内容正文:
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专题02
典例精析
【例1】1
举一反三
【变式1-1】4/025
【变式1-2】4v3
【变式1-3】C
典例精析
【例2】B
举一反三
【变式2-1】c
【变武22】95
16
【变式2-3】A
E
典例精析
【例3】-25
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让教与学更高效
基本不等式求最值11种常见考法归类
题型01直接法求最值
题型02配凑法求最值
题型03分式分离法求最值
1/6
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举一反三
【变式3-1】20.5
【变式3-2】9
【变式3-3】A
三典例精析
【例4】6
举一反三
【变式4-1】8
【变式4-2】B
【变式4-3】
9
典例精析
【例5】D
举一反三
【变式5-1】3+22
【变式5-2】A
【变式5-3】V2+1
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让教与学更高效
题型04消元法求最值
题型05乘“1法求最值
2/6
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典例精析
【例61月
举一反三
【变式6-1】
23
0
√2
【变式6-2】
4
【变式6-3】4
典例精析
【例7】B
举一反三
【变式7-1】A
【变式7-2】A
【变式7-3】2
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让教与学更高效
题型06双换元法求最值
题型07构造不等式求最值
3/6
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让教与学更高效
题型08万能K法
典例精析
6页
【例8】11
上举一反三
【变式8-1】D
【变式8-2】【答案】(1)x,y的取值范围都是-2,2],y的最大值为3.
(2)最大值为6,此时x=y=-3或x=y=V
(3)x=y=-V3时取得最小值,最小值为-2V5
【分析】(1)由方程有解,可得△=y-4少-3)≥0,求解可得y的范围,同理可求得x的范围,由基本
不等式可求得的最大值.
(2)利用ys+
2,可求得x+y的最大值,由等号成立的条件可求得此时x,y的值.
2
(3)利用配方法,结合≤
x+y
2
可求得x+y的范围,进而可求得最小值,由等号成立的条件可求得
此时x,y的值
【详解】(1)x2+y2-y=3,即x2-x+y2-3=0,
则关于x的方程有解,所以△=y2-4y2-3)20,
可得y2≤4,即-2≤y≤2
同理,-2≤x≤2,故x,y的取值范围都是[-2,2].
x2+y2-y≥2xy-y=y,
所以y≤3(当x=y=±V3时取等号),即y的最大值为3.
2,得y之-+y2
(2)由ys+y2
2
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让教与学更高效
所以3=产+少2-y≥+少
2,当且仅当x=y=士5时取等号,
所以x+y的最大值为6,此时x=y=-V3或x=y=V5
(3)x2+y2-y=3,即(x+y)}-3xy=3,
又≤(生.则3w2+.
因此3=(x+y-3≥4(x+y,(x+y≤12,
解得-2V5≤x+y≤25,当且仅当x=y=-V3和x=y=5分别取左右等号:
所以当x=y=-√3时取得最小值,最小值为-2√3
【变式8-3】V3+2
题型9
多次使用基本不等式求最值
E
典例精析
【例9】64
举一反三
【变式9-1】4
【变式9-2】16
【变式9-3】16√2-8
题型10基本不等式链
三典例精析
5/6
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【例10】AC
举一反三
【变式10-1】AD
【变式10-2】BD
【变式10-3】ABD
题型11
典例精析
【例11】BCD
举一反三
【变式11-1】BD
【变式11-2】A
【变式11-3】A
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让教与学更高效
利用基本不等式在恒成立问题中求参数的范围
6/6
专题02 基本不等式求最值11种常见考法归类
(题型突破·举一反三)
题型 01 直接法求最值
题型 02 配凑法求最值
题型 03 分式分离法求最值
题型 04 消元法求最值
题型 05 乘 “1” 法求最值
题型 06 双换元法求最值
题型 07 构造不等式求最值
题型 08 万能 K 法
题型 09 多次使用基本不等式求最值
题型 10 基本不等式链
题型 11 利用基本不等式在恒成立问题中求参数的范围
▌题型01 直接法求最值
1.核心逻辑
式子本身就是两正数相加或相乘。
(1)积定和最小:若(常数),则,和有最小值;
(2)和定积最大:若(常数),则,积有最大值。直接套用基本不等式。
2.解题步骤
(1)判断两个变量均为正数,满足“一正”;
(2)观察乘积/和是否为定值,满足“二定”;
(3)令两变量相等,解出变量,验证能取到(三相等);
(4)写出对应最值。
3.易错提醒
忽略变量为负的情况;等号取不到时不能用此方法。
【例1】(2026高二·陕西汉中·期末)已知,则的最小值为______________.
