟解题关健
通过恒等变形(加减常数、乘除因子、拆项、添项、换元等),将目标表达式配凑成定值形式,以便应
用基本不等式或已知函数性质求解最值。
【典例1】(2026?河南开封7模拟预测)若x>2y>0,则,x,+2的最小值为()
x-2y y
A.3
B.6
C.9
D.12
【典例2】(2026?安微合肥?模拟预测)已知实数a,b满足ab>0,则2+4的最小值为
aa+b
【变式1】2026云南昆明2模拟预测)函数fx=3+(x>3)的最小值为(》
A.9
B.12
C.6+25
D.3+2V5
【变式2】(25-26高三·全国.一轮复习)函数f(x)=
3+160<x<)的最小值为()
x"1-3x
3
A.16
B.25
C.36
D.49
《。题型03常数1的代换求最值或范围◆
悟
解题关健
“常数1的代换”的本质是:利用己知的等于1的等式,将目标式中的1整体替换为已知等式,从而
进行“拼凑”与“化简”,以便运用基本不等式。
1.用已知等式表示1:条件中含有等于1的代数式或者等于常数的代数式变成1。
2.乘到目标式中:将目标式子里的常数项(常常是独立的1或可视为1的部分)替换成该表达式。
3.变形合并:把目标式化为可以应用基本不等式的形式(通常凑出和定或积定)。
1.3
【典例1】(2026?上海静安?三模)若x,y均为正数,且x+y=4,则一+二的最小值为
x y
【典例2】(2026河南开封P模拟预D已知正实数a,力满足2+1,则b+,的最小值为
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4
1
【变式1】(2026?天津红桥?一模)己知a>0,b>0,若a+b=2,则
一十
的最小值为()
1+a1+b
A.2
B
D.2+√2
1+1
【变式2】(2026?辽宁沈阳?三模)已知正数x,y满足x+y=山,则2x+y十x+2
的最小值为
《。题型04商式求最值或范用◇
悟
解题关健
对二次/二次、二次/一次、一次/二次、一次/一次这种商式求最值的问题中,我们可以通过除法分解,
将问题转化为可运用基本不等式或函数性质处理的形式
1、对于二次/一次,将其分解成“一次+分式”,然后运用基本不等式求最值
2、
对于一次/二次,将其看作为二次/一次的倒数,先按二次/一次来求最值,然后再参考倒数的最值。
3、
对于二次/二次,先分离常数,让其变成“常数+一次/仁次”,然后再按二次/一次来求最值再参考倒
数的最值。
对于一次/一次,先分离常数,让其变成“常数+常数/一次”,按反比例函数的单调性来求最值。
【典例1】(2026?河南开封?模拟预测)设x>1,则。-2x+3的最小值为
x-1
【典例2】(2026?北京昌平?一模)当x>0时,函数y=+1的最小值为
【变式1】若对xR恒有3r+2x+2>,则的取值范围是
x2+x+1
【变式2】(25-26高三上北京阶段检测)若x>1,则函数∫=-x+的最小值为,此时x=
x-1
。题型05消元法或换元法求最值画或范用◇
悟解题关健
消元后需注意新变量的取值范围(由原变量约束决定);换元后新变量范围要准确对应;两种方法常结
合使用。
【典例1】(2026重庆万州?模拟预测)已知定义在(0,+0上的函数f=e满足2a>1,则
f(b)
b(2a-b的最小值为()
4
a2+
A.4
B.8
C.12
D.16
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【典例2】(2026?河南南阳?模拟预测)已知正数x,y满足4+y=上,则上+y的最小值为()
A.7
B.9
C.10
D.12
【变式1】(2026?福建南平?二模)若a>0,6>0,且2+=1,则20+b的最小值为
a b
b
【变式2】(2026?贵州贵阳?模拟预测)已知m>
3n>1,且3mn-3m-m=1,则,1+
1
4的最小值
3m-1n-
是()
A.2
B.4
C.25
D.2√2
《。题型06齐次式求最值或范用《◇
悟
解关键
在1的代换中,我们遇到的形式常是x+y=1,求专+的形式,但是如果遇到求最值的这个格式不一
致时,就需要先多次代换1,使要求的式子变成我们需要的格式
1、
可以把式子换成齐次式等+安,可以使用基本不等式
2、
变成可以使用1的代换的定+式
【典例1】(2026?湖北武汉?模拟预测)已知函数f八到=2x2若正数a,6,满足/)+1川26-1,
则、ab
。2+26的最大值为()
A.
B.
2V2-1
c.
D.22+1
8
7
7
【典例2】(2026?江苏常州?三模)已知随机变量X~N(2,3,正实数a,b满足
P(X≤3a+2=P(X≥4h-l,则泊+a+3
的最小值为
4a
【变式1】(20262广东清远?二模)已知实数a>0,6>0,且a+b=1,则0+1的最小值为()
ab
A.5
B.4
C.2√2-2
D.2√2+2
【变式2】(20262湖南怀化?一模)已知6>0,且3.9=3,则+6的最小值为
2ba+3b
《。题型07常见求不等式最值及不等式链的应用◇
悟解题关健
重要不等式链的应用:
异≤Vb≤学≤呼(abeR*)
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即:调和平均值≤几何平均值≤算数平均值≤平方平均值(注意等号成立的条件)
【典例1】(多选)(2026?黑龙江哈尔滨?模拟预测)(多选)已知正实数x,y满足:x+2y=1,下列说
法正确的是()
A0<y对
B.xs!
e420
D.2+42s
2
【典例2】(多选)(2026?陕西宝鸡?模拟预测)(多选)已知正数m,n满足3m+2n=1,则()
B.mns 1
2.
