不等式基本不等式辅导讲义(含详细解答)
(完整版)不等式及其基本性质知识点复习及例题讲解
不等式的概念及其基本性质一、知识点复习:1. 用 不等号 连接起来的式子叫不等式;常见的不等号有“>,≥,<,≤,≠”。
2.不等式的基本性质:(1)不等式的两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号的方向不变。
如果a b >,那么c b c a +>+,c b c a ->-;(2)不等式的两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。
如果)0(>>c b a ,那么ac bc >,a b c c>; (3)不等式的两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变。
如果)0(<>c b a ,那么bc ac <,cb c a <; (4)如果a b >,那么b a <;(5)如果a b >,b c >,那么a c >。
二、经典题型分类讲解:题型1:考察不等式的概念1. (2017春金牛区校级月考)式子:①02>;②14≤+y x ;③03=+x ;④7-y ;⑤35.2>-m 。
其中不等式有( )A 、1个B 、2个C 、3个D 、4个题型2:考察不等式的性质2.(2017连云港四模)已知b a >,下列关系式中一定正确的是( )A 、22b a <B 、b a 22<C 、22+<+b aD 、b a -<-3. 若0a b <<,则下列式子:12a b +<+ ,1a b > , a b ab +< , 11a b<,其中正确的有( )A 、1个B 、2个C 、3个D 、4个4.下列说法不一定成立的是( )A .若a b >,则a c b c +>+B .若a c b c +>+,则a b >C .若a b >,则22ac bc >D .若22ac bc >,则a b >5.(2016秋太仓市校级期末)如果10<<x ,则下列不等式成立的是( )A 、x x x 12<<B 、x x x 12<<C 、21x x x <<D 、x x x <<21 题型3:利用不等式的性质确定字母的取值范围6. 已知关于x 的不等式2)1(>-x a 两边都除以a -1,得ax -<12,试化简:21++-a a 。
基本不等式教学讲义
基本不等式教学讲义ZHI SHI SHU LI 知识梳理 ) 1.重要不等式a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R )(当且仅当a =b 时等号成立). 2.基本不等式ab ≤a +b2(均值定理)(1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0;(2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时等号成立;(3)其中a +b2叫做正数a ,b 的算术平均数,ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.3.利用基本不等式求最大、最小值问题 (1)如果x ,y ∈(0,+∞),且xy =P (定值),那么当x =y 时,x +y 有最小值2P .(简记:“积定和最小”) (2)如果x ,y ∈(0,+∞),且x +y =S (定值),那么当x =y 时,xy 有最大值S 24.(简记:“和定积最大”)ZHONG YAO JIE LUN重要结论 ) 常用的几个重要不等式(1)a +b ≥2ab (a >0,b >0).(当且仅当a =b 时取等号) (2)ab ≤(a +b 2)2(a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)(3)(a +b 2)2≤a 2+b 22(a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)(4)b a +ab ≥2(a ,b 同号).(当且仅当a =b 时取等号). (5)21a +1b≤ab ≤a +b2≤a 2+b 22(a ,b >0当且仅当a =b 时取等号).SHUANG JI ZI CE双基自测) 1.下列结论正确的个数为( B ) (1)函数y =x +1x 的最小值为2.(2)x >0,y >0是x y +yx ≥2的充要条件.(3)若a >0,则a 3+1a 2的最小值为2a .(4)a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (a ,b ,c ∈R ). (5)当x ∈(0,π2)时,函数f (x )=sin x +4sin x ≥4.A .0B .1C .2D .3[解析] (1)、(2)、(3)、(5)都不正确,(4)正确,故选B . 2.已知a ,b ∈R +,且a +b =1,则ab 的最大值为( B ) A .1 B .14C .12D .22[解析] 因为a ,b ∈R +,所以1=a +b ≥2ab ,所以ab ≤14,当且仅当a =b =12时等号成立.故选B .3.(2018·陕西渭南期中)已知x >0,则函数y =4x +x 的最小值是( D )A .-18B .18C .16D .4[解析] 因为x >0,所以y =4x +x ≥2x ·4x =4,当且仅当x =2时取等号,所以函数y =4x+x 的最小值是4,故选D . 4.若x <0,则x +1x ( D )A .有最小值,且最小值为2B .有最大值,且最大值为2C .有最小值,且最小值为-2D .有最大值,且最大值为-2[解析] 因为x <0,所以-x >0,-x +1-x ≥21=2,当且仅当x =-1时,等号成立,所以x +1x≤-2. 5.(教材改编)若f (x )=x +1x -2(x >2)在x =n 处取得最小值,则n =( B )A .52B .3C .72D .4[解析] 由f (x )=x +1x -2=(x -2)+1x -2+2≥4,当且仅当x -2=1x -2>0,即x =3时,取得等号,故选B .6.(2017·江苏)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是30. [解析] 总费用为4x +600x ×6=4(x +900x )≥4×2900=240,当且仅当x =900x ,即x =30时等号成立.考点1 利用基本不等式求最值——多维探究角度1 配凑法求最值例1 (1)(2018·天津月考)已知a ,b 是正数,且4a +3b =6,则a (a +3b )的最大值是( C ) A .98B .94C .3D .9(2)已知x >54,则y =4x +14x -5的最小值为7,此时x =32.[解析] (1)∵a >0,b >0,4a +3b =6,∴a (a +3b )=13·3a (a +3b )≤13(3a +a +3b 2)2=13×(62)2=3,当且仅当3a =a +3b ,即a =1,b =23时,a (a +3b )的最大值是3.(2)∵x >54,∴4x -5>0.y =4x +14x -5=4x -5+14x -5+5≥2+5=7.当且仅当4x -5=14x -5,即x =32时上式“=”成立.即x =32时,y min =7.[易错警示] 求最值时忽视两项和或积为定值致错利用基本不等式求最值,在保证各项为正数的情况下,必须考虑两项和或两项积为定值,本题解答易忽视两项和为定值的条件,即错误解法为:a (a +3b )≤(a +a +3b2)2,当且仅当a =a +3b ,且4a +3b =6,即a =32,b =0时,a (a +3b )的最大值为94,从而错选B .[引申]把本例(2)中x >54,改为x <54,则y =4x +14x -5的最大值为3,此时x =1.[解析] 因为x <54,所以5-4x >0,则y =4x +14x -5=-(5-4x +15-4x)+5≤-2(5-4x )15-4x+5=-2+5=3.当且仅当5-4x =15-4x ,即x =1时,等号成立.故y =4x -2+14x -5的最大值为3.此时x =1.名师点拨 ☞拼凑法求最值的技巧(1)用均值定理求最值要注意三个条件:一正、二定、三相等.“一正”不满足时,需提负号或加以讨论,“二定”不满足时,需变形,“三相等”不满足时,可利用函数单调性. (2)求乘积的最值.同样要检验“一正、二定、三相等”,如例(2)的关键是变形,凑出积为常数.角度2 换元法求最值例2 求函数y =x -1x +3+x -1的最大值.[解析] 令t =x -1≥0,则x =t 2+1,所以y =t t 2+1+3+t =tt 2+t +4.当t =0,即x =1时,y =0; 当t >0时,即x >1时,y =1t +4t+1,因为t +4t ≥24=4(当且仅当t =2时取等号),所以y =1t +4t +1≤15,即y 的最大值为15(当t =2,即x =5时y 取得最大值).角度3 常数代换法求最值例3 (2018·辽宁师大附中期中)若正数x ,y 满足3x +y =5xy ,则4x +3y 的最小值为( C ) A .245B .285C .5D .6[解析] ∵x >0,y >0,3x +y =5xy , ∴3y +1x=5. ∴4x +3y =15(3y +1x )(4x +3y )=15(13+12x y +3y x )≥15(13+212x y ·3y x )=5.(当且仅当x =12,y =1时取等号).∴4x +3y 的最小值为5,故选C .名师点拨 ☞常数代换法的技巧(1)常数代换法就是利用常数的变形以及代数式与“1”的积、商都是自身的性质,通过代数式的变形构造和式或积式为定值,然后利用基本不等式求最值.(2)利用常数代换法求解最值应注意:①条件的灵活变形,常数化成1是代数式等价变形的基础;②利用基本不等式求最值时“一正、二定、三相等”的检验,否则容易出现错解. 〔变式训练1〕(1)(角度1)已知0<x <1,则x (4-3x )取得最大值时x 的值为23.(2)(角度1)(2018·山东临沂期中)设x >0,y >0,x +y =5,则1x +4y +1的最小值为32.(3)(角度2)函数y =x 2+2x -1(x >1)(4)(角度3)(2018·内蒙古集宁月考)已知a >0,b >0且a +2b =1,则2a +1b 的最小值为( A )A .8B .5C .4D .6[解析] (1)x (4-3x )=13(3x )(4-3x ),∵x <1,∴4-3x >0,∴x (4-3x )≤13[3x +(4-3x )2]2=43,最小值为43,此时3x =4-3x 即x =23.(2)解法一:∵x >0,y >0,x +y =5,∴x +(y +1)=6,∴1x +4y +1=16 [x +(y +1)](1x +4y +1 )=16 (5+y +1x +4x y +1 )≥16 (5+2y +1x ·4x y +1 )=32(当且仅当y +1=2x 即x =2,y =3时取等号)∴1x +4y +1的最小值为32.解法二:∵x >0,y >0,x +y =5, ∴1x +4y +1=1x +46-x =6+3x -x 2+6x , 令x +2=t ,则x =t -2(t >0), 从而1x +4y +1=3t -t 2+10t -16=310-(t +16t). ∵t +16t≥2t ·16t=8(当且仅当t =4时取等号), ∴0<10-(t +16t )≤2,∴310-(t +16t )≥32,∴1x +4y +1≥32(当且仅当x =2,y =3时取等号), ∴1x +4y +1的最小值为32. (3)y =x 2+2x -1=(x 2-2x +1)+2x -2+3x -1=(x -1)+3x -1+2≥23+2.当且仅当x -1=3x -1,即x =3+1时,等号成立.(4)∵a +2b =1,∴2a +1b =(2a +1b )(a +2b )=4+4b a +ab≥4+24b a ·a b =8,当且仅当4b a =ab且a +2b =1,即a =12,b =14时取等号,∴2a +1b的最小值为8,故选A .考点2 利用基本不等式求参数的范围——师生共研例4 若正数a ,b 满足ab =a +b +3,求: (1)ab 的取值范围; (2)a +b 的取值范围.[解析] (1)∵ab =a +b +3≥2ab +3, 令t =ab >0,∴t 2-2t -3≥0,∴(t -3)(t +1)≥0.∴t ≥3即ab ≥3,∴ab ≥9,当且仅当a =b =3时取等号. (2)∵ab =a +b +3,∴a +b +3≤(a +b2)2.今t =a +b >0,∴t 2-4t -12≥0,∴(t -6)(t +2)≥0. ∴t ≥6即a +b ≥6,当且仅当a =b =3时取等号. [答案] (1)[9,+∞) (2)[6,+∞)名师点拨 ☞利用方程的思想是解决此类问题的常规解法.另外,本例第二问也可用如下方法求解:由已知b =a +3a -1>0,∴a -1>0,∴a +b =a +a +3a -1=a +a -1+4a -1=a +1+4a -1=(a -1)+4a -1+2≥6.〔变式训练2〕(2018·齐鲁教科研协作体模拟)已知x >0,y >0,x +2y +2xy =8,则x +2y 的最小值是4. [解析] 解法一:∵x >0,y >0,x +2y +2xy =8. ∴(2y +1)(x +1)=9且x +1>0,2y +1>0 ∴x +2y =(2y +1)+(x +1)-2≥2(2y +1)·(x +1)-2=4.(当且仅当x =2,y =1时取等号)∴x +2y 的最小值为4.解法二:∵x >0,y >0,∴2xy ≤(2y +x 2)2=(2y +x )42(当且仅当x =2,y =1时取等号)又x +2y +2xy =8, ∴x +2y +(x +2y )42≥8∴(x +2y -4)(x +2y +8)≥0 ∴x +2y -4≥0,即x +2y ≥4 (当且仅当x =2,y =1时取等号) ∴x +2y 的最小值为4.解法三:∵x >0,y >0,x +2y +2xy =8 ∴x =8-2y 1+2y =92y +1-1,∴x +2y =92y +1+(2y +1)-2≥292y +1·(2y +1)-2=4(当且仅当y =1时取等号) ∴x +2y 的最小值为4.秒杀解法:x +2y +2xy =8,即x +2y +x ·2y =8.由条件及结论关于x 、2y 的对称性知当x =2y =2时x +2y 取最小值为4.