【答案】1
【分析】应用基本不等式计算求解.
【详解】已知,则,
当且仅当时取等号,
所以的最小值为1.
【变式1-1】(2026高二·福建福州·期末)设,为正数,且,则的最大值为__________.
【答案】/0.25
【详解】(当且仅当时,取等号),所以的最大值为
【变式1-2】(2026高一·青海海东·期末)已知,则的最小值为________.
【答案】
【详解】因为,所以,当且仅当即时取等号.
【变式1-3】(2026高二·黑龙江哈尔滨·期末)已知正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用基本不等式进行求解即可.
【详解】因为,都是正数,
所以,
当且仅当时取等号,
所以当时,有最大值.
▌题型02 配凑法求最值
1.核心逻辑
原式无定值,通过加减常数配凑出和为定值或积为定值,再用基本不等式。
2.解题步骤
(1)调整代数式结构,凑出乘积定值或和定值;
(2)保证配凑后两项都大于0;
(3)利用不等式求出最值,验证等号成立条件;
(4)整理得到最终最值。
3.易错提醒
配凑时只凑定值,忘记保证两项均为正数;等号解出的值不在定义域内。
【例2】(2026高二·福建福州·期末)设实数x满足,则函数的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【详解】因为,所以,
则,
s时,等号成立,
故函数的最小值为5.
【变式2-1】(2026高一·全国·课前预习)已知,则函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】因为,可得,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以函数的最大值为.
故选:C.
【变式2-2】(2026高二·河北·期末)已知,则的最小值为_______.
【答案】/
【分析】先由判断,再将配凑,利用乘法结合基本不等式求最小值.
【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.
【变式2-3】(2026高三·全国·专题练习)函数的最小值是( )
A.8 B.6 C.9 D.4
【答案】A
【分析】利用配凑法结合基本不等式即可求解.
【详解】,
,,,
由基本不等式可得:,
当且仅当,即时,等号成立,故选A.
▌题型03 分式分离法求最值
1.核心逻辑
分子次数高于分母的分式,拆分分离常数,转化为“整式+分式”形式,出现积定结构。
2.解题步骤
(1)对分式做多项式除法,分离常数;
(2)整理成标准形式;
(3)确定和均为正数;
(4)用基本不等式求最值,检验等号。
3.易错提醒
分离常数计算出错;未判断自变量范围导致两项一正一负。
【例3】(2026高一·山西长治·期末)若,则的最大值是______.
【答案】
【分析】将转化为,利用基本不等式求解.
【详解】令,
因为,所以,所以,
当且仅当,即,因为,所以时,等号成立.
【变式3-1】(2026高二·北京·阶段检测)函数()的最大值为______.
【答案】/
【详解】
,,当且仅当时取等号,
即函数()的最大值为.
【变式3-2】求函数的最小值.
【答案】9
【分析】将看作一个整体,化简得,再利用基本不等式即可求得函数的最小值.
【详解】,
因为,所以,,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故函数的最小值为.
【变式3-3】(2026高一·江西·阶段检测)已知,则的最大值是( ).
A. B. C.5 D.8
【答案】A
【分析】化简变形利用基本不等式计算即可.
【详解】易知.
因为,所以,所以,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
故,则的最大值是.
故选:A
▌题型04 消元法求最值
1.核心逻辑
含两个变量,给出线性等式约束,用约束式把一个变量用另一个表示,消元变为单变量函数再求最值。
2.解题步骤
(1)利用已知等式,用一个变量表示另一个变量;
(2)代入目标式,化为只含一个变量的代数式;
(3)写出变量取值范围,保证各项为正;
(4)配凑定值,用基本不等式求解。
3.易错提醒
消元后遗漏变量取值范围;化简过程计算失误。
【例4】(2026高三·全国·专题练习)若正实数满足,则的最小值为______.
【答案】6
【分析】将代换后使用基本不等式求解.
