内容正文:
基本不等式及其应用
第 04 讲
考情分析
基本不等式是高中不等式板块重难点,新高考弱化繁杂配凑技巧,强化 “一正二定三相等” 条件考查,常与函数、数列、解析几何、应用题融合。
题型:单选 / 多选第 3~6 题(5 分),解答题穿插于导数、解三角形、圆锥曲线求最值(3~6 分),总分 5~11 分;整体中等难度,高频必考。
四大考查方向:
① 基本不等式成立条件判断(正、定、等易错点);
② 配凑和定积最大、积定和最小求代数式最值;
③ 含参恒成立、取值范围求解;
④ 实际问题(成本、面积、利润)建模用不等式。
综合融合:常结合指数对数、三角函数、数列通项、几何边长,考查数学建模与运算素养。
复习目标
熟记基本不等式原始公式、变形公式,精准牢记一正二定三相等使用前提;
熟练掌握配凑法(拆项、添系数、凑定值)两类核心最值模型;
掌握 “1 的代换” 经典题型解题套路;
会处理多变量、含负号、分式型不等式最值;
能建立实际应用题数学模型,利用基本不等式求解最优值。
01
命题透视・考情前瞻
02
思维建模・脉络梳理
知识解构
知识点1 基本不等式核心公式
知识点2 两个最值模型
知识点3 “1”的代换
知识点4 含负数、不等取等的处理
题型破译
题型1 基本不等式成立条件辨析
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
题型3 "1 的代换" 求最值
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
题型5 基本不等式实际应用
题型6 含参恒成立问题
1.1 核心原型(算术 - 几何均值不等式)
若a>0,b>0,则_________________,当且仅当a=b时取等号.
一正:a,b全为正数(负数不能直接套原式);
二定:求和最值则乘积为定值;求积最值则和为定值;
三相等:等号可取(a=b在定义域内有解,取不到则改用函数单调性).
1.2 拓展重要不等式(无条件 / 放宽条件)
1. a=b取等(全体实数可用,无正数限制);
2.(积≤和平方四分之一,常用放缩);
3.同号: ; ab<0时 .当且仅当a=b时,所有等号同时成立
知识点1 基本不等式核心公式
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
1.3 四项均值不等式链
对于正数a,b,有:
______________________________________________________
其中:
:调和平均数(HM)
:几何平均数(GM)
:算术平均数(AM)
:平方平均数(QM)
当且仅当a=b时,所有等号同时成立.
知识点1 基本不等式核心公式
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
知识点1 基本不等式核心公式
解
析
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
积定求和最小:ab=k(定值,a,b>0) ,a=b取最小;
和定求积最大:a+b=k(定值,a,b>0) ,a=b取最大.
核心操作:无定值时,需要通过拆项、配系数等方法凑出定值,这是基本不等式应用的关键.
知识点2 两大最值模型
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
知识点2 两大最值模型
解
析
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
已知求 类最值:整体乘 ,展开后配凑均值.
例:,,求 .
知识点3 经典题型:“1 的代换”
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
知识点3 经典题型:“1 的代换”
解
析
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
1.:令,变形后用不等式;例
22.定义域限制无法:放弃基本不等式,用对勾函数单调性.
知识点4 易错拓展:含负数、不能取等的处理
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
知识点4 易错拓展:含负数、不能取等的处理
解
析
03
知识精讲・靶向突破
知识解构
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
方法技巧 不等式性质的快速判断
特殊值秒杀法:优先代入负数、0、边界值(如a=b、x=0)快速排除错误选项;
三条件逐项核验法:按 "一正→二定→三相等" 顺序逐一验证,缺一不可;
性质区分法:明确 (全体实数)与 (仅正数)的适用范围.
易错分析 忽略前提条件
忽略 "一正" 条件,直接对负数使用基本不等式;
忽略 "二定" 条件,无定值时强行求最值;
忽略 "三相等" 条件,等号取不到时仍用不等式结果;
混淆两个基本不等式的适用范围,导致判断错误.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型1 基本不等式条件正误判断
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
方法技巧
拆项法(凑和为定值):
适用:型;
操作:,此时为定值.