考点3 利用基本不等式解决实际问题——师生共研例5 (2018·山东寿光期末)已知正四棱柱的底面边长为a ,高为h ,其所有顶点都在球O 的球面上,若该正四棱柱的侧面积为4,则球O 的表面积的最小值为22π.[解析] 正四棱柱的侧面积为4ah =4,故ah =1.体对角线长为外接球O 的直径,所以2R =a 2+a 2+h 2=2a 2+h 2≥22a 2h 2≥22,所以R ≥222,当且仅当2a 2=h 2时等号成立,则球O 的表面积为4πR 2≥4π×224=22π,所以球O 的表面积的最小值为22π.名师点拨 ☞应用基本不等式解决实际问题的步骤:①仔细阅读题目,深刻理解题意;②找出题目中的数量关系,并设出未知数,并用它表示其它的量,把要求最值的量设为函数;③利用基本不等式求出最值;④再还原成实际问题,作出解答.特别强调的一点是,当利用基本不等式时,若等号成立的条件不具备,则利用函数的单调性求解. 〔变式训练3〕(2018·云南师大附中月考)高三学生在新的学期里,刚刚搬入新教室,随着楼层的升高,上下楼耗费的精力增多,因此不满意度升高,当教室在第n 层楼时,上下楼造成的不满意度为n ,但高处空气清新,嘈杂音较小,环境较为安静,因此随教室所在楼层升高,环境不满意度降低,设教室在第n 层楼时,环境不满意度为8n ,则同学们认为最适宜的教室应在( B )A .2楼B .3楼C .4楼D .8楼[解析] 解法一:由题意知,同学们总的不满意度y =n +8n≥2n ·8n =42,当且仅当n =8n,即n =22≈3时,不满意度最小,所以同学们认为最适宜的教室应在3楼. 解法二:代入法,分别n =2,3,4,8,比较n +8n的大小,即选C .基本不等式的综合应用例6 (1)(2018·辽宁丹东五校协作体联考)已知函数f (x )=|ln x |.若0<a <b ,且f (a )=f (b ),则a +4b 的取值范围是( B ) A .(4,+∞) B .[4,+∞) C .(5,+∞)D .[5,+∞)(2)(2018·安徽淮南一中等五校联考)已知正项等比数列{a n }(n ∈N *)满足a 5=a 4+2a 3.若存在两项a m ,a n 使得a m a n =8a 1,则1m +9n 的最小值为( B )A .1B .2C .3D .4[解析] (1)由题意知ln a =-ln b ,即ln(ab )=0, ∴ab =1,∴a +4b ≥24ab =4(当且仅当a =2,b =12时取等号)故选B .(2)由等比数列的性质可知q 2-q -2=0(q 为等比数列的公比),∴q =2,a m a n =8a 1⇒a 21q m +n -2=64a 21,∴m +n -2=6即m +n =8,又m 、n ∈N *,∴1m +9n =18·(m +n )(1m +9n )=18(10+nm+9m n )≥18(10+2n m ·9m n )=2.(当且仅当m =2,n =6时取等号).∴1m +9n的最小值是2.故选B .名师点拨 ☞基本不等式的综合问题的解法:利用相关知识确定某等量关系,在此条件下用基本不等式求解某些最值问题. 〔变式训练4〕(1)(2018·甘肃嘉峪关一中模拟)已知a ≠0,直线ax +(b +2)y +4=0与直线ax +(b -2)-3=0互相垂直,则ab 的最大值等于( B ) A .0 B .2 C .4D .2(2)(2018·河北衡水中学调研五)若在函数f (x )=ax 2+bx (a >0,b >0)的图象上点(1,f (1))处的切线斜率为2,则8a +bab 的最小值是( B )A .10B .9C .8D .32[解析] (1)由题意知a 2+(b -2)(b +2)=0,即a 2+b 2=4. ∴ab ≤a 2+b 22=2(当且仅当a =b =2或-2时取等号)故选B .(2)由题意知f ′(x )=2ax +b ,又f ′(1)=2,∴2a +b =2, ∴8a +b ab =1a +8b =12(2a +b )(1a +8b ), =12(10+b a +16a b )≥12(10+2b a ·16ab)=9 (当且仅当a =13,b =43时取等号),故选B .。
基本不等式完整版(非常全面)
28基本不等式专题辅导222、基本不等式一般形式(均值不等式) 若 a,b R ,则 a b 2 ab3、基本不等式的两个重要变形 (1)若 a,b R *,则2总结:当两个正数的积为定植时,它们的和有最小值; 当两个正数的和为定植时,它们的积有最小值;a b6、柯西不等式(1)若 a, b,c, d R ,则(a 2 b 2)(c 2 d 2) (ac bd )2 (2) 若 a 1, a 2, a 3, bi, b 2, b 3 R ,则有:22 2 2 2 22(a 1 a 2a 3 )(柑b ?b 3 ) (aQ a ?b 2 a s b s )(3) 设a 1,a 2, ,a n 与db, ,b 是两组实数,则有222p222佝 a 2a . )(0b 2 b n )(日山 a 2b 2a nb n )一、知识点总结 1、基本不等式原始形式 二、题型分析题型一:利用基本不等式证明不等式(1)若 a,b R ,则 a 2b 22ab1、设a,b 均为正数,证明不等式:、.ab 二(2)右 a, b R ,则 aba,b,c 为两两不相等的实数,(2)若 a, b R ,则 abb 2ab bc ca4、求最值的条件:“一正, 二定,三相等”5、常用结论1(1)若 x 0,则 x — 2 (当且仅当 x 1时取“=”)x1 (2)若 x 0,则 X -2 (当且仅当 x 1时取“=”)X(3)若 ab 0,则--2 (当且仅当a b 时取“=”)b a2 2(4)若 a, b R ,则 ab(旦 b)2 a b2 2(5)若 a, b R ,贝U1. a ab ba 2b 2 v ------1 122(1 已知aa,b,ca )(1 1, 求证:b)(1 c) 8abca, b, c R4 2x 46、( 2013年新课 标H 卷数学(理)选修4— 5 :不等式选 讲 设a,b,c 均为正数,且a b c 1,证明:(i) ab bc ca 1 3;(2 , 2 2a b c , n)1.b c a7、( 2013年江苏卷(数学) 选修4— 5 :不等式选u 讲已知 a b 0,求证:2a 3 b 3 2ab 2 a 2b 题型二:利用不等式求函数值域1、求下列函数的值域(1)y 3x22x(2) y x(4 x)1(3) y x(x 0)x(4) y1 x —(x 0)x题型三:利用不等式求最值(一)(凑项)1、已知x 2,求函数y2x 4 2x 4的最小值;变式1 :已知x 2,求函数y2x4 2x 4的最小值;变式2:已知x 2,求函数y 2x的最大值;题型四:利用不等式求最值(二)(凑系数)1、当LI ,…一时,求y x(82x)的最大值;3、求函数y 2x 15 2x(- x -)的最大值;2 2(提示:平方,利用基本不等式)变式1:当「I —.二时,求y 4x(8 2x)的最大值;变式:求函数y . 4x 3 11 4x(3 x W)的最大值;443变式2:设0 x ,求函数y 4x(32x)的最大值。
基本不等式-解析版
基本不等式-解析版在初等数学中,基本不等式是我们解决不等式问题的重要工具之一。
它通过对不等式式子的性质进行分析,帮助我们得到更精确的解答。
本文将详细解析基本不等式的相关概念和解题方法,希望能为读者提供全面的理解和应用。
一、不等式的定义与性质不等式是数学中的一种关系表达式,用于表示两个数量的大小关系。
与等式不同,不等式存在"大于"(>)、"小于"(<)、"大于等于"(≥)和"小于等于"(≤)等多种符号。
我们常常需要根据不等式的性质来判断其解的范围。
例如,对于不等式3x + 2 > 7,我们可以通过移项、化简等操作得到其解为x > 1。
这里的解x > 1表示所有满足不等式的x的取值范围。
根据不等式的性质,我们可以总结出以下几点:1. 若a > b,且c > 0,则ac > bc;2. 若a > b,且c < 0,则ac < bc;3. 若a > b,c > 0,则a/c > b/c(前提是除数c不为0);4. 若a > b,c < 0,则a/c < b/c(前提是除数c不为0);5. 若a > b,c > d,则a + c > b + d。
通过这些性质,我们可以在解决不等式问题时进行合理的推导和转化,得到更加准确的答案。
二、基本不等式1. 一元一次不等式一元一次不等式指的是只有一个未知数x,并且该未知数的最高次数为1的不等式。
其一般形式为ax + b > 0或ax + b < 0。
解决一元一次不等式时,我们需要根据系数a的正负及未知数的系数b的大小,分别进行讨论和求解。
例如,对于不等式2x - 1 > 5,我们可以先将其转化为2x > 6,然后得到x > 3。
因此,该不等式的解为x > 3。
专题18 基本不等式(解析版)
专题18 基本不等式(解析版)基本不等式(解析版)不等式是数学中一种常见的关系表达形式,通常用来描述数值之间的大小关系。
基本不等式是指一些在数学中常用的不等式,这些不等式经过解析和推导后,可以得到一些有用的性质和结论。
本文将介绍一些常见的基本不等式,并探讨它们在数学中的应用。
一、一元一次不等式首先我们来看一元一次不等式。
一元一次不等式是指只包含一个未知数的一次函数不等式。
其中最常见的类型是形如ax + b > 0的一元一次不等式。
解这类不等式的方法与求一元一次方程类似,需要对x的取值范围进行分析,得出不等式的解集。
二、一元二次不等式一元二次不等式是指包含一个未知数的二次函数不等式。
解决一元二次不等式时,一种常见的方法是将其转化为标准形式,并利用一元二次方程的性质来解决。
同时要注意一元二次不等式在两边乘以负数时,不等号需反向转换。
三、绝对值不等式绝对值不等式是指包含绝对值符号的不等式。
解绝对值不等式通常需要将不等式分为两种情况进行讨论,一种是当绝对值内的表达式大于等于0,另一种是当绝对值内的表达式小于0。
这样可以得到两个关于未知数x的不等式,再根据这两个不等式解出x的取值范围。
四、加减平均不等式加减平均不等式是数学中常见的一种基本不等式。
它表示若有若干个数a1、a2、……、an,则它们的算术平均数大于等于几何平均数,并等号在且仅在这些数全相等的情况下成立。
也就是说,对于非负数a1、a2、……、an,有(a1+a2+……+an)/n ≥ (a1⋅a2⋅……⋅an)^(1/n)。
五、柯西-施瓦茨不等式柯西-施瓦茨不等式是一种在数学分析和线性代数中常用的不等式。
对于两个n维向量a=(a1,a2,…,an)和b=(b1,b2,…,bn),柯西-施瓦茨不等式可以表示为|(a1b1+a2b2+…+anbn)|≤√(a1^2+a2^2+…+an^2)⋅√(b1^2+b2^2+…+bn^2)。
柯西-施瓦茨不等式的应用领域很广,包括向量空间中的内积、数列中的收敛性等。
不等式-基本不等式辅导讲义(含详细解答)
例题1证明 ∵x >0,y >0,z >0,∴y x +z x ≥2 yz x >0,x y +z y ≥2 xzy >0, x z +y z ≥2 xyz >0, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫y x +z x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +z y ⎝ ⎛⎭⎪⎫x z +y z ≥ 8 yz ·xz ·xyxyz=8.当且仅当x =y =z 时等号成立.训练1解:∵x ,y 都是正数 ∴yx >0,x y >0,x 2>0,y 2>0,x 3>0,y 3>0(1)xyy x x y y x ⋅≥+2=2即x y y x +≥2.(2)x +y ≥2xy >0 x 2+y 2≥222y x >0 x 3+y 3≥233y x >0∴(x +y )(x 2+y 2)(x 3+y 3)≥2xy ·222y x ·233y x =8x 3y 3即(x +y )(x 2+y 2)(x 3+y 3)≥8x 3y 3.例题2解析 (1)由x 2-3xy +4y 2-z =0,得z =x 2-3xy +4y 2, ∴xy z =xy x 2-3xy +4y 2=1x y +4yx -3. 又x ,y ,z 为正实数,∴x y +4yx ≥4, 当且仅当x =2y 时取等号,此时z =2y 2. ∴2x +1y -2z =22y +1y -22y 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1y 2+2y=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1y -12+1,当1y =1,即y =1时,上式有最大值1.(2)∵x >0,y >0,∴x +y =(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2y = 4+2⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +y x ≥4+4x y ·yx =8.当且仅当x y =yx ,即x =y =4时取等号. 答案 (1)B (2)D训练2解析 (1)由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,∴3x +4y =(3x +4y )⎝ ⎛⎭⎪⎫15y +35x =95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5(当且仅当3x 5y =12y 5x ,即x=1,y=12时,等号成立),∴3x+4y的最小值是5.(2)由x>0,y>0,得4x2+9y2+3xy≥2×(2x)×(3y)+3xy(当且仅当2x=3y时等号成立),∴12xy+3xy≤30,即xy≤2,∴xy的最大值为2.答案(1)C(2)C解析由32+x+32+y=1可化为xy=8+x+y,∵x,y均为正实数,∴xy=8+x+y≥8+2xy(当且仅当x=y时等号成立),即xy-2xy-8≥0,解得xy≥4,即xy≥16,故xy的最小值为16.答案 D课堂练习1、解析因为ab>0,即ba>0,ab>0,所以ba+ab≥2ba×ab=2.答案 C2、解析由题意1a+1b=a+ba+a+bb=2+ba+ab≥2+2ba×ab=4,当且仅当ba=ab,即a=b=12时,取等号,所以最小值为4.答案 C3、解析y=x-4+9x+1=x+1+9x+1-5,由x>-1,得x+1>0,9x+1>0,所以由基本不等式得y=x+1+9x+1-5≥2(x+1)×9x+1-5=1,当且仅当x+1=9x+1,即(x+1)2=9,所以x+1=3,即x=2时取等号,所以a=2,b=1,a+b=3.