資源簡介 專題2.3 基本不等式-重難點題型精講1. 兩個不等式叫做正數a,b的算術平均數,叫做正數a,b的幾何平均數.基本不等式表明:兩個正數的算術平均數不小于它們的幾何平均數.溫馨提示:“當且僅當a=b時,等號成立”是指若a≠b,則a2+b2≠2ab,≠,即只能有a2+b2>2ab,<.2.基本不等式與最值已知x,y都是正數,(1)如果積xy等于定值P,那么當x=y時,和x+y有最小值2;(2)如果和x+y等于定值S,那么當x=y時,積xy有最大值S2.溫馨提示:從上面可以看出,利用基本不等式求最值時,必須有:(1)x、y>0,(2)和(積)為定值,(3)存在取等號的條件.【題型1 對基本不等式的理解】【方法點撥】(1)不等式成立的條件:a,b都是正數.(2)“當且僅當”的含義:①當a=b時,≥的等號成立,即a=b =;②僅當a=b時,≥的等號成立,即= a=b.【例1】(2022春 肥東縣月考)對于不等式①,②(x≠0),③,下列說法正確的是( )A.①③正確,②錯誤 B.②③正確,①錯誤C.①②錯誤,③正確 D.①③錯誤,②正確【解題思路】由已知結合基本不等式及相關結論分別判斷各選項即可.【解答過程】解:因為,所以,故①錯誤;當取x=﹣1時,顯然不成立,故②錯誤;因為a2+b2≥2ab(a,b∈R),所以2(a2+b2)≥(a+b)2,所以,故③正確.故選:C.【變式1-1】(2022 上海)若實數a、b滿足a>b>0,下列不等式中恒成立的是( )A.a+b>2 B.a+b<2 C.2b>2 D.2b<2【解題思路】利用已知條件以及基本不等式化簡即可判斷求解.【解答過程】解:因為a>b>0,所以a+b≥2,當且僅當a=b時取等號,又a>b>0,所以a+b,故A正確,B錯誤,2,當且僅當,即a=4b時取等號,故CD錯誤,故選:A.【變式1-2】(2022春 湯原縣期末)若a>0,b>0,a+b=2,則( )A.ab≥1 B. C.a2+b2≥2 D.【解題思路】由已知結合基本基本不等式及相關結論分別檢驗各選項即可判斷.【解答過程】解:因為a>0,b>0,a+b=2,所以ab≤()2=1,當且僅當a=b=1時取等號,A錯誤;因為()2=a+b+22+22+a+b=4,當且僅當a=b=1時取等號,所以2,B錯誤;因為1,當且僅當a=b=1時取等號,所以a2+b2≥2,C正確;()(2)2,當且僅當a=b=1時取等號,D錯誤.故選:C.【變式1-3】(2021秋 宿州期末)已知a>0,b>0,a+2b=1,則下列選項錯誤的是( )A. B.C.ab的最大值是 D.a2+b2的最小值是【解題思路】結合基本不等式,對選項逐一判斷即可.【解答過程】解:根據題意,a=1﹣2b>0,b>0,則0<b,所以選項A正確;2a+4b≥222,當且僅當a=2b,即a,b時等號成立,所以2a+4b≥2,選項B正確;由a>0,b>0,1=a+2b≥2,即ab,當且僅當a=2b,即a,b時等號成立,所以ab的最大值是,選項C正確;由a+2b=1,得a2+b2=(1﹣2b)2+b2=5b2﹣4b+1,所以當b時,a2+b2有最小值5×()2﹣41,所以選項D錯誤.故選:D.【題型2 利用基本不等式證明不等式】【方法點撥】(1)利用基本不等式證明不等式,關鍵是所證不等式中必須有“和”式或“積”式,通過將“和”式轉化為“積”式或將“積”式轉化為“和”式,從而達到放縮的效果.(2)注意多次運用基本不等式時等號能否取到.(3)解題時要注意技巧,當不能直接利用不等式時,可將原不等式進行組合、構造,以滿足能使用基本不等式的形式.【例2】(2021秋 上饒期末)已知a>0,b>0,且a+b=1,求證:.