内容正文:
2.2 基本不等式
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题型·解读
【重难点突破】2026-2027学年高一上学期数学常考题型
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【教材知识梳理】
1.均值不等式
(1)重要不等式
如果,那么________(当且仅当时取“”).
(2)均值(基本)不等式:
①基本不等式成立的条件:___,均为非负实数_____________;
②等号成立的条件:当且仅当________时取等号.
2.算术平均数与几何平均数
①设,,则,的算术平均数为,几何平均数为_______;
②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.
3.已知,,则
(1)如果积是定值,那么当且仅当________时,有最小值是_ _______(简记:积定和最小).
(2)如果和是定值,那么当且仅当________时,有最大值是________(简记:和定积最大).
4.(1)______,当且仅当时取等号.
(2),当且仅当时取等号.
(3),当且仅当时取等号.
(4),当且仅当时取等号.
5.几个重要不等式
(1)(a,)(当且仅当时取等号).
变形式:______(a,)(当且仅当时取等号).
(2)基本不等式:______(,)(当且仅当时取等号).
变形式:(,),(a,)(当且仅当时等号成立).
(3)(a,b,)(当且仅当时取等号).
(4)若,则,(当且仅当时取等号).
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】 基本不等式的易错辨析
基础知识
核心知识
基本不等式:
使用条件:一正、二定、三相等
一正:
二定:和为定值或积为定值
三相等:当且仅当时取等号
不满足前提时不能直接套用基本不等式
方法技巧
1.先判断变量正负,负数先提负号转化
2.检查是否有定值条件,没有定值不能直接求最值
3.验证等号能否取到,取不到时改用函数单调性
4.多次使用不等式时,必须检查等号条件是否一致
5.常见错误:忽略正负、忘记定值、不等号方向错误、等号不成立
典型例题
【例题 1】(25-26高二下·海南·期末)下列几个不等式中,不能取到等号的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于,当且仅当,即时等号成立;
对于,当且仅当,即时等号成立;
对于,当且仅当,即时等号成立;
对于,当且仅当,即,无解,等号不成立.
故选.
【例题2】下列结论表述正确的是( )
A.若,则恒成立
B.若,则恒成立
C.若,,则成立
D.若,则
【答案】C
【分析】运用基本不等式可判断A,运用特殊值法可判断B、D,运用作差法可判断C.
【详解】对于A:若,则恒成立,当且仅当时等号成立,故A错误;
对于B:若,则,则,故B错误;
对于C:因为,
又因为,故成立,故C正确;
对于D:若,则,此时,故D错误.
故选:C.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·内蒙古赤峰·阶段检测)(多选)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
【巩固练习2】(25-26高一上·湖南岳阳·期中)下列结论正确的是( )
A.当且时,
B.当时,
C.当,的最小值为2
D.当时,的最小值为2
【答案】B
【分析】利用基本不等式成立的条件来作出判断,若不成立则举反例即可.
【详解】选项A,因为,所以不满足“取等号时的条件”,故A不正确;
选项B,由,当且仅当等号成立,故B正确;
选项C,因为,不满足“各项必须为正”,所以当时,的最小值不可能为2,故C不正确;
选项D,当时,,所以的最小值不可能为2,故D不正确.
故选:B
【巩固练习3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·期中)(多选)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】AD
【分析】由基本不等式结合题意可判断各选项正误.
【详解】对于A,当时,,,所以,
当且仅当,即时取等号,故A正确;
对于B,时,,当且仅当,即时取等号,又因为,故等号取不到,故B错误;
对于C,当时,,则,所以 ,
当且仅当,即时等号成立,故C错误;
对于D,当时,,,,当且仅当,即时取等号,故D正确.
故选:AD
【题型2】 基本不等式直接应用求和/积的最值
基础知识
核心知识
若且为定值,则,和有最小值
若且为定值,则,积有最大值
方法技巧
1.先确认
2.判断是“积定”还是“和定”
3.积定求和的最小值,和定求积的最大值
4.必须写出等号成立条件
5.若题目限制,则一般不能用基本不等式取等
典型例题
【例题1】(26-27高一上·山西运城·开学考试)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.
【例题2】(25-26高二下·广东深圳·期末)已知实数a,b满足,则ab的最大值为________.
【答案】
【详解】,所以,
所以,
若,其值必然小于正数,因此仅需考虑,
根据基本不等式,所以,当且仅当时等号成立,
所以的最大值为.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·全国·课堂例题)已知正数,满足,则的最小值是______.
【答案】
【详解】由题意知,,
所以,当且仅当时,等号成立.
故的最小值是.
【巩固练习2】(25-26高二下·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.
【巩固练习3】(25-26高一下·云南普洱·期末)已知,则的最小值为_________.
【答案】
【分析】利用基本不等式对正项和放缩,验证等号成立条件即可求得最小值.
【详解】已知,因此,, 根据基本不等式可得:
当且仅当,即时等号成立,
因此的最小值为.
【题型3】 基本不等式“1”的代换
基础知识
核心知识
当条件形如时,可将目标式乘以1,构造基本不等式结构
常用于求型最值
方法技巧
1.观察条件是否等于1
2.将目标式乘以条件式,展开后分组
3.构造出“积为定值”的两项
4.使用
5.最后验证等号成立时变量是否为正
典型例题
【例题1】(26-27高三上·重庆·开学考试)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.
