内容正文:
专题1.4 基本不等式
知识点1:基本不等式
如果,那么,当且仅当时,等号成立.其中,叫作的算术平均数,叫作的几何平均数.即正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
基本不等式1:若,则,当且仅当时取等号;
基本不等式2:若,则(或),当且仅当时取等号.
注意(1)基本不等式的前提是“一正”“二定”“三相等”;其中“一正”指正数,“二定”指求最值时和或积为定值,“三相等”指满足等号成立的条件.(2)连续使用不等式要注意取得一致.
【跟踪训练】
1.(25-26高三下·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.
【常用结论】
1、几个重要的不等式
(1)
(2)基本不等式:如果,则(当且仅当“”时取“”).
特例:(同号).
(3)其他变形:
①(沟通两和与两平方和的不等关系式)
②(沟通两积与两平方和的不等关系式)
③(沟通两积与两和的不等关系式)
④重要不等式:
即调和平均值几何平均值算数平均值平方平均值(注意等号成立的条件).
2、均值定理
已知.
(1)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即“和为定值,积有最大值”.
(2)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即积为定值,和有最小值”.
3、常见求最值模型
模型一:,当且仅当时等号成立.
模型二:,当且仅当时等号成立.
模型三:,当且仅当时等号成立.
模型四:,当且仅当时等号成立.
题型一:基本不等式及其应用
题型二:直接法求最值
题型三:“1”的代换求最值
题型四:配凑法求最值
题型五:消元法求最值
题型六:换元法求最值
题型七:齐次化求最值
题型八:多次运用基本不等式
题型九:三角换元法求最值
题型十:待定系数法
题型十一:万能K法
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
题型十三:利用基本不等式解决实际问题
题型十四:基本不等式与其他知识交汇的最值问题
题型一:基本不等式及其应用
1.(26-27高三上·全国·课堂例题)(多选)下列结论正确的是( )
A.对于任意,,均成立
B.若,同号,则
C.若,,则恒成立
D.若,,且,则
【答案】BD
【分析】根据基本不等式,结合特殊值法判断即可.
【详解】对于A,因为,即,所以.
如,,,,此时不成立.
综上,A错误.
对于B,若,同号,则,,所以,
当且仅当即时等号成立,B正确.
对于C,如,,,,此时不成立,C错误.
对于D,若,,则,当且仅当时等号成立.
而,所以等号取不到,所以若,,且,则,D正确.
2.(25-26高三上·安徽阜阳·阶段检测)《几何原本》卷Ⅱ的几何代数法是后世西方数学家处理数学问题的重要依据.通过这一原理,很多代数的定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点在半圆上,点在直径上,且,设,可以直接通过比较线段与线段的长度完成的无字证明为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题图可知,,.
在中,由勾股定理可得.
,.
3.(26-27高三·全国·一轮复习)《几何原本》中的几何代数法是以几何方法研究代数问题,这种方法是后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理很多的代数公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明,现有图形如图所示,C为线段上的点,且,,O为的中点,以为直径作半圆,过点C作的垂线交半圆于D,连接,,,过点C作的垂线,垂足为E,若不添加辅助线,则该图形可以完成的所有无字证明为__________.(填写序号)
①;②;
③;④.
【答案】①③
【分析】先明确,的几何意义,即在图中相对应的线段,根据直角三角形的相似可得相应的比例式,结合不等关系,即可证明①③选项;由于在该图中没有相应的线段与之对应,可判断②④选项.
【详解】由题意可知,,
由∽可知,即,
所以;
在中,,即,
当时,O,C点重合,,此时,所以①正确;
在中,由∽可得,即,
所以,
由于,所以,
当时,,此时,所以③正确;
由于在该图中没有相应的线段与之对应,故②④中的不等式无法通过这种几何方法来证明.
4.(26-27高三上·全国·课堂例题)下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由完全平方公式的非负性可知,对任意实数,有,
展开整理得,移项后可得,
由于该不等式对全体实数都成立,故A正确,B错误;
再由不等式成立的前提是均为非负数,
若都为负数,根号内有意义且不等式显然不成立,故C错误;
若都为正数,则可得,故D错误.
题型二:直接法求最值
5.(26-27高三上·四川南充·阶段检测)若,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【详解】由题设,则,当且仅当时取等号,
所以的最大值为.
6.(25-26高三上·甘肃定西·开学考试),且x,y都是正数,则的最大值是_______.
【答案】
【分析】直接利用基本不等式即可求解.
【详解】由x,y都是正数,
则,即,
所以,当且仅当时,等号成立,
故的最大值是.
7.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知,均为正实数,则的最小值为( )
A.3 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【详解】由题意得,
而,均为正实数,由基本不等式可得,
当且仅当时取等,即时取等,
此时可得的最小值为,故D正确.
8.(25-26高三·全国·一轮复习)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意,,
由,得,
当且仅当即时取等号,
得到的最小值为.
题型三:“1”的代换求最值
9.(25-26高三下·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.
10.(26-27高三上·湖南邵阳·开学考试)若,则的最小值为__________.
【答案】9
【详解】,故,
由对数有意义可知,则,
,
当且仅当,即时等号成立,故的最小值为9.
11.(25-26高三上·湖南·阶段检测)已知正实数,满足,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【详解】正实数,满足,
则有 ,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为.
12.(25-26高三上·江西南昌·期中)已知实数,,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,
所以,当且仅当时等号成立.