【详解】因为正实数满足,所以,解得,则,
可得,
当且仅当时取等号,所以的最小值为6.
【变式4-1】(2026高三·全国·专题练习)已知,若,则的最小值为______
【答案】8
【分析】根据题意,由条件可得,然后结合基本不等式即可得到结果.
【详解】因为,且,所以,
则,当且仅当,即时等号成立,
则的最小值为8.
故答案为:
【变式4-2】(2026高三·重庆·开学考试)已知正实数满足,则的最小值是( )
A. B.4 C.5 D.
【答案】B
【分析】由题意得,代入得,再由均值不等式即可求解.
【详解】由有:,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故选:B.
【变式4-3】(2026高二·重庆璧山·期末)若,,且满足,则的最小值为____________,的最小值为____________.
【答案】 9 3
【分析】第①问通过对已知等式变形结合基本不等式求解;第②问通过换元法化简,再结合已知等式利用基本不等式求最小值.
【详解】①,由,所以,,,当且仅当时取得等号,则的最小值为,
由条件得,,,,,当且仅当,时取得等号,
则的最小值为.
▌题型05 乘“1”法求最值
1.核心逻辑
已知型条件,求最值;将乘以“1”,展开后出现积定结构。
2.解题步骤
(1)识别条件是分式相加等于1;
(2)目标式整体乘条件等式(即乘1);
(3)展开拆分,出现两项乘积为定值;
(4)用基本不等式求最小值,验证等号。
3.易错提醒
展开时漏乘项;未检验等号对应的满足原条件。
【例5】(2026高一·广西贵港·期末)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由条件可得,利用基本不等式求其最小值.
【详解】由题意,,,,
∴,
当且仅当,即时,代入解得时等号成立
则的最小值为.
【变式5-1】(2026高二·河南商丘·期末)已知,则的最小值为________.
【答案】
【分析】通过凑出均值不等式的前提条件后求解.
【详解】因为,所以.
,
当且仅当时等号成立.
【变式5-2】(2026高一·贵州毕节·期末)若,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【详解】,
,
当且仅当,即时取等号,
所以.
【变式5-3】(2026高二·广西贺州·期末)已知正实数,满足,则的最小值为__________.
【答案】
【详解】∵ 正实数满足,∴ .
∴ .
∵ ,由基本不等式得,
当且仅当,即时等号成立.
将代入,解得,符合为正实数的约束条件.
∴ 的最小值为.
▌题型06 双换元法求最值
在代换法运用中,如果分母是两个相关的多项式的问题中,可以将分母通过换元转换成一个变量,这样就可以将所求的式子转换为简单的形式.
【例6】(2026高一·黑龙江大庆·期中)设为正实数,且,则的最小值为________.
【答案】
【分析】令,将所求代数式转化为关于的代数式,再结合基本不等式及1的代换求解即可.
【详解】∵ ,令,
∴,
∴,
∴
又∵
∴;
当且仅当时,即时取得最小值,
∴的最小值为.
故答案为:
【变式6-1】(2026·全国·模拟预测)已知,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】设,,表示出,然后代入目标式,利用基本不等式可得范围.
【详解】设,,得到,,
于是,
当且仅当,即时,等号成立,即,
又因为,解得,,满足.
一题多解 ,
,
(另解:由,得,,
).
令,
则,
令,得,此时函数单调递增;
令,得,此时函数单调递减,
,
又当时,,当时,,
,.
故答案为:.
【变式6-2】(2026高二·浙江丽水·期末)若实数,满足,则的最大值为______.
【答案】
【分析】已知条件可化为,故可设,从而目标代数式可化为,利用基本不等式可求其最大值.
【详解】由,得,
设,其中,则,
从而,
故
记,则,
要求最大值,则只需考虑,则,
当且仅当,即时取等号,即最大值为.
故答案为:.
【变式6-3】(2026高一·全国·专题练习)已知,是正实数,且,求的最小值.
【答案】
【分析】解法1:双变量换元法,设,,可得,再利用1的妙用可求最小值.
解法2:配凑法,可得,利用基本不等式可求最小值.
解法3:权方和不等式,可得,可求最小值.
【详解】解法1:设,,
则,所以
.
因为,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以,
当且仅当,时取等号.
所以的最小值为.