【例题2】(25-26高二下·河南信阳·期末)已知实数,,且,则的最小值是__________.
【答案】
【详解】由题意得:,
当时,即时,等号成立.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·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.
【巩固练习2】(25-26高二下·天津宝坻·期末)已知正实数,满足,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】应用常值代换结合基本不等式计算求解.
【详解】正实数,满足,
则,
当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
【巩固练习3】(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知正实数,满足,则的最小值为____.
【答案】8
【分析】巧用“1”的代换,再结合基本不等式求解.
【详解】已知正实数满足,等式两边同时除以得:,
所以,
则,当且仅当即时等号成立,
代入得,即的最小值为.
【题型4】 基本不等式换元/分离参数后“1”的代换
基础知识
核心知识
复杂分式或条件式不能直接代1时,先换元或分离常数
换元后必须确定新变量的取值范围
方法技巧
1.分式优先分离常数,简化结构
2.用新变量替换复杂整体
3.把条件化为“和为1”的形式
4.再使用“1的代换”
5.求出结果后回代原变量,并检验等号
典型例题
【例题1】已知,且,则的最小值为_____________.
【答案】/
【详解】因为,
即①,
当且仅当,即时取等号,结合解得,,
又,等量替换不等式①中的,得,
解不等式得,或,
已知,,则,
故的最小值为.
【例题2】(26-27高三上·天津·开学考试)若,且,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】换元可得,,利用基本不等式“1”的妙用进行求解
【详解】令,则,,
则,
其中,
当且仅当,即,时,等号成立,
所以,
所以的最小值为.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·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.
【巩固练习2】(24-25高二下·天津静海·阶段检测)设为正数,且,则的最小值为___________
【答案】
【详解】由可得,得.
,
当且仅当时,即时等号成立.
【巩固练习3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·期中)正实数x,y满足,则的最小值是__________.
【答案】
【分析】利用分式的运算性质,结合代换、基本不等式进行求解即可.
【详解】因为正实数x,y满足,
所以,
因为x,y是正数,
所以,当且仅当时取等号,
即当且仅当时取等号,
因此,
因此当时,有最小值,
故答案为:
【题型5】 “和与积”共存的式子求和/积的最值
基础知识
核心知识
当条件同时含有和时,可设,
再结合建立不等式
方法技巧
1.设,
2.将条件统一为关于或的不等式
3.利用基本不等式放缩
4.解不等式得到范围
5.检验端点或等号成立条件是否满足
典型例题
【例题1】(25-26高二下·重庆荣昌·期末)(1)已知,求的最大值及的值;
(2)已知正实数满足.求的最小值及取最值时的值.
【答案】(1),;(2)的最小值为6,.
【分析】(1)由,结合基本不等式求解即可;
(2)将已知等式变形为积定值和取最大值,或结合基本不等式建立关于的不等式求解.
【详解】(1)由题知,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最大值为.
(2)因为,所以,整理得,
解得或(舍),
当且仅当时,取得最小值为6.
【例题2】已知 ,求ab的最大值;
【答案】
【分析】利用基本不等式得到关于的不等式,整体换元解不等式得的范围,再分析取等号的条件即可.
【详解】由,
可得,当且仅当时等号成立.
令,则,即,
解得,又,则.
则,
当且仅当时等号成立.
故的最大值为.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)已知为正实数,且,
(1)求的最大值.
(2)求的最小值;
(3)求的最小值.
【答案】(1)8
(2)8
(3).
【分析】(1)利用基本不等式得到,再采取换元法令解出的范围,从而得到的最大值。
(2)由题得到,则再化简使用基本不等式求解即可.
(3)直接使用基本不等式得到,再结合求得,取得最小值.
【详解】(1)因为,,,当且仅当时取等号,
令,则,,
化为,所以,故,
当且仅当即时取等号,所以的最大值为8.
(2)由得,,
所以,
当且仅当,即时取等号,此时取得最小值8;
(3),,,
,
当且仅当,即时取等号,
此时取得最小值.
【巩固练习2】(25-26高一上·安徽·期中)已知,完成下列问题.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)49
(2)64
【分析】(1)由基本不等式乘1法即可求解;
(2)由基本不等式得到,再结合一元二次不等式求解即可.
【详解】(1)因,且,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为49.
(2)因,则,
即,可得,
即或(舍),解得,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为64.
【巩固练习3】(25-26高一上·河北唐山·期中)已知,
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将等价于,由“1”的妙用化简,再由基本不等式解出答案;
(2)由,将看成一个整体,再解一元二次不等式即可.
【详解】(1)若,则,
所以,
当且仅当,即,时等号成立.
所以的最小值为.
(2)由得,
当且仅当,即,时等号成立,
所以,
所以或,
又,
所以的最小值为.
【题型6】 因式分解/双换元法求最值
基础知识
核心知识
条件等式可因式分解时,常拆成两个因式乘积为定值
出现与的组合时,可用双换元简化
方法技巧
1.先对条件因式分解
2.观察能否凑成“积为定值”
3.设,
4.用表示目标式
5.在新变量下使用基本不等式
典型例题
【例题1】(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)已知,,则的最小值为____________________.
