摘要:
**基本信息**
以“概念-性质-应用”为逻辑主线,系统整合基本不等式的条件判断、最值求解、实际应用及对勾函数综合,突出“积定和最小、和定积最大”核心方法,强化数学思维与逻辑推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础知识梳理|核心结论|条件判断、算术几何平均数关系|概念生成:从成立条件到核心原理|
|题型一(理解)|10题(含多选、证明)|不等式恒成立判断、代数式变形|原理推导:深化对基本不等式本质的理解|
|题型二(求最值)|30题(含参数范围、计算)|配凑法、常数代换、参数分离|应用拓展:掌握“积定和最小、和定积最大”的灵活运用|
|题型三(实际应用)|12题(情境问题)|建模转化、实际抽象|数学应用:培养用数学语言表达现实问题的能力|
|题型四(对勾函数)|20题(性质应用)|单调性分析、最值求解|综合提升:结合函数性质拓展解题维度|
内容正文:
1.4 基本不等式
基础知识梳理
1.基本不等式:
(1)基本不等式成立的条件:
(2)等号成立的条件:当且仅当 时,等号成立.
(3) 叫做正数的算术平均数, 叫做正数的几何平均数.基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
2.利用基本不等式求最值
已知都是正数,
(1)如果积等于定值那么当时,和有最小值 (简记为积定和最小).
(2)如果和等于定值那么当时,积有最大值 (简记为和定积最大).
3.几个重要的不等式
题型一 基本不等式的理解
1.若,且,则下列不等式中,恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,当时,不成立,故A错误,
对于B,,由基本不等式得,
当且仅当时,等号成立,故B正确,
对于C,当时,不成立,故C错误,
对于D,当时,不成立,故D错误.
2.已知正实数a,b满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】用“1”的代换和基本不等式判断即可.
【详解】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.
3.若,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,,而不一定成立,例如,故A不正确;
因为 ,
若,则,而不一定小于2,比如,故B不正确;
因为,若,则,故C正确;
因为,若,
不一定大于1,例如,故D不正确.
4.(多选)下列结论中正确的有( )
A.若,则
B.若,且,同号,则
C.若,则
D.若,则
【答案】BC
【详解】对A,若异号,,,,故A错误;
对B,若同号,,,,
当且仅当,即时等号成立,故B正确;
对C,因为,则,故C正确,
对D,若,,则,故D错误.
5.(多选)已知,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据,结合基本不等式及二次函数知识进行求解.
【详解】对于A, ,
当且仅当时,等号成立,故A正确;
对于B,,所以,故B正确;
对于C,,
当且仅当时,等号成立,故C不正确;
对于D,因为,
所以,当且仅当时,等号成立,故D正确.
6.(多选)已知,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】已知,
分子相同为1,正数分母越大,分数越小,,故A错误;
,已知,
则,故,即,故B正确;
指数函数,当时,函数单调递增,由得;
当时,函数单调递减,由得,
故无法确定大小关系,故C错误;
,已知,
由均值不等式得,
当且仅当时等号成立,故D正确.
7.(多选)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【详解】对于A,因为,所以,即,
所以,所以,当且仅当时取等号,故A错误;
对于B,因为,所以,
所以,当且仅当时取等号,故B正确;
对于C,因为,
故C正确;
对于D,由,得,所以,所以,
所以,
当且仅当时取等号,故D正确.
8.已知且为正数,求证:.
【答案】,
,
,当且仅当,即时取等号,
但,因此不能取等号,
.
9.设均为正数,且,求证:.
【答案】由题设均为正数,,
又,
当且仅当时等号成立,
所以,得证.
10.(1)已知,,证明:;
(2)已知,,且,求的最小值.
【答案】(1)略
(2)
【分析】(1)结合基本不等式证明即可.
(2)根据基本不等式及求解即可.
【详解】(1)证明:因为,,所以,当且仅当时,等号成立.
从而,当且仅当时,等号成立.
(2)因为,,且,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为.
题型二 基本不等式求最值
1.已知正实数,满足,则的最小值为( )
A.5 B.6
C. D.
【答案】D
【详解】已知,,整理,得,
则,,,
则,
当且仅当,即时,等号成立.
故的最小值为.
2.已知 ,且 ,则的最小值为( )
A.4 B. C.5 D.
【答案】B
【详解】因为,所以,
.
当且仅当,即时等号成立.
故的最小值为.
3.若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用基本不等式结合指数函数的单调性推导的取值范围.
【详解】因为,,
所以 ,
已知,因此 ,两边同除以得,
则 , 即,
由于指数函数在上单调递增,因此,
等号成立当且仅当,此时,满足条件,
因此的取值范围是.
4.,,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由得到,又,,则,
所以,
当且仅当,即时取等号.
5.对任意正实数x、y,记(比如),则m的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题干所给的定义利用基本不等式探究两个式子的大小关系,根据基本不等式等号成立的条件判断最大值即可.
【详解】因为x、y为正实数,则,当且仅当时,等号成立;
则;
由可知,,且,
则,可解得;
当且仅当且;得到,解得,;
故当,时,取最大值.
6.已知点在线段上(不含端点),是直线外一点,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由点在线段上的位置关系得到系数约束,变形后利用基本不等式求最小值.
【详解】因点在线段上(不含端点),,得,
则,
因此
,
当且仅当,即,且时,等号成立,
即当时,取得最小值为.
7.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.
8.已知正数x,y满足.若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】通过均值不等式求解出范围后通过恒成立条件求解范围.
【详解】因为,所以.
所以对于,可以看作,
因为,当且仅当时成立,所以,
解得.
9.已知不等式对于任意的恒成立,则正实数的最大值为( )
A.10 B.9 C. D.
【答案】B
【分析】化简,,结合基本不等式求其最小值,结合条件求的范围可得结论.