题型四:配凑法求最值
13.(25-26高三下·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.
14.(2026高三·全国·专题练习)若,则函数的最小值为_____.
【答案】10
【详解】若,则,
所以函数,
当且仅当,即时等号成立,
故函数的最小值为.
15.(25-26高三上·四川广安·阶段检测)(多选)已知,,且,则( )
A.的最大值为 B.的最大值为2
C.的最小值为 D.的最小值为3
【答案】AC
【分析】对于A,利用基本不等式分析判断,对于B,对平方后利用基本不等式判断;对于C,由,再结合基本不等式分析判断;对于D,利用乘“1”法及基本不等式判断.
【详解】对于A:因为,,且,
所以,当且仅当时等号成立,所以的最大值为,故A正确;
对于B:由 ,则,
当且仅当时等号成立,所以的最大值为,故B错误;
对于C:由,
当且仅当时等号成立,所以的最小值为,故C正确;
对于D:由
,
当且仅当,即,时取等号,
又,所以没有最小值,故D错误.
16.(25-26高三上·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.
题型五:消元法求最值
17.(2026·上海杨浦·模拟预测)已知实数满足,则的最小值为______.
【答案】36
【详解】已知实数满足,即,所以,
当且仅当时取等,解得,所以的最小值为36.
18.(26-27高三上·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.
19.(2026高三·全国·专题练习)设,,为正实数,满足,则的最小值是________.
【答案】3
【详解】由已知条件可得,
,当且仅当时取得最小值3.
20.(25-26高三上·湖南株洲·期末)(多选)已知,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】先化简成同底数幂,再利用基本不等式(积定和最小)可判断A;先利用消元法,再利用基本不等式可判断B;利用基本不等式(和定积最大)、柯西不等式、二次函数单调性均可判断C;利用常数代换法、函数单调性均可判断D.
【详解】A.由基本不等式得 =,当且仅当,即时等号成立,A正确;
B.由得,
=,当且仅当,
即时等号成立,B错误;
C.法一:(基本不等式)由得,即,
,所以,
当且仅当,即时等号成立,
法二:(柯西不等式),
同理时等号成立,
法三:(二次函数单调性)由得,
,
当时,函数有最小值,C正确;
D. 法一:(常数代换法)由得,
==1,
当且仅当,即时取等号,
法二:(函数单调性)由得,
=,令,
二次函数开口向下,对称轴,当时,
所以,当且仅当时取等号,D正确.
题型六:换元法求最值
21.(26-27高三上·陕西·开学考试)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.
22.(2026高三上·全国·专题练习)已知,,且,则的最小值是________.
【答案】
【分析】将原式变形可得,设,构造函数,结合基本不等式可得,再根据函数单调性可得最值.
【详解】,
令,则原式可设为的函数,当时,此函数为单调递增函数,
因为,且,,当且仅当时,的最小值为,
又在上单调递增,
所以原式的最小值为,
则的最小值是.
23.(2026高三·全国·专题练习)已知,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】通过双换元法将目标函数转化为求新变量乘积的形式,并结合已知条件利用基本不等式求出该乘积的最大值,最终代回原式求得最小值.
【详解】令,,,,
则,整理得,
,
所以原问题转化为求的最大值,
,当且仅当即时等号成立,
即,设,因为,,所以,
所以有,解得或(舍去),
即,
所以.
24.(25-26高三下·黑龙江绥化·期末)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.
题型七:齐次化求最值
25.(25-26高三下·山东青岛·开学考试)已知,,,则( )
A.S的最大值是 B.S的最大值是
C.S的最大值是 D.S的最大值是
【答案】B
【分析】根据题意整理得,令,利用基本不等式求得,进而整理可得,结合对勾函数求最值.
【详解】∵,
令,
∵,,则,当且仅当,即时等号成立,
故,可得,
又∵在上单调递增,则,
∴,即S的最大值是.
故选:B.
26.(25-26高三上·福建泉州·阶段检测)(多选)已知均为正实数,则( )
A.的最大值为1
B.若,则的最大值为8
C.若,则的最小值为
D.若,则的最小值为
【答案】ACD
【分析】应用基本不等式计算判断A,特殊值法计算判断B,应用基本不等式结合常数代换计算判断C,化简再应用二次函数值域计算判断D.
【详解】已知均为正实数,
A中,因为,,可得,当且仅当时,等号成立,
所以,即的最大值为1,所以A正确;
B中,当时,满足,但是,
所以的最大值不是8,所以B不正确;
C中,若,则,
所以,
当且仅当时,即,时,等号成立,所以C正确;
D中,由,可得,
则,
令,则,
又由,所以当,可得,
,即时,,
所以,所以D正确.
故选:ACD.
27.(25-26高三上·天津河东·期末)已知正实数,,满足,则的最小值为( )
A. B.16 C.12 D.
【答案】B
【分析】根据已知等式,二次运用基本不等式进行求解即可.
【详解】因为正实数,,满足,
所以
,
因为,是正实数,
所以,当且仅当时取等号,
即当时,,
又因为是正实数,
所以,
所以,当时取等号,
又因为,
当且仅当时取等号,
即,当时取等号,
所以,
因此当,时,的最小值为.
故选:B
28.(25-26高三下·湖南长沙·阶段检测)已知,,,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意可得且,则,令,,,利用基本不等式求出的最小值,即可得解.
【详解】,,,即有且,
将代入得,
令,,,
,
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值,即的最小值是.
故选:D.