【答案】
【分析】对原式因式分解后可得积为定值,再利用配凑法结合基本不等式可求最小值.
【详解】原式变形可得,分解因式得,
因为,所以,即,,
又因为,当且仅当时等号成立,
故的最小值为.
【例题2】(26-27高三上·江苏南京·开学考试)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.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·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.
【巩固练习2】(2026·浙江宁波·三模)已知实数满足,且,则的最小值为_____.
【答案】7
【详解】由,则,
即,又,则,
解得 ,当且仅当取等,
则的最小值为7.
【巩固练习3】若,且,则的最小值为_____.
【答案】
【分析】先因式分解,由得,再换元,,用表示,根据基本不等式即可求解.
【详解】由得,
令,则且,,
所以
,
当且仅当,且,即,时等号成立.
故答案为:.
【题型7】 “对勾函数”型求最值
基础知识
核心知识
形如的函数叫对勾函数
在上单调递减,在上单调递增
当时取得最小值
方法技巧
1.识别结构
2.先求定义域
3.判断是否在定义域内
4.在定义域内可用基本不等式
5.不在定义域内则用单调性求端点最值
典型例题
【例题1】(24-25高一上·河北邢台·阶段检测)(多选)下列判断错误的是( )
A.函数的最小值为7
B.函数的最小值为7
C.函数的最小值为7
D.函数的最小值为7
【答案】ABC
【分析】根据各项函数,结合基本不等式及相关结论检验各选项最小值,即可判断.
【详解】对于A,当时函数值为负数,显然错误.
对于B,,当且仅当时等号成立,但,所以取等条件不成立,错误;
对于C,,当且仅当时等号成立,错误;
对于D,,当且仅当,即时等号成立,正确.
故选:ABC
【例题2】(2026高一·全国·专题练习)当时,则的最小值是______.
【答案】
【分析】将函数变形成,再利用重要不等式即可求出结果.
【详解】因为,所以,
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以函数的最小值为.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)(多选)下列不等式正确的有( )
A.若,则函数的最小值为2
B.函数最小值为
C.当
D.最小值等于4
【答案】BC
【分析】AD选项,利用对勾函数的性质进行求解;BC选项,直接使用基本不等式或变形后使用基本不等式进行求解
【详解】A选项,令,
则,
由对勾函数性质可知,在上单调递增,
故,
故的最小值为,A错误;
B选项,因为,所以,
故,
当且仅当,即时,等号成立,
故函数最小值为,B正确;
C选项,当时,,
由基本不等式得,
当且仅当,即时,等号成立,
故,C正确;
D选项,由对勾函数性质可知在上单调递减,
故,D错误.
故选:BC
【巩固练习2】(25-26高一下·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.
【巩固练习3】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.
【题型8】 消元法
基础知识
核心知识
当条件等式能把一个变量用另一个变量表示时,可消去一个变量
把二元问题转化为一元函数问题
方法技巧
1.从条件中解出一个变量
2.代入目标函数
3.确定自变量的取值范围
4.转化为单变量最值问题
5.结合基本不等式或函数单调性求解
典型例题
【例题1】(26-27高二上·广东梅州·开学考试),,,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.
【例题2】(2026高三下·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.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·天津南开·期末)已知,且,则的最小值是( )
A.12 B.6 C. D.
【答案】D
【详解】由题可知,已知,
则,,
由基本不等式得:,
当且仅当“”,即“,”时取“”.
【巩固练习2】(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知,均为正数,若,则最小值为________.
【答案】
【分析】利用均值不等式求解即可.
【详解】已知,对已知等式变形得.
将上式代入中化简得.
由基本不等式得,
因此,当且仅当,即时取等号,
故的最小值为.
【巩固练习3】(2026·西藏日喀则·模拟预测)(多选)若,则的值可能是( )
A.0 B. C.2 D.
【答案】CD
【详解】因为,所以,,,
当时,,
当时,,
结合选项,的值可能为或.
【题型9】 多次使用不等式求最值
基础知识
核心知识
同一题中可连续多次使用基本不等式
但每一次都必须满足“一正、二定、三相等”
且所有等号条件必须能同时成立
方法技巧
1.分步放缩
2.每一步都写等号条件
3.联立所有等号条件
4.若存在公共解,则可取到最值
5.若等号条件矛盾,则不能连续使用
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课后作业)已知正实数,,,满足且,则的最小值为________.
【答案】
【分析】先对进行拆分,分别求出和的最小值.对于,提取后,利用,构造齐次式,从而借助基本不等式求得最小值;对于,将看作常数,借助基本不等式求得最小值.求得的两个最小值都与有关,观察后再次借助基本不等式求得最小值.
【详解】,
当且仅当,即,时,等号成立.
因为,当且仅当时,等号成立,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
故的最小值为,此时,,,.
【例题2】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的最小值为______.
【答案】
【分析】记原式为.首先齐次化,结合均值不等式有,从而可得,利用对勾函数的性质求解即可.
【详解】令
,
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以.
令,
注意到单调递增,
故.
当且仅当时等号成立.
故答案为:
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·重庆·期中)已知,,且满足:,则的最小值等于________.