答案 C4、解析(1+2a)(1+b)=5+2a+b≥5+22ab=9.当且仅当2a=b,即a=1,b =2时取等号.答案9解析 ∵x >0,y >0且1=x 3+y4≥2xy 12,∴xy ≤3.当且仅当x 3=y 4,即当x =32,y=2时取等号. 答案 3解析 ∵y =a 1-x 恒过点A (1,1),又∵A 在直线上,∴m +n =1.而1m +1n =m +n m +m +n n =2+n m +m n ≥2+2=4,当且仅当m =n =12时,取“=”,∴1m +1n 的最小值为4. 答案 4课后作业1、答案 C2、答案 A解析 由题意知,a <0,b a =-56,-1a =16,∴a =-6,b =5.∴x 2-5x +6<0的解是(2,3).3、答案 C解析 作出可行域如图所示 .由于2x +y =40、x +2y =50的斜率分别为-2、-12,而3x +2y =0的斜率为-32,故线性目标函数的倾斜角大于2x +y =40的倾斜角而小于x +2y =50的倾斜角,由图知,3x +2y =z 经过点A (10,20)时,z 有最大值,z 的最大值为70.4、答案 A解析 x -1x ≥2⇔x -1x -2≥0⇔-x -1x≥0⇔x +1x ≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x (x +1)≤0x ≠0⇔-1≤x <0. 5、答案 A解析 ∵ab -(a +b )=1,ab ≤(a +b 2)2,∴(a +b 2)2-(a +b )≥1,它是关于a +b 的一元二次不等式,解得a +b ≥2(2+1)或a +b ≤2(1-2)(舍去). ∴a +b 有最小值2(2+1).又∵ab -(a +b )=1,a +b ≥2ab ,∴ab -2ab ≥1,它是关于ab 的一元二次不等式, 解得ab ≥2+1,或ab ≤1-2(舍去), ∴ab ≥3+22,即ab 有最小值3+2 2.6、答案 A 解析不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)取得最大值12,即4a +6b =12,即2a +3b =6,而2a +3b =(2a +3b )·2a +3b 6=136+(b a +a b )≥136+2=256(a =b=65时取等号).7、答案 [-1,0]解析 由f (x )=2x 2-2ax -a -1的定义域为R .可知2x 2-2ax -a ≥1恒成立,即x 2-2ax -a ≥0恒成立,则Δ=4a 2+4a ≤0,解得-1≤a ≤0.8答案 3解析 由x -2y +3z =0,得y =x +3z 2,将其代入y 2xz,得x 2+9z 2+6xz 4xz ≥6xz +6xz 4xz =3,当且仅当x =3z 时取“=”,∴y 2xz的最小值为3.。
(完整版)不等式基本概念讲义
第五章不等式一、不等式的定义:1、一般地,用不等号表示不相等关系的式子叫做不等式,常见的不等号有“〉”“<”“≤”“≥”及“≠”五种.2、不等号所表示的意义特征3、常见的符号表示:(1)a是正数表示为a>0,a是负数表示为a〈0,(2)a是非负数表示为a≥0,a是非正数表示为a≤0,(3)a,b同号表示为ab〉0,a,b是异号表示为ab〈0。
例1、在下列各式中,是不等式的有__________①—3x〉0; ②4x+3y〉0;③x=4;④a+b+c;⑤x+y=7;⑥1〉8;⑦2≠2提示:判断一个式子是不是不等式从形式上看,只要这个式子是用不等号连接的就是不等式(不管对错)例2、数学表达式中:①a2≥0;②5p—6q〈0;③x—6=0;④7x+7y-1>9;⑤x≠3;⑥800,是不等式的有_____________二、不等式的解与解集1、不等式的解:能使不等式成立的未知数的值叫做不等式的解(不等式的解是一个具体的数值)2、不等式的解集:一般地,一个含有未知数的不等式的所有解,组成这个不等式的解集.(不等式的解集是一个集合,一个范围,包含不等式的每一个解)3、解不等式:求不等式解集的过程叫做解不等式。
例1、判断下列说法是否正确,并说明理由(1)x=3是不等式3x≥9的解集()(2)不等式3x≥9的解为3()(3)x=3是不等式3x≥9的一个解( )(4)x≥3是不等式3x≥9的解()(5)不等式3x≥9的解集是x≥3( )三、不等式解集的表示方法(1)一般形式:用x〉a,或x<a或x≥a或x≤a的形式表示出来的形式。
(2)数轴表示法(最容易理解的方法):不等式的解集表示的是未知数的取值范围,所以不等式的解可以表示在数轴上。
注意!!!用数轴表示不等式的解集是首先要“两定”:①定边界点(注意是实心还是空心)有等号需要的是实心圆点,没有等号用空心圆圈;②定方向:大于号开口向右,小于号开口向左。
第2节 基本不等式--2025年高考数学复习讲义及练习解析
第二节基本不等式1.基本不等式:ab ≤a +b 2.(1)基本不等式成立的条件:01a >0,b >0.(2)等号成立的条件:当且仅当02a =b 时,等号成立.(3)其中03a +b2叫做正数a ,b 的算术平均数,04ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.2.几个重要的不等式(1)a 2+b 205≥2ab (a ,b ∈R ).(2)b a +ab 06≥2(a ,b同号).(3)(a ,b ∈R ).(a ,b ∈R ).以上不等式等号成立的条件均为09a =b .3.利用基本不等式求最值(1)已知x ,y 都是正数,如果积xy 等于定值P ,那么当10x =y 时,和x +y 有最小值112P .(简记:积定和最小)(2)已知x ,y 都是正数,如果和x +y 等于定值S ,那么当12x =y 时,积xy 有最大值1314S 2.(简记:和定积最大)注意:(1)利用基本不等式求最值应满足三个条件“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)形如y =x +ax (a >0)的函数求最值时,首先考虑用基本不等式,若等号取不到,再利用该函数的单调性求解.1.连续使用基本不等式求最值要求每次等号成立的条件要一致.2.若a >0,b >0,则21a +1b ≤ab ≤a +b2≤a 2+b 22,当且仅当a =b 时,等号成立.3.常见求最值的模型模型一:mx +nx≥2mn (m >0,n >0,x >0),当且仅当x =nm时,等号成立;模型二:mx +n x -a =m (x -a )+nx -a +ma ≥2mn +ma (m >0,n >0,x >a ),当且仅当x -a =n m时,等号成立;模型三:xax 2+bx +c =1ax +b +c x ≤12ac +b(a >0,c >0,x >0),当且仅当x =ca时,等号成立;模型四:x (n -mx )=mx (n -mx )m ≤1m ·>0,n >0,0<x 当且仅当x =n 2m时,等号成立.4.三个正数的均值不等式:若a ,b ,c >0,则a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立.1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)y =x +1x 的最小值是2.()(2)|b a +a b |≥2.()(3)已知0<x <12,则x (1-2x )的最大值为18.()(4)函数f (x )=sin x +4sin x 的最小值为4.()答案(1)×(2)√(3)√(4)×2.小题热身(1)设a >0,则9a +1a 的最小值为()A .4B .5C .6D .7答案C 解析9a +1a≥29a ·1a =6,当且仅当9a =1a ,即a =13时,等号成立.(2)矩形两边长分别为a ,b ,且a +2b =6,则矩形面积的最大值是()A .4 B.92C.322D .2答案B解析依题意,可得a >0,b >0,则6=a +2b ≥2a ·2b =22·ab ,当且仅当a =2b 时取等号,所以ab ≤628=92,即矩形面积的最大值为92.故选B.(3)(2024·河南郑州高三模拟)已知实数a >0,b >0,a +b =2,则1a +ab 的最小值为________.答案12+2解析1a +a b =12×a +b a +a b =12+b 2a +a b ≥12+2b 2a ·a b =12+2,当且仅当b 2a =ab,即a =22-2,b =4-22时,等号成立.(4)(人教A 必修第一册习题2.2T1(2)改编)函数y =x (3-2x )(0≤x ≤1)的最大值是________.答案98解析因为0≤x ≤1,所以3-2x >0,所以y =12·2x ·(3-2x )≤122x +(3-2x )22=98,当且仅当2x =3-2x ,即x =34时取等号.(5)(人教A 必修第一册复习参考题2T5改编)已知a ,b >0,且ab =a +b +3,则ab 的取值范围为________.答案[9,+∞)解析因为a,b>0,所以ab-3=a+b≥2ab,于是ab-2ab-3≥0,解得ab≤-1(舍去)或ab≥3,所以ab≥9,当且仅当a=b=3时,等号成立,所以ab的取值范围是[9,+∞).考点探究——提素养考点一利用基本不等式求最值(多考向探究)考向1配凑法求最值例1(1)(2024·福建福州四校高三期中联考)已知0<x<2,则y=x4-x2的最大值为() A.2B.4C.5D.6答案A解析因为0<x<2,所以y=x4-x2=x2(4-x2)≤x2+(4-x2)2=2,当且仅当x2=4-x2,即x=2时,等号成立,即y=x4-x2的最大值为2.故选A.(2)函数y=x2+3x+3x+1(x<-1)的最大值为()A.3B.2C.1D.-1答案D解析y=x2+3x+3x+1=(x+1)2+(x+1)+1x+1=--(x+1)+1-(x+1)+1≤-1=-1,当且仅当x+1=1x+1=-1,即x=-2时,等号成立.故选D.【通性通法】配凑法求最值的关键点【巩固迁移】1.函数y =3x ()A .8B .7C .6D .5答案D解析因为x >13,所以3x -1>0,所以y =3x +43x -1=(3x -1)+43x -1+1≥2(3x -1)·43x -1+1=5,当且仅当3x -1=43x -1,即x =1时,等号成立,故函数y =3x 值为5.故选D.2.(2023·浙江杭州高三教学质量检测)已知a >1,b >1,且log 2a =log b 4,则ab 的最小值为()A .4B .8C .16D .32答案C解析∵log 2a =log b 4,∴12log 2a =log b 4,即log 2a =2log 24log 2b ,∴log 2a ·log 2b =4.∵a >1,b >1,∴log 2a >0,log 2b >0,∴log 2(ab )=log 2a +log 2b ≥2log 2a ·log 2b =4,当且仅当log 2a =log 2b =2,即a =b =4时取等号,所以ab ≥24=16,当且仅当a =b =4时取等号,故ab 的最小值为16.故选C.考向2常数代换法求最值例2(1)已知0<x <1,则9x +161-x 的最小值为()A .50B .49C .25D .7答案B解析因为0<x <1,所以9x +161-x =(x +1-x )25+9(1-x )x+16x 1-x ≥25+29(1-x )x ·16x 1-x =49,当且仅当9(1-x )x=16x 1-x ,即x =37时,等号成立,所以9x +161-x 的最小值为49.故选B.(2)已知a >0,b >0,a +2b =3,则1a +1b 的最小值为()A.223B.233C .1+223D .1+233答案C解析因为a +2b =3,所以13a +23b =1,+23b =13+23+a 3b +2b 3a≥1+2a 3b ·2b3a=1+223,当且仅当a 3b =2b3a ,即a =3(2-1),b =3(2-2)2时,等号成立.故选C.【通性通法】常数代换法求最值的基本步骤【巩固迁移】3.若正实数x ,y 满足2x +y =9,则-1x -4y 的最大值是()A.6+429B .-6+429C .6+42D .-6-42答案B解析因为1x +4y =19x +y )+y x +8x y+6+429,当且仅当y x =8xy ,即x =9(2-1)2,y =9(2-2)时,等号成立,所以-1x -4y ≤-6+429.故选B.4.(2024·湖北荆门三校高三联考)已知实数a ,b 满足lg a +lg b =lg (a +2b ),则2a +b 的最小值是()A .5B .9C .13D .18答案B解析由lg a +lg b =lg (a +2b ),可得lg (ab )=lg (a +2b ),所以ab =a +2b ,即2a +1b =1,且a >0,b >0,则2a +b =(2a +b 5+2b a +2ab ≥5+22b a ·2a b =9,当且仅当2b a =2ab,即a =b =3时,等号成立,所以2a +b 的最小值为9.故选B.考向3消元法、换元法求最值例3(1)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是()A.14B.45C.255D .2答案B解析因为5x 2y 2+y 4=1,所以x 2=1-y 45y 2,又x 2≥0,所以y 2∈(0,1],所以x 2+y 2=y 2+1-y 45y2=4y 4+15y 2=y 2≥15×24y 2·1y 2=45,当且仅当4y 2=1y 2,即y 2=12,x 2=310时取等号,所以x 2+y 2的最小值是45.故选B.(2)(2024·浙江嘉兴第一中学高三期中)若x >0,y >0,且1x +1+1x +2y=1,则2x +y 的最小值为()A .2B .23C.12+3D .4+23答案C解析设x +1=a ,x +2y =b ,则x =a -1,y =b -a +12,且a >0,b >0,则1a +1b =1,2x +y=2(a -1)+b -a +12=3a +b 2-32,而3a +b =(3a +b 4+3a b +ba ≥4+23a b ·ba=4+23,当且仅当3a b =ba ,即a =3+33,b =3+1时,等号成立,则2x +y ≥4+232-32=12+ 3.故选C.【通性通法】当所求最值的代数式中变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.【巩固迁移】5.