题型八:多次运用基本不等式
29.(26-27高三上·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,,,.
30.(25-26高三下·黑龙江大庆·阶段检测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题知,
,
当且仅当,即,时,等号成立,
又,
当且仅当,即时,等号成立,
综上,当,时,原式取得最小值.
31.(25-26高三下·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
32.(25-26高三·全国·一轮复习)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.
题型九:三角换元法求最值
33.(26-27高三上·江苏常州·开学考试)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.
34.(25-26高三上·云南曲靖·阶段检测)(1)已知,求的最大值;
(2)已知,且.
①求的最大值;
②求的最小值;
③求的最大值.
【答案】(1)
(2)①;②;③.
【分析】(1)令,代入表达式中结合余弦二倍角公式,辅助角公式即可求解;
(2)①结合已知条件,利用基本不等式先求解的最大值,即可得出的最大值;②将代入中化简,利用基本不等式求解即可;③由,得且,代入式子化简得,令,得出,代入化简后的式子,根据所给条件利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)由,令,
所以
,
其中,所以当时,有最大值,
所以的最大值为:,即的最大值为.
(2)①因为,所以,
由,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为.
②因为,所以,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为.
③因为,所以,,
所以
,
令,由,则,此时,
所以原式化为
因为,所以,
所以,
当且仅当即时等号成立,所以的最大值为.
35.(26-27高三上·河北廊坊·开学考试)已知实数,满足,则的最小值是______.
【答案】
【分析】将原式变形成平方和形式,利用三角换元法求出,然后将用三角函数表示出来,再利用三角函数的有界性即可求出最小值.
【详解】原式变形为,设,化简得,
所以
,
因为,当时,原式最小,最小值是.
36.(2026高三下·全国·专题练习)已知,,且满足,则的最小值为______.
【答案】
【分析】方法一:令,令,变形得到,由基本不等式得最小值为.
方法二:设其中,.令再令,得到,由基本不等式得到最小值为.
【详解】方法一:令,由,得
令
因为,所以,且从而
于是,,
,
因为,所以由基本不等式得,
因此,当且仅当,即 时等号成立.
此时
由,,得
此时,,且,所以所求最小值为.
方法二:设其中,.
由 ,得
因此,
,
令则,
且
再令
则
由基本不等式
所以
当 ,即时等号成立.
此时,所以.
结合,得
故所求最小值为 .
题型十:待定系数法
37.(25-26高三上·江苏南京·阶段检测)设正实数满足,则当取得最大值时,的最大值为( )
A.9 B.2 C. D.3
【答案】B
【分析】将代入后剩下关于的二元不等式,经齐次化处理后使用基本不等式在时最大值时,将代入所求关系式,得到二次函数利用配方法即可求得其最大值.
【详解】,
,又均为正实数,
(当且仅当时取"="),
,此时,,,
,
当且仅当时取得"=",满足题意.
的最大值为2.
故选:B.
38.(25-26高三上·山东淄博·阶段检测)设正实数满足,则当取得最小值时,的最大值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【分析】正实数x,y,z满足x2﹣3xy+4y2﹣z=0,可得z=x2﹣3xy+4y2,3,再利用基本不等式的性质与二次函数的单调性即可得出.
【详解】解:∵正实数x,y,z满足x2﹣3xy+4y2﹣z=0,∴z=x2﹣3xy+4y2,
∴3≥23=1,
当且仅当x=2y>0,z=2y2>0时取等号.
∴x+2y﹣z=4y﹣2y2=﹣2(y﹣1)2+2≤2,y=1,x=2,z=2时取等号.
∴x+2y﹣z的最大值为2.
故选:B.
【点睛】本题考查了基本不等式的性质、配方方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
39.(25-26高三上·安徽池州·阶段检测)已知x,y,z为正实数,则的最大值为
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【详解】因为,
所以的最大值为,选C.
40.(25-26高三上·浙江杭州·期中)已知正实数x,y满足.
(1)求的值;
(2)求的最小值;
(3)若,求的最小值.
【答案】(1)1
(2)
(3)
【分析】(1)由得,由x,y为正数得.
(2)由得,利用基本不等式求最值即可.
(3)由得,化简之后结合基本不等式求最值即可.
【详解】(1)∵,∴,
∵x,y为正数,∴,
∴.
(2)∵,∴,
∴
,
当且仅当即时等号成立,
故的最小值为.
(3)∵,
∴
,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为.
题型十一:万能K法
41.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【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.
故选:B.
42.(2026·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】设,结合立方和公式得出,由,解关于的不等式,再利用基本不等式,再解关于的不等式得出结果.
【详解】根据题意可得:,即,
设,
则:,,
,
,,
解得或,
又,
,化简得,
①当时,不等式不成立;
②当时,,即,
,又恒成立,可得,
的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】易错点点睛:在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误
43.(25-26高三下·浙江·阶段检测)若正数,,满足,则的最大值是________.
【答案】
【分析】将看成关于的方程,则问题等价于关于的方程有解,则,再将问题转化为关于的不等式有解,从而,进而得到结果.
【详解】解:把式子看作是关于的方程,则问题等价于关于的方程有解,则,即,则问题转化为关于的不等式有解,则,化简得,所以,此时,,符合条件.
故答案为:
【点睛】本题考查函数与方程,注意转化思想在解题中的应用,属于中档题.
44.(25-26高三上·安徽·阶段检测)已知正数,满足,则的最大值是__________.