【答案】48
【分析】利用常值代换和基本不等式即可求得最小值.
【详解】因,且,
则
(当且仅当时等号成立)
,当且仅当即时等号成立.
所以的最小值等于.
故答案为:.
【巩固练习2】(25-26高一上·湖南·期末)已知正数a,b满足,,则的最小值为______ .
【答案】
【分析】由,,平方得到,代入目标式化简变形通过两次运用基本不等式计算即可求出最小值.
【详解】解:由,得,
因为,,
所以
,
当且仅当,即时取“等号”,
所以当,,时,的最小值为
故答案为:
【巩固练习3】(25-26高一上·重庆·期中)已知正实数、满足:,则的最大值为______,若实数,则的最小值为______.
【答案】
【分析】对于第一空,利用基本不等式,再利用换元法令,再解一元二次不等式即可得解;对于第二空,先将整理为,再利用换元法令,将整理为,再利用基本不等式求得该式的最小值为,再运用配凑法与基本不等式求得的最小值即可得解.
【详解】对于第一空:,当且仅当时等号成立.
令,则可化为,
解得,则,,当且仅当时等号成立,故的最大值为;
对于第二空:可整理为,
令,则.
,
当且仅当,即时,即时,等号成立,
即最小值为,即.
又因为,
当且仅当,即时,等号成立.
综上,当且仅当时,取到最小值
故答案为:①;②.
【题型10】 复杂条件等式求最值
基础知识
核心知识
条件含二次式、分式或多项混合式时,需先变形
通过配方、因式分解、换元、拆项等方法转化为基本不等式结构
方法技巧
1.先整理条件等式
2.配方或因式分解
3.尝试整体换元
4.凑出和定或积定
5.求出最值后回代验证
典型例题
【例题1】(26-27高三上·浙江杭州·开学考试)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用,结合基本不等式对进行放缩,得到关于的不等式,将目标式转化为只关于的单变量函数,对单变量函数求最值,可利用基本不等式求解,同时验证等号成立条件.
【详解】根据基本不等式,结合已知得,
整理得,当且仅当时等号成立.
把的上界代入目标式,可得,
对正数,由基本不等式,当且仅当即时等号成立,
代入得,当时,由和,
解得,均为正数,满足所有约束条件,等号成立,因此原式最小值为 .
【例题2】(25-26高一上·广东深圳·期末)若实数x,y满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将已知等式化为,令,把目标分式转化齐次式,,再用基本不等式求出最大值.
【详解】由可得,
令,则,,
所以,.
因为求最大值,所以,又,
所以,
当且仅当时取等号,结合可得,
进一步可得或,
所以的最大值为.
故选:B.
巩固练习
题型
【巩固练习1】已知,若,则的最大值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【分析】由条件可得,利用基本不等式,即可得出结论.
【详解】根据题意可得,
又,故
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为4.
故选:C.
【巩固练习2】(25-26高一上·山东青岛·期中)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【答案】D
【分析】首先可得,则,从而得到,再由基本不等式求出的最大值,最后利用基本不等式计算可得.
【详解】因为,所以,
又,,为正数,
所以,所以;
所以,由,
当且仅当,即时取等号,
所以,
当且仅当,即,时,取最小值.
所以的最小值为,当且仅当,,时取等号.
故选:D.
【巩固练习3】(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】令,,则得,,利用“1”的代换及基本不等式求最值.
【详解】正数满足,则,
令,,则有,,,
则,
由,
当且仅当时等号成立,由解得,
即当,时,,即的最小值为.
故选:C.
【题型11】 与基本不等式有关的证明
基础知识
核心知识
基本不等式常用于不等式证明中的放缩
放缩时要注意方向一致,不能时而放大时而缩小
方法技巧
1.观察待证式结构
2.合理拆项或分组
3.对每一组使用基本不等式
4.同向不等式相加或相乘
5.注明等号成立条件
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课堂例题)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.
【例题2】(2026高三·全国·专题练习)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.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·海南海口·阶段检测)(1)已知均为正实数,求证:;
(2)已知,求证:.
【答案】(1)
因为均为正实数,
所以(当且仅当时等号成立),
(当且仅当时等号成立),
(当且仅当时等号成立),
以上三式相加,得(当且仅当时等号成立),
所以(当且仅当时等号成立),
即(当且仅当时等号成立).
(2)
因为,
则,
因为,,由得
当且仅当时等号成立.
所以.
【分析】(1)将,,三式相加再转化即可证明;
(2)由利用基本不等式求最值即可.
【巩固练习2】(25-26高一上·青海海南·期中)(1)已知都是正数,求证:;
(2)若,且,求的取值范围.
【答案】(1)因为都是正数,所以(当且仅当时等号成立),
(当且仅当时等号成立),
(当且仅当时等号成立),
所以,
当且仅当时,等号成立,
故,得证;
(2) .
【分析】(1)三次应用基本不等式结合不等式性质证明即可;
(2)应用基本不等式,再结合换元法求解一元二次不等式计算即可.
【详解】(1)略
(2)因为,所以(当且仅当时等号成立),
因为,移项,得,
所以,
设,则,解得(舍去)或,
因为,所以,
故的取值范围为.