【解題思路】本題的關鍵是把分子的“1”換成a+b,由基本不等式即可證明.【解答過程】解:∵a>0,b>0,且a+b=1∴=5當且僅當,即a=b時取“=”號.故原題得證.【變式2-1】(2022 甘肅模擬)已知a,b∈R+,設x,y,求證:(1)xy≥ab;(2)x+y≤a+b.【解題思路】(1)利用基本不等式的性質即可得出.(2)通過平方作差利用乘法公式即可得出.【解答過程】證明:(1)∵a,b∈R+,x,y,∴xyab,當且僅當a=b時取等號.(2)∵a,b∈R+,x+y,則(a+b)2﹣(x+y)2=(a+b)2,而(a+b)4﹣(a﹣b)4=8ab(a2+b2),∴(a+b)4﹣8ab(a2+b2)=(a﹣b)4,∴(a+b)2,∴(a+b)2﹣(x+y)2≥0,∴a+b≥x+y.【變式2-2】(2021秋 桂林月考)已知a>0,b>0.(1)若,求證:a+b≥16;(2)求證:a+b+1.【解題思路】(1)由基本不等式及乘“1”法即可得證;(2)由基本不等式可得a+1≥2,b+1≥2,a+b≥2,當且僅當a=b=1時等號成立,三個式子相加即可得證.【解答過程】證明:(1)因為,a>0,b>0,所以a+b=(a+b)()=1010+216,當且僅當,即a=4,b=12時等號成立,所以a+b≥16.(2)因為a>0,b>0,則a+1≥2,b+1≥2,a+b≥2,當且僅當a=b=1時等號成立,所以a+1+b+1+a+b≥222,所以a+b+11.【變式2-3】(2022 黃州區校級模擬)設a,b,c>0,且ab+bc+ca=1,求證:(1)a+b+c;(2)().【解題思路】(1)運用分析法證明.要證a+b+c,結合條件,兩邊平方,可得a2+b2+c2≥1,運用重要不等式,累加即可得證.(2)問題轉化為證明abc1,根據基本不等式的性質證明即可.【解答過程】證明:(1)運用分析法證明.要證a+b+c,即證(a+b+c)2≥3,由a,b,c均為正實數,且ab+bc+ca=1,即有a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,即為a2+b2+c2≥1,①由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,相加可得a2+b2+c2≥zb+bc+ca=1,則①成立.綜上可得,原不等式成立.(2)∵,而由(1)a+b+c,∴(),故只需,即abc1,即:abcab+bc+ac,而a ,b,c,∴abcab+bc+ac=1成立,(當且僅當a=b=c時).【題型3 利用基本不等式求最值(無條件)】【方法點撥】(1)若是求和式的最小值,通常化(或利用)積為定值;若是求積的最大值,通常化(或利用)和為定值,其解答技巧是恰當變形、合理拆分項或配湊因式.(2)若多次使用基本不等式,等號成立的條件應相同.【例3】(2022春 漳州期末)已知a>1,則的最小值是( )A.5 B.6 C. D.【解題思路】由已知結合基本不等式即可直接求解.【解答過程】解:因為a>1,則a﹣111=5,當且僅當a﹣1,即a=3時取等號.故選:A.【變式3-1】(2022春 甘孜州期末) 的最小值為( )A.2 B.3 C.4 D.5【解題思路】利用基本不等式的性質可求得答案.【解答過程】解:由已知函數 ,∵x≥1,∴ ,∴ ,當且僅當 ,即x=2 時等號成立,∴ 當x=2 時,函數 有最小值是4,故選:C.【變式3-2】(2022 懷仁市校級二模)函數的最小值為( )A.8 B.7 C.6 D.5【解題思路】由x可得3x﹣1>0,所以y=3x3x﹣11,進一步即可利用基本不等式進行求解.