解法2:因为,则,
所以
,
当且仅当,即,时取等号.
所以的最小值为.
解法3:,
当且仅当,即,,即,时取等号.
所以的最小值为.
▌题型07 构造不等式求最值
构造目标不等式不等式法:寻找条件和问题之间的关系,通过重新分配,使用基本不等式得到含有问题代数式的不等式,通过解不等式得出范围,从而求得最值,注意等号成立的条件.
【例7】(2026高一·河北保定·阶段检测)已知,,.求的最大值( )
A. B. C.5 D.2
【答案】B
【分析】由基本不等式和题目条件得到,求出的最大值.
【详解】因为,,由基本不等式得,
故,解得,
当且仅当时,等号成立,
故的最大值为.
故选:B
【变式7-1】(2026高一·全国·专题练习)若实数满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】解法1:由题意得,利用基本不等式得,进而解二次不等式即可求解;
解法2:令得代入得,由即可求解.
【详解】解法1:因为实数满足,所以.
再由,可得(当且仅当时等号成立),
解得,所以,
故的最大值为.
故选:A.
解法2:令,则,代入可得,,
整理得,得,
故.
故选:A.
【变式7-2】(2026高二·辽宁辽阳·期末)已知,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据基本不等式得到,解不等式,求出答案.
【详解】因为,所以.
因为,所以.
令,则,解得或.
因为,所以(取等号).
故的取值范围是.
故选:A
【变式7-3】(2026高三·重庆·开学考试)已知,,且满足,则的最大值为_______.
【答案】2
【分析】先由条件配方,再由基本不等式即可得到.
【详解】因,,,得.
再由,得,所以.
所以的最大值为2.
故答案为:2.
▌题型08 万能K法
1.核心逻辑
求分式型二元代数式最值,设目标式,整理成一元二次方程,利用判别式求范围。
2.解题步骤
(1)令目标代数式等于参数;
(2)整理为关于(或)的一元二次方程;
(3)根据变量存在实数解,得判别式;
(4)解不等式得到的最值,回代验证取等条件。
3.易错提醒
只看判别式,忽略变量正数约束;等号对应根不在定义域内。
【例8】(2026高一·全国·专题练习)已知实数,满足,则的最大值为_____.
【答案】
【分析】令,把方程化为,根据方程有解,利用,求得,进而求得的最大值.
【详解】令,则,
方程可化为,
整理得,则满足,
解得,所以,即,
所以的最大值为.
【变式8-1】(2026高三·全国·阶段检测)已知,满足则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,然后代入方程,进而根据“法”解得答案.
【详解】由题意,设,代入方程得:,
所以,即的最小值为:.
故选:D.
【变式8-2】(2026高一·河北·期中)已知实数满足.
(1)分别求出的取值范围和的最大值.
(2)求的最大值,并求此时,的值.
(3)当,分别为何值时取得最小值?请求出最小值.
【答案】(1)的取值范围都是,的最大值为3.
(2)最大值为6,此时或.
(3)时取得最小值,最小值为
【分析】(1)由方程有解,可得,求解可得的范围,同理可求得的范围,由基本不等式可求得的最大值.
(2)利用,可求得的最大值,由等号成立的条件可求得此时,的值.
(3)利用配方法,结合,可求得的范围,进而可求得最小值,由等号成立的条件可求得此时,的值.
【详解】(1),即,
则关于的方程有解,所以,
可得,即.
同理,,故的取值范围都是.
,
所以(当时取等号),即的最大值为3.
(2)由,得,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为6,此时或.
(3),即,
又,则,
因此,
解得,当且仅当和分别取左右等号;
所以当时取得最小值,最小值为.
【变式8-3】(2026高三·全国·专题练习)若实数满足且,则的最小值为________.
【答案】
【分析】利用代数变形与换元法将条件简化,首先由作因式分解并设对称代换,将原式转化为关于新变量的多项式,然后,通过均值不等式或配方法求出最小值;另一思路是齐次化处理,将目标与条件相除构造出关于比值的二次方程,利用判别式法确定目标式的取值范围,进而分析得到最小值.
【详解】法一:,令,则,
所以,
当且仅当,等号成立.
法二(齐次化):令,同除以得:,令,所以,
此方程有解,即,所以或(舍).