【详解】令,
展开可得,即,其中,
因为,,由基本不等式可得
当且仅当,即时等号成立,
所以, 当且仅当时等号成立,
由不等式对于任意的恒成立,可得,
所以正实数的最大值为.
10.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】C
【分析】利用基本不等式“1”的妙用求出的最小值,
将恒成立转化为,得到的一元二次不等式求解.
【详解】正实数、满足,
,
当且仅当时,即,即时,等号成立,
的最小值为 ,
恒成立,,
,,,实数的取值范围是.
故选:C.
11.(多选)已知正数,满足,则下列选项正确的是( )
A.的最小值是4 B.的最小值是1
C.的最小值是1 D.的最大值是
【答案】AD
【分析】利用基本不等式和二次函数的图象与性质,逐一分析选项,即可得出答案.
【详解】由题知,,.
对于选项A,,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值是,故A正确;
对于B,,当且仅当时等号成立,
所以的最大值是,故B错误;
对于C,由,得,即,
所以,
所以当时,取得最小值是,故C错误;
对于D,由C知,,,
所以,
所以当时,取得最大值是,故D正确.
12.(多选)设正实数,,满足,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C. D.
【答案】ABD
【分析】利用基本不等式依次判断选项即可.
【详解】由题设且,
对于A,,当且仅当时取等号,A对;
对于B,,则,故,当且仅当时取等号,B对;
对于C,,由于,
所以,当且仅当时取等号,C不正确;
对于D,因为,
因为,当且仅当,即时取等号,
所以,当且仅当时取等号,故D正确
13.(多选)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.已知正数,满足,则的取值范围为
C.已知,,且,则的最小值为
D.若正数,,满足,则有
【答案】ACD
【分析】选项A,根据不等式的性质进行判断,选项C根据基本不等式进行判断,选项D利用柯西不等式判断即可.
【详解】对于A,因为,所以,,
两边同时除以,得,故A正确,
对于B,由,及均为正数,得,
所以,故B错误,
对于C,由,得,
由,可得,又,所以
,
当且仅当,时等号成立,故C正确,
对于D,由题意得,得,
由柯西不等式可得 ,
当时等号成立,故D正确.
14.(多选)若正实数,满足,则( )
A. B.有序数对有4个
C.的最大值为 D.的最小值为24
【答案】ABD
【分析】A选项,利用,即可;B选项,利用及即可写出全部有序数对;C选项,利用即可计算的最小值;D选项利用即可计算的最小值.
【详解】由正实数,满足,得.
对于选项A,由,得,则,所以,所以,故A正确;
对于选项B,由得,因为,所以是的正约数.因为的正约数为,所以的值对应为.所以有序数对为共4个,故B正确;
对于选项C,,当且仅当即时等号成立,故C错误;
对于选项D,因为,当且仅当即时等号成立,所以,得,故D正确.
15.已知,且,则的最大值为________.
【答案】
【分析】根据题意,化简得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】因为,且,可得,且,
所以,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最大值为.
16.已知正实数,满足,则的最小值为________.
【答案】6
【详解】正实数,满足,有,
可得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
17.已知,,且,则的最小值为______.
【答案】
【分析】利用基本不等式求和的最小值.
【详解】因为,所以,所以.
又,
当且仅当即,时取“”.
所以 ,即的最小值为11.
18.已知,则的最大值是__________.
【答案】
【分析】通过双曲线参数换元将所求表达式转化为关于正弦函数的二次函数,结合二次函数单调性与定义域求解最大值.
【详解】已知双曲线方程,设参数满足,,
其中,此时.
将代入所求表达式,得到 ,
由同角三角函数基本关系 ,
代入得 ,令, ,
则表达式转化为二次函数 .
该二次函数开口向下,对称轴为,
对称轴在定义域内,故最大值在处取得,
得到 ,即所求最大值为.
19.已知,且,若恒成立,则实数的范围是______.
【答案】
【分析】先由基本不等式“1”的妙用求出,进而得到不等式,求出答案
【详解】,且,
故,
当且仅当,即,时成立,
要使原式恒成立只需,
,解得
20.若正实数,满足,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据基本不等式”1”的代换,可得的最小值,根据题意,结合一元二次不等式的解法,即可得答案.
【详解】由,得,即,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,则,解得,
则的取值范围是.
21.若正数x,y满足,且不等式恒成立,则实数m的取值范围是_________.
【答案】
【分析】根据 “乘1法”可求 的最小值,进而求解即可.
【详解】由得,且 ,
故,
当且仅当即时等号成立.
故问题转化为,即,
解得,故实数m的取值范围为.
22.若满足且恒成立,则的取值范围是____________.
【答案】
【分析】先结合题意得到,再利用基本不等式得到,进而求出的最小值为,最后得到,求解参数范围即可.
【详解】因为,
且由基本不等式得,当且仅当时等号成立,
所以,
即,得到,解得,
故的最小值为,要使恒成立,
即成立,解得.
故答案为:.
23.已知正实数x,y满足,若恒成立,则实数的范围是____________.
【答案】
【分析】根据题意可得,利用乘“1”法结合基本不等式可得,再根据恒成立问题分析求解.
【详解】因为正实数x,y满足,即,
则
当且仅当,即时,等号成立,
若恒成立,则,
所以实数的范围是.
故答案为:.
24.已知,证明:.
【答案】略
【分析】结合“”的妙用,利用基本不等式直接证明.
【详解】,
,
当且仅当,即,时,等号成立,
.
25.已知.求证:.
【答案】因为,所以,当且仅当时取等号,解得;
于是得,
所以成立.
26.已知正数,满足,求的最大值.
【答案】
【分析】利用条件恒等变形换元,结合基本不等式锁定换元变量范围,再借助二次函数单调性求最值,注意定义域优先.
【详解】,且,
,即.
代入所求代数式:
令,原式.
由基本不等式: ,
,当且仅当时取等.