【答案】/
【分析】通过 “变量替换(比值法)” 将二元问题转化为一元函数的最值问题,然后由“判别式法”求得最大值.
【详解】设,即,
则,
∵关于的二次三项式的判别式,即恒成立,
∴,
则,,
∴,
令,则,方程一定存在正根,
则,
即,解得,
当时,方程整理为即,符合题意,
∴的最大值为.
故答案为:.
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
45.(26-27高三上·福建泉州·开学考试)已知正实数满足,若不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先将恒成立问题转化为求的最小值,再借助均值不等式即可求得结果.
【详解】因为对于正实数,不等式恒成立,即即可.
因为正实数满足,
所以,
当且仅当,即时等号成立,此时取到最小值为9,
所以.
46.(2026高三上·全国·专题练习)已知,若不等式恒成立,则实数的最大值是______.
【答案】
【分析】代数变形后利用基本不等式可求最大值.
【详解】因为,故,
因为,故,
而,故,当且仅当时等号成立,
故的最小值为,故,故实数的最大值是.
47.(2026高三上·全国·专题练习)已知不等式对任意满足的实数恒成立,则实数的最大值是______.
【答案】/
【分析】利用均值不等式可求实数的最大值.
【详解】因为,故,故,
而,故,
故,当且仅当时等号成立,
故,故实数的最大值是.
48.(2026高三上·全国·专题练习)设正数满足,则使恒成立的实数的最大值是_______.
【答案】
【分析】由正数条件得,作比值换元,将约束条件与目标不等式全部转化为关于的不等式,恒成立问题转化为求式子最小值,借助换元和基本不等式求解.
【详解】由,得,即,
利用立方和公式得,
令,则,代入得,
所以,所以,
则,
要使恒成立,需使恒成立,
因为,所以,分离参数得,
,
当且仅当时等号成立,所以,
要对所有恒成立,则,
所以,的最大值为.
题型十三:利用基本不等式解决实际问题
49.(26-27高三上·全国·课堂例题)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.
50.(25-26高三上·上海静安·阶段检测)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.
51.(2026·上海闵行·一模)某学校计划改造一间高为米,底面积为平方米,且背面靠墙的长方体形状的运动场地. 因场地的背面靠墙,无须建造费用,设运动场地前面墙体的长为米(). 现有甲、乙两支工程队参加竞标,甲队的报价方案为:场地前面新建墙体每平方米元,左右两面新建墙体每平方米元,屋顶和地面以及其他共计元;乙队给出的整体报价为元(). 假设甲、乙工程队均不考虑其他因素.
(1)若项目由甲工程队完成,则至少要付给甲工程队多少费用?
(2)若乙工程队要确保竞标成功,求实数的取值范围.
【答案】(1)57600元
(2)
【分析】(1)甲工程队整体报价为,利用基本不等式求解即可;
(2)若乙队要确保竞标成功则恒成立,先参变量分离化为恒成立,再求函数的最小值即可求解.
【详解】(1)若运动场地前面墙体的长为米(),则左右两面墙宽度为,
则甲工程队整体报价为,
,当且仅当时,“=”成立,
因此至少要付给甲工程队57600元;
(2)若乙队要确保竞标成功则,
所以,
则,
因为,所以函数,
函数在上单调递增,故,
故,则,所以实数的取值范围是.
52.(25-26高三上·重庆沙坪坝·期中)某大学生小王响应国家号召决定返乡创业,振兴乡村.现有两个不同项目A,B可以考虑投资,经过市场调查统计,当投资额为万元时,A,B两个项目所获得的收益分别为万元和万元,其中,,现小王准备将10万元全部投入到这两个项目中.
(1)如果小王在A,B项目中分别投入6万元和4万元,求他能获得的收益;
(2)请制定一个资金投入方案,使他能获得最大收益,并求出该最大收益.
【答案】(1)万元
(2)万元
【分析】(1)结合题目中的收益函数,代入计算即可求解.
(2)设小王投入B项目万元,则投入项目万元,然后根据的范围,利用基本不等式求解最大值即可.
【详解】(1)小王在A,B项目中分别投入6万元和4万元,
所以A,B两个项目所获得的收益分别为万元,万元,
所以他能获得的收益为万元.
(2)设小王投入B项目万元,则投入项目万元,.
那么总收益为
万元,
当且仅当时,即时,等号成立,
故小王投入B项目万元,投入项目万元时,获得最大总收益,总收益的最大值为万元.
题型十四:基本不等式与其他知识交汇的最值问题
53.(26-27高三上·湖北黄石·开学考试)已知,,分别为的三个内角,,的对边,且,的面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
【答案】(1)根据三角形面积公式可得:,
余弦定理可得:,
又因为,所以,
在中,两边同时除以整理可得:
即 .
(2)
【分析】(1)先分别写出三角形面积公式和余弦定理表达式,再结合已知条件建立等式,最后通过化简等式求解.
(2)通过已知条件求出的值,再利用基本不等式求出的最大值,进而得到三角形面积的最大值.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知:,两边平方得:
,又因为,
所以,化简可得:,
因为是三角形内角,,解得,
所以,已知,
由基本不等式得 ,当且仅当时等号成立,
所以,
所以,的最大值是.
54.(26-27高三上·天津河北·开学考试)如图,在中,,,为上一点,且满足,则____________;若,则的最小值为____________.