故答案为:
▌题型9 多次使用基本不等式求最值
1.核心逻辑
式子含三组及以上正数,需要两次及以上套用基本不等式。两次取等条件必须同时成立。
2.解题步骤
(1)分步对不同部分分别使用基本不等式;
(2)分别写出每一步取等的条件;
(3)联立所有等号条件,看是否存在同时满足的正数;
(4)条件能同时满足,才可合并得到最值。
3.易错提醒
多次用不等式,但取等条件无法同时成立,此时结果无效。
【例9】(2026·全国·模拟预测)已知,,且,则的最小值为______.
【答案】64
【分析】借助基本不等式计算即可得.
【详解】法一:因为,,所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立.
所以的最小值为64.
法二:因为,,,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为64.
故答案为:64.
【变式9-1】(2026·天津·模拟预测)已知,则的最小值为______________.
【答案】4
【解析】化简原式为,两次运用基本不等式可得结果.
【详解】
,
当且仅当,即等号成立,
所以,的最小值为4,
故答案为:4.
【点睛】本题主要考查利用基本不等式求最值,属于中档题.利用基本不等式求最值时,一定要正确理解和掌握“一正,二定,三相等”的内涵:一正是,首先要判断参数是否为正;二定是,其次要看和或积是否为定值(和定积最大,积定和最小);三相等是,最后一定要验证等号能否成立(主要注意两点,一是相等时参数是否在定义域内,二是多次用或时等号能否同时成立).
【变式9-2】(2026·天津·模拟预测)设,那么 的最小值是___________.
【答案】16
【分析】利用均值不等式求的最大值表达式,再利用均值不等式求解作答.
【详解】因,则,当且仅当,即时取“=”,
因此,,当且仅当,即时取“=”,
所以,当时,取最小值16.
故答案为:16
【变式9-3】(2026高三·重庆·阶段检测)对任意的正实数,满足,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】变形得到,利用两次基本不等式,求出最小值.
【详解】任意的正实数,满足,
由于为正实数,故由基本不等式得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
综上,的最小值为.
故答案为:
【点睛】利用基本不等式求解最值问题,方法灵活,式子不能直接使用基本不等式时,常常需要变形,比如凑项法,“1”的妙用,消元法,多次使用基本不等式等
▌题型10 基本不等式链
1.核心逻辑
正数:调和平均数几何平均数算术平均数平方平均数
全部在时取等。
2.解题步骤
(1)分清所求为调和、几何、算术、平方平均数中的哪一种;
(2)根据不等式链直接比较大小或求范围;
(3)需要最值时锁定对应不等方向,验证能否成立。
3.易错提醒
记混四个平均数的顺序;忽略前提。
【例10】【多选】(2026高二·安徽六安·期末)设正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为6 D.的最大值为9
【答案】AC
【分析】先消元限定定义域,然后利用二次函数性质、常数代换法、取特值求解即可.
【详解】由及正实数,得,且.
对选项A:,这是关于的二次函数,开口向下,
对称轴为,且,故的最大值为. 该项正确.
对选项B:,对称轴为,
代入得最小值为,不等于. 该项错误.
对选项C:,
当且仅当时等号成立,故最小值为. 该项正确.
对选项D:令,则,所以最大值不是9. 该项错误.
【变式10-1】【多选】(2026高二·广东深圳·期末)已知正实数a,b满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最大值为2 D.的最小值为
【答案】AD
【分析】对于A:利用基本不等式求最值即可;对于B:消元整理可得,进而分析最值;对于C:平方整理可得,进而分析最值;对于D:整理可得,利用“”的妙用结合基本不等式运算求解.
【详解】对于A,因为,当且仅当时等号成立,
的最大值为,A正确;
对于B,将代入得,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为,B错误;
对于C,因为,故,
所以的最大值为,C错误;
对于D,因为,即,
则,
当且仅当,时取等号,
所以的最小值为,D正确.
【变式10-2】【多选】(2026高二·黑龙江哈尔滨·期末)若实数,,且,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】BD
【分析】根据给定等量关系,应用基本不等式、“1”的代换及柯西不等式求各项对应代数式的最值,注意取值成立条件.