(2023·江苏南京高三调研)设a ≥0,b ≥0,且2a +b =1,则ab 的最小值为__________.答案解析因为2a +b =1,所以a =(b -1)24,所以a b =(b -1)24b=b 4+14b -12≥2b 4·14b-12=0,当且仅当a =0,b =1时取等号.6.(2024·湖北襄阳五中高三质量检测)若正数a ,b 满足2a +b =1,则a 2-2a +b2-b的最小值是________.答案223-12解析设u =2-2a ,v =2-b ,则a =2-u 2,b =2-v ,则u +v =3(u >0,v >0),所以a 2-2a +b2-b=1-12u u+2-v v =1u +2v -32=13(u +v 32+v u +-32+321+223-32=223-12,当且仅当v =6-32,u =32-3时,等号成立,所以a 2-2a +b 2-b 的最小值为223-12.考向4“和”“积”互化求最值例4(多选)设a >1,b >1,且ab -(a +b )=1,那么()A .a +b 有最小值22+2B .a +b 有最大值22-2C .ab 有最大值3-22D .ab 有最小值3+22答案AD解析∵a >1,b >1,∴ab -1=a +b ≥2ab ,当a =b 时取等号,即ab -2ab -1≥0,解得ab ≥2+1,∴ab ≥(2+1)2=3+22,∴ab 有最小值3+2 2.又ab ,当a =b 时取等号,∴1=ab -(a +b )-(a +b ),即(a +b )2-4(a +b )≥4,则[(a +b )-2]2≥8,解得a +b -2≥22,即a +b ≥22+2,∴a +b 有最小值22+2.故选AD.【通性通法】“和”“积”互化求最值的方法(1)基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,因此可以用在一些不等式的证明中,还可以用于求代数式的最值.(2)如果条件中含有两个变量的和与积的形式,可以直接利用基本不等式对两个正数的和与积进行转化,然后通过解不等式进行求解,或者通过构造一元二次方程,利用根的分布解决问题.【巩固迁移】7.正实数x ,y 满足4x 2+y 2+xy =1,则xy 的最大值为________,2x +y 的最大值为________.答案152105解析∵1-xy =4x 2+y 2≥4xy ,∴5xy ≤1,∴xy ≤15,当且仅当y =2x ,即x =1010,y =105时取等号.∵4x 2+y 2+xy =1,∴(2x +y )2-3xy =1,∴(2x +y )2-1=3xy =32·2x ·y,即(2x +y )2-1≤38(2x +y )2,∴(2x +y )2≤85,∴2x +y ≤2105,当且仅当2x =y ,即x =1010,y=105时取等号.考点二基本不等式的综合应用例5(2024·河南濮阳外国语学校模拟)若对任意正数x ,不等式2x 2+4≤2a +1x恒成立,则实数a 的取值范围为()A .[0,+∞) B.-14,+∞C.14,+∞ D.12,+∞答案B解析依题意得,当x >0时,2a +1≥2x x 2+4=2x +4x恒成立,又x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号,所以2x +4x 的最大值为12,所以2a +1≥12,解得实数a 的取值范围为-14,+故选B.【通性通法】1.利用基本不等式求参数的值或范围时,要观察题目的特点,先确定是恒成立问题还是有解问题,再利用基本不等式确定等号成立的条件,最后通过解不等式(组)得到参数的值或范围.2.当基本不等式与其他知识相结合时,往往是为其他知识提供一个应用基本不等式的条件,然后利用常数代换法求最值.【巩固迁移】8.在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,若AC 边上的中线BD 的长为3,则△ABC 面积的最大值是()A .6B .12C .18D .24答案A解析设AB =AC =2m ,BC =2n ,因为∠ADB =π-∠CDB ,所以m 2+9-4m 26m =-m 2+9-4n 26m,整理得m 2=9-2n 2.设△ABC 的面积为S ,则S =12BC =12×2n ×4m 2-n 2=3n 4-n 2=3n 2(4-n 2)≤3×n 2+4-n 22=6,当且仅当n =2时,等号成立.故选A.考点三基本不等式的实际应用例6网店和实体店各有利弊,两者的结合将在未来一段时期内成为商业的一个主要发展方向.某品牌行车记录仪支架销售公司从2022年10月起开展网络销售与实体店体验安装结合的销售模式.根据几个月运营发现,产品的月销量x (万件)与投入实体店体验安装的费用t (万元)之间满足函数关系式x =3-2t +1.已知网店每月固定的各种费用支出为3万元,产品每1万件进货价格为32万元,若每件产品的售价定为“进货价的150%”与“平均每件产品的实体店体验安装费用的一半”之和,则该公司最大月利润是________万元.答案37.5解析由题意知t =23-x-1(1<x <3),设该公司的月利润为y 万元,则y -32x -3-t =16x -t 2-3=16x -13-x +12-3=45.5-16(3-x )+13-x ≤45.5-216=37.5,当且仅当x =114时取等号,即最大月利润为37.5万元.【通性通法】利用基本不等式解决实际应用问题的技巧【巩固迁移】9.一家商店使用一架两臂不等长的天平称黄金.一位顾客到店里购买10g 黄金,售货员先将5g 的砝码放在天平左盘中,取出一些黄金放在天平右盘中使天平平衡;再将5g 的砝码放在天平右盘中,再取出一些黄金放在天平左盘中使天平平衡;最后将两次称得的黄金交给顾客.若顾客实际购得的黄金为m g ,则()A .m >10B .m =10C .m <10D .以上都有可能答案A解析由于天平两臂不等长,可设天平左臂长为a ,右臂长为b ,则a ≠b ,设先称得黄金为xg ,后称得黄金为y g ,则bx =5a ,ay =5b ,∴x =5a b ,y =5b a ,∴x +y =5a b +5ba=5×2a b ·b a =10,当且仅当a b =ba,即a =b 时,等号成立,但a ≠b ,等号不成立,即x +y >10.因此顾客实际购得的黄金克数m >10.故选A.课时作业一、单项选择题1.当x <0时,函数y =x +4x ()A .有最大值-4B .有最小值-4C .有最大值4D .有最小值4答案A解析y =x +4x=-(-x )-4,当且仅当x =-2时,等号成立.故选A.2.(2023·陕西咸阳高三模拟)已知x >0,y >0,若2x +y =8xy ,则xy 的最小值是()A.18B.14C.24D.22答案A解析因为2x +y ≥22xy ,所以8xy ≥22xy ,解得xy ≥18,当且仅当2x =y ,即x =14,y =12时,等号成立.故选A.3.已知F 1,F 2是椭圆C :x 29+y 24=1的两个焦点,点M 在C 上,则|MF 1|·|MF 2|的最大值为()A .13B .12C .9D .6答案C解析由椭圆的定义可知,|MF 1|+|MF 2|=2a =6.由基本不等式可得|MF 1|·|MF 2|=9,当且仅当|MF 1|=|MF 2|=3时,等号成立.故选C.4.(2024·浙江绍兴第一中学高三期中)已知直线ax +by -1=0(ab >0)过圆(x -1)2+(y -2)2=2024的圆心,则1a +1b 的最小值为()A .3+22B .3-22C .6D .9答案A解析由圆的方程知,圆心为(1,2).∵直线ax +by -1=0(ab >0)过圆的圆心,∴a +2b =1(ab >0),∴1a +1b =(a +2b )=3+a b +2ba≥3+2a b ·2b a=3+当且仅当a b =2ba,即a =2b ,∴1a +1b的最小值为3+2 2.故选A.5.(2023·湖南五市十校联考)原油作为“工业血液”“黑色黄金”,其价格的波动牵动着整个化工产业甚至世界经济.小李在某段时间内共加油两次,这段时间燃油价格有升有降,现小李有两种加油方案:第一种方案是每次加油40升,第二种方案是每次加油200元,则下列说法正确的是()A .第一种方案更划算B .第二种方案更划算C .两种方案一样D .无法确定答案B解析设小李这两次加油的油价分别为x 元/升、y 元/升(x ≠y ),则第一种方案:两次加油的平均价格为40x +40y 80=x +y 2>xy ,第二种方案:两次加油的平均价格为400200x +200y =2xyx +y <xy ,故无论油价如何起伏,第二种方案都比第一种方案更划算.故选B.6.(2023·浙江杭州调研)对任意m ,n ∈(0,+∞),都有m 2-amn +2n 2≥0,则实数a 的最大值为()A .4 B.92C.2D .22答案D 解析由m 2-amn +2n 2≥0得m 2+2n 2≥amn ,即a ≤m 2+2n 2mn=m n +2n m 恒成立,因为m n +2nm≥2m n ·2n m =22,当且仅当m n =2nm,即m =2n 时取等号,所以a ≤22,故实数a 的最大值为2 2.故选D.7.(2024·浙江名校协作体高三模拟)设x ,y 为正实数,若2x +y +2xy =54,则2x +y 的最小值是()A .4B .3C .2D .1答案D解析因为x ,y 为正实数,且54=2x +y +2xy =(2x +1)(y +1)-1,令m =2x +1,n =y +1,则mn =94,所以2x +y =m +n -2≥2mn -2=1,当且仅当m =n ,即y =12,x =14时取等号.故选D.8.(2024·湖北襄阳第四中学高三适应性考试)若a ,b ,c 均为正数,且满足a 2+2ab +3ac +6bc =1,则2a +2b +3c 的最小值是()A .2B .1C.2D .22答案A解析因为a 2+2ab +3ac +6bc =1,所以a (a +2b )+3c (a +2b )=(a +2b )(a +3c )=1,又a ,b ,c 均为正数,(a +2b )(a +3c )=(2a +2b +3c )24,当且仅当a +2b =a +3c =1时取等号,所以(2a+2b+3c)24≥1,即2a+2b+3c≥2.故选A.二、多项选择题9.下列四个函数中,最小值为2的是()A.y=sin xxB.y=ln x+1ln x(x>0,x≠1)C.y=x2+6 x2+5D.y=4x+4-x 答案AD解析对于A,因为0<x≤π2,所以0<sin x≤1,则y=sin x+1sin x≥2,当且仅当sin x=1sin x,即sin x=1时取等号,故y=sin x x2,符合题意;对于B,当0<x<1时,ln x<0,此时y=ln x+1ln x为负值,无最小值,不符合题意;对于C,y=x2+6x2+5=x2+5+1x2+5,设t=x2+5,则t≥5,则y≥5+15=655,其最小值不是2,不符合题意;对于D,y=4x+4-x=4x+14x≥24x·14x=2,当且仅当x=0时取等号,故y=4x+4-x的最小值为2,符合题意.故选AD.10.(2024·湖北部分名校高三适应性考试)已知正实数a,b满足ab+a+b=8,下列说法正确的是()A.ab的最大值为2B.a+b的最小值为4C.a+2b的最小值为62-3D.1a(b+1)+1b的最小值为12答案BCD解析对于A,因为ab+a+b=8≥ab+2ab,即(ab)2+2ab-8≤0,解得0<ab≤2,则ab≤4,当且仅当a=b=2时取等号,故A错误;对于B,ab+a+b=8≤(a+b)24+(a+b),即(a+b)2+4(a+b)-32≥0,解得a+b≤-8(舍去),a+b≥4,当且仅当a=b=2时取等号,故B正确;对于C,由题意可得b(a+1)=8-a,所以b=8-aa+1>0,解得0<a<8,a+2b=a+2·8-a a +1=a +18a +1-2=a +1+18a +1-3≥2(a +1)·18a +1-3=62-3,当且仅当a +1=18a +1,即a =32-1时取等号,故C 正确;对于D ,因为1a (b +1)+1b =181a (b +1)+1b [a (b +1)+b ]=182+b a (b +1)+a (b +1)b ≥18+2)=12,当且仅当b a (b +1)=a (b +1)b ,即b =4,a =45时取等号,故D 正确,故选BCD.11.已知a >0,b >0,且a +b =1,则()A .a 2+b 2≥12B .2a -b >12C .log 2a +log 2b ≥-2D.a +b ≤2答案ABD解析对于A ,a 2+b 2=a 2+(1-a )2=2a 2-2a +1=+12≥12,当且仅当a =b =12时,等号成立,故A 正确;对于B ,a -b =2a -1>-1,所以2a -b >2-1=12,故B 正确;对于C ,log 2a +log 2b =log 2ab ≤log=log 214=-2,当且仅当a =b =12时,等号成立,故C 不正确;对于D ,因为(a +b )2=1+2ab ≤1+a +b =2,所以a +b ≤2,当且仅当a =b =12时,等号成立,故D 正确.故选ABD.三、填空题12.(2023·山东滨州三校联考)若函数f (x )=x +1x -2(x >2)在x =a 处取最小值,则a =________.答案3解析当x >2时,x -2>0,f (x )=(x -2)+1x -2+2≥2(x -2)·1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2(x >2),即x =3时取等号,即当f (x )取得最小值时,x =3,即a =3.13.(2024·河北衡水中学高三第三次综合素养评价)已知实数a >b >1,满足a +1a -1≥b +1b -1,则a +4b 的最小值是________.答案9解析由已知条件,得a -b ≥1b -1-1a -1=(a -1)-(b -1)(b -1)(a -1)=a -b (b -1)(a -1),∵a -b >0,∴1≥1(b -1)(a -1),又a -1>0,b -1>0,∴(b -1)(a -1)≥1,∴a +4b =(a -1)+4(b -1)+5≥2(a -1)·4(b -1)+5=9,-1=4(b -1),-1)(a -1)=1,=3,=32时,等号成立.14.(2023·湖北荆宜三校高三模拟)已知正数a ,b 满足a +3b +3a +4b =18,则a +3b 的最大值是________.答案9+36解析设t =a +3b ,则3a +4b =18-t ,所以t (18-t )=(a +3b 15+9b a +4ab≥15+29b a ·4ab=27,当且仅当2a =3b 时取等号.