内容正文:
专题2.2 基本不等式(专题训练)
【人教A版(2019)】
题型归纳
题型·1··由基本不等式比较大小 1
题型·2·利用基本不等式证明不等式 1
题型·3·利用基本不等式求最值 3
题型·4··基本不等式“1”的妙用求最值 3
题型·5·基本不等式的实际应用】 4
题型·1··由基本不等式比较大小
1.若,且,则下列不等式中,恒成立的是( )
A. B.
C. D.
2.已知,则下列不等式成立的是 ( )
A. B.
C. D.
3.已知、且,下列各式中最大的是( )
A. B. C. D.
4.设a、b为正数,且,比较ab的值与的大小( )
A. B. C. D.
题型·2·利用基本不等式证明不等式
5.(1)已知,求证:;
(2)已知,.求证:.
6.(1)已知,,求证:;
(2)已知,,,求证:.
7.对任意实数,.求证:
8.已知,,
(1)比较与大小;
(2)证明:
9.(1)已知均为正实数,求证:;
(2)已知,求证:.
题型·3·利用基本不等式求最值
10.已知一个直角三角形的斜边长为6,则其面积的最大值是( )
A.6 B.8 C.9 D.12
11.已知,,,,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
12.已知正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
13.若的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.9
14.已知,,,则的最小值为( )
A. B.
C. D.2
15.若正数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
题型·4··基本不等式“1”的妙用求最值
16.已知,则的最小值为( )
A.8 B.4 C. D.
17.已知实数,,,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
18.已知正数,满足,则的最小值为( )
A. B.9 C.5 D.6
19.已知,,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
20.已知正实数x,y满足,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
21.正实数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
题型·5·基本不等式的实际应用】
22.如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为72平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小;
(2)若使用的篱笆总长为40米,
(i),为何值时,菜园面积最大;
(ii),为何值时,有最小值,最小值是多少.
23.某单位建造一间地面面积为的背面靠墙的长方体房屋,房屋正面的造价为元,房屋侧面的造价为元,房顶的造价为元,如果墙高为,且不计房屋背面及地面的费用,设房屋的长为.
(1)设房屋总造价为元,请写出与之间的函数关系式;
(2)怎样设计房屋才能使总造价最低,最低总造价是多少?
24.某厂家拟2027年举行某产品的促销活动.经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)万件与年促销费用万元满足(为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是2万件.已知生产该产品的固定投入为8万元,每生产一万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(此处每件产品年平均成本按元来计算).
(1)求的值;
(2)将2027年该产品的利润万元表示为年促销费用万元的函数;
(3)问该厂家2027年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?求出利润的最大值.
25.一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:设每月土地占地费为万元,仓库到车站的距离为千米,每月库存货物费为万元,已知与成反比,与成正比;若在距离车站12千米处建仓库,则,分别为3和9.
(1)若在距离车站4千米处建仓库,求,.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使最小?最小值为多少?
26.徐州是两汉文化发源地.汉文化旅游节期间,徐州东站向汉文化景区和云龙湖景区两个方向发送游客接驳车.设向汉文化景区发x车,向云龙湖景区发y车().调度中心每天在两个方向投入固定管理费:汉文化景区方向每天3万元.云龙湖景区方向每天5万元.这些固定管理费按各方向车次平均分摊.已知两个方向每车平均分摊的固定管理费之和为1万元.
(1)求总车次的最小值,并写出此时一组x,y的值.
(2)为保障游客体验,每车需配备志愿者:汉文化景区每车配2名志愿者,云龙湖景区每车配3名志愿者.设志愿者总数为.
(ⅰ)求两方向车次乘积xy的最小值.
(ⅱ)求志愿者总数T的最小值,并写出此时一组x,y的值.
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专题2.2 基本不等式(专题训练)
【人教A版(2019)】
题型归纳
题型·1··由基本不等式比较大小 1
题型·2·利用基本不等式证明不等式 3
题型·3·利用基本不等式求最值 6
题型·4··基本不等式“1”的妙用求最值 8
题型·5·基本不等式的实际应用】 11
题型·1··由基本不等式比较大小
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,则下列不等式成立的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合基本不等式,利用不等式的性质比较大小即可得解.
【详解】由于,则.
故选:C.
3.已知、且,下列各式中最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用基本不等式逐项判断即可.
【详解】由重要不等式可得,当且仅当时等号成立,即,
但,则,
因为,则,即,
故,当且仅当时等号成立,
但,则,
由基本不等式可得,当且仅当时等号成立,
但,则,
故这四个数中,最大的为.
故选:A.