A.1<4"<2
48
C.22≥16
D.
【变式1】(多选)(2026?贵州毕节?三模)(多选)已知正实数a,b满足a+b=2,则()
A.ab≤1
B.√a+√b≤2
C.a2+b2≤2
D.+s1
a b
【变式2】(多选)(2026?河南?模拟预测)(多选)已知a>0,b>0,(2a+1)(b+1)=4,下列说法正
确的是()
1
1
A.
2a+1b+1
的最大值为1
B.2a+b的最小值为2
C.ab的最大值为4
3
D
(b+)的最小值为2
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《◇重难点01柯西不等式求最值画或范围◇
悟
破解袂窍
1、已知平方和定值,求线性式的最值,将线性式平方,用柯西放缩。
2、己知线性式和定值,求平方和的最值,将平方和乘上常数,用柯西反向。
3、分式最值(如罗+号,已知ax+by=1),用柯西构造乘积定值。
配凑平方和与乘积和,写出柯西不等式,解出范围,最后验证取等条件是否满足题目限制。
【典例1】(2025高三全国竞赛)已知x,八2>0,则/=V+少++4:+2+16x
的最小值是
9x+3y+5z
【典例2】(2025高三全国竞赛)设2x+y-V5z=2,则x2+y2+z2的最小值为
【变式1】(2025高三全国竞赛)设a≥c,b2c,c>0.求证:Vc(a-c+Vc(b-c≤Vab,并确定等号
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成立的条件。
【变式2】(2025高三全国·竞赛)已知a,b,c为正实数.证明:a2+2)b2+2(c2+2≥9(ab+bc+ca.
。重难点2权方和不等式求最值或范用◆
悟破解袂窍
已知分母和(或分子和)为定值,求分式型表达式的最值。适用于分子为平方、分母为一次的分式求和。
确保分母为正;取等条件需能同时成立;若结构不完全匹配,先通过变形(如提取系数、拆分项)配凑。
【典例1】(2026?广西南宁?二模)设a>0,b>0,若不等式a(a+1)2+b(b+12≥ab恒成立,则实数2
的最大值为
【奥例2】2526高三全国轮复习D0>若a>0,6>0,且0十b+b1,则a+2b的最小值为
18
(2)已知正实数x,y满足x+y=1,则之+的最小值为
【变式1】(2025高三全国竞赛)已知x是一个锐角,那么8+1的最小值是
sinx cosx
【变式2】(2025高三·全国·竞赛)若锐角4,B,C满足sin2A+sinB+sinC=2,则
1
1
1
十
的最小值是
sin2AcosB sin2Bcos'C sin2Ccos4
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1.(2026?广东江门?二模)已知a>1,b>1,且ab=a+b+3,则4a+b的最小值为()
A.11
B.12
C.13
D.14
2.(2026?内蒙古呼伦贝尔?模拟预测)当a>0,b>0且满足a+b-ab=-3时,若ab>k2+k+7恒成立,
则k的取值范围为()
A.(-0,-2U1,+0
B.(-1,2
C.-0,-1U2,+0
D.(-2,1
3.(2026?广东湛江?二模)已知正数x,y满足x+3y=8,则(x+1)(y+1)的最大值为
4.(2026?湖北黄冈?三模)(多选)若a>0,b>0,a+b=4,则()
C.√a+√b≤2v2
D.12<a2+3b2<48
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5.(2026?云南昆明?模拟预测)设a>0,b>0,则下列结论正确的是()
A.a2+b2≥2(a+b
B.a+b2
≥ab
a+b
C
b+2a≥22
a+b
1
D.
aa+b
a2+b2+22
2026?山东聊城2模拟预测)(多选)已知止数ab满足og,a+bo8,。=1a≠1,b≠,则(
A.a+b=ab
B.ab的最小值为2
C.a+4b的最小值为9
D.a-的最小值为1
7.(2026?黑龙江哈尔滨?模拟预测)(多选)已知a>0,b>0,且a+2b=1,则下列说法正确的有()
A.b的鼓大恒为日
B.+的最小值为22
a b
C.√a+√2b的最大值为√2
D.2°+4的最小值为4
8.(2026?天津南开?二模)已知x≠kπ时,
1.4
sin'x 2+cos2x
的最小值为()
A.
B.3
c.
9.(2026?福建漳州?二模)(多选)已知正数4,b满足a+b=1,则下列说法正确的是()
A.8+2的最小值为9+4N5
a b
B.81
a+6京的最小值为27
C.3√ā+√3b+6的最大值为6
D.若c∈R,则,8a
1
+2c2的最小值为6
bc2+b abc2+ab
10.(25-26高三上福建阶段检测)已知x+0且y≠0,则+2的最大值为一·
2x2+y2
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