【答案】 /
【分析】由,得,把改写为的线性组合,利用C,P,D 三点共线,则系数之和为1,求出;对平方展开,代入得到表达式;再用基本不等式,求出的最小值,开方得到模长最小值.
【详解】因为,所以,
所以,
因为三点共线,由向量三点共线结论:若,则,
所以,所以;
所以,
因为,所以,得,
因为,
所以,
由基本不等式,,
当且仅当,即时取等号,
所以,所以,即的最小值为.
55.(25-26高三上·广东湛江·期中)已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距的3倍,求直线的方程.
(2)若直线与轴正半轴分别交于两点,过分别作直线垂线,垂足分别是.求四边形面积的最小值.
【答案】(1)或;
(2)4
【分析】(1)分别考虑直线的横、纵截距是否均为0设方程,代入求出参数,可得结果;
(2)设出的方程,分别表示出的面积,结合基本不等式求解出四边形面积的最小值.
【详解】(1)当直线的横、纵截距均为0时,设其方程为,代入,得,则得;
当直线的横、纵截距均不为0时,可设,代入点,解得,
则直线方程为,
所以直线的方程为或;
(2)由题意直线的斜率存在,可设,
令,则,所以,
令,则,所以,
所以,
因为的倾斜角为,所以,
所以均为等腰直角三角形,
所以,
所以
因为,所以,
当且仅当,即时取等号,
由二次函数性质可知,,当且仅当时取等号,
所以四边形PQSR面积的最小值为4.
56.(2026·广东深圳·模拟预测)已知抛物线,为坐标原点,过焦点的直线交抛物线于,两点,为线段的中点,则直线的斜率的最大值为( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】D
【分析】联立直线与抛物线方程得到弦中点坐标,进而表示出直线的斜率,结合不等式性质求解最大值.
【详解】∵ 抛物线,,∴ 焦点的坐标为.
分两种情况讨论:
① 当直线的斜率不存在时,直线的方程为,代入抛物线方程得,
故,,中点,此时直线的斜率为.
② 当直线的斜率存在时,设直线的方程为(),
联立,消去整理得.
设,,由韦达定理得,
∴ .
∵ 为线段的中点,
∴ 的横坐标,纵坐标.
∴ 直线的斜率.
要求的最大值,不妨设(时斜率为负,显然小于正数),则.
由基本不等式得,当且仅当即时等号成立,
∴ .
综上,直线的斜率的最大值为.
1.(26-27高三上·四川成都·开学考试)函数的最大值为( )
A.−2 B.−4
C.−6 D.−9
【答案】C
【详解】因为,所以,.
由基本不等式得:
当且仅当,即,即.时,等号成立.
因此,的最小值为.
所以.
故当时,函数取得最大值.
2.(26-27高三上·四川·阶段检测)已知,,且,则的最小值是( )
A.1 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【详解】∵ ,,由基本不等式可得,当且仅当时等号成立.
又,代入上述不等式可得
设(),整理得,
∵ ,∴解得,当且仅当时等号成立,故的最小值为6.
3.(25-26高三下·云南文山·阶段检测)已知在处取得最小值,则的值为( )
A. B. C.1 D.5
【答案】B
【详解】,
当且仅当时等号成立,
因为,
所以解得时等号成立,取最小值,即.
4.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)已知向量,满足,,且满足,若正实数m,n,满足,最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】利用向量的模的运算性质求出,再由基本不等式求最值即可.
【详解】因为,
所以,即,
又,,代入上式得,
所以可得,即,
,
当且仅当,即时等号成立.
5.(25-26高三上·河北承德·期末)已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】令,化简得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】令,则,因为,可得,
可得,
当且仅当时,即时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:D.
6.(26-27高三上·四川眉山·阶段检测)已知为正实数,且,则下列选项错误的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为1
C.的最小值为8 D.的最小值为
【答案】B
【分析】先利用指数运算得,然后利用基本不等式求解判断A;利用二次函数性质求解判断B;利用基本不等式的常数代换技巧求解判断C;先利用已知得,然后利用基本不等式求解判断D.
【详解】因为,所以,又为正实数,
A:由基本不等式:,
两边平方得,即,当且仅当等号成立,
即,因此的最大值为,故A正确;
B:将代入得:,
这是开口向上的二次函数,对称轴,
代入得最小值为,故B错误;
C:,
得到的最小值为8,当且仅当等号成立,故C正确;
D:,
由(1)知,所以,即,
当且仅当等号成立,符合条件,
因此的最小值为,故D正确.
7.(26-27高三上·天津滨海新区·开学考试)已知,,且,则下列说法错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对于A,将变形成,直接用基本不等式即可.对于B,将完全平方,再利用基本不等式即可.对于C,根据基本不等式可直接求解.对于D,常数代换法,根据选项中的分母,先将题干的式子凑成分母的形式,再将两个多项式相乘,利用基本不等式即可求范围.
【详解】对于A,根据基本不等式,
,当且仅当,即时等号成立,
所以,A选项正确.
对于B,.
根据基本不等式,,当且仅当,即时等号成立,
所以,
因为,,所以,B选项正确.
对于C,根据基本不等式,,当且仅当,即时等号成立,
所以,C选项错误.
对于D,因为,
所以,即,
.
当且仅当,即,时,等号成立,
所以,D选项正确.
8.(25-26高三下·安徽合肥·期末)“,”是假命题,则实数的最大值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】先利用命题的否定将命题变为真命题,再分离参数后结合均值不等式求的最大值.