4.设a、b为正数,且,比较ab的值与的大小( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据基本不等式结合已知条件分析判断即可.
【详解】因为,所以,
当且仅当且,即且时,取等号.
故选:A.
题型·2·利用基本不等式证明不等式
5.(1)已知,求证:;
(2)已知,.求证:.
【答案】(1)见详解;
(2)见详解.
【分析】(1)先观察待证不等式的结构,已知,满足基本不等式的使用条件;然后对 , 分别配凑常数项和,构造出可以运用基本不等式的形式;再写出两个不等式并将它们相加;最后通过移项整理,得到所要证明的结论,并验证等号成立的条件;
(2)先对已知条件变形,将等式两边同时除以,得到两个数的倒数之和等于1;再展开需要证明的代数式,代入倒数和的关系进行化简,把证明问题转化为求的取值范围;接着利用基本不等式得到大于等于4,依据正数范围内分式的变化规律,推出的倒数不大于四分之一,最后完成不等式证明并确定等号成立的条件.
【详解】(1)因为,由基本不等式可得:
,,
将两式相加得:,
两边同时减去 得:,
当且仅当时等号成立,原不等式得证.
(2)∵,等式两边同除以:,
则,
由基本不等式:,
,,当且仅当 ,即 时取等号,
,,
,
当且仅当 时,等号成立.
6.(1)已知,,求证:;
(2)已知,,,求证:.
【答案】(1)因为,,则,,
当且仅当,即时,等号成立,
可得,所以;
(2)因为,,,则,
可得,
又因为,即,可得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以.
【详解】(1)略
(2)略
7.对任意实数,.求证:
【答案】
证明:因为,,
所以,,
令,,
则
当且仅当,即时等号成立;
所以,当且仅当时,等号成立.
【分析】利用换元法及基本不等式证明即可.
【详解】略
8.已知,,
(1)比较与大小;
(2)证明:
【答案】(1)
(2)证明:由题设,及基本不等式知,
.
同理,,
,即.
即:.
【分析】(1)利用作差法,化简表达式,然后根据其符号判断该表达式的正负即可比较大小.
(2)根据基本不等式的性质,将化简成,同理可得,从而证之.
【详解】(1)
由知,因此.
(2)略.
9.(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.
【详解】(1)略
(2)略
题型·3·利用基本不等式求最值
10.已知一个直角三角形的斜边长为6,则其面积的最大值是( )
A.6 B.8 C.9 D.12
【答案】C
【详解】设直角三角形的两直角边长分别为,则;
三角形面积,当且仅当时取等,所以三角形面积的最大值为.
11.已知,,,,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,,,,且,
所以(当且仅当时取等).
12.已知正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直接由基本不等式计算可得.
【详解】因为正数,满足,由基本不等式得,
当且仅当时等号成立,即时等号成立.
即,所以,当且仅当时,等号成立.
因此的最大值为.
13.若的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.9
【答案】B
【详解】因为,所以,
所以 ,
当且仅当即时取等号.
14.已知,,,则的最小值为( )
A. B.
C. D.2
【答案】A
【分析】原等式变形为,再由基本不等式求解即可.
【详解】由得,得,
则,
等号成立时,,即,
故的最小值为.
15.若正数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,可得,且,消去y,得到,由基本不等式求得最小值即可.
【详解】由,可得,
不等式变形得,结合,解得.
,
当且仅当,即时取等号.
题型·4··基本不等式“1”的妙用求最值
16.已知,则的最小值为( )
A.8 B.4 C. D.
【答案】A
【详解】因为 ,,,
所以
当且仅当 ,即 时取等号;
即,时,的最小值为8.
选项A正确.
17.已知实数,,,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由正实数且,得.
令,,,则,
原问题转化为求的最小值.
由,得,
所以 ,
由基本不等式,对任意正实数有,
所以,,,
代入得,
当且仅当,,,即,
也就是时,等号成立,因此原式最小值为.
18.已知正数,满足,则的最小值为( )
A. B.9 C.5 D.6
【答案】B
【分析】由“1”的代换,转化为基本不等式求解.
【详解】,
当且仅当,即时取等号,结合可得此时.
所以的最小值为.
19.已知,,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用得出,再利用“1”的妙用构造基本不等式求解即可.
【详解】因为,所以,
所以,
当且仅当,即,时等号成立.
20.已知正实数x,y满足,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【详解】因为,所以,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
此时的最小值为6.
21.正实数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题设,
当且仅当时取等,由解得,
即当时,的最小值是.
题型·5·基本不等式的实际应用】
22.如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为72平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小;
(2)若使用的篱笆总长为40米,
(i),为何值时,菜园面积最大;
(ii),为何值时,有最小值,最小值是多少.