配系数法(凑积为定值):
适用:型;
操作:,此时为定值.
分离常数法:
适用:型;
操作:将分子配成分母的倍数+常数,转化为整式+分式形式
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
易错分析
拆项时漏加常数项,导致结果偏小;
配系数时漏乘倒数,导致结果扩大或缩小;
等号条件不在定义域内,未改用函数单调性;
混淆和定与积定的应用场景,凑错定值类型.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型2 配凑定值求最值(拆项、配系数)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
方法技巧求代数式范围的规范步骤
标准解题模板:
变形定值:将化为;
整体乘1:所求代数式乘以;
展开配凑:展开得到"整式+可均值分式";
用基本不等式求最值,验证等号条件.
变形技巧:若已知,直接将乘以即可.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
易错分析范围扩大问题
乘错"1"的形式,未使用已知的定值条件;
展开时乘法分配律应用错误,导致系数错误;
联立方程求解等号条件时计算错误;
多次使用基本不等式,未保证所有等号同时成立.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型3 "1 的代换" 求最值
解
析
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
方法技巧
含负数的处理:换元转化为正数,注意不等号方向改变;
等号取不到的处理:改用对勾函数单调性或导数求最值.
易错分析
负数直接使用基本不等式,未改变不等号方向;
等号取不到时仍用基本不等式的结果;
对勾函数的单调性记反,导致最值求错;
换元后未重新确定新变量的定义域.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型4 特殊情况处理(含负数、等号取不到)
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
方法技巧
建模解题四步走:
设变量:根据题意设出合适的变量(通常设长、宽、产量为x);
列关系式:建立目标函数和变量的取值范围;
求最值:利用基本不等式求最值,验证等号条件;
作答:将数学结果转化为实际问题的答案.
易错分析
忽略实际意义对变量的限制(如长度为正、墙长限制);
目标函数建立错误,导致成本、利润计算错误;
等号条件不符合实际,未改用函数单调性;单位不统一,导致计算结果错误.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型5 基本不等式实际应用
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
方法技巧优先使用分离参数法
分离参数:将参数移到一边,变量移到另一边;
求最值:求函数f(x)的最大值或最小值;
得范围:若恒成立,则;若恒成立,则.
易错分析
分离参数时,除以负数未改变不等号方向;
求函数最值时忽略等号条件;
恒成立问题遗漏端点值;
混淆恒成立与能成立的最值要求.
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
题型6 含参恒成立问题
解
析
03
知识精讲・靶向突破
题型破译
解
析
04
真题溯源・考向感知
解
析
04
真题溯源・考向感知
解
析
04
真题溯源・考向感知
04
真题溯源・考向感知
解
析
解
析
04
真题溯源・考向感知
解
析
04
真题溯源・考向感知
解
析
05
课本典例・高考素材
解
析
解
析
05
课本典例・高考素材
解
析
解
析
05
课本典例・高考素材
解
析
05
课本典例・高考素材
由,得, 对于A,,A正确;
对于B,取,则,B错误;
对于C,,C正确;
对于D,显然,则,D正确.
【自主检测】已知,且,则下列不等式不一定成立的是( )
A. B. C. D.
令,则展开式中各项系数和为,因为,所以,
当,即时等号成立,所以展开式的各项系数之和的最小值为16.
【自主检测】(2026.江苏苏锡常镇.二模)已知,则关于的展开式中各项系数之和的最小值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【自主检测】已知正实数a,b满足,则的最小值为______.
, ,
, , ,
当且仅当,即,结合得时等号成立,
的最小值为4.
选项A,因为,所以,所以成立.
选项B,若,则不成立.
选项C,因为,并且,等号取不到),所以, 因此成立.
选项D,,等号在时成立,但是,所以等号无法取到,因此.