【解答過程】解:由x,得3x﹣1>0,所以y=3x3x﹣11≥21=5,當且僅當3x﹣1,即x=1時等號成立,所以y=3x的最小值為5.故選:D.【變式3-3】(2022 香坊區校級模擬)若a>0,b>0,求的最小值為( )A. B.2 C. D.4【解題思路】把變形,再由基本不等式求其最小值.【解答過程】解:∵a>0,b>0,∴.當且僅當時等號成立,∴的最小值為2.故選:C.【題型4 利用基本不等式求最值(有條件)】【例4】(2022秋 涼州區校級月考)已知a,b為正實數且a+b=2,則的最小值為( )A. B. C. D.3【解題思路】由已知可知1,利用基本不等式即可求解.【解答過程】解:因為a,b為正實數且a+b=2,所以1≥21=2+1=3,當且僅當,即a=b時等號成立,所以的最小值為3.故選:D.【變式4-1】(2022秋 廣東月考)若正實數y滿足2x+y=9,則的最大值是( )A. B. C. D.【解題思路】推導出()(2x+y)(6),利用基本不等式能求出的最大值.【解答過程】解:正實數y滿足2x+y=9,∴()(2x+y)(6)(6+2),當且僅當時,取等號,則的最大值是.故選:B.【變式4-2】(2022秋 浙江月考)已知正實數x,y滿足,則x+y的最小值為( )A. B.2 C. D.【解題思路】由題意可得,再將兩邊同時乘以x+y,然后利用均值不等式,可得關于整體x+y的一元二次不等式,最后解不等式即可得解.【解答過程】解:∵正實數x,y滿足,∴,∴,∴9,當且僅當,即y=2x,又,∴當且僅當y=2x時,取得等號,∴(x+y)2﹣4(x+y)≥9,解得x+y≥2,∴x+y的最小值為.故選:C.【變式4-3】(2022春 內江期末)已知正實數a、b滿足a+b=4,則的最小值為( )A. B.4 C. D.【解題思路】由題可知ab2,再利用基本不等式求解即可.【解答過程】解:∵正實數a、b滿足a+b=4,∴ab2≥22=4.當且僅當ab,即ab=1,a+b=4時取等號,∴的最小值為4.故選:B.【題型5 利用基本不等式求參數】【例5】(2022春 愛民區校級期末)已知x>0,y>0且1,若x+y>m2+8m恒成立,則實數m的取值范圍是( )A.[9,+∞) B.(﹣∞,﹣3] C.[1+∞) D.(﹣9,1)【解題思路】由基本不等式“1”的用法得x+y≥9,進而解不等式m2+8m<9即可得答案.【解答過程】解:∵x>0,y>0,且且1,∴x+y=(x+y)()=525=9,當且僅當,即x=3,y=6時取等號.∴(x+y)min=9,由x+y>m2+8m 恒成立,即m2+8m<(x+y)min=9,解得:﹣9<m<1,即m∈(﹣9,1).故選:D.【變式5-1】(2021秋 懷仁市校級期末)已知x>0、y>0,且1,若2x+y<m2﹣8m有解,則實數m的取值范圍為( )A.(﹣∞,﹣1)∪(9,+∞) B.(﹣9,1)C.[﹣9,1] D.(﹣1,9)【解題思路】由已知先利用基本不等式求出2x+y的最小值,然后結合不等式的存在性問題與最值關系進行轉化,解二次不等式可求.【解答過程】解:因為x>0、y>0,且1,2x+y=(2x+y)()=59,當且僅當且1,即x=y=3時取等號,此時2x+y取得最小值9,若2x+y<m2﹣8m有解,則9<m2﹣8m,解得m>9或m<﹣1,即實數m的取值范圍為(﹣∞,﹣1)∪(9,+∞).故選:A.【變式5-2】(2022春 內江期末)已知正實數a、b滿足,若的最小值為4,則實數m的取值范圍是( )A.{2} B.[2,+∞) C.(0,2] D.(0,+∞)【解題思路】由題意可得ab2≥=4,將化為am,再利用基本不等式可求得m的范圍.