所以t 2-18t +27≤0,解得9-36≤t ≤9+36,即a +3b 的最大值是9+36,当且仅当2a =3b ,即a =3+6,b =2+263时取等号.15.(2024·浙江名校联盟高三上学期第一次联考)已知正实数x ,y 满足1x +4y +4=x +y ,则x+y 的最小值为()A.13-2B .2C .2+13D .2+14答案C解析因为正实数x ,y 满足1x +4y+4=x +y ,等式两边同乘以x +y ,可得(x +y )2=4(x +y )+5+y x +4xy≥4(x +y )+5+2y x ·4xy =4(x +y )+9,所以(x +y )2-4(x +y )-9≥0,因为x +y >0,所以x +y ≥2+13,当且仅当y =2x 时,等号成立.因此x +y 的最小值为2+13.故选C.16.已知点E 是△ABC 的中线BD 上的一点(不包括端点),若AE →=xAB →+yAC →,则2x +1y 的最小值为()A .4B .6C .8D .9答案C解析设BE →=λBD →(0<λ<1),∵AE →=AB →+BE →=AB →+λBD →=AB →+λ(AD →-AB →)=(1-λ)AB →+λ2AC →,∴x =1-λ,y =λ2(x >0,y >0),∴2x +1y =21-λ+2λ=-λ)+λ]=4+2λ1-λ+2(1-λ)λ≥4+22λ1-λ·2(1-λ)λ=8,当且仅当2λ1-λ=2(1-λ)λ,即λ=12时取等号,故2x +1y 的最小值为8.故选C.17.(多选)(2022·新高考Ⅱ卷)若x ,y 满足x 2+y 2-xy =1,则()A .x +y ≤1B .x +y ≥-2C .x 2+y 2≤2D .x 2+y 2≥1答案BC解析由x 2+y 2-xy =1得(x +y )2-1=3xy ≤,解得-2≤x +y ≤2,当且仅当x =y =-1时,x +y =-2,当且仅当x =y =1时,x +y =2,所以A 错误,B 正确;由x 2+y 2-xy =1得x 2+y 2-1=xy ,又x 2+y 2≥2x 2·y2=2|xy |,所以|x 2+y 2-1|≤x2+y 22即-x 2+y 22≤x 2+y 2-1≤x 2+y 22,所以23≤x 2+y 2≤2,当且仅当x =y =±1时,x 2+y 2=2,当x =33,y =-33或x =-33,y =33时,x 2+y 2=23,所以C 正确,D 错误.故选BC.18.(多选)(2024·湖北襄阳第五中学高三月考)若a >b >0,且a +b =1,则()A .2a +2b ≥22B .2a +ab ≥2+22C .(a 2+1)(b 2+1)<32D .a 2a +2+b 2b +1≥14答案BD解析因为a >b >0,且a +b =1,所以0<b <12,12<a <1.对于A ,因为2a +2b ≥22a ·2b =22a +b=22,当且仅当a =b =12时取等号,但a >b >0,所以等号取不到,故A 错误;对于B ,因为b a >0,a b >0,由基本不等式,得2a +a b =2a +2b a +a b =2+2b a +a b ≥2+22b a ·ab=2+22,当且仅当2b a =a b ,即a =2-2,b =2-1时,等号成立,所以2a +ab≥2+22,故B 正确;对于C ,因为a +b =1,所以(a 2+1)(b 2+1)=a 2b 2+a 2+b 2+1=a 2b 2+(a +b )2-2ab +1=a 2b 2-2ab +2=(ab -1)2+1,其中ab ≤(a +b )24=14,当且仅当a =b 时取等号,但a >b >0,所以等号取不到,所以0<ab <14,(a 2+1)(b 2+1)=(ab -1)2+1故C 错误;对于D ,a 2a +2+b 2b +1=[(a +2)-2]2a +2+[(b +1)-1]2b +1=(a +2)+4a +2-4+(b +1)+1b +1-2=4a +2+1b +1-2,因为a +b=1,所以a +2+b +1=4,故a +24+b +14=1,所以4a +2+1b +1==1+14+b +1a +2+a +24(b +1)≥54+2b +1a +2·a +24(b +1)=94,当且仅当b +1a +2=a +24(b +1),即a =23,b =13时,等号成立,所以a 2a +2+b 2b +1=4a +2+1b +1-2≥94-2=14,故D 正确.故选BD.19.(2024·湖北百校高三联考)已知正数x ,y 满足3x +4y =4,则y是________.答案1解析因为x ,y 是正数,所以=y xy +3+y 2xy +1=1x +3y +12x +1y,且x +3y +2x +1y =3x +4y =4,所以y=14+3y +2x·=+2x +1y x +3y +≥14×(2+2)=1,当且仅当2x +1y x +3y =x +3y 2x +1y,即x =45,y =52,等号成立,所以y 1.20.(2023·广东深圳高三二模)足球是一项很受欢迎的体育运动.如图,某标准足球场的底线宽AB =72码,球门宽EF =8码,球门位于底线的正中位置.在比赛过程中,攻方球员带球运动时,往往需要找到一点P ,使得∠EPF 最大,这时候点P 就是最佳射门位置.当攻方球员甲位于边线上的点O 处(OA =AB ,OA ⊥AB )时,根据场上形势判断,有OA →,OB →两条进攻线路可供选择.若选择线路OA →,则甲带球________码时,到达最佳射门位置;若选择线路OB →,则甲带球________码时,到达最佳射门位置.答案72-165722-165解析若选择线路OA →,设AP =t ,其中0<t ≤72,AE =32,AF =32+8=40,则tan ∠APE =AEAP=32t ,tan ∠APF =AF AP =40t ,所以tan ∠EPF =tan(∠APF -∠APE )=tan ∠APF -tan ∠APE 1+tan ∠APF tan ∠APE=40t -32t 1+1280t 2=8t 1+1280t2=8t +1280t ≤82t ·1280t =520,当且仅当t =1280t ,即t =165时,等号成立,此时OP =OA -AP =72-165,所以若选择线路OA →,则甲带球72-165码时,到达最佳射门位置;若选择线路OB →,以线段EF 的中点N 为坐标原点,BA →,AO →的方向分别为x ,y 轴正方向建立如图所示的空间直角坐标系,则B (-36,0),O (36,72),F (-4,0),E (4,0),k OB =7236+36=1,直线OB 的方程为y =x +36,设点P (x ,x +36),其中-36<x ≤36,tan ∠AFP =k PF =x +36x +4,tan ∠AEP =k PE =x +36x -4,所以tan ∠EPF =tan(∠AEP -∠AFP )=tan ∠AEP -tan ∠AFP1+tan ∠AEP tan ∠AFP=x +36x -4-x +36x +41+x +36x -4·x +36x +4=8(x +36)x 2-161+(x +36)2x 2-16=8(x +36)+x 2-16x +36,令m =x +36∈(0,72],则x =m -36,所以x +36+x 2-16x +36=m +(m -36)2-16m =2m +1280m -72≥22m ·1280m72=3210-72,当且仅当2m =1280m,即m =810,即x =810-36时,等号成立,所以tan ∠EPF =82m+1280m-72≤83210-72=1410-9,当且仅当x=810-36时,等号成立,此时|OP|=2·|36-(810-36)|=722-165,所以若选择线路OB→,则甲带球722-165码时,到达最佳射门位置.。
不等式讲义知识点详解+例题+习题(含详细答案)(最新整理)
不等式讲义最新考纲:1.理解绝对值的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:(1)|a +b |≤|a |+|b |(a ,b ∈R ).(2)|a -b |≤|a -c |+|c -b |(a ,b ∈R ).2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:|ax +b |≤c ,|ax +b |≥c ,|x -c |+|x -b |≥a .3.了解柯西不等式的几种不同形式,理解它们的几何意义,并会证明.4.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法.1.含有绝对值的不等式的解法(1)|f (x )|>a (a >0)⇔f (x )>a 或f (x )<-a ;(2)|f (x )|<a (a >0)⇔-a <f (x )<a ;(3)对形如|x -a |+|x -b |≤c ,|x -a |+|x -b |≥c 的不等式,可利用绝对值不等式的几何意义求解.2.含有绝对值的不等式的性质|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |.问题探究:不等式|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |中,“=”成立的条件分别是什么?提示:不等式|a |-|b |≤|a +b |≤|a |+|b |,右侧“=”成立的条件是ab ≥0,左侧“=”成立的条件是ab ≤0且|a |≥|b |;不等式|a |-|b |≤|a -b |≤|a |+|b |,右侧“=”成立的条件是ab ≤0,左侧“=”成立的条件是ab ≥0且|a |≥|b |.3.基本不等式定理1:设a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab .当且仅当a =b 时,等号成立.定理2:如果a 、b 为正数,则≥,当且仅当a =b 时,等号成立.a +b 2ab 定理3:如果a 、b 、c 为正数,则≥,当且仅当a =b =c 时,a +b +c 33abc 等号成立.定理4:(一般形式的算术—几何平均值不等式)如果a 1、a 2、…、a n 为n 个正数,则≥,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.a 1+a 2+…+a nn n a 1a 2…a n 4.柯西不等式(1)柯西不等式的代数形式:设a ,b ,c ,d 为实数,则(a 2+b 2)·(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时等号成立.(2)若a i ,b i (i ∈N *)为实数,则()()≥(i b i )2,当且仅当b i =0(i =n ∑i =1a 2i n ∑i =1b 2i n ∑i =1a 1,2,…,n )或存在一个数k ,使得a i =kb i (i =1,2,…,n )时,等号成立.(3)柯西不等式的向量形式:设α,β为平面上的两个向量,则|α|·|β|≥|α·β|,当且仅当这两个向量同向或反向时等号成立.1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)(1)对|a +b |≥|a |-|b |当且仅当a >b >0时等号成立.( )(2)对|a -b |≤|a |+|b |当且仅当ab ≤0时等号成立.( )(3)|ax +b |≤c (c >0)的解等价于-c ≤ax +b ≤c .( )(4)不等式|x -1|+|x +2|<2的解集为Ø.( )(5)若实数x 、y 适合不等式xy >1,x +y >-2,则x >0,y >0.( )[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√2.不等式|2x -1|-x <1的解集是( )A .{x |0<x <2}B .{x |1<x <2}C .{x |0<x <1}D .{x |1<x <3}[解析] 解法一:x =1时,满足不等关系,排除C 、D 、B ,故选A.解法二:令f (x )=Error!则f (x )<1的解集为{x |0<x <2}.[答案] A3.设|a |<1,|b |<1,则|a +b |+|a -b |与2的大小关系是( )A .|a +b |+|a -b |>2B .|a +b |+|a -b |<2C .|a +b |+|a -b |=2D .不能比较大小[解析] |a +b |+|a -b |≤|2a |<2.[答案] B4.若a ,b ,c ∈(0,+∞),且a +b +c =1,则++的最大值为( )a b c A .1 B . 2C. D .23[解析] (++)2=(1×+1×+1×)2≤ (12+12+12)(a +b +c )a b c a b c =3.当且仅当a =b =c =时,等号成立.13∴(++)2≤3.a b c ++的最大值为.故应选C.a b c 3[答案] C5.若存在实数x 使|x -a |+|x -1|≤3成立,则实数a 的取值范围是________.[解析] 利用数轴及不等式的几何意义可得x 到a 与到1的距离和小于3,所以a 的取值范围为-2≤a ≤4.[答案] -2≤a ≤4考点一 含绝对值的不等式的解法解|x -a |+|x -b |≥c (或≤c )型不等式,其一般步骤是:(1)令每个绝对值符号里的代数式为零,并求出相应的根.(2)把这些根由小到大排序,它们把定义域分为若干个区间.(3)在所分区间上,去掉绝对值符号组成若干个不等式,解这些不等式,求出它们的解集.(4)这些不等式解集的并集就是原不等式的解集.解绝对值不等式的关键是恰当的去掉绝对值符号.(1)(2015·山东卷)不等式|x -1|-|x -5|<2的解集是( )A .(-∞,4)B .(-∞,1)C .(1,4)D .(1,5)(2)(2014·湖南卷)若关于x 的不等式|ax -2|<3的解集为Error!,则a =________.[解题指导] 切入点:“脱掉”绝对值符号;关键点:利用绝对值的性质进行分类讨论.[解析] (1)当x <1时,不等式可化为-(x -1)+(x -5)<2,即-4<2,显然成立,所以此时不等式的解集为(-∞,1);当1≤x ≤5时,不等式可化为x -1+(x -5)<2,即2x -6<2,解得x <4,又1≤x ≤5,所以此时不等式的解集为[1,4);当x >5时,不等式可化为(x -1)-(x -5)<2,即4<2,显然不成立,所以此时不等式无解.综上,不等式的解集为(-∞,4).