【自主检测】已知,且,则下列不等式不一定成立的是( )
A. B. C. D.
(2)上式当且仅当即时,等号成立;
(3)所以当时,取得最小值
根据条件,由基本不等式可知,(1)(2)均正确,
对于(3),由基本不等式知,求最小值,则需满足“一正二定三相等”的原则,
求和的最小值,需要乘积为定值,而不为定值,所以(3)错, 故选:D.
A.以上全正确 B.(1)错 C.(2)错 D.(3)错
【例1-1】已知,那么以下关于式子的分析判断正确的选项是( )
(1);
由a,b为正实数且. 根据基本不等式,当且仅当时等号成立,故A正确; ,当且仅当时等号成立,故B错误;
,当且仅当时等号成立,故C错误;
根据算术平均值小于等于平方平均值不等式,得,
当且仅当时等号成立,即,故D错误.
【例1-2】已知正实数a,b满足,则( )
A. B. C. D.
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.
【变式训练1-1】(多选题)已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
对于选项A,因为,,所以,故A正确;
对于选项B,由可得(又,等号不成立),所以,故B正确;
对于选项C,由,由,可得,所以,故C错误;
对于选项D,因为,所以,故D错误.
【变式训练1-2】(多选题)若,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
对于A项,因,,且,则有, 当且仅当时取“=”,A正确;
对于B项,因,,且,则, 得,则B错误; 对于C项,因,,且,则, 得,, 设,, 得,得函数在上单调递增, 得,得, 即,得,故C正确;
对于D项,, 令, 得,得函数在上单调递增, 得,得,即,故D项错误.
【变式训练1-3】(多选题)若,则( )
A. B. C. D.
因为所以,即,故A正确;
因为,所以, 即,故B正确;
因为,不能确定指数函数是增函数,即不一定成立,故C错误;
因为,所以, 当且仅当时取等号,即,故D正确; 故选:ABD
【变式训练1-4】(多选题)已知,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
因为,,且, 由基本不等式得,
当且仅当时等号成立, 即,得,
因为,所以. 由代入,解得,
因此当,的最小值为.
【例2-1】已知,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【例2-2】【新考法】(2026.河北沧州二中.预测(一))已知实数满足,则的最大值
为__________.
由,可得, 设点,则点在以点为圆心,2为半径的圆上,
所以, 根据几何意义设,则,
过点作圆的切线,与圆交于点, 此时 , 故,
所以, 因为,所以,
即 所以,所以, 故最大值为.
【变式训练2-1.变载体】(多选题)已知离散型随机变量的分布列如表所示.其中,且,则下列说法正确的是( )
0
1
2
P
0.2
c
a
A. B. C. D.
由期望的计算公式可得,得. 对于A:因,则,
当且仅当时,等号成立,故A正确;
对于B:由,可得,又由A可知,, 故,
当且仅当时,等号成立,故B错误;
对于C:因,则, 当且仅当,即时,等号成立,故C正确;
对于D:令,则,则, 则又因为,故,
故, 当且仅当,即时,等号成立,故D正确.
由,得,
所以,
当且仅当时,即时等号成立,将其代入,
解得, 所以的最小值是.
【变式训练2-2.】已知,,且,则的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
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.
【变式训练2-3】(多选题)已知正实数满足:,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练2-4】已知正实数,满足,则的最大值是__________.
因为为正实数,由基本不等式可得,当且仅当时等号成立;
正实数满足,得,代入上述不等式可得:,
令,由得,不等式转化为:,整理得,即,
因为,所以,因此,即,故,
得,当且仅当时等号成立,因此的最大值为4.
因为函数的定义域为,,所以是奇函数; 又,所以, 又,所以在上单调递增,所以,即; 又均为正数,所以, 当且仅当时,即,时等号成立, 故的最小值为9,故D正确.
【例3-1】(陕西省镇安中学2026届高三模拟)已知函数,正数满足,则的最小值为( )
A.2 B.5 C.8 D.9
因为,
所以
得,即
构造函数 , 恒成立,所以单调递增,
因为 , 因此原等式可写为
由单调递增可知 ,故 即, 即
因为,,所以 ,
所以
当且仅当,即时等号成立,
此时 均满足 的条件,因此最小值为.