【答案】(1),
(2)(i),(ii),
【详解】(1)由题意可得:菜园面积 ,篱笆总长 .
因为,
由基本不等式: ,
等号成立条件:当且仅当,即,
当米,米时,篱笆总长最小.
(2)(i)由基本不等式,
得,
两边平方得:.等号条件:,
联立,解得,
所以,当米,米时,菜园面积最大.
(ii)设
已知 ,所以 .
所以
,
,由基本不等式得:,
所以,当且仅当,等号条件.
联立,解得,
所以当米,米时,最小值为.
23.某单位建造一间地面面积为的背面靠墙的长方体房屋,房屋正面的造价为元,房屋侧面的造价为元,房顶的造价为元,如果墙高为,且不计房屋背面及地面的费用,设房屋的长为.
(1)设房屋总造价为元,请写出与之间的函数关系式;
(2)怎样设计房屋才能使总造价最低,最低总造价是多少?
【答案】(1),其中
(2)当房屋正面长为、侧面宽为时总造价最低,最低总造价为元
【分析】(1)求出房屋的宽,再结合题意可得出与之间的函数关系式以及的取值范围;
(2)利用基本不等式可求得的最小值,利用等号成立求出的值,即可得出结论.
【详解】(1)因为房屋的地面面积为,其中房屋的长为,则房屋的宽为,
由题意可知,其中.
(2)由基本不等式得
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以房屋正面长为、侧面宽为时总造价最低,最低总造价为元.
24.某厂家拟2027年举行某产品的促销活动.经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)万件与年促销费用万元满足(为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是2万件.已知生产该产品的固定投入为8万元,每生产一万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(此处每件产品年平均成本按元来计算).
(1)求的值;
(2)将2027年该产品的利润万元表示为年促销费用万元的函数;
(3)问该厂家2027年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?求出利润的最大值.
【答案】(1)2
(2)
(3)投入3万元时,厂家的利润最大,利润最大为29万元
【分析】(1)由时,代入即可求解;
(2)由销售收入减去促销费用、成本即可求解;
(3)由(2)结合基本不等式即可求解.
【详解】(1)由题意知,当时,(万件),
则,解得;
(2)由(1)可得.
所以每件产品的销售价格为(元),
2027年的利润.
(3)当时,,
,当且仅当时等号成立.
,
当且仅当,即万元时,(万元).
故该厂家2027年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大为29万元.
25.一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:设每月土地占地费为万元,仓库到车站的距离为千米,每月库存货物费为万元,已知与成反比,与成正比;若在距离车站12千米处建仓库,则,分别为3和9.
(1)若在距离车站4千米处建仓库,求,.
(2)这家公司应该把仓库建在距离车站多少千米处,才能使最小?最小值为多少?
【答案】(1)万元,万元.
(2)仓库应建在距离车站千米处,此时的最小值为万元.
【详解】(1)由题意,设,,其中.
当时,,,所以,.因此,.
当时,(万元),(万元).
(2)由小问1得,当时,.
当且仅当,即时取等号;又,故.
因此,仓库应建在距离车站千米处,总费用的最小值为万元.
26.徐州是两汉文化发源地.汉文化旅游节期间,徐州东站向汉文化景区和云龙湖景区两个方向发送游客接驳车.设向汉文化景区发x车,向云龙湖景区发y车().调度中心每天在两个方向投入固定管理费:汉文化景区方向每天3万元.云龙湖景区方向每天5万元.这些固定管理费按各方向车次平均分摊.已知两个方向每车平均分摊的固定管理费之和为1万元.
(1)求总车次的最小值,并写出此时一组x,y的值.
(2)为保障游客体验,每车需配备志愿者:汉文化景区每车配2名志愿者,云龙湖景区每车配3名志愿者.设志愿者总数为.
(ⅰ)求两方向车次乘积xy的最小值.
(ⅱ)求志愿者总数T的最小值,并写出此时一组x,y的值.
【答案】(1)最小值为,,.
(2)(i)60,(ii)的最小值为,,.
【分析】根据题意列出关系式,利用不等式与“1”的代换进行求解。
【详解】(1)由题意可得汉文化景区每车分摊固定管理费为万元,
云龙湖景区每车分摊固定管理费为万元,且
,
因为为正整数,故,
当时,成立,
故的最小值为,此时,.
(2)(i)由于,,
则,整理得,
当且仅当,时等号成立.
因此的最小值为60.
(ii),
因为为正整数,故,
当时,成立且,
故的最小值为 ,
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