【详解】A:由均值不等式,得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为,错误,
B:因为,则,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为,正确,
C:由题设,
由,得,
当且仅当,即时取等号,错误,
D:设,问题化为,求的最大值,
根据柯西不等式,
所以,当且仅当即时等号成立,
此时,代入,解得,符合的条件,
所以的最大值为,正确.
【变式10-3】【多选】(2026高二·江苏无锡·期末)已知正实数a、b满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为8 D.的最大值为
【答案】ABD
【分析】直接利用基本不等式即可判断选项;将表示成,代入,利用二次函数即可求出的最小值;根据基本不等式“1”的应用,求的最小值即可判断选项;先求出的最大值,即可判断选项.
【详解】解:选项,由正实数a、b满足,则,
所以,当且仅当,即时取等号,因此的最大值为,选项正确;
选项,由,则,所以,
则当时,取最小值为,选项正确;
选项,由,
当且仅当,即时取等号,所以的最小值为,选项错误;
选项,因为,由可知,
所以,当且仅当时取等号,
此时取最大值2,所以的最大值为,选项正确.
▌题型11 利用基本不等式在恒成立问题中求参数的范围
1.核心逻辑
不等式恒成立:-恒成立;-恒成立;先用基本不等式求出最值,再解参数。
2.解题步骤
(1)分离参数,把参数单独放一侧;
(2)另一侧函数用基本不等式求出最大/最小值;
(3)根据恒成立规则列出参数不等式;
(4)解出参数取值范围,标注定义域限制。
3.易错提醒
恒成立最值方向搞反;求函数最值时不满足一正二定三相等。
【例11】【多选】(2026高一·山东日照·阶段检测)已知,,当时,不等式恒成立,则m的值可以是( )
A. B.2 C. D.4
【答案】BCD
【分析】利用“1”的妙用和基本不等式求出的最小值,再由不等式恒成立,解不等式求出的范围,再逐一检验各选项即可.
【详解】因,,故,又,
则,当且仅当时等号成立,
依题意,可得恒成立,即,解得.
当时,由,解得,此时恒成立;
当时,由,解得此时恒成立;
当时,由,解得,此时恒成立.
故选:BCD.
【变式11-1】【多选】(2026高一·河北石家庄·阶段检测)已知,且,若不等式恒成立,则的值可以为( )
A.11 B.9 C.10 D.8
【答案】BD
【分析】根据题意和基本不等式,求出不等式,即可作答.
【详解】因为,且,所以不等式,
当且仅当,即时,等号成立;
又因为不等式恒成立,所以,
结合选项,可得选项B、D符合题意.
故选:BD.
【变式11-2】(2026高一·广东深圳·阶段检测)已知,若不等式恒成立,则m的最大值为( )
A.5 B.6 C.10 D.25
【答案】A
【分析】不等式可化为,利用基本不等式求出的最小值,即可得到m的最大值.
【详解】因为不等式恒成立,,,
所以恒成立,
设,则
当且仅当时等号成立,
所以,所以,所以m的最大值为5.
【变式11-3】(2026高一·福建三明·阶段检测)若不等式对恒成立,则实数的最大值为( )
A.12 B. C.6 D.
【答案】A
【分析】借助基本不等式“1”的活用可得,则可得.
【详解】当时,,,
则,
当且仅当,即时等号成立,
即恒成立,则,故,
故实数的最大值为.
故选:A.
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专题02 基本不等式求最值11种常见考法归类
(题型突破·举一反三)
题型 01 直接法求最值
题型 02 配凑法求最值
题型 03 分式分离法求最值
题型 04 消元法求最值
题型 05 乘 “1” 法求最值
题型 06 双换元法求最值
题型 07 构造不等式求最值
题型 08 万能 K 法
题型 09 多次使用基本不等式求最值
题型 10 基本不等式链
题型 11 利用基本不等式在恒成立问题中求参数的范围
▌题型01 直接法求最值
1.核心逻辑
式子本身就是两正数相加或相乘。
(1)积定和最小:若(常数),则,和有最小值;
(2)和定积最大:若(常数),则,积有最大值。直接套用基本不等式。
2.解题步骤
(1)判断两个变量均为正数,满足“一正”;
(2)观察乘积/和是否为定值,满足“二定”;
(3)令两变量相等,解出变量,验证能取到(三相等);
(4)写出对应最值。
3.易错提醒
忽略变量为负的情况;等号取不到时不能用此方法。
【例1】(2026高二·陕西汉中·期末)已知,则的最小值为______________.
