内容正文:
第4讲 基本不等式
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【课标要求】
掌握基本不等式 .结合具体实例,能用基本不等
式解决简单的最大值或最小值问题.
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◆ 知识聚焦 ◆
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______时取等号.
,
2.几个重要的不等式
(1) _____ . (2) ___,同号 .
(3) . (4) .
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3.算术平均数与几何平均数
给定两个正数,,数____称为,的算术平均数;数称为, 的几何
平均数.基本不等式可叙述为:_________________________________
_____________.
两个正数的算术平均数不小于它们
的几何平均数
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4.利用基本不等式求最值问题
已知, .
(1)如果积是定值,那么当且仅当时, 取得最小值,是
_____.(简记:积定和最小)
(2)如果和是定值,那么当且仅当时, 取得最大值,是
_ __.(简记:和定积最大)
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常用结论
1.若,则,当且仅当 时,等号成立.
2.若,则,当且仅当 时,等号成立.
3.若,,则,当且仅当 时,等号成立.
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◆ 课前演练 ◆
题组一 易错辨析
判断下列说法是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)对任意,, 恒成立.( )
√
[解析] 由,
可得对任意, , 恒成立,故正确.
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(2)若,,则 .( )
√
[解析] 由,,可得,即 ,
当且仅当 时,等号成立,故正确.
(3)当,同号时, .( )
√
[解析] 因为当,同号时,,,所以 ,
当且仅当 时,等号成立,故正确.
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题组二 教材改编
1.已知,则 的最小值为( )
A.2 B.4 C. D.
[解析] 由,得,
当且仅当 时等号成立,所以函数 的最小值为4.故选B.
√
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2.已知,,且 ,则( )
A.的最大值为1 B. 的最小值为1
C.的最大值为 D.的最小值为
[解析] 因为,,且,所以 ,
当且仅当时,等号成立,所以 的最大值为1,
因为,且,所以 无最小值.
故选A.
√
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3.已知,则 的最大值为( )
A. B. C. D.3
[解析] 由题意得,即 ,
当且仅当,即,或, 时等号成立,
所以的最大值为 .故选B.
√
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探究点一 利用基本不等式求最值
题型1 配凑法求最值
例1(1)已知,则 的最小值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] 因为,所以 ,
则 ,
当且仅当,即时,等号成立,
故 的最小值是3.故选C.
√
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(2)[2026·湖南岳阳期末]已知,且 ,则
的最小值为( )
A. B. C.4 D.6
[解析] 方法一:由得 ,
则
,当且仅当,
即时取等号,此时 ,则的最小值为 .
√
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方法二:由得 ,
则 ,
当且仅当,即, 时取等号,
则的最小值为 .故选B.
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题型2 常数代换法
例2(1)已知两个正实数,满足,则 的最小值为 ( )
A.8 B.6 C.4 D.2
[解析] 因为,是正实数且 ,
所以 ,
当且仅当,即, 时取等号.故选A.
√
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(2)[2026·河北沧州联考]已知,,且 ,则
的最小值为( )
A. B.7 C. D.8
√
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[解析] 由题意,
,
又 ,
当且仅当,时取等号,所以 ,
故选B.
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题型3 消元法
例3 若,,且,则 的最小值是
( )
A. B.2 C. D.
[解析] 由得,即 ,
所以,当且仅当 ,
即 时,等号成立,故选B.
√
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总结反思
1.配凑法就是将相关代数式进行适当的变形,通过添项、拆项等方法
凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方
法.配凑法的实质是代数式的灵活变形,配系数、凑常数是关键.
2.常数代换法主要解决形如“已知为不等于0的常数 ,求
的最值” 或“已知为不等于0的常数,求 的
最值”的问题,通常将转化为或将 转化为
,再利用基本不等式求最值.
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3.通过消元法利用基本不等式求最值的策略:当所求最值的代数式中
的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为
常数”或“积为常数”,最后利用基本不等式求最值.#1.3
【对点演练1】(1)[2025·重庆江北区期末]若正实数, 满足
,则 的最大值为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
[解析] 由得,则,
当且仅当 时,等号成立.故选D.
√
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(2)已知正实数,满足,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
[解析] 由得 ,
所以 ,
当且仅当,即,时等号成立,
故 的最小值为 .故选A.
√
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(3)[2025·山东青岛期末]已知,若 ,则
的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] 由,得 ,
即,即 ,
所以或,即或.
因为 ,所以,则,
当且仅当, 时取等号.故选D.
√
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探究点二 基本不等式的常见变形
例4 已知, ,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
√
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[解析] 对于A,假设成立,则 ,
即 ,与事实不符,故假设不成立,故A错误;
对于B,假设成立,则,即,
即 ,与事实不符,故假设不成立,故B错误;
对于C,假设 成立,则,即 ,
与事实不符,故假设不成立,故C错误;
对于D,因为,所以 ,
所以,所以 ,故D正确.故选D.
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总结反思
基本不等式的常见变形
(1) .
(2) .
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【对点演练2】 (多选题)已知, ,则下列不等式一定成立
的是( )
A. B.
C. D.
√
√
√
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[解析] 对于A,因为, ,所以,
当且仅当且 ,即 时取等号,
故A中不等式一定成立;
对于B,因为,当且仅当时取等号,
所以 ,故B中不等式不成立;
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对于C,因为,当且仅当 时取等号,
所以
,
所以,当且仅当 时取等号,故C中不等式一定成立;
对于D,,当且仅当 时取等号,
故D中不等式一定成立.故选 .
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探究点三 基本不等式的实际应用
例5 森林中某些昆虫会通过向后跳跃的方式来躲避偷袭的天敌.某生
物小组研究表明某类昆虫在水平速度为 (单位:米/秒)时的跳跃
高度(单位:米)近似满足 的等量关系,则该类昆虫的
最大跳跃高度约为( )
A.0.2米 B.0.25米 C.0.45米 D.0.7米
[解析] 由可知,故 ,
当且仅当 时,等号成立.
于是该类昆虫的最大跳跃高度约为0.25米.故选B.
√
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总结反思
利用基本不等式解决实际问题的策略:
(1)根据实际问题抽象出函数的解析式,再利用基本不等式求得函数
的最值;
(2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围;
(3)在应用基本不等式求函数最值时,若等号取不到,可利用函数的
单调性求解.
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【对点演练3】 [2025·安徽铜陵期末] 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
地费万元与仓库到车站的距离千米的函数关系近似为 ;
每月库存货物费万元与的函数关系近似为 .这家公司应该
把仓库建在距离车站___千米处,才能使两项费用之和最少.
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[解析] 因为, ,所以总费用为
,
当且仅当时等号成立,
由,解得 或 (舍).
故这家公司应该把仓库建在距离车站4千米处,才能使两项费用之和最少.
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$