【解答過程】解:因為a,b為正實數,所以ab2≥2+2=4,當ab,即ab=1時等號成立,此時b,又因為,所以am,所以由基本不等式可知a2(a=1時等號成立),所以m≥2.故選:B.【變式5-3】(2021秋 武清區校級月考)設x>0,y>0,設,若3x+2y>m2+2m恒成立,則實數m的取值范圍是( )A.{x|x≤﹣6或x≥4} B.{x|x≤﹣4或x≥6} C.{x|﹣6<x<4} D.{x|﹣4<x<6}【解題思路】由x>0,y>0,,得3x+2y=()(3x+2y),以此變形可解決此題.【解答過程】解:由x>0,y>0,,得3x+2y=()(3x+2y)12≥212=24,當且僅當且,即x=4且y=6時等號成立.又因為3x+2y>m2+2m恒成立,m2+2m<24,解得m∈(﹣6,4).故選:C.【題型6 利用基本不等式解決實際問題】【方法點撥】解決實際問題時,先弄清題意(審題),建立數學模型(列式),再用所掌握的數學知識解決問題(求解),最后要回應題意下結論(作答).【例6】(2021秋 陽春市校級月考)用一段長為32m的籬笆圍成一個矩形菜園,問這個矩形的長、寬各為多少時,菜園的面積最大,最大面積是多少?【解題思路】根據已知條件,求出x+y=16,再結合基本不等式的公式,即可求解.【解答過程】解:設矩形菜園的長為x(m),寬為y(m),則2(x+y)=32,x+y=16,矩形菜園的面積為xy(m2),由,xy≤64,當且僅當x=y,即x=y=8時,等號成立,故這個矩形的長、寬都為8(m)時,菜園的面積最大,最大面積為64(m2).【變式6-1】(2021秋 涼州區期末)如圖,計劃用籬笆圍成一個一邊靠墻(墻的長度沒有限制)的矩形菜園.設菜園的長為x,寬為y.(1)若菜園面積為72,則x,y為何值時,可使所用籬笆總長最小?(2)若使用的籬笆總長度為30,求的最小值.【解題思路】(1)根據積定,應用基本不等式求和的最小值,注意等號成立條件;(2)應用基本不等式“1”的代換求的最小值,注意等號成立條件.【解答過程】解:(1)由題意知:xy=72,籬笆總長為x+2y.又,當且僅當x=2y,即x=12,y=6時等號成立.∴當x=12,y=6時,可使所用籬笆總長最小;(2)由題意得:x+2y=30,又,∴,當且僅當x=y,即x=10,y=10時等號成立.∴的最小值是.【變式6-2】(2021秋 黃浦區校級期中)迎進博會,要設計一張矩形廣告,該廣告含有大小相等的左、中、右三個矩形欄目,這三欄的面積之和為60000cm2,四周空白的寬度為10cm,欄與欄之間的中縫空白的寬度為5cm.(1)試用欄目高acm與寬bcm(a>0,b>0)表示整個矩形廣告面積Scm2;(2)怎樣確定矩形欄目高與寬的尺寸,能使整個矩形廣告面積最小,并求最小值.【解題思路】(1)根據矩形欄目面積確定高與寬的關系,從而可得整個矩形廣告面積;(2)利用基本不等式,即可求得最值.【解答過程】解:(1)設矩形欄目的高為acm,寬為bcm,則ab=20000,∴b廣告的高為(a+20)cm,寬為(3b+30)cm(其中a>0,b>0),廣告的面積S=(a+20)(3b+30)=30(a+2b)+60600;(2)S=30(a+2b)+60600=30(a)+60600≥30×212000+60600=72600,當且僅當a,即a=200時,取等號,此時b=100.故當廣告矩形欄目的高為200cm,寬為100cm時,可使廣告的面積最小.【變式6-3】(2021秋 湖州期中)如圖設矩形ABCD(AB>AD)的周長為40cm,把△ABC沿AC向△ADC翻折成為△AEC,AE交DC于點P.設AB=xcm.(Ⅰ)若,求x的取值范圍;(Ⅱ)設△ADP面積為S,求S的最大值及相應的x的值.