【巩固练习3】(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)(1)已知正实数,且,求证:.
(2)已知正实数,且,求证:
(3)已知,都是正数,且,求证:.
【答案】(1)由均为正实数,且,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故.
(2)由均为正实数,且,
则,当且仅当,即时等号成立,
,当且仅当,即时等号成立,
,当且仅当,即时等号成立,
所以,
则,当且仅当时等号成立.
(3)由均为正实数,且,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故.
【分析】(1)利用“1”的代换,结合基本不等式,即可证明结论.
(2)根据题设及基本不等式易得,,,将这三个式子相加即可求证.
(3)利用“1”的代换,结合基本不等式,即可证明结论.
课后过关检测
一、单选题
1.(25-26高一下·陕西汉中·开学考试)已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】∵ ,,且,
∴ ,
当且仅当,即时等号成立.
将代入,解得,,满足,等号可取.
∴的最小值为.
2.(26-27高三上·北京顺义·阶段检测)已知,且,则的最小值( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用基本不等式求出最小值.
【详解】且,则,
当且仅当,即时取等号,
所以当时,的最小值为.
3.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)已知,且,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】利用基本不等式求解即可.
【详解】由于,所以,即,
所以,解得:或,
,则的最小值为2.
4.(26-27高三上·辽宁·开学考试)已知a,b均为正数,,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】利用可得,结合基本不等式即可求解最小值.
【详解】因为a,b均为正数,且,所以,
所以,
当且仅当,即,时等号成立,
所以的最小值为6.
5.(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)已知,,,则的最小值为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】根据基本不等式的性质计算即可.
【详解】对等式左边提取公因式得:.
等式两边同时加2,整理得:,即.
由,且乘积为4>0,可得,满足基本不等式的正数要求.
将目标式变形为:,
根据基本不等式的性质可得,
所以,当且仅当,即时等号成立,
此时的最小值为7.
6.(2026·湖南湘潭·一模)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.
7.(25-26高二下·辽宁辽阳·阶段检测)已知正数,,满足,则当取最大值时,的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据已知条件,对进行变形,利用基本不等式求出取最大值时的关系,再根据的关系求出的最大值.
【详解】因为正数满足,
所以,
设 ,则 ,,
所以,
令 ,则 ,且 ,
,
由基本不等式:,
当且仅当 时取等号,
联立 ,得 ,
即,
因为
则,
当且仅当时等号成立,所以的最大值为.
二、多选题
8.(26-27高一上·江西赣州·开学考试)下列结论正确的是( )
A.若,且,则
B.当时,
C.当时,的最小值为2
D.当时,
【答案】BC
【详解】对A,当时,,故A错误;
对B,因为,所以,当且仅当即时取“”.故B正确;
对C,当时,,当且仅当时取“”.故C正确;
对D,当时,.故D错误.
9.(25-26高二下·河南·阶段检测)已知,为正实数,,则下列说法正确的是( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为14 D.的最小值为
【答案】BC
【分析】由题得,利用换元法结合基本不等式即可判断ACD,利用二次函数即可判断B.
【详解】由,可得,
对于A,令,,则,且,可得,
则,
当且仅当,即,,即,时,等号成立,所以A错误;
对于B,由,可得,则,
当且仅当时,取得最小值,所以B正确;
对于C,由,当且仅当时,
即,,即,时,等号成立,所以C正确;
对于D,由,可得,当且仅当时,
即,时,等号成立,所以的最小值为,所以D错误.
10.(26-27高三上·江苏镇江·开学考试)设,,,则( )
A.最小值为 B.最小值为
C.最小值为 D.最大值为
【答案】ABD
【详解】已知,故.
对选项A:
∵ ,∴ ,代入得:
,
该式为关于的二次函数,开口向上,对称轴为,且,
∴ 当时,取最小值,代入得,故A正确.
对选项B:
.
∵ ,∴ ,
当且仅当即,即时等号成立,
故最小值为,B正确.
对选项C:
由基本不等式得,
代入得,整理得,当且仅当,即时等号成立,
即存在最大值,当时,,无最小值,故C错误.
对选项D:
令,,两边平方得:
,
由C得 ,代入得,
∴ ,当且仅当时等号成立,代入解得,满足取值范围,
故最大值为,D正确.
11.(26-27高三上·云南曲靖·开学考试)已知正数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为
B.的最小值为1
C.的最大值为
D.的最小值为
【答案】AD
【分析】利用已知条件、基本不等式逐项判断可得答案.
【详解】对于A:由题意,,.
所以,.
当且仅当,即,,取等号,故A正确;
对于B:,
由(1)知,所以,即,故B不正确;
对于C:.
所以,故C错误;
对于D:,
当且仅当,即,即时取等号(负值舍去),所以D正确.
12.(26-27高三上·江苏扬州·开学考试)已知,,,则下列结论正确的有( )
A.的最小值为16
B.的最小值为9
C.的最小值为25
D.的最小值为128
【答案】ABD
【分析】根据基本不等式,结合“1”的代换方法,逐一分析各个选项,即可得答案
【详解】选项A:因为,,所以,解得,
当且仅当,即时等号成立,则的最小值为16,故A正确;
选项B: ,
当且仅当,即时等号成立,的最小值为9,故B正确;
选项C:由变形得,则,
而,
所以不存在满足条件的使得,故C错误;
选项D:因为,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,故D正确.