二次函数,开口向下,对称轴
,在上单调递增,
故当时取得最大值.
此时,解得:,.
代入:
的最大值为.
27.回答下列问题
(1)若,求的最小值
(2)已知,且,若恒成立,求的取值范围
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)变形代数式,应用基本不等式求最值,验证等号成立的条件;
(2)首先换元,利用的代换结合基本不等式求最值,然后求解恒成立问题.
【详解】(1)因为,,
,
当且仅当,得时等号成立,
故最小值为.
(2)令,,
,所以,
,,
即,可得,
,
当且仅当,即时等号成立,
此时,的最小值为,
若恒成立,则,
即的取值范围为.
28.已知,都是正实数,解决下列问题:
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)将化为,利用基本不等式即可求得答案;
(2)利用,将化为,展开后利用基本不等式即可求得答案.
【详解】(1)由题意,知,
所以 ,
(当且仅当 ,即取等号),
故的最小值为5.
(2)因为都是正实数,,
所以
,
当且仅当 ,即时取等号,
故的最小值为18;
29.已知是二次函数,且满足.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
【答案】(1)
(2)1
【分析】(1)设,,求出未知系数;(2)利用换元法和基本不等式求解.
【详解】(1)设,,,
因为,故,
所以,
故,解得,
故二次函数为;
(2)当时,,
令,
故,
由基本不等式得,当且仅当,即,时,等号成立,
故. 即最大值为1
30.已知函数,
(1)若关于的不等式的解集为,求不等式的解集;
(2)当时,对任意满足,且恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由条件可得是方程的两个根,
结合韦达定理即可求得,再解不等式即可.
(2) 条件不等式恒成立可转化为,
利用基本不等式求的最小值,再解不等式即可.
【详解】(1)∵不等式的解集是,
是方程的两个根,
由韦达定理得:即,
所以不等式可化为,
化简得,
所以
故不等式的解集为;
(2)恒成立,即恒成立,
当且仅当,即时等号成立,
解得,
则实数的范围是:.
题型三 基本不等式的实际应用
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和构成的面积为的十字形地域.计划在正方形上建一座花坛,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210元;在四个空角(图中四个三角形)上铺草坪,造价为80元.设总造价为(单位:元),则当总造价最小时,的长度为______m.
【答案】
【分析】设,,根据十字形地域的面积,得出的关系式,进而求出各个图形的面积,将各个区域造价相加,求得总造价,结合基本不等式,即可求得总造价最小值和取最小值时的长.
【详解】设,,则,所以,
所以
,
,即,解得,
所以,
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.
故答案为:.
2.某水产养殖场拟造一个平面图为矩形且面积为160平方米的水产养殖网箱,为了避免混养,箱中要安装一些筛网,如平面图所示.如果网箱四周网衣(图中实线部分)建造单价为每米112元,筛网(图中虚线部分)的建造单价为每米96元,网箱底面建造单价为每平方米100元,网衣及筛网的厚度忽略不计.把建造网箱的总造价y(元)表示为网箱的长x(如图所示,单位为米)的函数,并求出最低造价.
【答案】y=320×+16 000,最小值为26 240元
【分析】设网箱长为米,则宽为米,分别表示网衣、筛网、底面的造价,得到总造价关于的函数,再利用基本不等式求最小值.
【详解】设网箱长为 米,则宽为米.
网衣(实线)造价:;筛网(虚线,3条平行于宽、1条平行于长)造价:;底面造价:.
所以
.
由基本不等式,,当且仅当,即时取等号.
所以,即当时,最低造价为元.
3.某夏令营在区域内活动,三个内角满足.
(1)求的最小值;
(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.
【答案】(1)
(2)0.2
【分析】(1)先设三边,利用正弦定理把角条件转成边的关系,再代入余弦定理表示出 ,最后用基本不等式求最小值。
(2)按独立事件的概率公式列方程组,先求出 和 ,再由,求出 .
【详解】(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.
4.某种植园种植某菌类的年固定成本为3万元,每产出x吨该菌类需另外投入成本万元,该菌类可以每吨6万元的价格全部售完,设种植园种植该菌类年利润(利润=销售额-成本)为万元,当种植园产出该菌类2吨时,年利润为1万元.
(1)求年利润(单位:万元)关于年产量x(单位:吨)的函数关系式;
(2)年利润是否有最大值?最大值是多少?此时产量是多少?
【答案】(1)
(2)年利润有最大值,最大值是,此时产量是吨.
【分析】(1)根据“年利润=年销售收入- 固定成本-另外投入成本”求得;
(2)结合二次函数的性质以及基本不等式即可求得分段函数的最大值.
【详解】(1)由题可知,当时,总成本为,故有,解得.
因此当时,;
当时,.
综上,.
(2)当时,,所以在上单调递增,
所以当时,在处取得最大值,最大值为.
当时,
.
当且仅当,即时,等号成立.
因为满足,
所以当时,在处取得最大值,最大值为.
综上,年利润有最大值,最大值是,此时产量是吨.
5.某校计划利用其一侧原有墙体,建造高为1.5米,底面积为100平方米,且背面靠墙的长方体形状的露天劳动基地,靠墙那面无需建造费用,因此甲工程队给出的报价如下:长方体前面新建墙体的报价为每平方米320元,左、右两面新建墙体的报价为每平方米160元,地面以及其他报价共计9600元.设劳动基地的左、右两面墙的长度均为()米,原有墙体足够长.
(1)当左面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与该劳动基地的建造竞标,其给出的整体报价为()元,若无论左面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功(约定整体报价更低的工程队竞标成功),求的取值范围.
【答案】(1)10米
(2)
【分析】(1)由题意建立甲工程队报价与左面墙的长度间的函数关系,再根据基本不等式求得最低报价及对应的左面墙的长度;
(2)利用(1)的结论,列出不等式,分离参数,并根据基本不等式求得的取值范围.
