内容正文:
专题03 均值不等式构造法归类
题型脑图·核心考法搭建
考法深研·解题技能进阶
题型01 公式基础
基本不等式:≤;
(1)基本不等式成立的条件:a>0,b>0;
(2)等号成立的条件:当且仅当a=b.
(3)基本不等式的变形:
①a+b≥2,常用于求和的最小值;
②ab≤2,常用于求积的最大值;
1.(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.
2.(23-24高三·全国·课后作业)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.
3.(25-26高一上·天津·开学考试)设,则下列不等式中一定成立的有( )
① ② ③ ④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】利用基本不等式可判断各项的正误.
【详解】对于①,,,,
当且仅当且,即时取等号,故①成立;
对于②,,,
当且仅当时取等号,不一定成立,故②不一定成立;
对于③,,当且仅当时取等号,
,
当且仅当时取等号,,,故③一定成立;
对于④,,当且仅当时取等号,故④一定成立.
故不等式一定成立的有3个,
故选:C
4.(24-25高三·辽宁鞍山·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由充分必要条件的定义判断.
【详解】成立时,可以有,此时不成立,不充分,
成立时,,因此有,必定成立,因此是必要的,
所以是必要不充分条件,
故选:B.
题型02 取等条件
利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(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.
1.(25-26高三·江苏南京·阶段检测)下列说法中正确的是( )
A.的最小值为4 B.的最小值为2
C.的最小值为2 D.的最小值为1
【答案】D
【分析】根据基本不等式满足的前提条件即可求解AB,根据基本不等式即可求解CD.
【详解】对于A,当时,,故A错误,
对于B,当时,,,则,故B错误,
对于C, ,由于,而对勾函数在单调递增,故,当且仅当时取到等号,故C错误,
对于D, ,当且仅当时取到等号,故D正确,
故选:D
2.(25-26高一上·安徽阜阳·期末)下列函数中最小值为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,,当且仅当时,等号成立,所以最小值为3,故A错误;
对于B,因为函数定义域为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,所以最小值为4,故B正确;
对于C,因为,,
当且仅当,即时等号成立,所以等号取不到,故C错误;
对于D,的定义域为,所以,
当时,,故D错误.
3.(多选)(25-26高三·内蒙古赤峰·阶段检测)下列结论正确的有( )
A.当时, B.当时,最小值为2
C.当时, D.当时,
【答案】AC
【分析】利用基本不等式成立的条件来作出判断即可.
【详解】当时,,当且仅当时取等号,故A正确;
当时,由于在的区间上单调递增,所以,故B错误;
当时,,当且仅当时取等号,故C正确;
当时,的值一定小于,故D错误;
故选:AC
4.(多选)(25-26高三·辽宁鞍山·阶段练习)已知正数,则下列不等式中恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】对于AC,利用基本不等式即可判断;对于BD,利用特值法即可判断.
【详解】∵(当且仅当时取等号),
又为正数,,∴,故A正确;
当时,,,此时,故B错误;
∵为正数,则(当且仅当时取等号),
又,∴,故C正确;
当时,,此时,故D错误,
故选:AC.
题型03 构造基础: 凑配系数
均值不等式基础型是对勾型:
1.对勾型结构:,
2.对勾添加常数型:
对于形如,则把cx+d转化为分母的线性关系:可消去。不必记忆,直接根据结构转化
3.容易出问题的地方,在于能否“取等”,如,
1.(24-25高三·上海·阶段检测)若(x,)最大值记为,则的最小值为
A.0 B. C. D.
【答案】D
【解析】设,设,,则,由对勾函数可得在上单调递增,则,讨论与的大小关系,进而求解即可
【详解】设,
因为,所以,
设,,
由对勾函数的性质可知在上单调递增,
所以,即,
因为(x,)最大值记为,
所以当,即,;
当,即,,
所以的最小值为
故选:D
【点睛】本题考查函数的最值问题,考查换元法的应用,考查对勾函数的应用,考查分类讨论思想
2.(22-23高一上·江西吉安·期末)已知,则使得取得最小值时x的值为( )
A.1 B.2 C.±1 D.±2
【答案】C
【分析】把化为,从而利用基本不等式即可.