13.(25-26高一下·新疆·期中)下列说法正确的有( )
A.的最小值是2 B.的最小值是2
C.的最小值是2 D.的最小值是4
【答案】BD
【分析】根据基本不等式逐项判断.
【详解】对A,当时,,A错误;
对B,,则,,当且仅当即时取等号,B正确;
对C,,当且仅当,即时等号成立,但无实数解,因此C错误;
对D,,,当且仅当时取等号,D正确.
14.(25-26高一下·四川成都·期中)已知正实数满足,则下列结论不正确的是()
A.的最大值为 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为4
【答案】ABD
【分析】已知正实数满足且先确定,A用基本不等式求得最大值为不等于4,B代入消元化为关于的二次函数求出最大值为不等于4,C利用完全平方公式结合最大值推出最小值为,D中表达式的值恒为负数,其最小值不可能为4,因此不正确的是ABD.
【详解】选项A:由,根据均值不等式,得,平方得,即.当且仅当时取等号,故最大值为,A错误.
选项B:由,且,得.
,这是开口向下的二次函数,对称轴.
代入得最大值为,B错误.
选项C:由,得.结合A知,
故,当且仅当取等号,C正确.
选项D:由,得,
则,
因此最小值不可能为,D错误.
15.(25-26高二下·重庆·阶段检测)已知正实数,,满足,则下列结论正确的有( )
A.的最小值为
B.的最大值为
C.的最大值为
D.的最小值为
【答案】BCD
【详解】已知正实数满足,逐个分析选项:
选项A:,由基本不等式,
得,最小值为,A错误.
选项B:将代入得: ,
当时,等号成立,故B正确;
选项C:变形化简 ,由乘“1”法得:
, ,
所以,
等号成立当,即等号成立,故最大值为,C正确.
选项D:先化简前两项:,
由,得,
故原式,
两个等号均可同时取到(),故最小值为,D正确.
三、填空题
16.(25-26高二下·云南玉溪·期中)函数 的最小值为________.
【答案】3
【分析】先分离变量,再用均值不等式
【详解】,,
由均值不等式,
当且仅当,即时等号成立.
17.(25-26高二下·浙江舟山·期中)已知,且,则的最小值为__________.
【答案】2
【分析】先对进行通分,再结合已知条件,将式子变形,最后利用基本不等式求解最小值.
【详解】,因为,所以,
所以.
当且仅当,即时,等号成立,
结合可得或,
此时取得最小值2.
18.(24-25高一上·福建宁德·阶段检测)已知 当取最大值时,的最小值为______,取得这个最小值时,__________
【答案】 / /
【分析】由条件化简,结合基本不等式求其最大值,确定取最大值的条件,再结合二次函数性质求的最小值,并求得此时的,得到的值.
【详解】因为,
所以,
因为,所以,当且仅当,时等号成立,
所以当,时,取最大值,
所以当取最大值时,,,,
所以,
所以,,
所以当时,取最小值.
此时,,
$2.2 基本不等式
总览
题型·解读
【重难点突破】2026-2027学年高一上学期数学常考题型
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【教材知识梳理】
1.均值不等式
(1)重要不等式
如果,那么________(当且仅当时取“”).
(2)均值(基本)不等式:
①基本不等式成立的条件:___,均为非负实数_____________;
②等号成立的条件:当且仅当________时取等号.
2.算术平均数与几何平均数
①设,,则,的算术平均数为,几何平均数为_______;
②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.
3.已知,,则
(1)如果积是定值,那么当且仅当________时,有最小值是_ _______(简记:积定和最小).
(2)如果和是定值,那么当且仅当________时,有最大值是________(简记:和定积最大).
4.(1)______,当且仅当时取等号.
(2),当且仅当时取等号.
(3),当且仅当时取等号.
(4),当且仅当时取等号.
5.几个重要不等式
(1)(a,)(当且仅当时取等号).
变形式:______(a,)(当且仅当时取等号).
(2)基本不等式:______(,)(当且仅当时取等号).
变形式:(,),(a,)(当且仅当时等号成立).
(3)(a,b,)(当且仅当时取等号).
(4)若,则,(当且仅当时取等号).
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】 基本不等式的易错辨析
基础知识
核心知识
基本不等式:
使用条件:一正、二定、三相等
一正:
二定:和为定值或积为定值
三相等:当且仅当时取等号
不满足前提时不能直接套用基本不等式
方法技巧
1.先判断变量正负,负数先提负号转化
2.检查是否有定值条件,没有定值不能直接求最值
3.验证等号能否取到,取不到时改用函数单调性
4.多次使用不等式时,必须检查等号条件是否一致
5.常见错误:忽略正负、忘记定值、不等号方向错误、等号不成立
典型例题
【例题 1】(25-26高二下·海南·期末)下列几个不等式中,不能取到等号的是( )
A. B.
C. D.
【例题2】下列结论表述正确的是( )
A.若,则恒成立
B.若,则恒成立
C.若,,则成立
D.若,则
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·内蒙古赤峰·阶段检测)(多选)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,
【巩固练习2】(25-26高一上·湖南岳阳·期中)下列结论正确的是( )
A.当且时,
B.当时,
C.当,的最小值为2
D.当时,的最小值为2
【巩固练习3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·期中)(多选)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,
【题型2】 基本不等式直接应用求和/积的最值
基础知识
核心知识
若且为定值,则,和有最小值
若且为定值,则,积有最大值
方法技巧
1.先确认
2.判断是“积定”还是“和定”
3.积定求和的最小值,和定求积的最大值
4.必须写出等号成立条件
5.若题目限制,则一般不能用基本不等式取等
典型例题
【例题1】(26-27高一上·山西运城·开学考试)已知,且,则的最大值为________.