【详解】(1)设甲工程队的总报价为元,
依题意,左、右两面墙的长度均为()米,
则长方体前面新建墙体的长度为米,
所以,
即,
当且仅当,即时,等号成立.
故当左面墙的长度为10米时,甲工程队的报价最低,且最低报价为19200元.
(2)由题意可知,,
即对任意的恒成立,
所以,可得,即.
,
当且仅当,即时,取最小值36.
所以,即的取值范围是.
6.物联网(Internet of Things,缩写:IOT)是基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络.其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境(家庭、办公、工厂)等,具有十分广阔的市场前景.现有一家物流公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:仓库每月土地占地费(单位:万元),仓库到车站的距离(单位:千米,),其中与成反比,每月库存货物费(单位:万元)与成正比;若在距离车站8千米处建仓库,则和分别为2万元和6.4万元.
(1)求出与的解析式.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使两项费用之和最小?最小费用是多少?
【答案】(1),.
(2)仓库建在距离车站千米处,才能使两项费用之和最小,最小费用是万元.
【分析】(1)由题意设,,其中,
根据题目数据代入求出即可得到答案;
(2)利用基本不等式即可求出答案.
【详解】(1)由题意设,,其中,
当时,,解得,,解得,
所以,.
(2)由(1)知
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以仓库建在距离车站千米处,才能使两项费用之和最小,最小费用是万元.
7.一家货物公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:每月库存货物费(单位:万元)与仓库到车站的距离(单位:km)成正比,比例系数为1.5,每月土地占地费(单位:万元)与x之间的函数关系为,为常数;若在距离车站5km处建造仓库,则两项费用之和为11.5万元.
(1)要使两项费用之和最小,应该把仓库建在距离车站多少千米处?
(2)要使两项费用之和不超过13.5万元,仓库到车站的距离应该在什么范围内?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,进而根据题意建立方程关系得,此时可建立函数关系,再结合基本不等式求解最值即可得答案;
(2)根据题意解即可得答案.
【详解】(1)解:因为每月库存货物费(单位:万元)与仓库到车站的距离(单位:km)成正比,比例系数为1.5,
所以,当时,
因为每月土地占地费(单位:万元)与x之间的函数关系为,为常数
所以当时,,
因为在距离车站5km处建造仓库,则两项费用之和为11.5万元,、
所以,解得,
所以两项费用之和为,
因为,
当且仅当,即时等号成立,
所以当时,两项费用之和最小,为.
所以两项费用之和最小,应该把仓库建在距离车站千米处
(2)解:由(1)得两项费用之和为,
要使两项费用之和不超过13.5万元,即,
整理得,解得,
所以仓库到车站的距离应该在范围内.
8.某企业2025年年初花费49万元购进一台新的设备,并立即投入使用,该设备使用后,每年的总收入预计为40万元.设备使用年后该设备的总维修保养费用为万元,盈利总额为y万元.
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)求该设备的年平均盈利额的最大值(年平均盈利额=盈利总额÷使用年数).
【答案】(1)
(2)万元.
【分析】(1)根据给定条件,直接求出y关于x的函数关系式;
(2)求出年平均盈利额的表达式,再利用基本不等式求得最大值.
【详解】(1)根据题意:,
故y关于x的函数关系式为.
(2)由(1)知盈利总额为,
则年平均盈利额为,
因为,等号成立时,
所以,
故第年年平均盈利额取得最大值,最大值为万元.
9.某公司为了提高生产效率,决定投入160万元买一套生产设备,预计使用该设备后,前年的支出成本为万元,每年的销售收入98万元.使用若干年后对该设备处理的方案有两种:
方案一:当总盈利额达到最大值时,该设备以20万元的价格处理;
方案二:当年平均盈利额(注:)达到最大值时,该设备以30万元的价格处理.
(1)设前年的总盈利额为(不含设备处理收益),写出方案一中与的函数关系式;
(2)结合总利润(总利润=总盈利额+设备处理时获得的收入)判断哪种方案较为合理?并说明理由.
【答案】(1)
(2)略
【分析】(1)利用已知条件即可写出与的函数关系式;
(2)分别写出两种方案的总利润以及所需要的时间,即可得出结论.
【详解】(1)根据题意可得,
则方案一中与的函数关系式为:.
(2)方案一:因为,
所以当时,总盈利额的最大值为万元,
此时处理掉设备,则总利润为万元,
方案二:由年平均盈利额为:
,
当且仅当即时等号成立,
即当时,年平均盈利额最大为20万元,
此时总盈利额万元,
此时处理掉设备,则总利润为万元,
综上,两种方案获利都是110万元,
但方案一需要5年,而方案二仅需要4年,故方案二合理.
10.某公司经市场调研发现,若本季度在某材料上追加投入万元,则该材料的销售量可增加吨,每吨的销售价格为万元,另外生产吨该材料还需要投入其他成本万元.
(1)求出该公司本季度增加的利润(单位:万元)与之间的函数关系式.
(2)若要追加的总成本不超过3万元,求的取值范围.
(3)当为多少时,该公司在本季度增加的利润最大?最大为多少万元?
【答案】(1);
(2)的取值范围为;
(3)当为5万元时,该公司在本季度增加的利润最大,最大万元.
【分析】(1)由题意知,增加的利润增加的产量售价追加投入投入的其他成本;(2)由题意知,追加的总成本追加投入投入的其他成本,列出不等式求解即可;(3)将函数解析式进行化简,利用换元法再结合基本不等式求解.
【详解】(1)由题知,
又,解得,
所以.
(2)由题知追加的总成本,
整理得,解得,
又,所以的取值范围为.
(3)由知,令,则,
代入函数解析式得 ,
当且仅当时,等号成立,
此时,.
故当为5万元时,该公司在本季度增加的利润最大,最大万元.