【例3-2】已知实数,,且满足,则的最小值为( )
A.5 B. C. D.9
∵, , 当且仅当,
即,时等号成立. 的取值范围是.
【变式训练3-1】(湖南株洲市第二中学2026届高三全真模拟)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
A.5 B.6 C.7 D.9
, 当且仅当,即,结合解得当且仅当,时取等号, 因此的最小值为9.
【变式训练3-3】已知均为正数,且,则的最小值为___________
因为,所以. ,当且仅当时等号成立.
【变式训练3-2】已知,且,则的最小值为( )
当时,, 当且仅当,即时,等号成立.
由对勾函数的性质可得,在上单调递增,在上单调递减.
当时,函数单调递减,.
函数在定义域内有最大值,则,即实数的取值范围是.
【例4-1】已知函数在定义域内有最大值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
C.若,则 D.
对于A:,, 因为,所以,
即,故A正确;
对于B:,在上单调递减, 所以当时,取得最小值为5,故B错误;
对于C:因为,所以,所以, 所以,
当且仅当,即时等号成立,所以,故C正确;
对于D:,即,,解得, 即,
当时,, 又因为为增函数,所以,故D错误.故选:.
【例4-2】(多选题)下列不等式正确的是( )
A. B.的最小值是4
【变式训练4-1.变载体】(重庆市七校联盟2026届高三考前联合诊断)已知数列满足,,数列满足,,则数列的最小值为__________.
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.
【变式训练4-2.变考法】已知直线与圆相切于点,是圆上一动点,点满足 ,且以为圆心,为半径的圆恰与相切,则当取最小值时,点的坐标可以为______.
设,则,直线与圆相切于点,则, 由以为圆心,为半径的圆恰与相切, 可得, 化简可得,且. 再设,则, 则, 由于对勾函数在上单调递增,在上单调递减, 所以当时,有最大值-2,则取得最小值, 此时或.
【变式训练4-3.变考法】已知实数满足且,则的最大值是______.
由可知, ,不等式两边时乘以,
得,解得. 令,即.
所以,
当且仅当,即时,等号成立, 故的最大值是.
设 则,所以,
所以, 因为,
即且,解得, 所以.
故
当且仅当,即时,等号成立, 所以当时,
该休闲场所的总造价最小,最小值为 元. 故选:B
【例5-1】如图,某社区要建一座八边形的休闲场所,它的主体平面图是由两个相同的矩形ABCD和EFGH构成的面积为的十字形地域.计划在正方形MNPQ上建一座花坛,造价为;在四个相同的矩形(图中阴影部分)上铺花岗岩地坪,造价为;在四个空角(图中四个三角形)上铺草坪,造价为.设总造价为S(单位:元),则当总造价S最小时,AD的长度为( )
A. B. C. D.
由题意得知是锐角,且,而, ,
所以, 而,
当且仅当,即时,等号成立, 所以当时,,此时最大, 故选:D
【例5-2】1471年米勒向诺德尔教授提出了一个有趣的问题:在地球表面的什么部位,一根竖直的悬杆呈现最长?我们把地球表面视为平面,悬杆视为直线l上两点A,B间的连线,则上述问题可以转化为以下的数学问题:如图1所示,直线l垂直于平面,直线l上有两点A,B位于平面的同侧,求平面上一点C,使得最大.建立如图2所示的平面直角坐标系.若A,B两点的坐标分别为,,点C的坐标为,则当最大时,c的值为( )
A.64 B.32 C. D.
【变式训练5-1】已知正三棱锥的各顶点都在体积为的球面上,正三棱锥体积最大时,该正三棱锥的高为______.
根据题意可得,正三棱锥的外接球的半径 , 设正三棱锥的底面边长为 ,高为 ,
则正三角形的外接圆的半径为 ,所以 , 即 ,
所以 ,
又正三棱锥体积为
,
当且仅当 即 时,等号成立, 所以当正三棱锥体积最大时,该正三棱锥的高为4.