【变式1-1】(2026高二·福建福州·期末)设,为正数,且,则的最大值为__________.
【变式1-2】(2026高一·青海海东·期末)已知,则的最小值为________.
【变式1-3】(2026高二·黑龙江哈尔滨·期末)已知正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
▌题型02 配凑法求最值
1.核心逻辑
原式无定值,通过加减常数配凑出和为定值或积为定值,再用基本不等式。
2.解题步骤
(1)调整代数式结构,凑出乘积定值或和定值;
(2)保证配凑后两项都大于0;
(3)利用不等式求出最值,验证等号成立条件;
(4)整理得到最终最值。
3.易错提醒
配凑时只凑定值,忘记保证两项均为正数;等号解出的值不在定义域内。
【例2】(2026高二·福建福州·期末)设实数x满足,则函数的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式2-1】(2026高一·全国·课前预习)已知,则函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2026高二·河北·期末)已知,则的最小值为_______.
【变式2-3】(2026高三·全国·专题练习)函数的最小值是( )
A.8 B.6 C.9 D.4
▌题型03 分式分离法求最值
1.核心逻辑
分子次数高于分母的分式,拆分分离常数,转化为“整式+分式”形式,出现积定结构。
2.解题步骤
(1)对分式做多项式除法,分离常数;
(2)整理成标准形式;
(3)确定和均为正数;
(4)用基本不等式求最值,检验等号。
3.易错提醒
分离常数计算出错;未判断自变量范围导致两项一正一负。
【例3】(2026高一·山西长治·期末)若,则的最大值是______.
【变式3-1】(2026高二·北京·阶段检测)函数()的最大值为______.
【变式3-2】求函数的最小值.
【变式3-3】(2026高一·江西·阶段检测)已知,则的最大值是( ).
A. B. C.5 D.8
▌题型04 消元法求最值
1.核心逻辑
含两个变量,给出线性等式约束,用约束式把一个变量用另一个表示,消元变为单变量函数再求最值。
2.解题步骤
(1)利用已知等式,用一个变量表示另一个变量;
(2)代入目标式,化为只含一个变量的代数式;
(3)写出变量取值范围,保证各项为正;
(4)配凑定值,用基本不等式求解。
3.易错提醒
消元后遗漏变量取值范围;化简过程计算失误。
【例4】(2026高三·全国·专题练习)若正实数满足,则的最小值为______.
【变式4-1】(2026高三·全国·专题练习)已知,若,则的最小值为______
【变式4-2】(2026高三·重庆·开学考试)已知正实数满足,则的最小值是( )
A. B.4 C.5 D.
【变式4-3】(2026高二·重庆璧山·期末)若,,且满足,则的最小值为____________,的最小值为____________.
▌题型05 乘“1”法求最值
1.核心逻辑
已知型条件,求最值;将乘以“1”,展开后出现积定结构。
2.解题步骤
(1)识别条件是分式相加等于1;
(2)目标式整体乘条件等式(即乘1);
(3)展开拆分,出现两项乘积为定值;
(4)用基本不等式求最小值,验证等号。
3.易错提醒
展开时漏乘项;未检验等号对应的满足原条件。
【例5】(2026高一·广西贵港·期末)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(2026高二·河南商丘·期末)已知,则的最小值为________.
【变式5-2】(2026高一·贵州毕节·期末)若,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
【变式5-3】(2026高二·广西贺州·期末)已知正实数,满足,则的最小值为__________.
▌题型06 双换元法求最值
在代换法运用中,如果分母是两个相关的多项式的问题中,可以将分母通过换元转换成一个变量,这样就可以将所求的式子转换为简单的形式.
【例6】(2026高一·黑龙江大庆·期中)设为正实数,且,则的最小值为________.
【变式6-1】(2026·全国·模拟预测)已知,则的取值范围是______.
【变式6-2】(2026高二·浙江丽水·期末)若实数,满足,则的最大值为______.
【变式6-3】(2026高一·全国·专题练习)已知,是正实数,且,求的最小值.
