摘要:
**基本信息**
聚焦多变量最值问题,通过消元、换元、不等式等方法体系,系统构建从多变量到单变量的转化逻辑,培养运算能力与推理意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|消元转化|1,3|用已知等式消元,转化为二次函数求范围|多变量→单变量,利用二次函数性质|
|换元简化|2,7|比值换元、对数换元,简化表达式|复杂形式→基本函数,运用单调性|
|不等式应用|5,6|基本不等式、柯西不等式求最值|和积关系→不等关系,强化模型观念|
|方程思想|10|判别式法,构建二次方程求参数范围|等量关系→方程有解,提升推理能力|
内容正文:
限时规范训练(七) 多变量最值问题的处理方法
(建议用时:45分钟 分值:60分)
本训练单项选择题5分,多项选择题6分,填空题5分.
1.已知实数a,b,c满足a+b+c=1,a2+b2+c2=1,则a+b的取值范围是( )
A.[-1,1] B.
C. D.[0,2]
解析:C 因为a+b+c=1,a2+b2+c2=1,所以a+b=1-c,ab=[(a+b)2-(a2+b2)]=c2-c,因为ab≤2,所以c2-c≤,所以-≤c≤1,所以0≤1-c≤,所以0≤a+b≤.故选C.
2.设正数m,n,u=,v2=m2+n2+mn,则2的最大值是( )
A. B.
C. D.1
解析:B 2==,
令t=,则原式=,当且仅当t=,即t=1,m=n时取等号,此时取得最大值.故选B.
3.若a,b,c>0,且a2+2ab+2ac+4bc=12,则a+b+c的最小值是( )
A.2 B.3
C.2 D.
解析:A 因为a2+2ab+2ac+4bc=12,所以2ab+2ac+2bc=12-a2-2bc.而(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc=12+b2+c2-2bc=12+(b-c)2≥12,且a,b,c>0,所以a+b+c≥2 ,当且仅当b=c时等号成立.故选A.
4.已知x>0,y>0,x+2y=3,则的最小值为( )
A.3-2 B.2 +1
C. -1 D. +1
解析:B 因为x>0,y>0,x+2y=3,则 +1=2 +1,当且仅当x2=2y2,即x=3 -3,y=时等号成立,故的最小值为1+2 .故选B.
5.已知实数a,b>0,若a+2b=1,则的最小值为( )
A.12 B.2
C.6 D.8
解析:A 由题知 +4=8+4=12,当且仅当,即a=b=时取等号,所以的最小值为12.故选A.
6.若x,y,z均为正实数,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
解析:C 因为x,y,z均为正数,所以x2+y2≥2xy,z2+y2≥2yz,所以,当且仅当x=y=z时等号成立.故选C.
7.(多选)若a>1,b>1,且ab=e2,则( )
A.2e≤a+b<e2+1
B.0<ln a·ln b≤1
C.2 -1≤ln a+logab<2
D.aln b的最大值为e
解析:ABD 由a>1,b=>1,得1<a<e2,
因为函数f(a)=a+b=a+在区间(1,e)上单调递减,在区间[e,e2)上单调递增,所以2e≤a+b<e2+1,故A正确;因为ab=e2,所以有ln a+ln b=2,于是0<ln a·ln b≤2=1,当且仅当a=b=e时,等号成立,故B正确;ln a+logab=ln a+=ln a+=ln a+-1,设t=ln a∈(0,2),所以φ(t)=t+-1在区间上单调递减,在区间上单调递增,所以φ(t)=t+-1∈,故C错误;
设λ=aln b,所以ln λ=ln aln b=ln b·ln a≤1,所以λ≤e,故D正确.故选ABD.
8.(多选)若a,b是正实数,且a+2b=1,则的值可能为( )
A.6 B.
C. D.5
解析:BCD 由题意, +3= +3,当且仅当,即a=时取等号,所以的最小值为 +3.结合选项知A错误,B、C、D正确.故选BCD.
9.已知正实数x,y满足:x2+xy+=2,则3x+2y+的最小值为________.
解析:因为正实数x,y满足x2+xy+=2,所以(x+y)=5.令x+y=m,x+=n,则3x+2y+ =.当m= ,即x=时,3x+2y+取到最小值2 .
答案:2
10.(13分)设x,y为实数,若4x2+y2+xy=1,求:2x+y的最大值.
解:由4x2+y2+xy=1化简可得(2x+y)2-3xy=1,令t=2x+y,则y=t-2x,所以t2-3x(t-2x)=1,即6x2-3tx+t2-1=0,所以Δ=(-3t)2-24(t2-1)≥0,解得-,所以2x+y的最大值是,此时x=.
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