(2)夏令营活动组织者要求在点集合,设小明从点出发准时到达点的概率为,小红从点出发准时到达点的概率为,两人是否准时到达点互不影响,已知两人中有且仅有一人准时到达点的概率为0.52,至少有一人准时到达点的概率为0.76,求的值.
(1)设的内角的对边分别为 由,根据正弦定理,得,即,
由余弦定理,得, 因为,所以,
当,即时,上式等号成立, 此时,,于是,,因此,的最小值为.
(2)设事件“小明准时到达A点”,事件“小红准时到达A点”,则,.
由题意,即,
化简,得①, ,即,
化简,得②,由①②,得,
所以.故的值为0.2.
【变式训练5-2】某夏令营在区域内活动,三个内角满足.
(1)求的最小值;
(2)若乙工程队要确保竞标成功,求实数的取值范围.
【详解】(1)若运动场地前面墙体的长为米(),则左右两面墙宽度为, 则甲工程队整体报价为, ,
当且仅当时,“=”成立, 因此至少要付给甲工程队57600元;
【变式训练5-3】某学校计划改造一间高为米,底面积为平方米,且背面靠墙的长方体形状的运动场地. 因场地的背面靠墙,无须建造费用,设运动场地前面墙体的长为米(). 现有甲、乙两支工程队参加竞标,甲队的报价方案为:场地前面新建墙体每平方米元,左右两面新建墙体每平方米元,屋顶和地面以及其他共计元;乙队给出的整体报价为元(). 假设甲、乙工程队均不考虑其他因素.
(1)若项目由甲工程队完成,则至少要付给甲工程队多少费用?
(2)若乙队要确保竞标成功则 ,
所以,
则, 因为,
所以函数,
函数在上单调递增,故,
故,则,所以实数的取值范围是.
①若为常数列,则;
②当时,总有;
③当时,为递增数列,且存在常数,使得恒成立.
其中正确结论的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
①若为常数列,则假设,则,代入得:,解得:,
即:或均满足为常数列,所以①错误;
②当时,由题意得时,,所以恒成立,, 当且仅当,
即时等号成立,因为,所以当时,; 又因为,
因为,所以,,则, 即数列是递减数列,所以,综上所述:,所以②正确;
③当时,由题意得时,,所以恒成立,则,, , 当且仅当,即时等号成立,所以,,, 则,所以为递增数列,且存在常数,使得恒成立,所以③正确.
【例6-1】已知数列满足 ,给出下面3个结论,
因为正实数,满足,所以, 则:,
当且仅当时取等号,因为不等式恒成立,所以. 故选: B.
【例6-2】已知正实数,满足,且不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
因为,,且,则, 则,
所以 ,
当且仅当时, 即当,时,所以的最小值为,
因为恒成立,所以,解得, 所以实数的取值范围是. 故选:A.
【变式训练6-1】已知,且,若恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
A.若,则
B.的最小值为1
C.若,则的最小值为8
D.若恒成立,则的最小值为
对于A,,当且仅当时取等号, 即,得到,解得.故A正确;
对于B,, 当且仅当,即时取等号,显
然的值不存在,故B错误;
对于C,因为,所以, 由基本不等式得,
当且仅当时取等,此时解得,则的最小值为8,故C正确,
对于D,因为恒成立,且,, 所以恒成立,而
, 令,则可化为, 令,则,
化简得, 而该一元二次方程一定有实数根,得到, 解得,当时,,
故,故即, 得到,则的最小值为,故D错误.
【变式训练6-2】(多选题)已知,,则下列说法正确的是( )
,数形结合,得到内的大致图象为如图所示,
故,,A对. 由得,
即,
由题意,则, ,则,B正确.
又,D正确.
因为,从而C错误. 故选:ABD.
【变式训练6-3】(多选题)已知函数是其导函数.若存在且,满足,则( )
A. B. C. D.
(2)若,对任意,恒成立,求的取值范围.