【详解】因为“,”是假命题,
所以“,”是真命题,
由,得,
令,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
即当时,取最小值为,
所以的最大值为.
9.(25-26高三上·广东广州·阶段检测)(多选)已知,且,则( )
A.的最大值为2 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】AC
【分析】利用基本不等式和二次函数的性质对选项逐个判断即可.
【详解】对于A选项,因为,所以,即,
解得,当且仅当,时等号成立;
对于B选项,因为,所以,
所以,
由基本不等式可得,
当且仅当,即时,等号成立,故B错误;
对于C选项,,
由二次函数的性质可得,当时,上式取得最小值为,故C正确;
对于D选项,,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最大值为,故D错误.
10.(26-27高三上·四川成都·开学考试)(多选)下列命题为真命题的是( )
A.若 且,则 的最小值为 8
B.若 且,则 的最小值为 9
C.若,则 的最小值为 2
D.若 ,且 ,则 的最小值为 2
【答案】ABD
【分析】逐项利用基本不等式求最小值,并核对等号成立条件是否满足题设约束.
【详解】A、由 ,得
当且仅当 时等号成立.
结合 ,得 ,故最小值为 ,A正确.
B、由得 ,即
因为 ,所以 .
令 ,则 ,于是
当且仅当 时等号成立,此时 ,故最小值为 ,B正确.
C、由 且 ,得 .
于是
当且仅当 时等号成立,此时 ,故最小值为 ,C错误.
D、设 .
由 及 ,得 ,且
又所以即
因为 ,所以 .
当 时满足题设条件,且 ,故最小值为 ,D正确.
11.(26-27高三上·江苏扬州·开学考试)(多选)已知,,,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为3
【答案】BC
【分析】根据基本不等式及不等式等号成立的条件,逐项判断即可.
【详解】对于A,,当且仅当时,等号成立,故A错误;
对于B,,当且仅当时,等号成立,所以,故B正确;
对于C,
,当且仅当,
即,时,等号成立,故C正确;
对于D,
,
当且仅当,即,时,等号成立,
与已知矛盾,所以等号不成立,故D错误.
综上所述,选项BC正确.
12.(25-26高三上·山东威海·期中)下列各式中,最小值是2的有________.
① ② ③ ④,
【答案】①
【分析】通过基本不等式来分析每个选项式子的最小值即可..
【详解】对于①,,当且仅当,即时,等号成立,
则的最小值为2,故①满足题意;
对于②,当时,,故②不满足题意;
对于③,,当且仅当等号成立,
因为,所以无解,所以等号不成立,
所以,故③不满足题意;
对于④,因为,所以,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以,故④不满足题意.
故答案为:①
13.(25-26高三·全国·一轮复习)已知,若时,不等式恒成立,则的最小值是_________.
【答案】4
【分析】利用基本不等式可得的最小值,从而得到,求出答案
【详解】,,
故,
当且仅当,即时,等号成立,
因为不等式恒成立,则,即,
解得,所以,
则的最小值是.
14.(26-27高三上·河南安阳·阶段检测)已知,则的最大值为______.
【答案】
【详解】已知,因此,,
对原式平方,展开得:,
由基本不等式得:,
当且仅当,也就是时等号成立,
代入平方可得:,
由于,两边开平方得,即最大值为.
15.(26-27高三上·河南安阳·阶段检测)已知,,且.
(1)求的最小值;
(2)求的最大值;
(3)设,求的最小值.(提示:若,,,则,当且仅当时,等号成立.)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先由已知条件将用含的表达式替换,再由基本不等式可求得最小值;
(2)将用含的表达式替换,再分别结合二元基本不等式和不等式性质可求出的最大值;
(3)将用含的表达式替换,再利用提示由三元基本不等式求解目标式的最值即可.
【详解】(1)由已知,,得,
所以,
当且仅当时,又,即时,等号成立;
即的最小值为.
(2)由已知得,因此 ,
由可得,当且仅当,即时等号成立;
因此,此时符合条件,
即的最大值为
(3)将代入得 ;
对,有,
当且仅当即,时等号成立;
此时,符合条件,因此,
即的最小值为
16.(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)求下列各题中的最值:
(1)已知,求的最小值;
(2)已知,求的最大值;
(3)已知,且,求的最小值;
(4)已知,,且,求的最小值.
【答案】(1)5
(2)
(3)
(4)9
【分析】根据题意,利用基本不等式,以及不等式的解法,逐个求解,即可得到答案.
【详解】(1)解:由,可得,则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
(2)解:由,则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最大值为.
(3)解:由,且,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
(4)解:由,,且,
因为,当且仅当时,等号成立,
所以,即,解得或,
所以,所以的最小值为.
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专题1.4 基本不等式
知识点1:基本不等式
如果,那么,当且仅当时,等号成立.其中,叫作的算术平均数,叫作的几何平均数.即正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
基本不等式1:若,则,当且仅当时取等号;
基本不等式2:若,则(或),当且仅当时取等号.
注意(1)基本不等式的前提是“一正”“二定”“三相等”;其中“一正”指正数,“二定”指求最值时和或积为定值,“三相等”指满足等号成立的条件.(2)连续使用不等式要注意取得一致.
【跟踪训练】
1.(25-26高三下·海南·期末)下列几个不等式中,不能取到等号的是( )
A. B.
C. D.
【常用结论】
1、几个重要的不等式
(1)
(2)基本不等式:如果,则(当且仅当“”时取“”).
特例:(同号).