11.2025年被称为“智能体元年”,基于AI大模型的智能体技术迎来规模化应用与产业变革.某研发中心正在研发名为“天穹”的新一代大模型,在模型训练阶段,研发团队发现,模型的综合性能评分(满分100分)和有效训练时长t(单位:百GPU小时)的关系分为两个阶段.通过对几轮训练数据的拟合分析,得到如下函数关系:;已知初始综合性能评分,且在处函数图象是连续不断的.
(1)求常数c和k的值;
(2)已知大模型的标准化训练效率定义为,,训练时长取何值时,“天穹”模型的标准化训练效率最高?
【答案】(1),
(2)百GPU小时,“天穹”模型的标准化训练效率最高.
【分析】(1)根据函数的初始值和连续性求出的值即可.
(2)先求出不同的范围时的解析式,然后根据基本不等式及二次函数的性质分别求出的最大值,再比较即可.
【详解】(1)因为,又,所以;
所以当时,,又因为在处函数图象是连续不断的,
所以,解得.
(2)由(1)可得,
当时,, ,
因为,所以,当且仅当时,即时等号成立,
此时,此时的最大值为4;
当时,,
此时
综上所述,当时,,此时“天穹”模型的标准化训练效率最高.
12.甲乙两地的高速公路全长166千米,汽车从甲地进入该高速公路后匀速行驶到乙地,车速(千米/时).已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分为,固定部分为220元.
(1)若每小时的运输成本不高于420元,汽车的速度应该控制在什么范围?
(2)汽车应以多大速度行驶才能使全程运输成本最小?最小运输成本约为多少元?(结果保留整数)
【答案】(1)(千米/时);
(2)当时,最小运输成本为696元.
【分析】(1)根据题意列出不等式,根据一元二次不等式的解法,求出结果即可.
(2)根据题意,列出函数,根据基本不等式,求出最小值即可.
【详解】(1)由题意得汽车每小时的运输成本为(元),
每小时的运输成本不高于420元,所以,解得,
可得,即(千米/时),
所以,此时汽车的速度应该控制在(千米/时);
(2)因为汽车从甲地进入该高速公路后匀速行驶到乙地,车速(千米/时),
所以汽车的行驶时间为(小时),
所以全程运输成本,,
由基本不等式可得,当且仅当时,即时取等号,
即当速度为(千米/时),最小运输成本为696元.
题型四 对勾函数求最值
1.已知实数满足,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.9 D.
【答案】B
【分析】先利用函数的单调性求出的取值范围,再通过求导或者根据对勾函数性质求解即可.
【详解】∵,∴,
又∵是定义在上的增函数,
∴,解得.
令,
法一:在上恒成立,∴在上单调递增,
即.
法二:由对勾函数的性质可知,在上单调递增,
所以.
2.不等式对任意恒成立,则的最小值是( )
A. B. C.8 D.10
【答案】D
【详解】对任意,不等式恒成立,
而函数在上单调递减,则,因此
所以的最小值是10.
3.下列结论正确的是( )
A.当且时, B.当时,
C.当时,的最小值为2 D.当时,无最大值
【答案】B
【分析】由基本不等式判断选项B正确,对于A取特值证伪,对于C由对勾函数的性质证伪,对于D使用函数的单调性确定在给定区间的最大值.
【详解】对于A,令,,故A错误,
对于B,若,则,所以,
当且仅当即时等号成立,故B正确,
对于C,若,,
当且仅当即时等号成立,
由对勾函数的性质,在上单调递增,
所以,故C错误,
对于D,因为单调递增,单调递减,单调递增,
所以单调递增,所以在上的最大值为,故D错误.
4.下列函数中,最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合各个函数的定义域,利用基本不等式和对勾函数的单调性分别求解最值即可求解.
【详解】对于A,由对勾函数的性质可得在上单调递增,
所以,故A错误,
对于B,设,,则原式为,
由对勾函数的性质可得在上单调递减,
所以,故B错误,
对于C,,因为,
所以,
当且仅当,即时等号成立,故C正确,
对于D,若,则,故D错误。
5.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.
【答案】B
【详解】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.
6.已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,根据直线与圆的位置关系求出的范围,再利用对勾函数的单调性求最值.
【详解】因为,所以原点在圆外,
令,则,
则直线与圆存在交点,
则圆心到直线的距离为,得,
则,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以,
故的最小值是.
故选:D
7.下列说法正确的是( )
A.当时,的最小值为2
B.当时,的最小值为4
C.的最小值为
D.当时,的最大值为1
【答案】D
【分析】根据题意,利用对勾函数的单调性,可得判定A、B错误,由不是定值,可判定C错误;结合基本不等式,可判定D正确.
【详解】对于A,当时,单调递减,所以,所以A错误;
对于B,当时,可得,令,
则在上单调递减,时,函数取得最小值5,所以B错误;
对于C,由不是定值,所以不是的最小值,所以C错误;
对于D,当时,,当且仅当,即时取等号,所以D正确.
故选:D.
8.(多选)下列结论正确的有( )
A.若,则的最大值为6
B.若,,,则的最大值为
C.的最小值为2
D.的最小值为3
【答案】ABD
【分析】根据题意,利用基本不等式,以及对勾函数的单调性,结合选项,逐项分析判断,即可求解.
【详解】对于A,因为,可得,所以,
当且仅当时,等号成立,所以的最大值为,所以A正确;
对于B,由,且,可得,
则,即,
解得,当且仅当时,等号成立,所以的最大值为,所以B正确;
对于C,由,令,
因为在上单调递增,所以最小值为,所以C错误;
对于D,由,令,则,
因为在单调递增,所以最小值为,所以D正确.
9.(多选)下列关于函数的说法中,正确的有( )
A.的定义域为
B.是偶函数
C.在区间上单调递增
D.的值域为
【答案】AD
【分析】根据函数的奇偶性得出函数为奇函数,再利用单调性的定义,得到函数在上单调递增,结合基本不等式和对称性,即可求解.