故选A.(2)∵|ax -2|<3,∴-1<ax <5.当a >0时,-<x <,与已知条件不符;1a 5a当a =0时,x ∈R ,与已知条件不符;当a <0时,<x <-,又不等式的解集为Error!,故a =-3.5a 1a[答案] (1)A (2)-3用零点分段法解绝对值不等式的步骤:(1)求零点;(2)划区间、去绝对值号;(3)分别解去掉绝对值的不等式;(4)取每个结果的并集,注意在分段时不要遗漏区间的端点值.对点训练已知函数f (x )=|x +a |+|x -2|.(1)当a =-3时,求不等式f (x )≥3的解集;(2)若f (x )≤|x -4|的解集包含[1,2],求a 的取值范围.[解] (1)当a =-3时,f (x )=Error!当x ≤2时,由f (x )≥3得-2x +5≥3,解得x ≤1;当2<x <3时,f (x )≥3无解;当x ≥3时,由f (x )≥3得2x -5≥3,解得x ≥4;所以f (x )≥3的解集为{x |x ≤1或x ≥4}.(2)f (x )≤|x -4|⇔|x -4|-|x -2|≥|x +a |.当x ∈[1,2]时,|x -4|-|x -2|≥|x +a |⇔4-x -(2-x )≥|x +a |⇔-2-a ≤x ≤2-a .由条件得-2-a ≤1且2-a ≥2,即-3≤a ≤0.故满足条件的a 的取值范围为[-3,0].考点二 利用绝对值的几何意义或图象解不等式对于形如|x -a |+|x -b |>c 或|x -a |+|x -b |<c 的不等式,利用绝对值的几何意义或者画出左、右两边函数的图象去解不等式,更为直观、简捷,它体现了数形结合思想方法的优越性.|x -a |+|x -b |的几何意义是数轴上表示x 的点与点a 和点b 的距离之和,应注意x 的系数为1.(1)(2014·重庆卷)若不等式|x -1|+|x +2|≥a 2+a +2对任意实数x 恒成立,12则实数a 的取值范围是________.(2)不等式|x +1|-|x -2|>k 的解集为R ,则实数k 的取值范围是__________.[解题指导] 切入点:绝对值的几何意义;关键点:把恒成立问题转化为最值问题.[解析] (1)∵|x -1|+|x +2|≥|(x -1)-(x -2)|=3,∴a 2+a +2≤3,解得≤a ≤.12-1174-1+174即实数a 的取值范围是.[-1-174,-1+174](2)解法一:根据绝对值的几何意义,设数x ,-1,2在数轴上对应的点分别为P ,A ,B ,则原不等式等价于PA -PB >k 恒成立.∵AB =3,即|x +1|-|x -2|≥-3.故当k <-3时,原不等式恒成立.解法二:令y =|x +1|-|x -2|,则y=Error!要使|x+1|-|x-2|>k恒成立,从图象中可以看出,只要k<-3即可.故k<-3满足题意.[答案] (1) (2)(-∞,-3)[-1-174,-1+174]解含参数的不等式存在性问题,只要求出存在满足条件的x即可;不等式的恒成立问题,可转化为最值问题,即f(x)<a恒成立⇔a>f(x)max,f(x)>a恒成立⇔a<f(x)min.对点训练(2015·唐山一模)已知函数f(x)=|2x-a|+a,a∈R,g(x)=|2x-1|.(1)若当g(x)≤5时,恒有f(x)≤6,求a的最大值;(2)若当x∈R时,恒有f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.[解] (1)g(x)≤5⇔|2x-1|≤5⇔-5≤2x-1≤5⇔-2≤x≤3;f(x)≤6⇔|2x-a|≤6-a⇔a-6≤2x-a≤6-a⇔a-3≤x≤3.依题意有,a-3≤-2,a≤1.故a的最大值为1.(2)f(x)+g(x)=|2x-a|+|2x-1|+a≥|2x-a-2x+1|+a=|a-1|+a,当且仅当(2x-a)(2x-1)≤0时等号成立.解不等式|a-1|+a≥3,得a的取值范围是[2,+∞).考点三 不等式的证明与应用不等式的证明方法很多,解题时既要充分利用已知条件,又要时刻瞄准解题目标,既不仅要搞清是什么,还要搞清干什么,只有兼顾条件与结论,才能找到正确的解题途径.应用基本不等式时要注意不等式中等号成立的条件.(2015·新课标全国卷Ⅱ)设a ,b ,c ,d 均为正数,且a +b =c +d ,证明:(1)若ab >cd ,则+>+;a b c d (2)+>+是|a -b |<|c -d |的充要条件.a b c d [解题指导] 切入点:不等式的性质;关键点:不等式的恒等变形.[证明] (1)因为(+)2=a +b +2,(+)2=c +d +2,a b ab c d cd 由题设a +b =c +d ,ab >cd 得(+)2>(+)2.a b c d +>+.a b c d (2)①若|a -b |<|c -d |,则(a -b )2<(c -d )2,即(a +b )2-4ab <(c +d )2-4cd .因为a +b =c +d ,所以ab >cd .由(1)得+>+.a b c d +>+,则(+)2>(+)2,即a b c d a b c d a +b +>c +d +2.ab cd 因为a +b =c +d ,所以ab >cd .于是(a -b )2=(a +b )2-4ab <(c +d )2-4cd =(c -d )2.因此|a -b |<|c -d |.+>+是|a -b |<|c -d |的充要条件.a b c d分析法是证明不等式的重要方法,当所证不等式不能使用比较法且与重要不等式、基本不等式没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.对点训练(2014·新课标全国卷Ⅱ)设a 、b 、c 均为正数,且a +b +c =1.证明:(1)ab +bc +ac ≤;13(2)++≥1.a 2b b 2c c 2a[证明] (1)由a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ca 得a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca .由题设得(a +b +c )2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca =1.所以3(ab +bc +ca )≤1,即ab +bc +ca ≤.13(2)因为+b ≥2a ,+c ≥2b ,+a ≥2c ,a 2b b 2c c 2a故+++(a +b +c )≥2(a +b +c ),a 2b b 2c c 2a即++≥a +b +c .a 2b b 2c c 2a所以++≥1.a 2b b 2c c 2a———————方法规律总结————————[方法技巧]1.绝对值不等式求解的根本方向是去除绝对值符号.2.绝对值不等式在求与绝对值运算有关的最值问题时需灵活运用,同时还要注意等号成立的条件.3.在证明不等式时,应根据命题提供的信息选择合适的方法与技巧.如在使用柯西不等式时,要注意右边为常数.[易错点睛]1.对含有参数的不等式求解时,分类要完整.2.应用基本不等式和柯西不等式证明时要注意等号成立的条件.课时跟踪训练(七十)一、填空题1.不等式|2x -1|<3的解集为__________.[解析] |2x -1|<3⇔-3<2x -1<3⇔-1<x <2.[答案] (-1,2)2.若不等式|kx -4|≤2的解集为{x |1≤x ≤3},则实数k =__________.[解析] ∵|kx -4|≤2,∴-2≤kx -4≤2,∴2≤kx ≤6.∵不等式的解集为{x |1≤x ≤3},∴k =2.[答案] 23.不等式|2x +1|+|x -1|<2的解集为________.[解析] 当x ≤-时,原不等式等价为-(2x +1)-(x -1)<2,即-3x <2,x >-12,此时-<x ≤-.当-<x <1时,原不等式等价为(2x +1)-(x -1)<2,即x <0,23231212此时-<x <0.当x ≥1时,原不等式等价为(2x +1)+(x -1)<2,即3x <2,x <,此1223时不等式无解,综上,原不等式的解为-<x <0,即原不等式的解集为.23(-23,0)[答案] (-23,0)4.已知关于x 的不等式|x -1|+|x |≤k 无解,则实数k 的取值范围是__________.[解析] ∵|x -1|+|x |≥|x -1-x |=1,∴当k <1时,不等式|x -1|+|x |≤k 无解,故k <1.[答案] (-∞,1)5.(2015·西安统考)若关于实数x 的不等式|x -5|+|x +3|<a 无解,则实数a 的取值范围是________.[解析] |x -5|+|x +3|≥|(x -5)-(x +3)|=8,故a ≤8.[答案] (-∞,8]6.(2015·重庆卷)若函数f (x )=|x +1|+2|x -a |的最小值为5,则实数a =__________.[解析] 当a =-1时,f (x )=3|x +1|≥0,不满足题意;当a <-1时,f (x )=Error!f (x )min =f (a )=-3a -1+2a =5,解得a =-6;当a >-1时,f (x )=Error!f (x )min =f (a )=-a +1+2a =5,解得a =4.[答案] -6或47.若关于x 的不等式|a |≥|x +1|+|x -2|存在实数解,则实数a 的取值范围是__________.[解析] ∵f (x )=|x +1|+|x -2|=Error!∴f (x )≥3.要使|a |≥|x +1|+|x -2|有解,∴|a |≥3,即a ≤-3或a ≥3.[答案] (-∞,-3]∪[3,+∞)8.已知关于x 的不等式|x -a |+1-x >0的解集为R ,则实数a 的取值范围是__________.[解析] 若x -1<0,则a ∈R ;若x -1≥0,则(x -a )2>(x -1)2对任意的x ∈[1,+∞)恒成立,即(a -1)[(a +1)-2x ]>0对任意的x ∈[1,+∞)恒成立,所以Error!(舍去)或Error!对任意的x ∈[1,+∞]恒成立,解得a <1.综上,a <1.[答案] (-∞,1)9.设a ,b ,c 是正实数,且a +b +c =9,则++的最小值为__________.2a 2b 2c[解析] ∵(a +b +c )(2a +2b +2c )=[()2+()2+()2]a b c [(2a )2+(2b )2+(2c )2]≥2=18,(a ·2a +b ·2b +c ·2c )∴++≥2,∴++的最小值为2.2a 2b 2c 2a 2b 2c[答案] 210.(2014·陕西卷)设a ,b ,m ,n ∈R ,且a 2+b 2=5,ma +nb =5,则 m 2+n 2的最小值为________.[解析] 由柯西不等式,得(a 2+b 2)(m 2+n 2)≥(am +bn )2,即5(m 2+n 2)≥25,∴m 2+n 2≥5,当且仅当an =bm 时,等号成立.∴的最小值为.m 2+n 25[答案] 511.对任意x ,y ∈R ,|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|的最小值为__________.[解析] ∵|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|=(|1-x |+|x |)+(|1-y |+|1+y |)≥|(1-x )+x |+|(1-y )+(1+y )|=1+2=3,当且仅当(1-x )·x ≥0,(1-y )·(1+y )≥0,即0≤x ≤1,-1≤y ≤1时等号成立,∴|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|的最小值为3.[答案] 312.若不等式|x +1|-|x -4|≥a +,对任意的x ∈R 恒成立,则实数a 的取4a值范围是________.[解析] 只要函数f (x )=|x +1|-|x -4|的最小值不小于a +即可.由于||x +1|4a-|x -4||≤|(x +1)-(x -4)|=5,所以-5≤|x +1|-|x -4|≤5,故只要-5≥a +即4a可.当a >0时,将不等式-5≥a +整理,得a 2+5a +4≤0,无解;当a <0时,4a将不等式-5≥a +整理,得a 2+5a +4≥0,则有a ≤-4或-1≤a <0.综上可知,4a实数a 的取值范围是(-∞,-4]∪[-1,0).[答案] (-∞,-4]∪[-1,0)二、解答题13.已知不等式2|x -3|+|x -4|<2a .(1)若a =1,求不等式的解集;(2)若已知不等式的解集不是空集,求a 的取值范围.[解] (1)当a =1时,不等式即为2|x -3|+|x -4|<2,若x ≥4,则3x -10<2,x <4,∴舍去;若3<x <4,则x -2<2,∴3<x <4;若x ≤3,则10-3x <2,∴<x ≤3.83综上,不等式的解集为Error!.(2)设f (x )=2|x -3|+|x -4|,则f (x )=Error!作出函数f (x )的图象,如图所示.由图象可知,f (x )≥1,∴2a >1,a >,即a 的取值范围为.12(12,+∞)14.(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=|x +1|-2|x -a |,a >0.(1)当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(2)若f (x )的图象与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围.[解] (1)当a =1时,f (x )>1化为|x +1|-2|x -1|-1>0.当x ≤-1时,不等式化为x -4>0,无解;当-1<x <1时,不等式化为3x -2>0,解得<x <1;23当x ≥1时,不等式化为-x +2>0,解得1≤x <2.所以f (x )>1的解集为Error!.(2)由题设可得,f (x )=Error!所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为A ,B (2a +1,0),C (a ,a +1),△ABC 的面积为(a +1)2.(2a -13,0)23由题设得(a +1)2>6,故a >2.23所以a 的取值范围为(2,+∞).15.设函数f (x )=|x -1|+|x -a |.(1)若a =-1,解不等式f (x )≥3;(2)如果∀x ∈R ,f (x )≥2,求a 的取值范围.[解] (1)当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|,f (x )=Error!作出函数f (x )=|x -1|+|x +1|的图象.由图象可知,不等式f (x )≥3的解集为Error!.(2)若a =1,f (x )=2|x -1|,不满足题设条件;若a <1,f (x )=Error!f (x )的最小值为1-a ;若a >1,f (x )=Error!f (x )的最小值为a -1.∴对于∀x ∈R ,f (x )≥2的充要条件是|a -1|≥2,∴a 的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).16.(2015·福建卷)已知a >0,b >0,c >0,函数f (x )=|x +a |+|x -b |+c 的最小值为4.(1)求a +b +c 的值;(2)求a 2+b 2+c 2的最小值.1419[解] (1)因为f (x )=|x +a |+|x -b |+c ≥|(x +a )-(x -b )|+c =|a +b |+c ,当且仅当-a ≤x ≤b 时,等号成立.又a >0,b >0,所以|a +b |=a +b ,所以f (x )的最小值为a +b +c .又已知f (x )的最小值为4,所以a +b +c =4.(2)由(1)知a +b +c =4,由柯西不等式得(4+9+1)≥(14a 2+19b 2+c 2)2=(a +b +c )2=16,(a 2×2+b 3×3+c ×1)即a 2+b 2+c 2≥.141987当且仅当==,12a 213b 3c 1即a =,b =,c =时等号成立.8718727故a 2+b 2+c 2的最小值为.141987。