(1)对任意的,由①,得②, 两式相减,
可得,即, 所以,所以.
所以,数列的奇数项、偶数项分别成以为公差的等差数列, 在①式中,令,可得,令,可得, 所以当为奇数时,,
当为偶数时,, 综上所述,.
(2)因为,所以, 当时,. 可得,
当且仅当,即时等号成立, 即的最小值为,所以,即的取值范围为.
【变式训练6-4】已知数列的前项和为,.
(1)求数列的通项公式;
C. D.
由题意不妨设,因为函数是增函数,所以,即, 对于选项AB:
可得,即, 根据函数是增函数,
所以,故B正确,A错误;
对于选项D:例如,则, 可得,即,故D错误; 对于选项C:例如,则, 可得
,即,故C错误, 故选:B.
1.(2024.北京.高考)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
2.(2023.上海.高考)已知正实数a、b满足,则的最大值为_______________.
, 当且仅当“”,即时取等,
所以的最大值为.
3.(2023.天津.高考)在中,,,记,用表示_________;若,则的最大值为_________.
【详解】空1:因为为的中点,则,可得, 两式相加,可得到,
即,则;
空2:因为,则,可得, 得到,
即,即. 于是. 记, 则, 在中,根据余弦定理:, 于是, 由和基本不等式,, 故,当且仅当取得等号, 则时,有最大值.
, 当且仅当,即或时,等号成立, 故的最小值为12. 故答案为:12.
5.(2025.上海.高考)设,则的最小值为_________.
易知, 当且仅当,即时取得最小值.
故答案为:4
4.(2024.上海.春季高考)已知,的最小值为______.
(1)求的方程;
(2)已知矩形有三个顶点在上,证明:矩形的周长大于.
(1)设,则,两边同平方化简得, 故.
(2)设矩形的三个顶点在上,且,易知矩形四条边所在直线的斜率均存在,且不为0,
则,令, 同理令,且,则,
设矩形周长为,由对称性不妨设,,
则,
易知 则令, 令,解得,
当时,,此时单调递减, 当,,此时单调递增, 则,
故,即. 当时,,且,即时等号成立,矛盾,故, 得证.
6.(2023.新课标全国Ⅰ卷.高考)在直角坐标系中,点到轴的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
1.(19-20高一.全国.课后作业)一家商店使用一架两臂不等长的天平称黄金,一位顾客到店里购买黄金,售货员先将的砝码放在天平左盘中,取出一些黄金放在天平右盘中使天平平衡;再将的砝码放在天平右盘中,再取出一些黄金放在天平左盘中使天平平衡;最后将两次称得的黄金交给顾客.你认为顾客购得的黄金是小于,等于,还是大于?为什么?
由于天平两臂不等长,可设天平左臂长为,右臂长为,则, 再设先称得黄金为,后称得黄金为,
则,,,, ,
当且仅当,即时等号成立,但,等号不成立,
即. 因此,顾客购得的黄金大于.
,由基本不等式可得, 当且仅当时,即当时,等号成立, 因此,的最大值是.
3.(19-20高一.全国.课后作业)已知、、都是正数,求证:.
,,,由基本不等式可得,,, 由不等式的性质可得, 当且仅当时等号成立.
2.(19-20高一.全国.课后作业)已知,求证:的最大值是.
当时,. 当时,,,,
当且仅当,即时取等号. 的最大值为,此时.
5.当取什么值时,取得最小值?最小值是多少?
,当且仅当,即时等号成立. 所以,当或时,取得最小值,
最小值为.
4.已知,求的最大值.
(2)如果和等于定值,那么当时,积有最大值.
因为、都是正数,所以. (1)当积等于定值时,,所以,
当且仅当时,上式等号成立.于是,当时,和有最小值;
(2)当和等于定值时,,所以, 当且仅当时,上式等号成立.于是,当时,
积有最大值.
6.(19-20高一.全国.课后作业)已知、都是正数,求证:
(1)如果积等于定值,那么当时,和有最小值;
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