【详解】因为函数,
可知,所以函数的定义域为,故A正确;
且,所以为奇函数,故B错误;
任取,且,
则,
因为,则且,可得,
所以在上单调递减,故C错误;
当时,,当且仅当时,等号成立,
又由结合为奇函数,可得的值域为,故D正确.
10.(多选)下列说法正确的是( )
A.若实数,,满足,则;
B.若,则函数的最小值为;
C.不等式的解集为;
D.当时,不等式恒成立,则的取值范围是.
【答案】AC
【分析】由不等式的性质可判断A;由换元法和对勾函数的单调性可判断B;由二次不等式的解法可判断C;对讨论,结合二次函数的图象和性质可判断D.
【详解】若实数,,满足,可得,则,故A正确;
若,设 ,函数 即,
由对勾函数的性质可知,函数在递增,
则函数的最小值为 ,故B错误;
不等式即为,解得,
即不等式的解集为,故C正确;
当时,不等式恒成立,
若,则恒成立;
若,则,解得.
综上的取值范围是,故D错误.
故选:AC
11.(多选)以下命题正确的是( )
A.已知,则有最大值
B.函数的最小值为5
C.已知且,则的最小值为9
D.已知为正实数,,则的最小值
【答案】BCD
【分析】A利用基本不等式求解;B令,结合对勾函数单调性求解;C利用基本不等式,结合一元二次不等式求解;D利用1的妙用.
【详解】因,则,则,等号成立时,
故,
则,A错误;
令,则,
因在上单调递增,则,
故函数的最小值为5,B正确;
因,则,即,
得,即,等号成立时,故C正确;
因为正实数,,
则,
等号成立时,故D正确.
故选:BCD
12.(多选)下列命题中的真命题有( )
A.当时,的最小值是3
B.的最小值是2
C.当时,的最大值是5
D.当时,的最大值是
【答案】ACD
【分析】利用基本不等式结合对勾函数的性质一一判定选项即可.
【详解】对A:当时,,
当且仅当,即时取得等号,故A正确;
对B:,
令,则,令,
又在上单调递增,故,
故的最小值为,也即的最小值为,故B错误;
对C:,当且仅当,即时取得等号;
故当时,的最大值是,故C正确;
对D:当时,,当且仅当,即时取得等号,故,即的最大值是,故D正确.
故选:ACD
13.已知方程有两个不相等的正根,,且,则的取值范围是___
【答案】
【分析】利用韦达定理可得,整理可得,结合图象可得,,,构造,结合对勾函数单调性分析求解.
【详解】因为方程有两个不相等的正根,
则,即,可得,
由,可得,
可知与在内有2个交点,如图所示:
则,,,
构造,可知在内单调递减,
则,即,
所以的取值范围是.
14.已知函数,若在区间上有2个不同的零点,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】由题意,转化为函数和函数在上有两个交点,作出函数图象,数形结合求解即可.
【详解】函数在区间上有2个不同的零点,
方程在上有2个不同的实数解,
⇔方程在上有2个不同的实数解,
函数和函数在上有两个交点.
令,因为在上单调递减,在[2,4]上单调递增,
所以在处取得最小值为4,又由,
当时,.
如图,
当时,函数和函数在上有两个交点,
故的取值范围是.
故答案为:
15.已知函数在上存在最小值,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】利用对勾函数的性质,对实数进行讨论可得其取值范围.
【详解】已知在上存在最小值,
当时,函数为对勾函数,在处取得最小值,
为使最小值点落在区间内,需,解得,
当时,函数单调递增,在区间内不存在最小值点,
因此实数的取值范围是.
16.已知关于的不等式的解集为,其中,则的取值范围是________________.
【答案】
【分析】由一元二次不等式的解集得,应用基本不等式求得,进而有,最后结合对勾函数的性质求范围.
【详解】由题设是的两个根,且,
则且,所以,
而,当且仅当时取等号,
而时不满足,所以,
因在上单调递增,
所以,即的范围是.
故答案为:
17.已知函数.
(1)当时,求函数的值域;
(2)若对于恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)令,转化为的一元二次函数,再利用复合函数的性质求值域.
(2)令,然后参变分离求解参数范围即可.
【详解】(1)由对数函数单调性可知,当时,,
令,可得,
由题意得二次函数开口向上,在区间单调递减,在区间单调递增,
可知当时,,当时,;
因此可得当时,该函数的值域为.
(2)当时,可得,
原不等式可化为对于恒成立,
即可得对于恒成立,
由对勾函数性质得函数在上单调递增,
所以,因此只需即可,
得到;即的取值范围是.
18.在一次水下考古活动中,潜水员需潜入水深为40米的水底进行作业,其用氧量包含以下三个方面:①下潜时,平均速度为米/分钟,用氧量为升/分钟;②水底作业需要10分钟,作业时用氧量为升/分钟;③返回水面时,平均速度为米/分钟,用氧量为升/分钟;设潜水员在此次考古活动中的总用氧量为升
(1)将表示为的函数;
(2)若,求总用氧量的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)分别求出下潜时,水底作业时,返回水面时的用氧量即可;
(2)利用基本不等式求出的最小值,结合函数图象是连续的,比较端点函数值可得的最大值,从而求出答案.
【详解】(1)由题意得下潜时间分钟,用氧升;
水底作业用氧升;
返回时间分钟,用氧升;
故总用氧量为:,;
(2)在上,由均值不等式,
当且仅当,即时等号成立,
即在上的最小值为,
因为,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
又当时,,
当时,,且,
结合在上的图象是连续的,可得
在上的最大值为,
所以取值范围为.
19.已知函数.
(1)若,求函数的值域;
(2)当时,解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)时,不等式解集为;时,不等式解集为;时,不等式解集为;时,不等式解集为.