【详解】解:,
当且仅当,即时取等号.
故选:C.
3.(23-24高三 ·陕西咸阳·阶段练习)已知函数的定义域为,则的最大值为( )
A.5 B. C.1 D.
【答案】C
【分析】令之后用基本不等式求函数的最值.
【详解】令
当且仅当即时取得.
故选:C
4.(2026高三·全国·专题练习)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.
题型04 构造对勾:分离常数
分离常数型构造法:
,可以考虑直接分离常数构造对勾型,或者分母换元构造对勾。
1.(2023高三安徽·阶段练习)函数的最小值是( )
A. B.3 C. D.
【答案】D
【分析】设,函数变形后利用基本不等式求出,结合对勾函数性质得到答案.
【详解】设,则,,
因为,
由对勾函数性质可知在上单调递增,
所以.
故选:D.
2.(23-24高三·海南海口·阶段检测)若函数在是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】变形换元得到,,考虑,和三种情况,结合对勾函数性质得到不等式,求出实数的取值范围.
【详解】,
令,故,,
当,即时,在上单调递增,满足要求,
当,即时,在上单调递增,满足要求,
当,即时,由对勾函数性质得到在上单调递增,
故,解得,
综上,实数的取值范围是.
故选:A
3.(23-24高三上·江苏南京·阶段检测)已知,则最小值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【分析】令并确定范围,结合平方关系有,再设,结合对勾函数性质求最小值即可.
【详解】令,则,故,
所以,则,
所以且,
而,仅当时等号成立,给定区间内等号不成立,
结合对勾函数性质知:在上递增,
所以在上递增,则最小值为.
故选:B
4.(2022·山东德州·三模)已知函数是定义在上的奇函数,对于任意,必有,若函数只有一个零点,则函数有( )
A.最小值为 B.最大值为 C.最小值为4 D.最大值为4
【答案】A
【分析】由函数只有一个零点,结合条件可得方程只有一个根,即可求出,然后可求出的最值情况.
【详解】由可得,
因为函数是定义在上的奇函数,所以,
因为对于任意,必有,所以,即,
因为函数只有一个零点,
所以方程只有一个根,所以,解得,
所以,令,则,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以函数有最小值为,故选:A
题型05 构造常数替换基础型
常数替换法:
.利用常数代换法,多称之为“1”的代换。
1.(25-26高三·黑龙江哈尔滨·阶段检测)在中,已知,,的面积为6,P为线段AB上的一点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题目信息结合三角恒等变换及向量的数量积公式解出三角形,建立平面直角坐标系,由为线段上的一点,则存在实数使得,再根据,求出点坐标,从而得到,利用基本不等式即可求出答案.
【详解】在中,设,,,
因为,,所以,
即,所以,
因为,所以,所以,又,所以,
又因为,所以,又,所以,
在中,,,,
根据,所以,,,
以所在的直线为轴,以所在的直线为轴建立直角坐标系,
可得,,,所以,,
由于为线段上的一点,则存在实数使得,
设,,则,,
所以,则,
所以,,则,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
此时,所以的最小值为.
2.(2026·河北沧州·二模)已知,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】.
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以,即,当且仅当时,等号成立.
3.(25-26高一下·贵州毕节·期中)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.
4.(2026·江苏南京·三模)已知正数,,成等差数列,则的最小值为( )
A. B.2 C.6 D.4
【答案】A
【详解】由题意可知,即,则,
由基本不等式可知,当且仅当时,即时取等号,
则,所以,当且仅当,即时取等号,
综上所述,当时,取得最小值.
题型06 构造“分母和定”型:单变量构造
隐“和”构造型:
形如
1.(2026·浙江·二模)已知,则的最小值为( )
A. B. C.5 D.9
【答案】B
【分析】利用常数代换,结合基本不等式求解可得.
【详解】因为,所以,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
2.(24-25高一上·江苏·期中)函数()的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由展开后,运用基本不等式可得所求最小值,注意取值条件.
【详解】由,可得,
,
仅当,即时等号成立,故的最小值为.
故选:B
3.(2026·山东东营·一模)已知随机变量,且, 则当时, 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用正态分布的对称性,再利用基本不等式“1”的妙用即可得解.