【解題思路】(Ⅰ)由折疊性質可知△ADP≌△CEP,進而可得AP=PC=(x﹣a),再利用勾股定理得到(20﹣x)2+a2=(x﹣a)2,化簡整理求出a,根據AB>AD求出x的范圍即可;(Ⅱ),利用基本不等式即可求出S的最大值以及相應的x的值.【解答過程】解:(Ⅰ)由矩形周長為40cm,可知AD=(20﹣x)cm,設DP=acm,則PC=(x﹣a)cm,∵△ADP≌△CEP,∴AP=PC=(x﹣a)cm.在Rt△ADP中,AD2+DP2=AP2,即(20﹣x)2+a2=(x﹣a)2,得,由題意,,即x2﹣60x+600<0,解得,由AB>AD得,10<x<20,∴,即x的取值范圍是().(Ⅱ),10<x<20.化簡得.∵x>0,∴,當且僅當,即時,,cm2.專題2.3 基本不等式-重難點題型精講1. 兩個不等式叫做正數a,b的算術平均數,叫做正數a,b的幾何平均數.基本不等式表明:兩個正數的算術平均數不小于它們的幾何平均數.溫馨提示:“當且僅當a=b時,等號成立”是指若a≠b,則a2+b2≠2ab,≠,即只能有a2+b2>2ab,<.2.基本不等式與最值已知x,y都是正數,(1)如果積xy等于定值P,那么當x=y時,和x+y有最小值2;(2)如果和x+y等于定值S,那么當x=y時,積xy有最大值S2.溫馨提示:從上面可以看出,利用基本不等式求最值時,必須有:(1)x、y>0,(2)和(積)為定值,(3)存在取等號的條件.【題型1 對基本不等式的理解】【方法點撥】(1)不等式成立的條件:a,b都是正數.(2)“當且僅當”的含義:①當a=b時,≥的等號成立,即a=b =;②僅當a=b時,≥的等號成立,即= a=b.【例1】(2022春 肥東縣月考)對于不等式①,②(x≠0),③,下列說法正確的是( )A.①③正確,②錯誤 B.②③正確,①錯誤C.①②錯誤,③正確 D.①③錯誤,②正確【變式1-1】(2022 上海)若實數a、b滿足a>b>0,下列不等式中恒成立的是( )A.a+b>2 B.a+b<2 C.2b>2 D.2b<2【變式1-2】(2022春 湯原縣期末)若a>0,b>0,a+b=2,則( )A.ab≥1 B. C.a2+b2≥2 D.【變式1-3】(2021秋 宿州期末)已知a>0,b>0,a+2b=1,則下列選項錯誤的是( )A. B.C.ab的最大值是 D.a2+b2的最小值是【題型2 利用基本不等式證明不等式】【方法點撥】(1)利用基本不等式證明不等式,關鍵是所證不等式中必須有“和”式或“積”式,通過將“和”式轉化為“積”式或將“積”式轉化為“和”式,從而達到放縮的效果.(2)注意多次運用基本不等式時等號能否取到.(3)解題時要注意技巧,當不能直接利用不等式時,可將原不等式進行組合、構造,以滿足能使用基本不等式的形式.【例2】(2021秋 上饒期末)已知a>0,b>0,且a+b=1,求證:.【變式2-1】(2022 甘肅模擬)已知a,b∈R+,設x,y,求證:(1)xy≥ab;(2)x+y≤a+b.【變式2-2】(2021秋 桂林月考)已知a>0,b>0.(1)若,求證:a+b≥16;(2)求證:a+b+1.【變式2-3】(2022 黃州區校級模擬)設a,b,c>0,且ab+bc+ca=1,求證:(1)a+b+c;(2)().【題型3 利用基本不等式求最值(無條件)】【方法點撥】(1)若是求和式的最小值,通常化(或利用)積為定值;若是求積的最大值,通常化(或利用)和為定值,其解答技巧是恰當變形、合理拆分項或配湊因式.(2)若多次使用基本不等式,等號成立的條件應相同.【例3】(2022春 漳州期末)已知a>1,則的最小值是( )A.5 B.6 C. D.