【例题2】(25-26高二下·广东深圳·期末)已知实数a,b满足,则ab的最大值为________.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·全国·课堂例题)已知正数,满足,则的最小值是______.
【巩固练习2】(25-26高二下·陕西汉中·期末)已知,则的最小值为______________.
【巩固练习3】(25-26高一下·云南普洱·期末)已知,则的最小值为_________.
【题型3】 基本不等式“1”的代换
基础知识
核心知识
当条件形如时,可将目标式乘以1,构造基本不等式结构
常用于求型最值
方法技巧
1.观察条件是否等于1
2.将目标式乘以条件式,展开后分组
3.构造出“积为定值”的两项
4.使用
5.最后验证等号成立时变量是否为正
典型例题
【例题1】(26-27高三上·重庆·开学考试)已知正实数,满足,则的最小值为________.
【例题2】(25-26高二下·河南信阳·期末)已知实数,,且,则的最小值是__________.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·广西贺州·期末)已知正实数,满足,则的最小值为__________.
【巩固练习2】(25-26高二下·天津宝坻·期末)已知正实数,满足,则的最小值为__________.
【巩固练习3】(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知正实数,满足,则的最小值为____.
【题型4】 基本不等式换元/分离参数后“1”的代换
基础知识
核心知识
复杂分式或条件式不能直接代1时,先换元或分离常数
换元后必须确定新变量的取值范围
方法技巧
1.分式优先分离常数,简化结构
2.用新变量替换复杂整体
3.把条件化为“和为1”的形式
4.再使用“1的代换”
5.求出结果后回代原变量,并检验等号
典型例题
【例题1】已知,且,则的最小值为_____________.
【例题2】(26-27高三上·天津·开学考试)若,且,则的最小值为___________.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·河北·期末)已知,则的最小值为_______.
【巩固练习2】(24-25高二下·天津静海·阶段检测)设为正数,且,则的最小值为___________
【巩固练习3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·期中)正实数x,y满足,则的最小值是__________.
【题型5】 “和与积”共存的式子求和/积的最值
基础知识
核心知识
当条件同时含有和时,可设,
再结合建立不等式
方法技巧
1.设,
2.将条件统一为关于或的不等式
3.利用基本不等式放缩
4.解不等式得到范围
5.检验端点或等号成立条件是否满足
典型例题
【例题1】(25-26高二下·重庆荣昌·期末)(1)已知,求的最大值及的值;
(2)已知正实数满足.求的最小值及取最值时的值.
【例题2】已知 ,求ab的最大值;
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)已知为正实数,且,
(1)求的最大值.
(2)求的最小值;
(3)求的最小值.
【巩固练习2】(25-26高一上·安徽·期中)已知,完成下列问题.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【巩固练习3】(25-26高一上·河北唐山·期中)已知,
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【题型6】 因式分解/双换元法求最值
基础知识
核心知识
条件等式可因式分解时,常拆成两个因式乘积为定值
出现与的组合时,可用双换元简化
方法技巧
1.先对条件因式分解
2.观察能否凑成“积为定值”
3.设,
4.用表示目标式
5.在新变量下使用基本不等式
典型例题
【例题1】(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)已知,,则的最小值为____________________.
【例题2】(26-27高三上·江苏南京·开学考试)已知,,且,则的最小值为______.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·重庆璧山·期末)若,,且满足,则的最小值为____________,的最小值为____________.
【巩固练习2】(2026·浙江宁波·三模)已知实数满足,且,则的最小值为_____.
【巩固练习3】若,且,则的最小值为_____.
【题型7】 “对勾函数”型求最值
基础知识
核心知识
形如的函数叫对勾函数
在上单调递减,在上单调递增
当时取得最小值
方法技巧
1.识别结构
2.先求定义域
3.判断是否在定义域内
4.在定义域内可用基本不等式
5.不在定义域内则用单调性求端点最值
典型例题
【例题1】(24-25高一上·河北邢台·阶段检测)(多选)下列判断错误的是( )
A.函数的最小值为7
B.函数的最小值为7
C.函数的最小值为7
D.函数的最小值为7
【例题2】(2026高一·全国·专题练习)当时,则的最小值是______.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)(多选)下列不等式正确的有( )
A.若,则函数的最小值为2
B.函数最小值为
C.当
D.最小值等于4
【巩固练习2】(25-26高一下·山西长治·期末)若,则的最大值是______.
【巩固练习3】求函数的最小值.