【详解】根据题意,随机变量,且,则有,解得.由,即,
所以,当且仅当,即时取等号.
4.(25-26高三上·湖南长沙·期末)已知则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】因为,所以,
设,则,
则,
当且仅当,即时等号成立.
故选:D.
题型07 构造“分母和定”型:三角函数型构造
三角函数构造型:
分母一般复合正余弦平方和,或者两角和与差的正余弦公式特征,则可以考虑利用三角函数公式来构造定值,再利用“和定”求最值。
1.(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.
2.(25-26高三下·湖南衡阳·阶段检测)函数,的最小值为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【答案】D
【分析】根据同角三角函数的平方关系及基本不等式“1”的妙用即可求解.
【详解】因为,
所以
,
又,,
所以当且仅当,即时等号成立.
3.(25-26高三·江苏常州·阶段练习)已知锐角满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件可得,然后结合基本不等式代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意得,则,
令,,则,,
由于是锐角,即,又因为,
由,又由,
所以,,则由基本不等式有:
,
当且仅当时取等号,将其代入,解得,
即,,
此时,
因为,,即存在满足条件的锐角,使得等号成立,
所以的最小值为.
4.(2026·陕西·二模)已知锐角满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件可得,然后结合基本不等式代入计算,即可得到结果.
【详解】由,可得,即,
则
,
当且仅当即时,等号成立,
因为为锐角,也就是,即时,等号成立,
故所求式的最小值为,故C正确.
题型08 构造“分母和定”型:双构造型
两个分数,分母,一般通过凑陪系数,可以得到分母“和定”得结构,再构造常数来替换。
1.(25-26高二上·湖南衡阳·期末)已知,若正实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先得到函数为奇函数,结合函数单调性得到,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】定义域为R,
又,
所以为奇函数,
,
又,
当且仅当,即时,等号成立,此时,
时,,但此时,
由于等号成立时的值不同,故恒成立,
所以在R上单调递增,
所以,即,故,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为.
故选:D
2.(25-26高三·江苏无锡·阶段检测)已知实数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件,将变换为,利用基本不等式乘1法,即可求得其最小值.
【详解】∵,
∴
,
当且仅当,
联立,解得,时取等号.
则的最小值为.
故选:A
3.(25-26高三上·河南·阶段检测)已知,且,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】将用表示出,再利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】依题意,,而,
则
,
当且仅当,时取等号,
由,解得,
所以当时,的最小值为.
故选:C
4.(25-26高三上·重庆渝北·阶段检测)已知,且,则的最小值是( )
A.4 B.7 C.9 D.11
【答案】C
【分析】利用待定系数法得到,再结合基本不等式‘1’的代换求解即可.
【详解】因为,所以,,
构造,整理可得,
则,解得,故,
得到
,
当且仅当时取等,此时解得,
则的最小值是9,故C正确.
故选:C
题型09 构造“分母和定”型:降幂消去型
对于分式型不等式求最值,如果分子上有变量,可以通过常数代换或者分离常熟,消去分子上变量,转化为分式型常数代换或者分式型分母和定来求解
1.(25-26高一上·天津·期中)已知,,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由已知条件将所求式子变为,利用“1”的代换结合基本不等式求解.
【详解】因为,且,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最大值为.
故选:A.
2.(23-24高三上·浙江绍兴·期末)已知x为正实数,y为非负实数,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】变形式子,再利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】由x为正实数,y为非负实数,得,由,得,
于是
,当且仅当,即时取等号,
所以当时,取得最小值.
故选:B
3.(24-25高三上海阶段练习)若正实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】运用换元思想,把要求最值的分母变为单项式,然后利用“1"的代换技巧转化为能利用基本不等式求最值得问题.
【详解】设,,则,
所以
,
因为,当且仅当时取等号.
所以.
故选:.
【点睛】本题考查了基本不等式,考查了换元法和数学转化思想,训练了整体代换技巧,解答此题的关键是运用换元后使分式的分母由多项式变为了单项式,展开后使问题变得明朗化是中档题.
4.(25-26高一上·广西北海·期末)已知均为正实数,且,则的最小值为( )
A.4 B. C.6 D.
【答案】D
【分析】先将分式进行化简,然后利用基本不等式的1的妙用求最小值.