【分析】(1)直接根据对勾函数的单调性计算值域即可;
(2)含参数分类讨论计算一元二次不等式即可.
【详解】(1)时,,
由对勾函数的性质可知在上单调递减,
在上单调递增,
所以时,,时,,
即的值域为;
(2)由题意,
即,
若,易得,
若,则,
若,则,解得,
若,则,解得,
综上所述:时,不等式解集为;时,不等式解集为;
时,不等式解集为;时,不等式解集为.
20.已知函数,且,
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
(3)若,使得不等式成立,求的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)根据已知,应用待定系数法求函数解析式;
(2)化函数式为,应用基本不等式求函数最大值;
(3)问题化为与在上的值域有交集,并求出的值域列不等式求参数范围.
【详解】(1)已知函数,
由,显然,则,
所以 ,得,解得,
所以;
(2)当时,,
由,则,当且仅当,即时取等号,
所以,即在时的最大值为;
(3)由,得,
因为,使得不等式成立,
所以与在上的值域有交集,
令,则在上单调递减,在上单调递增,
,所以,则,
所以,解得.
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1.4 基本不等式
基础知识梳理
1.基本不等式:
(1)基本不等式成立的条件:
(2)等号成立的条件:当且仅当 时,等号成立.
(3) 叫做正数的算术平均数, 叫做正数的几何平均数.基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
2.利用基本不等式求最值
已知都是正数,
(1)如果积等于定值那么当时,和有最小值 (简记为积定和最小).
(2)如果和等于定值那么当时,积有最大值 (简记为和定积最大).
3.几个重要的不等式
题型一 基本不等式的理解
1.若,且,则下列不等式中,恒成立的是( )
A. B.
C. D.
2.已知正实数a,b满足,则( )
A. B. C. D.
3.若,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(多选)下列结论中正确的有( )
A.若,则
B.若,且,同号,则
C.若,则
D.若,则
5.(多选)已知,且,则( )
A. B.
C. D.
6.(多选)已知,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
7.(多选)已知,则( )
A. B. C. D.
8.已知且为正数,求证:.
9.设均为正数,且,求证:.
10.(1)已知,,证明:;
(2)已知,,且,求的最小值.
题型二 基本不等式求最值
1.已知正实数,满足,则的最小值为( )
A.5 B.6
C. D.
2.已知 ,且 ,则的最小值为( )
A.4 B. C.5 D.
3.若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.,,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
5.对任意正实数x、y,记(比如),则m的最大值为( )
A. B. C. D.
6.已知点在线段上(不含端点),是直线外一点,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
7.已知,若不等式恒成立,则m的最大值为( )
A.5 B.6 C.10 D.25
8.已知正数x,y满足.若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.已知不等式对于任意的恒成立,则正实数的最大值为( )
A.10 B.9 C. D.
10.若正实数、满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
11.(多选)已知正数,满足,则下列选项正确的是( )
A.的最小值是4 B.的最小值是1
C.的最小值是1 D.的最大值是
12.(多选)设正实数,,满足,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C. D.
13.(多选)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.已知正数,满足,则的取值范围为
C.已知,,且,则的最小值为
D.若正数,,满足,则有
14.(多选)若正实数,满足,则( )
A. B.有序数对有4个
C.的最大值为 D.的最小值为24
15.已知,且,则的最大值为________.
16.已知正实数,满足,则的最小值为________.
17.已知,,且,则的最小值为______.
18.已知,则的最大值是__________.
19.已知,且,若恒成立,则实数的范围是______.
20.若正实数,满足,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
21.若正数x,y满足,且不等式恒成立,则实数m的取值范围是_________.
22.若满足且恒成立,则的取值范围是____________.
23.已知正实数x,y满足,若恒成立,则实数的范围是____________.
24.已知,证明:.
25.已知.求证:.
26.已知正数,满足,求的最大值.
27.回答下列问题
(1)若,求的最小值
(2)已知,且,若恒成立,求的取值范围
28.已知,都是正实数,解决下列问题:
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
29.已知是二次函数,且满足.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
30.已知函数,
(1)若关于的不等式的解集为,求不等式的解集;
(2)当时,对任意满足,且恒成立,求实数的取值范围.
题型三 基本不等式的实际应用
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和构成的面积为的十字形地域.计划在正方形上建一座花坛,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210元;在四个空角(图中四个三角形)上铺草坪,造价为80元.设总造价为(单位:元),则当总造价最小时,的长度为______m.
2.某水产养殖场拟造一个平面图为矩形且面积为160平方米的水产养殖网箱,为了避免混养,箱中要安装一些筛网,如平面图所示.如果网箱四周网衣(图中实线部分)建造单价为每米112元,筛网(图中虚线部分)的建造单价为每米96元,网箱底面建造单价为每平方米100元,网衣及筛网的厚度忽略不计.把建造网箱的总造价y(元)表示为网箱的长x(如图所示,单位为米)的函数,并求出最低造价.
3.某夏令营在区域内活动,三个内角满足.
(1)求的最小值;
(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.
4.某种植园种植某菌类的年固定成本为3万元,每产出x吨该菌类需另外投入成本万元,该菌类可以每吨6万元的价格全部售完,设种植园种植该菌类年利润(利润=销售额-成本)为万元,当种植园产出该菌类2吨时,年利润为1万元.
(1)求年利润(单位:万元)关于年产量x(单位:吨)的函数关系式;
(2)年利润是否有最大值?最大值是多少?此时产量是多少?
5.某校计划利用其一侧原有墙体,建造高为1.5米,底面积为100平方米,且背面靠墙的长方体形状的露天劳动基地,靠墙那面无需建造费用,因此甲工程队给出的报价如下:长方体前面新建墙体的报价为每平方米320元,左、右两面新建墙体的报价为每平方米160元,地面以及其他报价共计9600元.设劳动基地的左、右两面墙的长度均为()米,原有墙体足够长.