【题型8】 消元法
基础知识
核心知识
当条件等式能把一个变量用另一个变量表示时,可消去一个变量
把二元问题转化为一元函数问题
方法技巧
1.从条件中解出一个变量
2.代入目标函数
3.确定自变量的取值范围
4.转化为单变量最值问题
5.结合基本不等式或函数单调性求解
典型例题
【例题1】(26-27高二上·广东梅州·开学考试),,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【例题2】(2026高三下·全国·专题练习)若正实数满足,则的最小值为______.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高二下·天津南开·期末)已知,且,则的最小值是( )
A.12 B.6 C. D.
【巩固练习2】(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知,均为正数,若,则最小值为________.
【巩固练习3】(2026·西藏日喀则·模拟预测)(多选)若,则的值可能是( )
A.0 B. C.2 D.
【题型9】 多次使用不等式求最值
基础知识
核心知识
同一题中可连续多次使用基本不等式
但每一次都必须满足“一正、二定、三相等”
且所有等号条件必须能同时成立
方法技巧
1.分步放缩
2.每一步都写等号条件
3.联立所有等号条件
4.若存在公共解,则可取到最值
5.若等号条件矛盾,则不能连续使用
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课后作业)已知正实数,,,满足且,则的最小值为________.
【例题2】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的最小值为______.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·重庆·期中)已知,,且满足:,则的最小值等于________.
【巩固练习2】(25-26高一上·湖南·期末)已知正数a,b满足,,则的最小值为______ .
【巩固练习3】(25-26高一上·重庆·期中)已知正实数、满足:,则的最大值为______,若实数,则的最小值为______.
【题型10】 复杂条件等式求最值
基础知识
核心知识
条件含二次式、分式或多项混合式时,需先变形
通过配方、因式分解、换元、拆项等方法转化为基本不等式结构
方法技巧
1.先整理条件等式
2.配方或因式分解
3.尝试整体换元
4.凑出和定或积定
5.求出最值后回代验证
典型例题
【例题1】(26-27高三上·浙江杭州·开学考试)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【例题2】(25-26高一上·广东深圳·期末)若实数x,y满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
巩固练习
题型
【巩固练习1】已知,若,则的最大值为( )
A.2 B. C.4 D.
【巩固练习2】(25-26高一上·山东青岛·期中)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【巩固练习3】(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)已知正数,,满足,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【题型11】 与基本不等式有关的证明
基础知识
核心知识
基本不等式常用于不等式证明中的放缩
放缩时要注意方向一致,不能时而放大时而缩小
方法技巧
1.观察待证式结构
2.合理拆项或分组
3.对每一组使用基本不等式
4.同向不等式相加或相乘
5.注明等号成立条件
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课堂例题)已知.求证:.
【例题2】(2026高三·全国·专题练习)设均为正数,且,求证:.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·海南海口·阶段检测)(1)已知均为正实数,求证:;
(2)已知,求证:.
【巩固练习2】(25-26高一上·青海海南·期中)(1)已知都是正数,求证:;
(2)若,且,求的取值范围.
【巩固练习3】(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)(1)已知正实数,且,求证:.
(2)已知正实数,且,求证:
(3)已知,都是正数,且,求证:.
课后过关检测
一、单选题
1.(25-26高一下·陕西汉中·开学考试)已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(26-27高三上·北京顺义·阶段检测)已知,且,则的最小值( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)已知,且,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(26-27高三上·辽宁·开学考试)已知a,b均为正数,,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
5.(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)已知,,,则的最小值为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
6.(2026·湖南湘潭·一模)已知正实数,满足,则的最小值为( )
A.5 B.6
C. D.
7.(25-26高二下·辽宁辽阳·阶段检测)已知正数,,满足,则当取最大值时,的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(26-27高一上·江西赣州·开学考试)下列结论正确的是( )
A.若,且,则
B.当时,
C.当时,的最小值为2
D.当时,
9.(25-26高二下·河南·阶段检测)已知,为正实数,,则下列说法正确的是( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为14 D.的最小值为
10.(26-27高三上·江苏镇江·开学考试)设,,,则( )
A.最小值为 B.最小值为
C.最小值为 D.最大值为
11.(26-27高三上·云南曲靖·开学考试)已知正数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为
B.的最小值为1
C.的最大值为
D.的最小值为
12.(26-27高三上·江苏扬州·开学考试)已知,,,则下列结论正确的有( )
A.的最小值为16
B.的最小值为9
C.的最小值为25
D.的最小值为128
13.(25-26高一下·新疆·期中)下列说法正确的有( )
A.的最小值是2 B.的最小值是2
C.的最小值是2 D.的最小值是4
14.(25-26高一下·四川成都·期中)已知正实数满足,则下列结论不正确的是()
A.的最大值为 B.的最大值为4
C.的最小值为 D.的最小值为4
15.(25-26高二下·重庆·阶段检测)已知正实数,,满足,则下列结论正确的有( )
A.的最小值为
B.的最大值为
C.的最大值为
D.的最小值为
三、填空题
16.(25-26高二下·云南玉溪·期中)函数 的最小值为________.
17.(25-26高二下·浙江舟山·期中)已知,且,则的最小值为__________.
18.(24-25高一上·福建宁德·阶段检测)已知 当取最大值时,的最小值为______,取得这个最小值时,__________
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