【详解】因为,,
又,
则,
由可得,
不妨设,
则问题转化为当时,求的最小值,
,
当,即时取得等号,
即,解得,
此时最小值是.
故选:D
题型10 构造“和定”型:齐次同除型
有和有积无常数
形如,可以通过同除ab,化为构造“1”的代换求解
“积、和”与常数混合同除型原理:
1.关系:如与,可以通过同除(乘)ab互化。
2.化归:如化为,则复合“1”的代换模型结构。
1.(2026·山东济南·模拟预测)已知,,且,则的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【分析】先将变形得,然后用“1”的代换与相乘,化简整理后再利用基本不等式即可求出最小值.
【详解】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.
2.(2026·江苏南京·三模)已知正数,,成等差数列,则的最小值为( )
A. B.2 C.6 D.4
【答案】A
【详解】由题意可知,即,则,
由基本不等式可知,当且仅当时,即时取等号,
则,所以,当且仅当,即时取等号,
综上所述,当时,取得最小值.
3.(25-26高三·河北保定·开学考试)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造乘“1”法,化简整理后利用基本不等式即可求出最小值,需注意等号成立条件.
【详解】由,可得,
所以,
当且仅当时,即时等号成立.
故选:A
4.(25-26高一上·江苏南通·期末)已知正数满足,则的最小值为( )
A.1 B.5 C.7 D.9
【答案】D
【分析】利用基本不等式求最小值即可.
【详解】因为,
所以,即,,
则,
当且仅当,即时等号成立.
题型11 构造“和定”型:凑配解不等式型
有和有积有常数
形如求型,可以对“积pxy”部分用均值,再解不等式,注意凑配对应的“和”的系数系数,如下:
“积、和”混合解不等式型原理:
1.原理:如 有“和”有“积”,则结合所求的是和(或积),则对积(或和)用均值,达到“消去”积(或和)的目的,然后再解关于积(或和)的一元二次不等式。
2.易错: 对于求和型,需要满足条件等式中的和的系数比与所求的系数比相等。如:满足,求。若,求型,则失败。需要用反解代入等其它方法
1.(25-26高三·上海·阶段检测)已知,,且,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】B
【分析】首先利用基本不等式求出的最小值,依题意,即可得到关于的一元二次不等式,解之即可.
【详解】因为,,且,
所以,当且仅当时等号成立,
所以或(舍去),
即,当且仅当时取得,
因为不等式恒成立,所以,
即,解得,即实数的取值范围是.
故选:B
2.(2026·陕西宝鸡·一模)设a,b为正数,且,则下列说法正确的是( )
A.ab的最大值为3 B.ab的最小值为3 C.ab的最大值为9 D.ab的最小值为9
【答案】D
【分析】正数a,b满足,可得,解出即可得ab的最小值.
【详解】因为a,b为正数,且
所以,
即,解得,所以;
当且仅当时取等号,ab的最小值为9.
故选:D.
3.(25-26高三·黑龙江·阶段检测)若正数满足,则的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.9
【答案】C
【分析】由基本不等式结合已知条件建立关于不等式,然后解得其范围,从而得到最值.
【详解】因为,所以,
即,解得(舍去)或,
当且仅当时,等号成立.
所以的最小值是6.
故选:C.
4.(2026·重庆·模拟预测)已知,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直接由基本不等式的变形不等式可得关于的一元二次不等式,进而可得最小值.
【详解】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.
题型12 超难构造技巧:裂项型构造
用轮换和对称特征,适当的裂项构造均值。
1.(23-24高三下·云南·阶段检测)已知实数,,不全为0,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对式子变形后利用基本不等式求解最值即可.
【详解】由题意实数,,不全为0,
,
当且仅当时,等号成立.
故选:D.
2.(22-23高一上·安徽蚌埠·期末)若均为正实数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将变形为 ,结合可求得答案.
【详解】因为均为正数,所以,
所以,当且仅当时等号成立.
故选:C
3.(2024·河北秦皇岛·三模)设,则的最大值为___________.
【答案】2
【分析】设,利用基本不等式得到,再将右式配凑成的倍数,从而得解.
【详解】设,则,,
当且仅当,时,等号成立,
故.