(1)当左面墙的长度为多少米时,甲工程队的报价最低?
(2)现有乙工程队也参与该劳动基地的建造竞标,其给出的整体报价为()元,若无论左面墙的长度为多少米,乙工程队都能竞标成功(约定整体报价更低的工程队竞标成功),求的取值范围.
6.物联网(Internet of Things,缩写:IOT)是基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络.其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境(家庭、办公、工厂)等,具有十分广阔的市场前景.现有一家物流公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:仓库每月土地占地费(单位:万元),仓库到车站的距离(单位:千米,),其中与成反比,每月库存货物费(单位:万元)与成正比;若在距离车站8千米处建仓库,则和分别为2万元和6.4万元.
(1)求出与的解析式.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使两项费用之和最小?最小费用是多少?
7.一家货物公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:每月库存货物费(单位:万元)与仓库到车站的距离(单位:km)成正比,比例系数为1.5,每月土地占地费(单位:万元)与x之间的函数关系为,为常数;若在距离车站5km处建造仓库,则两项费用之和为11.5万元.
(1)要使两项费用之和最小,应该把仓库建在距离车站多少千米处?
(2)要使两项费用之和不超过13.5万元,仓库到车站的距离应该在什么范围内?
8.某企业2025年年初花费49万元购进一台新的设备,并立即投入使用,该设备使用后,每年的总收入预计为40万元.设备使用年后该设备的总维修保养费用为万元,盈利总额为y万元.
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)求该设备的年平均盈利额的最大值(年平均盈利额=盈利总额÷使用年数).
9.某公司为了提高生产效率,决定投入160万元买一套生产设备,预计使用该设备后,前年的支出成本为万元,每年的销售收入98万元.使用若干年后对该设备处理的方案有两种:
方案一:当总盈利额达到最大值时,该设备以20万元的价格处理;
方案二:当年平均盈利额(注:)达到最大值时,该设备以30万元的价格处理.
(1)设前年的总盈利额为(不含设备处理收益),写出方案一中与的函数关系式;
(2)结合总利润(总利润=总盈利额+设备处理时获得的收入)判断哪种方案较为合理?并说明理由.
10.某公司经市场调研发现,若本季度在某材料上追加投入万元,则该材料的销售量可增加吨,每吨的销售价格为万元,另外生产吨该材料还需要投入其他成本万元.
(1)求出该公司本季度增加的利润(单位:万元)与之间的函数关系式.
(2)若要追加的总成本不超过3万元,求的取值范围.
(3)当为多少时,该公司在本季度增加的利润最大?最大为多少万元?
11.2025年被称为“智能体元年”,基于AI大模型的智能体技术迎来规模化应用与产业变革.某研发中心正在研发名为“天穹”的新一代大模型,在模型训练阶段,研发团队发现,模型的综合性能评分(满分100分)和有效训练时长t(单位:百GPU小时)的关系分为两个阶段.通过对几轮训练数据的拟合分析,得到如下函数关系:;已知初始综合性能评分,且在处函数图象是连续不断的.
(1)求常数c和k的值;
(2)已知大模型的标准化训练效率定义为,,训练时长取何值时,“天穹”模型的标准化训练效率最高?
12.甲乙两地的高速公路全长166千米,汽车从甲地进入该高速公路后匀速行驶到乙地,车速(千米/时).已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分为,固定部分为220元.
(1)若每小时的运输成本不高于420元,汽车的速度应该控制在什么范围?
(2)汽车应以多大速度行驶才能使全程运输成本最小?最小运输成本约为多少元?(结果保留整数)
题型四 对勾函数求最值
1.已知实数满足,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.9 D.
2.不等式对任意恒成立,则的最小值是( )
A. B. C.8 D.10
3.下列结论正确的是( )
A.当且时, B.当时,
C.当时,的最小值为2 D.当时,无最大值
4.下列函数中,最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
5.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.
6.已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
7.下列说法正确的是( )
A.当时,的最小值为2
B.当时,的最小值为4
C.的最小值为
D.当时,的最大值为1
8.(多选)下列结论正确的有( )
A.若,则的最大值为6
B.若,,,则的最大值为
C.的最小值为2
D.的最小值为3
9.(多选)下列关于函数的说法中,正确的有( )
A.的定义域为
B.是偶函数
C.在区间上单调递增
D.的值域为
10.(多选)下列说法正确的是( )
A.若实数,,满足,则;
B.若,则函数的最小值为;
C.不等式的解集为;
D.当时,不等式恒成立,则的取值范围是.
11.(多选)以下命题正确的是( )
A.已知,则有最大值
B.函数的最小值为5
C.已知且,则的最小值为9
D.已知为正实数,,则的最小值
12.(多选)下列命题中的真命题有( )
A.当时,的最小值是3
B.的最小值是2
C.当时,的最大值是5
D.当时,的最大值是
13.已知方程有两个不相等的正根,,且,则的取值范围是___
14.已知函数,若在区间上有2个不同的零点,则的取值范围是__________.
15.已知函数在上存在最小值,则实数的取值范围是__________.
16.已知关于的不等式的解集为,其中,则的取值范围是________________.
17.已知函数.
(1)当时,求函数的值域;
(2)若对于恒成立,求实数的取值范围.
18.在一次水下考古活动中,潜水员需潜入水深为40米的水底进行作业,其用氧量包含以下三个方面:①下潜时,平均速度为米/分钟,用氧量为升/分钟;②水底作业需要10分钟,作业时用氧量为升/分钟;③返回水面时,平均速度为米/分钟,用氧量为升/分钟;设潜水员在此次考古活动中的总用氧量为升
(1)将表示为的函数;
(2)若,求总用氧量的取值范围.
19.已知函数.
(1)若,求函数的值域;
(2)当时,解关于的不等式.
20.已知函数,且,
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
(3)若,使得不等式成立,求的取值范围.
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