基本不等式及应用(精选六篇)
基本不等式及应用 篇1
一、寻找问题切入点, 灵活证明不等式
用基本不等式证明时, 要注意四个字“正”、“定”、“等”、“同”.“正”是指均值不等式成立的前提条件是各项均为正整数;“定”是指用均值不等式求最值时, 和或积应为定值, 这时常常需要运用拆项、补项、平衡系数等变形技巧;“等”是指利用均值不等式时, 应注意探究等号是否成立, 即等号成立的条件是否具备, 若等号不成立, 则不是最值, 若等号成立, 才是最值;“同”是指多次使用均值不等式时, 等号成立的条件中的变量的取值范围应相同.由于不等式的形式多种多样, 所以证明的方法也灵活多变, 具体证明时要注意方法的选择.
1. 正用:
它是对基本不等式从左往右使用, 由积式向和式变形, 有的时侯还要先分析所求证的不等式, 根据特征进行适当的变形, 再利用基本不等式来证明.依据不等式的结构, 凑出常数因子是解决此类问题的关键.
2. 逆用:
它是对基本不等式从右向左用, 即由和式向积式的变形.根据对数的运算法则, 往往可以把两个正数的乘积的对数转化为它们的对数的和, 而基本不等式特别适合解决两个正数的和与积的转化问题, 所以与对数函数有关的不等式证明问题, 要多考虑基本不等式的灵活运用.
3. 叠用:
即叠和的形式, 利用基本不等式的变形, 并且连续使用, 在连续使用时要注意两次取等号条件必须一致, 否则是错误的.
4. 拆项:
如果题目中的部分项已具备使用公式条件, 则要根据题目特点, 通过加减项的方法配凑成可使用基本不等式的形式.
5. 配凑项:
如果对不等式进行各种变换都不能达到目的, 此时可考虑对原式进行再处理或添加一些特殊的项, 达到构造公式的目的.但要注意必须保证等号同时成立.
二、思维拓展应用, 求解最值问题
本题除了上述解法外, 还有更多的考虑策略, 如考虑条件与结论中的字母的对称性, 可运用均值代换, 即令去求证有关t的不等式或者考虑将原不等式转化为的不等式.有些题目不具备应用基本不等式的特征, 则要根据求证式子的特点, 分析等号成立的条件, 通过对一些数或式子的拆分, 达到能运用不等式的目的.
三、培养学生探究能力, 解决实际问题
基本不等式及其应用 篇2
摘 要: 基本不等式在高中数学中具有极其重要的地位,从知识体系角度说,基本不等式不仅本身就是一个重要的数学知识模块,而且能与高中数学多个分支知识进行融合;从思维能力角度说,基本不等式是创造性与严谨性的有机结合、发散性思维与收敛性思维的辩证统一.本文从基本不等式的三个限制条件DD“一正,二定,三等”入手,结合典型例题,探究基本不等式的运用,让学生充分经历知识的形成过程,从而形成自己对重难点的突破策略,培养学生的归纳、总结能力. 关键词: 基本不等式 限制条件 最值 应用一、主干知识 1.基本不等式:≤或a+b≥2. (1)基本不等式成立条件:a>0,b>0; (2)等号成立的条件:当且仅当a=b时取等号. 2.基本不等式的拓展:ab≤,其中a,b∈R. 二、深入探究,加强理解 问题:设x>0,求函数y=x+的最小值. 解析:∵x>0“一正” ∴x+≥2=2“二定” 当且仅当x=,即x=1时,等号成立.“三等” 故函数y=x+的最小值为2. 点评:在应用基本不等式时,要把握三个限制条件,即“一正DD各项都是正数;二定DD和或积为定值;三相等DD等号能取得”,这三个条件缺一不可. 探究1:设x<0,求函数y=x+的最大值. 解析:∵x<0,∴-x>0, ∴x+=-(-x+)≤-2=-2, 当且仅当-x=,即x=-1时,等号成立. 故函数y=x+的最大值为-2. 变式:设x≠0,求函数y=x+的值域. 解析:∵x≠0,∴|x|>0, ∴|x+|=|x|+≥2=2, 当且仅当|x|=,即x=±1时,等号成立. ∴|y|≥2,∴y≤-2或y≥2,即函数y=x+的.值域为(-∞,-2]∪[2,+∞). 另解:用分类讨论的方法(x≠0,分x>0和x<0两种情况). 