【變式3-1】(2022春 甘孜州期末) 的最小值為( )A.2 B.3 C.4 D.5【變式3-2】(2022 懷仁市校級二模)函數的最小值為( )A.8 B.7 C.6 D.5【變式3-3】(2022 香坊區校級模擬)若a>0,b>0,求的最小值為( )A. B.2 C. D.4【題型4 利用基本不等式求最值(有條件)】【例4】(2022秋 涼州區校級月考)已知a,b為正實數且a+b=2,則的最小值為( )A. B. C. D.3【變式4-1】(2022秋 廣東月考)若正實數y滿足2x+y=9,則的最大值是( )A. B. C. D.【變式4-2】(2022秋 浙江月考)已知正實數x,y滿足,則x+y的最小值為( )A. B.2 C. D.【變式4-3】(2022春 內江期末)已知正實數a、b滿足a+b=4,則的最小值為( )A. B.4 C. D.【題型5 利用基本不等式求參數】【例5】(2022春 愛民區校級期末)已知x>0,y>0且1,若x+y>m2+8m恒成立,則實數m的取值范圍是( )A.[9,+∞) B.(﹣∞,﹣3] C.[1+∞) D.(﹣9,1)【變式5-1】(2021秋 懷仁市校級期末)已知x>0、y>0,且1,若2x+y<m2﹣8m有解,則實數m的取值范圍為( )A.(﹣∞,﹣1)∪(9,+∞) B.(﹣9,1)C.[﹣9,1] D.(﹣1,9)【變式5-2】(2022春 內江期末)已知正實數a、b滿足,若的最小值為4,則實數m的取值范圍是( )A.{2} B.[2,+∞) C.(0,2] D.(0,+∞)【變式5-3】(2021秋 武清區校級月考)設x>0,y>0,設,若3x+2y>m2+2m恒成立,則實數m的取值范圍是( )A.{x|x≤﹣6或x≥4} B.{x|x≤﹣4或x≥6} C.{x|﹣6<x<4} D.{x|﹣4<x<6}【題型6 利用基本不等式解決實際問題】【方法點撥】解決實際問題時,先弄清題意(審題),建立數學模型(列式),再用所掌握的數學知識解決問題(求解),最后要回應題意下結論(作答).【例6】(2021秋 陽春市校級月考)用一段長為32m的籬笆圍成一個矩形菜園,問這個矩形的長、寬各為多少時,菜園的面積最大,最大面積是多少?【變式6-1】(2021秋 涼州區期末)如圖,計劃用籬笆圍成一個一邊靠墻(墻的長度沒有限制)的矩形菜園.設菜園的長為x,寬為y.(1)若菜園面積為72,則x,y為何值時,可使所用籬笆總長最小?(2)若使用的籬笆總長度為30,求的最小值.【變式6-2】(2021秋 黃浦區校級期中)迎進博會,要設計一張矩形廣告,該廣告含有大小相等的左、中、右三個矩形欄目,這三欄的面積之和為60000cm2,四周空白的寬度為10cm,欄與欄之間的中縫空白的寬度為5cm.(1)試用欄目高acm與寬bcm(a>0,b>0)表示整個矩形廣告面積Scm2;(2)怎樣確定矩形欄目高與寬的尺寸,能使整個矩形廣告面積最小,并求最小值.【變式6-3】(2021秋 湖州期中)如圖設矩形ABCD(AB>AD)的周長為40cm,把△ABC沿AC向△ADC翻折成為△AEC,AE交DC于點P.設AB=xcm.(Ⅰ)若,求x的取值范圍;(Ⅱ)設△ADP面積為S,求S的最大值及相應的x的值. 展開更多...... 收起↑ 資源列表 高中數學培優講義練習(人教A版2019必修一)專題2.3 基本不等式-重難點題型精講 Word版含解析.docx 高中數學培優講義練習(人教A版2019必修一)專題2.3 基本不等式-重難點題型精講(學生版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