基本不等式完整版(非常全面)说课讲解
基本不等式专题辅导一、知识点总结1、基本不等式原始形式(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤2、基本不等式一般形式(均值不等式)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+3、基本不等式的两个重要变形 (1)若*,R b a ∈,则ab ba ≥+2(2)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab总结:当两个正数的积为定植时,它们的和有最小值;当两个正数的和为定植时,它们的积有最小值;特别说明:以上不等式中,当且仅当b a =时取“=”4、求最值的条件:“一正,二定,三相等”5、常用结论 (1)若0x >,则12x x+≥ (当且仅当1x =时取“=”) (2)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”) (3)若0>ab ,则2≥+ab b a (当且仅当b a =时取“=”)(4)若R b a ∈,,则2)2(222b a b a ab +≤+≤ (5)若*,R b a ∈,则2211122b a b a ab ba +≤+≤≤+特别说明:以上不等式中,当且仅当b a =时取“=” 6、柯西不等式(1)若,,,a b c d R ∈,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+ (2)若123123,,,,,a a a b b b R ∈,则有:22222221231123112233()()()a a a b b b a b a b a b ++++≥++(3)设1212,,,,,,n n a a a b b ⋅⋅⋅⋅⋅⋅与b 是两组实数,则有 222(a a a ++⋅⋅⋅+)222)b b b ++⋅⋅⋅+(2()a b a b a b ≥++⋅⋅⋅+二、题型分析题型一:利用基本不等式证明不等式1、设b a ,均为正数,证明不等式:ab ≥ba 112+2、已知cb a ,,为两两不相等的实数,求证:ca bc ab c b a ++>++2223、已知1a b c ++=,求证:22213a b c ++≥ 4、已知,,a b c R+∈,且1a b c ++=,求证:abc c b a 8)1)(1)(1(≥---5、已知,,a b c R+∈,且1a b c ++=,求证:1111118a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---≥ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭6、(2013年新课标Ⅱ卷数学(理)选修4—5:不等式选讲 设,,a b c 均为正数,且1a b c ++=,证明:(Ⅰ)13ab bc ca ++≤; (Ⅱ)2221a b c b c a++≥.7、(2013年江苏卷(数学)选修4—5:不等式选讲 已知0>≥b a ,求证:b a ab b a 223322-≥-题型二:利用不等式求函数值域1、求下列函数的值域 (1)22213x x y += (2))4(x x y -=(3))0(1>+=x x x y (4))0(1<+=x xx y题型三:利用不等式求最值 (一)(凑项)1、已知2>x ,求函数42442-+-=x x y 的最小值;变式1:已知2>x ,求函数4242-+=x x y 的最小值;变式2:已知2<x ,求函数4242-+=x x y 的最大值;练习:1、已知54x >,求函数14245y x x =-+-的最小值;2、已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值;题型四:利用不等式求最值 (二)(凑系数)1、当时,求(82)y x x =-的最大值;变式1:当时,求4(82)y x x =-的最大值;变式2:设230<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
基本不等式(解析版)
基本不等式(解析版)基本不等式(解析版)基本不等式是数学中一类重要的不等式,它们在解决数学问题时起着重要的作用。
本文将介绍基本不等式的概念、性质以及应用。
让我们一起来深入了解基本不等式。
一、基本不等式概述基本不等式是指在一定条件下,对于给定的变量之间的关系,能够推导出的一类不等式。
基本不等式包括等号和不等号,通过不等式的比较可以得到更多有关变量之间的信息。
二、基本不等式性质1. 传递性:如果a>b,b>c,则a>c。
这种性质使得我们可以通过基本不等式的传递性,推导出更复杂的不等式关系。
2. 加减性:如果a>b,则a+c>b+c,a-c>b-c。
基本不等式的加减性质使得我们可以对不等式进行加减运算,得到新的不等式。
3. 乘除性:如果a>b且c>0,则ac>bc;若c<0,则ac<bc。
这使得我们可以通过乘除性质,对不等式进行乘除运算,并保持不等式的方向性。
三、基本不等式的应用1. 在证明问题中的应用:基本不等式常常被用于数学证明中,通过推导出合适的不等式进行逻辑推理,达到证明某个数学问题的目的。
2. 在优化问题中的应用:有时候我们需要找到一个使得某个函数取得最大或最小值的变量取值,而基本不等式能够帮助我们找到最优解的取值范围。
3. 在数列极限证明中的应用:数列极限证明中经常会用到基本不等式,通过合适的运算和不等式的推导,可以证明数列的极限存在或者不存在。
四、基本不等式的例子例子1:已知a>0,b>0,证明ab≥2√(ab)。
解析:由于a>0,b>0,我们可以对两边同时平方,得到a^2b^2≥4ab。
进一步化简得ab≥2√(ab),这就是我们所要证明的不等式。
例子2:证明对于任意实数x,有x^2+x+1>0。
解析:我们尝试使用求根公式来解这个问题。
根据一元二次方程的求根公式,当判别式Δ=b^2-4ac小于0时,方程无实根。
高中数学第一讲不等式和绝对值不等式一不等式1不等式的基本性质讲义(含解析)新人教A版选修4_5
1.不等式的基本性质1.实数大小的比较(1)数轴上的点与实数一一对应,可以利用数轴上点的左右位置关系来规定实数的大小.在数轴上,右边的数总比左边的数大.(2)如果a-b>0,则a>b;如果a-b=0,则a=b;如果a-b<0,则a<b.(3)比较两个实数a与b的大小,归结为判断它们的差a-b的符号;比较两个代数式的大小,实际上是比较它们的值的大小,而这又归结为判断它们的差的符号.2.不等式的基本性质由两数大小关系的基本事实,可以得到不等式的一些基本性质:(1)如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.(2)如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.(3)如果a>b,那么a+c>b+c.(4)如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.(5)如果a>b>0,那么a n>b n(n∈N,n≥2).(6)如果a>b>0,那么na>nb(n∈N,n≥2).3.对上述不等式的理解使用不等式的性质时,一定要清楚它们成立的前提条件,不可强化或弱化它们成立的条件,盲目套用,例如:(1)等式两边同乘以一个数仍为等式,但不等式两边同乘以同一个数c(或代数式)结果有三种:①c>0时得同向不等式;②c=0时得等式;③c<0时得异向不等式.(2)a>b,c>d⇒a+c>b+d,即两个同向不等式可以相加,但不可以相减;而a>b>0,c>d>0⇒ac>bd,即已知的两个不等式同向且两边为正值时,可以相乘,但不可以相除.(3)性质(5)、(6)成立的条件是已知不等式两边均为正值,并且n∈N,n≥2,否则结论不成立.而当n取正奇数时可放宽条件,a>b⇒a n>b n(n=2k+1,k∈N),a>b⇒na>nb(n=2k+1,k∈N+).(4)在不等式的基本性质中,条件和结论的逻辑关系有两种:“⇒”与“⇔”,即推出关系和等价关系,或者说“不可逆关系”与“可逆关系”.这要求必须熟记与区别不同性质的条件.如a>b,ab>0⇒1a<1b,而反之不成立.数、式大小的比较[例1] 已知p q p q px qy 2px 2qy 2[思路点拨] 利用作差法比较两数的大小,并注意等号成立的条件. [解] (px +qy )2-(px 2+qy 2) =p 2x 2+2pqxy +q 2y 2-px 2-qy 2=p (p -1)x 2+q (q -1)y 2+2pqxy .因为p +q =1,所以p -1=-q ,q -1=-p . 所以(px +qy )2-(px 2+qy 2) =-pq (x 2+y 2-2xy )=-pq (x -y )2. 因为p ,q 为正数,所以-pq (x -y )2≤0. 所以(px +qy )2≤px 2+qy 2.当且仅当x =y 时,不等式中等号成立.比较两个数(式子)的大不,一般用作差法,其步骤是:作差—变形—判断差的符号—结论,其中“变形”是关键,常用的方法是分解因式、配方等.1.已知a ,b ∈R ,比较a 4+b 4与a 3b +ab 3的大小. 解:因为(a 4+b 4)-(a 3b +ab 3) =a 3(a -b )+b 3(b -a ) =(a -b )(a 3-b 3) =(a -b )2(a 2+ab +b 2)=(a -b )2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22+34b 2≥0, (当且仅当a =b 时,取“=”号) 所以a 4+b 4≥a 3b +ab 3.2.已知x ,y 均为正数,设m =1x +1y ,n =4x +y ,试比较m 与n 的大小.解:m -n =1x +1y -4x +y =x +y xy -4x +y=(x +y )2-4xy xy (x +y )=(x -y )2xy (x +y ),∵x ,y 均为正数,∴x >0,y >0,xy >0,x +y >0,(x -y )2≥0, ∴m -n ≥0,即m ≥n ,当且仅当x =y 时取等号.不等式的证明[例2] 已知a >b c d e 求证:ea -c >eb -d.[思路点拨] 可以作差比较,也可用不等式的性质直接证明. [证明] 法一:e a -c -eb -d =e (b -d -a +c )(a -c )(b -d )=e (b -a +c -d )(a -c )(b -d ),∵a >b >0,c <d <0, ∴b -a <0,c -d <0. ∴b -a +c -d <0. 又∵a >0,c <0,∴a -c >0. 同理b -d >0, ∴(a -c )(b -d )>0. ∵e <0,∴e (b -a +c -d )(a -c )(b -d )>0.即ea -c >eb -d.法二:⎭⎪⎬⎪⎫c <d <0⇒-c >-d >0a >b >0⇒⎭⎪⎬⎪⎫a -c >b -d >0⇒1a -c <1b -d e <0⇒e a -c >e b -d.进行简单的不等式的证明,一定要建立在记准、记熟不等式性质的基础之上,如果不能直接由不等式的性质得到,可以先分析需要证明的不等式的结构,利用不等式的性质进行逆推,寻找使其成立的充分条件.3.设a >b >0,求证:a 2-b 2a 2+b 2>a -ba +b .证明:法一:∵a 2-b 2a 2+b 2-a -ba +b=(a -b )[(a +b )2-(a 2+b 2)](a 2+b 2)(a +b )=2ab (a -b )(a 2+b 2)(a +b )>0, ∴原不等式成立.法二:∵a >b >0,故a 2>b 2>0. 故左边>0,右边>0.∴左边右边=(a +b )2a 2+b 2=1+2ab a 2+b 2>1. ∴原不等式成立.4.已知a >b >0,d >c >0,求证:a c >b d. 证明:因为d >c >0,所以1c >1d>0.又因为a >b >0, 所以a ·1c >b ·1d ,即a c >bd.利用不等式的性质求范围[例3] 已知30<x <42,16<y <24,求x +y ,x -2y ,xy的取值范围. [思路点拨] 根据题目提供的条件,结合不等式的性质进行求解. [解] ∵30<x <42,16<y <24, ∴46<x +y <66. ∵16<y <24, ∴-48<-2y <-32, ∴-18<x -2y <10. ∵16<y <24, ∴124<1y <116. ∴54<x y <218.求代数式的取值范围是不等式性质应用的一个重要方面,严格依据不等式的性质和运算法则进行运算,是解答此类问题的基础,在使用不等式的性质中,如果是由两个变量的范围求其差的范围,一定不能直接作差,而要转化为同向不等式后作和.5.