令,解得,,
所以,当,时,等号成立.
故答案为:2.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是利用基本不等式,配凑出一个定值出来,从而得解.
4.(24-25高三·重庆北碚·阶段检测)设,则的最大值为________.
【答案】
【分析】依题意将原式变形为,再利用基本不等式,令,即可求出,从而得解;
【详解】解:
令或(舍去)
所以
故答案为:
题型13 超难构造技巧:换元型
1.复杂的分式型,可以把分母换元(双换元),达到化简的目的。
2.能因式分解的高次多元式子,可以借助因式分解后再换元化简
1.(21-22高二下·河南洛阳·阶段检测)已知正数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用双换元法化简后,根据基本不等式计算
【详解】,
令,,则,,
,
当且仅当,即,时,等号成立,故有最小值.
故选:B
2.(25-26高三·浙江温州·阶段练习)在菱形中,,点为线段上一点,且,点为线段上的一个动点(包括端点),若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】建立平面直角坐标系,求出关键点的坐标和关键向量,结合数量积和向量加法的坐标运算得到,最后利用基本不等式求解最值即可.
【详解】如图,作出符合题意的图形,记菱形的中点为,
以为原点,建立平面直角坐标系,而,设,
由题意得,,,,
可得,,而点为线段上一点,
则,则,设,
可得,得到,解得,
即,得到,
因为,所以,解得,
此时,,,
而点为线段上的一个动点(包括端点),
设,则,由题意得,
则,即,设,,,
设,
对照系数可得,解得,得到,
即,可得,
又
,
由基本不等式得,当且仅当,即时取等号,
则,故A正确.
3.(24-25高一上·湖北·期中)设正实数,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析可得出,利用基本不等式可得出的最小值.
【详解】设,则,,
当且仅当时,即,时,等号成立.
故选:B.
4.(24-25高三·河南·阶段检测)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】法一:因式分解后根据式子特征,设,,从而表达出,结合基本不等式去除最小值;
法二:采用三角换元,结合三角函数恒等变换,利用三角函数有界性求出最小值.
【详解】法一:∵,
∴可设,,
∴,代入所求式子得,
,
当且仅当,时等号成立.所以的最小值为.
法二:设,,
代入已知等式得,,
∴
,
其中,.
∴,所以的最小值为.
故选:D
题型14 超难构造技巧:三角代换型
一般情况下,复合或者能转化为型,则可以通过三角换元(圆的参数方程型)来转化构造,转化为三角函数辅助角为主的恒等变形来计算求解最值
1.(24-25高三·浙江·阶段检测)已知,则的最大值是( )
A. B. C.0 D.
【答案】A
【解析】利用均值不等式及三角换元法,即可得到结果.
【详解】
令
,等号在时取到.
故选:A
【点睛】本题考查利用基本不等式求最值问题,考查了三角换元法,考查逻辑推理能力与计算能力,属于中档题.
2.(24-25高三·浙江金华·阶段练习)已知实数x,y满足方程x2+y2+2x2y=0,则|x|+|y|的最大值为
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【详解】分析:将圆的一般方程化为标准方程,设出圆的参数方程,利用三角恒等变换得到计算出的最大值,则利用基本不等式进行求解.
详解:将化为,
令,
则
,
又,
所以,
即.
点睛:(1)本题巧妙地利用三角代换设出圆的参数方程,使解题思路变得明了、清晰;
(2)本题的关键是合理将绝对值符号去掉,为了避免讨论,合理利用基本不等式的变形进行放缩.
3.(22-23高三下·上海杨浦·阶段检测)已知正实数a,b满足,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】利用三角换元转化目标式为,即可得结果.
【详解】因为,且,
所以设.
则,
当时,,则;
当时,,则;
当时,,则.
综上,的最小值为
故选:C
4.(2024·湖北·一模)已知实数满足,则最大值为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】A
【分析】解法(1)采用三角换元,令,再结合余弦函数的值域求解即可;解法(2)采用基本不等式求解即可;
【详解】解法(1):由,
令,即,,
,即最大值为2;
解法(2):
当且仅当,即时取等号,
,即最大值为2,
故选:A.