点评:培养学生等价转化的思想,如何创造条件满足“一正DD各项都是正数”. 探究2:设a>1,求a+的最小值. 解析:∵a>1,∴a-1>0, ∴a+=a-1++1≥2+1=3, 当且仅当a-1=,即a=2时,等号成立. 故a+的最小值为3. 变式:设0<a<1,求的最大值. 解析:∵0<a<1,∴1-a>0, ∴=?≤?=, 当且仅当a=1-a,即a=时,等号成立. 故的最大值为. 点评:运用基本不等式求最值的焦点在于凑配“和”与“积”,即满足“二定DD和或积为定值”,并且在凑配过程中就应考虑到等号成立的条件. 探究3:设t≥2,求t+的最小值. 分析:本题不满足限制条件:“三相等DD等号能取得”,故不能用基本不等式. 解:由双钩函数y=t+的图像及性质,易知函数y在[2,+∞)上是增函数, 当t=2时,t+的最小值为2. 变式:已知x>0,y>0,且x+y=1,求+的最小值. 错解:由已知,1=x+y≥2?圯≤?圯≥2 ∴+≥2=≥8 ∴+的最小值8. 错因:多次用到基本不等式,能否取等号,当且仅当x=y,=,又x+y=1,但x,y无解. 正解:∵x>0,y>0, ∴+=(+)(x+y)=7++≥7+2=7+4 当且仅当=又x+y=1,即x=2-3,y=4-2时,等号成立. 故+的最小值为7+4. 知识迁移:已知0<x<1,求+的最小值. 解析:∵0<x<1,∴1-x>0, ∴+=(+)?(x+1-x)=7++≥7+4, 当且仅当=,即x=2-3时,等号成立. 故+的最小值为7+4. 点评:运用基本不等式求最值时,应考虑到等号成立的条件.有些题目在拼凑过程中,注意通过“1”变换或添项进行拼凑,使分母能约去或分子能降次. 三、高考回放 A组 1.(湖南高考10)若x>0,则x+的最小值为?摇 ?摇. 2.(重庆高考12) 已知t>0,则函数y=的最小值为?摇 ?摇. 3.(重庆高考7)若函数f(x)=x+(x>2)在x=a处取最小值,则a=( ) A.1+ B.1+ C.3 D.4 A组命题意图:主要考查灵活应用基本不等式求最值的知识,解决此类问题时,一定要注意“一正二定三等”,三者缺一不可. B组 1.(20重庆高考7)已知a>0,b>0,则++2的最小值是( ) A.2 B.2 C.4 D.5 2.(20四川高考11)设a>b>0,则a++的最小值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 3.(20天津高考12)已知loga+logb≥1,则3+9的最小值为___________. B组命题意图:主要考查应用基本不等式探求最值问题,解答过程中经过几次的放缩才能达到目的,充分体现了试题思维的层次性. C组 1.(年天津高考9)设x,y∈R,a>1,b>1,若a=b=3,a+b=2,则+的最大值为( ) A.2 B. C.1 D. 2.(年山东高考14)已知x,y∈R,且满足+=1,则xy的最大值为___________. 3.(年浙江高考16)若实数x、y满足x+y+xy=1,则x+y的最大值是___________. C组命题意图:主要考查基本不等式的推广ab≤()(a,b∈R)在求最值中的应用. 从近几年的高考试题来看,利用基本不等式求函数的最值、证明不等式、解决实际问题是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度为中低档题;客观题突出“小而巧”,主要考查基本不等式取等号的条件及运算能力;主观题考查较为全面,在考查基本运算能力的同时,又注重考查学生的逻辑推理能力及等价转化、分类讨论等思想方法.预测高考仍将以求函数的最值为主要考点,重点考查学生的运算能力和逻辑推理能力.参考文献: [1]孙翔峰主编.三维设计高考总复习新课标.光明日报出版社,2011.4. [2]杜志建主编.2007D2011新高考5年真题汇编.新疆青少年出版社.