(3)其他变形:
①(沟通两和与两平方和的不等关系式)
②(沟通两积与两平方和的不等关系式)
③(沟通两积与两和的不等关系式)
④重要不等式:
即调和平均值几何平均值算数平均值平方平均值(注意等号成立的条件).
2、均值定理
已知.
(1)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即“和为定值,积有最大值”.
(2)如果(定值),则(当且仅当“”时取“=”).即积为定值,和有最小值”.
3、常见求最值模型
模型一:,当且仅当时等号成立.
模型二:,当且仅当时等号成立.
模型三:,当且仅当时等号成立.
模型四:,当且仅当时等号成立.
题型一:基本不等式及其应用
题型二:直接法求最值
题型三:“1”的代换求最值
题型四:配凑法求最值
题型五:消元法求最值
题型六:换元法求最值
题型七:齐次化求最值
题型八:多次运用基本不等式
题型九:三角换元法求最值
题型十:待定系数法
题型十一:万能K法
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
题型十三:利用基本不等式解决实际问题
题型十四:基本不等式与其他知识交汇的最值问题
题型一:基本不等式及其应用
1.(26-27高三上·全国·课堂例题)(多选)下列结论正确的是( )
A.对于任意,,均成立
B.若,同号,则
C.若,,则恒成立
D.若,,且,则
2.(25-26高三上·安徽阜阳·阶段检测)《几何原本》卷Ⅱ的几何代数法是后世西方数学家处理数学问题的重要依据.通过这一原理,很多代数的定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点在半圆上,点在直径上,且,设,可以直接通过比较线段与线段的长度完成的无字证明为( )
A. B.
C. D.
3.(26-27高三·全国·一轮复习)《几何原本》中的几何代数法是以几何方法研究代数问题,这种方法是后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理很多的代数公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明,现有图形如图所示,C为线段上的点,且,,O为的中点,以为直径作半圆,过点C作的垂线交半圆于D,连接,,,过点C作的垂线,垂足为E,若不添加辅助线,则该图形可以完成的所有无字证明为__________.(填写序号)
①;②;
③;④.
4.(26-27高三上·全国·课堂例题)下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
题型二:直接法求最值
5.(26-27高三上·四川南充·阶段检测)若,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.(25-26高三上·甘肃定西·开学考试),且x,y都是正数,则的最大值是_______.
7.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知,均为正实数,则的最小值为( )
A.3 B.7 C.8 D.9
8.(25-26高三·全国·一轮复习)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
题型三:“1”的代换求最值
9.(25-26高三下·陕西汉中·开学考试)已知,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
10.(26-27高三上·湖南邵阳·开学考试)若,则的最小值为__________.
11.(25-26高三上·湖南·阶段检测)已知正实数,满足,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
12.(25-26高三上·江西南昌·期中)已知实数,,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
题型四:配凑法求最值
13.(25-26高三下·山西长治·期末)若,则的最大值是______.
14.(2026高三·全国·专题练习)若,则函数的最小值为_____.
15.(25-26高三上·四川广安·阶段检测)(多选)已知,,且,则( )
A.的最大值为 B.的最大值为2
C.的最小值为 D.的最小值为3
16.(25-26高三上·江西南昌·阶段检测)已知,,则的最小值为____________________.
题型五:消元法求最值
17.(2026·上海杨浦·模拟预测)已知实数满足,则的最小值为______.
18.(26-27高三上·广东梅州·开学考试),,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
19.(2026高三·全国·专题练习)设,,为正实数,满足,则的最小值是________.
20.(25-26高三上·湖南株洲·期末)(多选)已知,,且,则( )
A. B. C. D.
题型六:换元法求最值
21.(26-27高三上·陕西·开学考试)已知正数,满足,求的最大值.
22.(2026高三上·全国·专题练习)已知,,且,则的最小值是________.
23.(2026高三·全国·专题练习)已知,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
24.(25-26高三下·黑龙江绥化·期末)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
题型七:齐次化求最值
25.(25-26高三下·山东青岛·开学考试)已知,,,则( )
A.S的最大值是 B.S的最大值是
C.S的最大值是 D.S的最大值是
26.(25-26高三上·福建泉州·阶段检测)(多选)已知均为正实数,则( )
A.的最大值为1
B.若,则的最大值为8
C.若,则的最小值为
D.若,则的最小值为
27.(25-26高三上·天津河东·期末)已知正实数,,满足,则的最小值为( )
A. B.16 C.12 D.
28.(25-26高三下·湖南长沙·阶段检测)已知,,,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
题型八:多次运用基本不等式
29.(26-27高三上·全国·课后作业)已知正实数,,,满足且,则的最小值为________.
30.(25-26高三下·黑龙江大庆·阶段检测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
31.(25-26高三下·重庆·阶段检测)对任意的正实数,满足,则的最小值为__________.
32.(25-26高三·全国·一轮复习)已知,,且,则的最小值为______.
题型九:三角换元法求最值
33.(26-27高三上·江苏常州·开学考试)已知,则的最大值是__________.
34.(25-26高三上·云南曲靖·阶段检测)(1)已知,求的最大值;
(2)已知,且.
①求的最大值;
②求的最小值;
③求的最大值.
35.(26-27高三上·河北廊坊·开学考试)已知实数,满足,则的最小值是______.
36.(2026高三下·全国·专题练习)已知,,且满足,则的最小值为______.