题型15 超难构造技巧: 多元型
一般地,处理多元最值问题的思考角度有以下几个:
从元的个数角度,关键在于减元处理,代入消元、整体换元、三角换元等方法;
从元的次数角度,关键在于转化目标函数(代数式),如一次二次比分式型,齐次比型,双勾函数型等等;
从元的组合结构角度,关键在于结构分析,将问题转化为整体元的和、积、差、平方和、倒数和等并列结构的形式,再利用均值不等式等常用不等式求解最值,注意等号取到的条件.
1.(24-25高三上·广东深圳·期末)已知的最小值为__________.
【答案】
【分析】根据条件得到,再通过转化和构造,利用基本不等式,即可求解.
【详解】由,得到,所以,
则,
又,所以,
当且仅当,即时取等号,
又,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,
故答案为:.
【点晴】关键点点晴,本题的关键在于将条件变形为,再利用基本不等进行求解.
2.(广东省六校(深圳实验高中部等)2024-2025学年高三上学期10月联考数学试卷)设实数,,,满足及,则的最小值为____.
【答案】
【分析】先由得到,从而得到,令,
分析单调性得到,由均值不等式得,
讨论取等号的条件得到最终结果.
【详解】由,得,
所以,
所以,
设,,
又因为,所以,
所以在内单调递减,所以,
由均值不等式得,
当且仅当,即时取等号,
也就是当、、时取等号,
将、代入,可得,时等号成立.
综上,的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查均值不等式求最值,难点在于题中参数较多,需根据题中条件逐步消元得到只含和的均值不等式,从而求得最值.
3.(24-25高三·安徽安庆·开学考试)已知实数,,满足,则的最大值为________
【答案】
【分析】设,则利用基本不等式计算可得.
【详解】设,因为,
所以
,
令,解得或(舍去),
因此,即,当且时取等号,
故的最大值为.
故答案为:
4.(2025·全国·模拟预测)已知,,,则的最小值为______.
【答案】
【分析】将变形为,然后利用对勾函数求得,再根据对勾函数求得,再次利用对勾函数的性质即可求解.
【详解】
设
根据“对勾函数”,在上单调递减,在上单调递增,
,
,
设,
,
根据“对勾函数”,在上单调递减,在上单调递增,
,由题中可得,
,
设,
,
根据“对勾函数”,在上单调递减,在上单调递增,
,又,
,
的最小值为(当时取得),
故答案为:.
【点睛】求解本题的关键是将原式化简,指定主元,多次利用对勾函数的性质进行求解.
题型16 超难构造技巧:因式分解与反解带入型
反解代入消元型
条件等式和所求等式之间互化难以实现,可以借助反解代入消元,再重新构造。
当题目中有2个字母时,利用题目的方程将所求式子进行消元是常用方法.
注意:能反解代入型的题,相当一部分也能因式分解
1.特征:条件式子复杂,一般有一次和二次(因式分解展开就是一次和二次),可能就符合因式分解原理
2.最常见的因式分解:a+b+ab+1=(a+1)(b+1)
1.(24-25高三·山西运城·阶段检测)已知正数a,b满足,则的最小值为____________.
【答案】4
【分析】变形,再结合基本不等式即可求解.
【详解】因,
则
当且仅当时取等号,
故的最小值为4.
故答案为:
2.(24-25高一上·河南·期末)设,,且,则的最大值为______.
【答案】
【分析】根据,得到,从而,再分,, ,,,求解.
【详解】解:因为,所以,
所以.
当,时,,,
所以,
当且仅当,即,时等号成立;
当,时,此时.不成立;
当时,,此时;
当,时,,,不成立;
当,时,,,不成立;
综上,的最大值为,
故答案为:
3.(24-25高三·福建福州·阶段练习)已知,且,的最小值为_________.
【答案】35
【分析】由,得到,再利用“1”的代换,结合基本不等式求解.
【详解】因为,且,所以,
所以,
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以最小值为35.
故答案为:35
4.(24-25高三·吉林长春·阶段练习)已知,,,则的最小值为_______.
【答案】
【分析】根据给定条件,变形等式得,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】由,得,而,,
因此,
当且仅当时取等号,
所以当时,取得最小值.
故答案为:
jieshu
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