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基本不等式及其应用装 原版全文
不等式·基本不等式及其应用 篇3
1. 若[a,b∈R],且[ab>0],则下列不等式中,恒成立的是( )
A. [a2+b2>2ab] B. [a+b≥2ab]
C. [1a+1b>2ab] D. [ba+ab≥2]
2. 设[a>b>0],则[a2+1ab+1aa-b]的最小值是( )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
3.[“a=18”]是“对任意的正数[x,2x+ax≥1]”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
4. 若[2x+2y=1,则x+y的取值范围是]( )
A. [0,2] B. [-2,0]
C. [-2,+∞] D. [-∞,-2]
5. 已知[a>0,b>0],且[2a+b=4],则[1ab]的最小值为( )
A. [14] B. 4
C. [12] D. 2
6. 已知二次函数[f(x)=ax2+2x+c(c∈R)]的值域为[0,+∞],则[a+1c+c+1a]的最小值为( )
A. 4 B. [42]
C. 8 D. [82]
7. 已知[x>0,y>0,x+2y+2xy=8],则[x+2y]的最小值是( )
A. 3 B. 4
C. [92] D. [112]
8. 函数[y=loga(x+3)-1(a>0,且a≠1)]的图象恒过定点[A],若点[A]在直线[mx+ny+1=0]上(其中[m,n>0]),则[1m+2n]的最小值等于( )
A. 16 B. 12
C. 9 D. 8
9. 已知[x>0,y>0,且2x+1y=1,若x+2y>m2][+2m恒成立],则实数[m]的取值范围是( )
A. [m≥4或m≤-2] B. [m≥2或m≤-4]
C. [-2 10. 已知[a>0,b>0],且[2a+b=1],则[S=][2ab-4a2-b2]的最大值为( ) A. [12] B. 2 C. [2-12] D. [2+12] 二、填空题(每小题4分,共16分) 11. 若[a>0,b>0,a+b=2],则下列不等式对一切满足条件的[a,b]恒成立的是 (写出所有正确命题的编号). ①[ab≤1] ②[a+b≤2] ③ [a2+b2≥2] ④[a3+b3≥3] ⑤[1a+1b≥2] 12. 设[a>b>c],不等式[1a-b+1b-c>λa-c]恒成立,则[λ]的取值范围是 . 13. 设[x,y]为实数,若[4x2+y2+xy=1,]则[2x+y]的最大值是 . 14. [若对任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,]则[a]的取值范围是 . 三、解答题(共4小题,44分) 15. (12分)在下列条件下,求[y=4x-2+14x-5]的最值. (1)[x<54时,求最大值]; (2)[x>54时,求最小值]; (3)[x≥2时,求最小值]. 16. (10分)某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房. 经测算,如果将楼房建为[x(x]≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为[560+48x](单位:元). 为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=[购地总费用建筑总面积]) 17. (10分)已知[x,a,b,y]成等差数列,[x,c,d,y]成等比数列,求[(a+b)2cd]的取值范围. 18. (12分)已知关于[x]的不等式[2x+2x-a≥7]在[x∈(a,+∞)]上恒成立,求实数[a]的最小值. 数学问题解决离不开对已知条件、结论、结构、形式等变化, 通过变化变出公式的模型, 从而变化解题思路.基本不等式 是证明不等式、求函数最值的重要工具, 是由等式向不等式转化的桥梁, 在新教材中这一工具作用体现更明显, 解题中保证“一正、二定、三相等”, 且灵活变化 (添凑项) 使用基本不等式是成功解 (证) 题的关键. 一、加一项 例1 设x>0, 求函数 分析:若直接使用基本不等式消不掉x, 得不到常数, 即不满足定值这一条件, 可以通过添项解决. 解: 当 所以函数 例2 已知a、b都是正数, 求证 分析:直接运用基本不等式得不到等式右端, 可以通过添项创造条件使用基本不等式. 证明: 注:若直接使用基本不等式, 则无法消去变量x, 得不到常数, 即直接使用不可行时, 此时需对条件作结构上的变换, 通过添项, 创造条件寻求定值使用基本不等式. 二.减一项 例3 设x≥5 , 求函数 分析:若直接使用基本不等式, 可以消去x, 但等号无法取到, 通过变换, 减一项, 使基本不等式的条件等号取到, 部分使用不等式. 解:把条件变为 例4 设0<x≤1, 求函数 解:把条件变为 当0<x≤1时, 而 三、乘一项 例5 已知a, b∈R, x, y都是正数, 求证 分析:分子分母次数不对称, 不等式不能直接用, 故可以乘一项, 改变结构. 证明: 所以 例6 已知x>0, y>0, 且 解: 所以x+y的最小值16. 例7 已知2a2+b2=1, 求 解: 所以 注:通过乘一项, 转换已知条件, 特别是乘1, 是使用基本不等式中常用的方法. 四、除一项 例8 已知x>50, 求函数 分析:分子是一次而分母是二次, 可以通过换元变化, 同除分子 (分母) 中的变量使用不等式. 解:设x-50=t>0, 则 例9 设x>0, y>0, 且 解:由 而 所以 五、变一项 例10 已知x>y>0, 且xy=1, 求 分析:对分子变化, 向基本不等式结构转化, 灵活使用公式. 所以 由 解得 例11 设a>b>0, 求 分析:两个变量一次消不掉, 可以分步进行, 但要注意等号成立的条件要一致. 解法1:由 a=2b, 所以 解法2:因a2= (a-b+b) 2= (a-b) 2+2 (a-b) b+b2, 又a>b>0, 所以a-b>0, 故有a2≥4 (a-b) b, 所以 人教版必修五的基本不等式aba+b2是高中数学的重点内容,也是教学中的难点内容,学生在基本不等式的顺用和逆用解题时很容易出错,甚至还不知道错在哪里,这就给学生学习这个知识点带来了神秘色彩.现举出一个易错题例浅谈一下基本不等式的教与学. 例题:已知正数a,b满足2a+3b=1,求2a+3b的最小值. 典型错解:∵正数a,b满足2a+3b=1,∴2a+3b≥26ab① ,基本不等式应用中的常用变换方法 篇4
一类基本不等式应用错因分析 篇5