▌题型07 构造不等式求最值
构造目标不等式不等式法:寻找条件和问题之间的关系,通过重新分配,使用基本不等式得到含有问题代数式的不等式,通过解不等式得出范围,从而求得最值,注意等号成立的条件.
【例7】(2026高一·河北保定·阶段检测)已知,,.求的最大值( )
A. B. C.5 D.2
【变式7-1】(2026高一·全国·专题练习)若实数满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(2026高二·辽宁辽阳·期末)已知,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(2026高三·重庆·开学考试)已知,,且满足,则的最大值为_______.
▌题型08 万能K法
1.核心逻辑
求分式型二元代数式最值,设目标式,整理成一元二次方程,利用判别式求范围。
2.解题步骤
(1)令目标代数式等于参数;
(2)整理为关于(或)的一元二次方程;
(3)根据变量存在实数解,得判别式;
(4)解不等式得到的最值,回代验证取等条件。
3.易错提醒
只看判别式,忽略变量正数约束;等号对应根不在定义域内。
【例8】(2026高一·全国·专题练习)已知实数,满足,则的最大值为_____.
【变式8-1】(2026高三·全国·阶段检测)已知,满足则的最小值是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(2026高一·河北·期中)已知实数满足.
(1)分别求出的取值范围和的最大值.
(2)求的最大值,并求此时,的值.
(3)当,分别为何值时取得最小值?请求出最小值.
【变式8-3】(2026高三·全国·专题练习)若实数满足且,则的最小值为________.
▌题型9 多次使用基本不等式求最值
1.核心逻辑
式子含三组及以上正数,需要两次及以上套用基本不等式。两次取等条件必须同时成立。
2.解题步骤
(1)分步对不同部分分别使用基本不等式;
(2)分别写出每一步取等的条件;
(3)联立所有等号条件,看是否存在同时满足的正数;
(4)条件能同时满足,才可合并得到最值。
3.易错提醒
多次用不等式,但取等条件无法同时成立,此时结果无效。
【例9】(2026·全国·模拟预测)已知,,且,则的最小值为______.
【变式9-1】(2026·天津·模拟预测)已知,则的最小值为______________.
【变式9-2】(2026·天津·模拟预测)设,那么 的最小值是___________.
【变式9-3】(2026高三·重庆·阶段检测)对任意的正实数,满足,则的最小值为__________.
▌题型10 基本不等式链
1.核心逻辑
正数:调和平均数几何平均数算术平均数平方平均数
全部在时取等。
2.解题步骤
(1)分清所求为调和、几何、算术、平方平均数中的哪一种;
(2)根据不等式链直接比较大小或求范围;
(3)需要最值时锁定对应不等方向,验证能否成立。
3.易错提醒
记混四个平均数的顺序;忽略前提。
【例10】【多选】(2026高二·安徽六安·期末)设正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为6 D.的最大值为9
【变式10-1】【多选】(2026高二·广东深圳·期末)已知正实数a,b满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最大值为2 D.的最小值为
【变式10-2】【多选】(2026高二·黑龙江哈尔滨·期末)若实数,,且,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【变式10-3】【多选】(2026高二·江苏无锡·期末)已知正实数a、b满足,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为8 D.的最大值为
▌题型11 利用基本不等式在恒成立问题中求参数的范围
1.核心逻辑
不等式恒成立:-恒成立;-恒成立;先用基本不等式求出最值,再解参数。
2.解题步骤
(1)分离参数,把参数单独放一侧;
(2)另一侧函数用基本不等式求出最大/最小值;
(3)根据恒成立规则列出参数不等式;
(4)解出参数取值范围,标注定义域限制。
3.易错提醒
恒成立最值方向搞反;求函数最值时不满足一正二定三相等。
【例11】【多选】(2026高一·山东日照·阶段检测)已知,,当时,不等式恒成立,则m的值可以是( )
A. B.2 C. D.4
【变式11-1】【多选】(2026高一·河北石家庄·阶段检测)已知,且,若不等式恒成立,则的值可以为( )
A.11 B.9 C.10 D.8
【变式11-2】(2026高一·广东深圳·阶段检测)已知,若不等式恒成立,则m的最大值为( )
A.5 B.6 C.10 D.25
【变式11-3】(2026高一·福建三明·阶段检测)若不等式对恒成立,则实数的最大值为( )
A.12 B. C.6 D.
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