题型十:待定系数法
37.(25-26高三上·江苏南京·阶段检测)设正实数满足,则当取得最大值时,的最大值为( )
A.9 B.2 C. D.3
38.(25-26高三上·山东淄博·阶段检测)设正实数满足,则当取得最小值时,的最大值为( )
A.1 B.2 C. D.
39.(25-26高三上·安徽池州·阶段检测)已知x,y,z为正实数,则的最大值为
A.1 B.2 C. D.
40.(25-26高三上·浙江杭州·期中)已知正实数x,y满足.
(1)求的值;
(2)求的最小值;
(3)若,求的最小值.
题型十一:万能K法
41.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知实数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
42.(2026·安徽·模拟预测)已知正实数满足,则的取值范围为__________.
43.(25-26高三下·浙江·阶段检测)若正数,,满足,则的最大值是________.
44.(25-26高三上·安徽·阶段检测)已知正数,满足,则的最大值是__________.
题型十二:与基本不等式有关的恒(能)成立问题
45.(26-27高三上·福建泉州·开学考试)已知正实数满足,若不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
46.(2026高三上·全国·专题练习)已知,若不等式恒成立,则实数的最大值是______.
47.(2026高三上·全国·专题练习)已知不等式对任意满足的实数恒成立,则实数的最大值是______.
48.(2026高三上·全国·专题练习)设正数满足,则使恒成立的实数的最大值是_______.
题型十三:利用基本不等式解决实际问题
49.(26-27高三上·全国·课堂例题)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.
50.(25-26高三上·上海静安·阶段检测)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)
51.(2026·上海闵行·一模)某学校计划改造一间高为米,底面积为平方米,且背面靠墙的长方体形状的运动场地. 因场地的背面靠墙,无须建造费用,设运动场地前面墙体的长为米(). 现有甲、乙两支工程队参加竞标,甲队的报价方案为:场地前面新建墙体每平方米元,左右两面新建墙体每平方米元,屋顶和地面以及其他共计元;乙队给出的整体报价为元(). 假设甲、乙工程队均不考虑其他因素.
(1)若项目由甲工程队完成,则至少要付给甲工程队多少费用?
(2)若乙工程队要确保竞标成功,求实数的取值范围.
52.(25-26高三上·重庆沙坪坝·期中)某大学生小王响应国家号召决定返乡创业,振兴乡村.现有两个不同项目A,B可以考虑投资,经过市场调查统计,当投资额为万元时,A,B两个项目所获得的收益分别为万元和万元,其中,,现小王准备将10万元全部投入到这两个项目中.
(1)如果小王在A,B项目中分别投入6万元和4万元,求他能获得的收益;
(2)请制定一个资金投入方案,使他能获得最大收益,并求出该最大收益.
题型十四:基本不等式与其他知识交汇的最值问题
53.(26-27高三上·湖北黄石·开学考试)已知,,分别为的三个内角,,的对边,且,的面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
54.(26-27高三上·天津河北·开学考试)如图,在中,,,为上一点,且满足,则____________;若,则的最小值为____________.
55.(25-26高三上·广东湛江·期中)已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距的3倍,求直线的方程.
(2)若直线与轴正半轴分别交于两点,过分别作直线垂线,垂足分别是.求四边形面积的最小值.
56.(2026·广东深圳·模拟预测)已知抛物线,为坐标原点,过焦点的直线交抛物线于,两点,为线段的中点,则直线的斜率的最大值为( )
A. B.2 C.1 D.
1.(26-27高三上·四川成都·开学考试)函数的最大值为( )
A.−2 B.−4
C.−6 D.−9
2.(26-27高三上·四川·阶段检测)已知,,且,则的最小值是( )
A.1 B.3 C.6 D.9
3.(25-26高三下·云南文山·阶段检测)已知在处取得最小值,则的值为( )
A. B. C.1 D.5
4.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)已知向量,满足,,且满足,若正实数m,n,满足,最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
5.(25-26高三上·河北承德·期末)已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
6.(26-27高三上·四川眉山·阶段检测)已知为正实数,且,则下列选项错误的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为1
C.的最小值为8 D.的最小值为
7.(26-27高三上·天津滨海新区·开学考试)已知,,且,则下列说法错误的是( )
A. B.
C. D.
8.(25-26高三下·安徽合肥·期末)“,”是假命题,则实数的最大值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
9.(25-26高三上·广东广州·阶段检测)(多选)已知,且,则( )
A.的最大值为2 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
10.(26-27高三上·四川成都·开学考试)(多选)下列命题为真命题的是( )
A.若 且,则 的最小值为 8
B.若 且,则 的最小值为 9
C.若,则 的最小值为 2
D.若 ,且 ,则 的最小值为 2
11.(26-27高三上·江苏扬州·开学考试)(多选)已知,,,则下列结论正确的是( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为3
12.(25-26高三上·山东威海·期中)下列各式中,最小值是2的有________.
① ② ③ ④,
13.(25-26高三·全国·一轮复习)已知,若时,不等式恒成立,则的最小值是_________.
14.(26-27高三上·河南安阳·阶段检测)已知,则的最大值为______.
15.(26-27高三上·河南安阳·阶段检测)已知,,且.
(1)求的最小值;
(2)求的最大值;
(3)设,求的最小值.(提示:若,,,则,当且仅当时,等号成立.)
16.(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)求下列各题中的最值:
(1)已知,求的最小值;
(2)已知,求的最大值;
(3)已知,且,求的最小值;
(4)已知,,且,求的最小值.
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