已知-π2≤α<β≤π2,求α-β的取值范围.解:∵-π2≤α<β≤π2,∴-π2≤α<π2,-π2≤-β<π2,且α<β.∴-π≤α-β<π,且α-β<0.∴-π≤α-β<0.即α-β的取值范围为[-π,0).6.已知1≤α+β≤4,-2≤α-β≤-1,求2α-β的取值范围. 解:设2α-β=m (α+β)+n (α-β),∴⎩⎪⎨⎪⎧m +n =2,m -n =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =12,n =32.又1≤α+β≤4,-2≤α-β≤-1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧12≤12(α+β)≤2,-3≤32(α-β)≤-32,∴-52≤2α-β≤12.∴2α-β的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-52,12.1.已知数轴上两点A ,B 对应的实数分别为x ,y ,若x <y <0,则|x |与|y |对应的点P ,Q 的位置关系是( )A .P 在Q 的左边B .P 在Q 的右边C .P ,Q 两点重合D .不能确定解析:选B ∵x <y <0,∴|x |>|y |>0. 故P 在Q 的右边.2.已知a ,b ,c ∈R ,且ab >0,则下面推理中正确的是( ) A .a >b ⇒am 2>bm 2B.a c >b c⇒a >bC .a 3>b 3⇒1a <1bD .a 2>b 2⇒a >b解析:选C 对于A ,若m =0,则不成立;对于B ,若c <0,则不成立;对于C ,a 3-b 3>0⇒(a -b )(a 2+ab +b 2)>0,∵a 2+ab +b 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22+34b 2>0恒成立,∴a -b >0,∴a >b .又∵ab >0,∴1a <1b.∴C 成立;对于D ,a 2>b 2⇒(a -b )(a +b )>0,不能说a >b .3.已知a ,b ,c ∈(0,+∞),若ca +b <ab +c <bc +a,则( )A .c <a <bB .b <c <aC .a <b <cD .c <b <a解析:选 A 由ca +b <ab +c <bc +a,可得c a +b+1<a b +c+1<b c +a+1,即a +b +ca +b<a +b +c b +c <a +b +cc +a ,又a ,b ,c ∈(0,+∞),所以a +b >b +c >c +a .由a +b >b +c 可得a >c ;由b +c >c +a 可得b >a ,于是有c <a <b .4.若a ,b 为实数,则“0<ab <1”是“a <1b 或b >1a”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解析:选A 对于0<ab <1,如果a >0,则b >0,a <1b 成立,如果a <0,则b <0,b >1a成立,因此“0<ab <1”是“a <1b 或b >1a ”的充分条件;反之,若a =-1,b =2,结论“a <1b 或b >1a”成立,但条件0<ab <1不成立,因此“0<ab <1”不是“a <1b 或b >1a”的必要条件,即“0<ab <1”是“a <1b 或b >1a”的充分不必要条件.5.若f (x )=3x 2-x +1,g (x )=2x 2+x -1,则f (x )与g (x )的大小关系是f (x )________g (x ).解析:∵f (x )-g (x )=(3x 2-x +1)-(2x 2+x -1)=x 2-2x +2=(x -1)2+1≥1>0,∴f (x )>g (x ).答案:> 6.下列命题: ①c -a <c -b ⇔a >b ;②a <0<b ⇒1a <1b;③c a <c b ,且c >0⇒a >b ;④ na <nb (n ∈N ,n >1)⇒a <b . 其中真命题是________.(填序号) 解析:①c -a <c -b ⇒-a <-b ⇒a >b . ②a <0<b ⇒1a <0,1b >0⇒1a <1b.③c a -c b =c (b -a )ab<0,∵c >0,∴有⎩⎪⎨⎪⎧ b -a >0,ab <0或⎩⎪⎨⎪⎧b -a <0,ab >0即⎩⎪⎨⎪⎧a <b ,ab <0或⎩⎪⎨⎪⎧a >b ,ab >0.∴③不正确,④中无论n 为奇数或偶数, 均可由n a <nb (n ∈N ,n >1)⇒a <b . ∴①②④正确. 答案:①②④7.设x =a 2b 2+5,y =2ab -a 2-4a ,若x >y ,则实数a ,b 应满足的条件为________. 解析:∵x >y ,∴x -y =a 2b 2+5-2ab +a 2+4a =(ab -1)2+(a +2)2>0. ∴ab -1≠0或a +2≠0. 即ab ≠1或a ≠-2. 答案:ab ≠1或a ≠-28.若a >0,b >0,求证:b 2a +a 2b ≥a +b .证明:∵b 2a +a 2b -a -b =(a -b )⎝ ⎛⎭⎪⎫a b -b a =(a -b )2(a +b )ab,(a -b )2≥0恒成立,且已知a >0,b >0, ∴a +b >0,ab >0.∴(a -b )2(a +b )ab ≥0.∴b 2a +a 2b≥a +b .9.若f (x )=ax 2+bx ,且1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4,求f (-2)的取值范围. 解:∵f (-1)=a -b ,f (1)=a +b , 令f (-2)=4a -2b =Af (-1)+Bf (1),则⎩⎪⎨⎪⎧A +B =4,B -A =-2⇒⎩⎪⎨⎪⎧A =3,B =1.∴f (-2)=3f (-1)+f (1). ∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4, ∴3≤3f (-1)≤6, ∴5≤f (1)+3f (-1)≤10, ∴5≤f (-2)≤10.故f (-2)的取值范围为[5,10]. 10.已知a >0,a ≠1. (1)比较下列各组大小.①a 2+1与a +a ;②a 3+1与a 2+a ; ③a 5+1与a 3+a 2.(2)探讨在m ,n ∈N +条件下,a m +n+1与a m +a n的大小关系,并加以证明.解:(1)∵a >0,a ≠1, ∴①a 2+1-(a +a )=a 2+1-2a =(a -1)2>0. ∴a 2+1>a +a . ②a 3+1-(a 2+a ) =a 2(a -1)-(a -1) =(a +1)(a -1)2>0, ∴a 3+1>a 2+a , ③a 5+1-(a 3+a 2) =a 3(a 2-1)-(a 2-1) =(a 2-1)(a 3-1). 当a >1时,a 3>1,a 2>1, ∴(a 2-1)(a 3-1)>0. 当0<a <1时,0<a 3<1,0<a 2<1, ∴(a 2-1)(a 3-1)>0. 即a 5+1>a 3+a 2.(2)根据(1)可探讨,得a m+n+1>a m+a n.证明如下:a m+n+1-(a m+a n)=a m(a n-1)+(1-a n)=(a m-1)(a n-1).当a>1时,a m>1,a n>1,∴(a m-1)(a n-1)>0.当0<a<1时,0<a m<1,0<a n<1,∴(a m-1)(a n-1)>0.综上(a m-1)(a n-1)>0,即a m+n+1>a m+a n.。
26第二十六讲 基本不等式讲义
第26讲 基本不等式讲义◎高考要求 ◎考向指南 ◎考基要点1、基本不等式1一般地,对于任意实数b a 、,我们有ab b a 222≥+,当且仅当b a =时,等号成立.2、基本不等式2)0,0(2>>+≤b a ba ab ,当且仅当b a =时,等号成立. (1)两个不等式的适用范围不同,而等号成立的条件相同; (2)ab 称为正数b a 、的几何平均数,2ba +称为它们的算数平均数;即两个正数的算术平均不小于(即大于或等于)它们的几何平均.(3)基本不等式的几何解释:半弦不大于半径.3、基本不等式)0,0(2>>+≤b a ba ab 的重要推论 已知b a 、都是正数,则(1)如果积ab 是定值P ,那么当b a =时,和b a +有最小值p 2; (2)如果和b a +是定值S ,那么当b a =时,积ab 有最大值241S . 利用)0,0(2>>≥+b a ab b a 求最值时要注意下面三点:(1) 一正:各项均为正数;(2)二定:两个正数积为定值,和有最小值.两个正数和为定值,积有最大值.(3)三相等:求最值时一定要考虑不等式是否能取“=”,否则会出现错误.4、三个正数的算术—几何平均不等式(1)定理:如果R ∈c b a 、、,那么33abc c b a ≥++,当且仅当c b a ==时,等号成立. (2)推广:对于n 个正数n a a a a ,,,,321 ,它们的算术平均不小于它们的几何平均,即nn n a a a a na a a a 321321≥++++.(当且仅当n a a a a ==== 321时,取等号)5、基本不等式应用的技巧(1)配系:即配和定或积定时的系数; (2)代1:把1的代数式作为整体代入;(3)变项:不适合应用公式的项变成能应用公式的项;(4)配等:配等号成立时的项. ( 具体应用参见习题4—7题.)6、其他重要不等式及结论(1)+∈R ,b a ,2211222b a b a ab ba +≤+≤≤+; (2)+∈R ,,,,321n a a a a n a a a a n a a a a a a a a a a a a n n n n n n22322213213213211111++++≤++++≤≤++++(3)ca bc ab c b a ++≥++222; (4)+∈R ,,c b a ,abc c b a 3333≥++. ◎点击高考1、某工厂要建造一个长方形无盖贮水池,其容积为48003m ,深为3m .如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,怎样设计水池能使总造价最低?最低造价为多少元?2、某工厂要建造一个长方形无盖贮水池,其容积为48003m ,深为3m .如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,水池总造价297600元,怎样设计水池能使池底面积最大?3、某工厂要建造一个长方形无盖贮水池,其容积为48003m ,深为3m .如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,水池总造价297600元,怎样设计水池能使池底周长最小?4、求)21()(x x x f -=的最大值.5、已知12=+y x ,0,>y x ,求yx 11+得最小值.6、已知1>a ,求11-+a a 的最小值.7、+∈=+R ,,1b a b a ,求证221212≤+++b a .8、(1)设R ,,,∈y x b a ,且1,12222=+=+y x b a ,求证:1≤+by ax . (2)已知b a ,是不等正数,且2233b a b a -=-,求证:431<+<b a .9、(1)求4522++=x x y 得最小值.(2)若0,0>>b a ,且1222=+b a ,求21b a +的最大值.10、(1)求函数)1(1)2)(5()(-<+++=x x x x x f 的最大值,并求出相应的x 的值.(2)已知正数b a ,满足93222=+b a ,求21b a +的最大值并求此时b a 和的值.11、在0,0>>b a 的条件下,三个结论:①22b a b a ab +≤+;②2222b a b a +≤+;③b a ba ab +≥+22,其中正确的个数是 A 、0 B 、1 C 、2 D 、312、一批货物随17列货车从A 市以V 千米/时匀速直达B 市,已知两地铁路路线长400千米,为了安全,两列货车间距不得小于220⎪⎭⎫⎝⎛V 千米,那么这批物资全部运到B 市,最快需要 小时(不计货车的车身长). 13、设+∈R ,y x ,且1)(=+-y x xy ,则A 、)12(2+≥+y xB 、12+≤xyC 、2)12(+≤+y xD 、)12(2+≥xy 14、已知正数b a ,,满足4≤+b a ,则有A 、211≥ab B 、111≥+b a C 、2≥ab D 、41122≤+b a 15、某产品的产量第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,设这两年平均增长率为x ,则有A 、2q p x +=B 、2q p x +<C 、2q p x +≤D 、2qp x +≥ 16、设)11)(11)(11(---=cb a M ,且)R (1∈=++c b a c b a 、、,则M 的取值范围是A 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡81,0B 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,81 C 、[]8,1 D 、[]+∞,8 17、已知正数y x ,满足194=+yx ,则xy 有 A 、最小值12 B 、最大值12 C 、最小值144 D 、最大值144 18、若⎪⎭⎫⎝⎛+=+=⋅=<<<2ln ),ln (ln 21,ln ln ,10b a R b a Q b a P b a ,则A 、R Q P <<B 、P R Q <<C 、R P Q <<D 、P Q R << 19、若实数b a 、满足2=+b a ,则ba33+的最小值是A 、18B 、6C 、32D 、432 20、若关于x 的方程043)4(9=+⋅++xxa 有解,则实数a 的取值范围是A 、(][)+∞-∞-,08,B 、()4,-∞-C 、[)4,8-D 、(]8,-∞- 21、函数)0(14)(>++=x x x x f 取最小值时,=x . 22、若)0,0(42>>=+y x xy x y ,则xy 的最小值为 .23、不等式052<++c x ax 的解集是{}1,6|-<>x x x 或,则052<++a x cx 的解集是24、定义在R 上的函数)(x f 满足下列三个关系:①对任意R ∈x ,都有)()4(x f x f =+;②对任意2021≤≤≤x x 都有)()(21x f x f <;③)2(+=x f y 的图象关于y 轴对称.则)5.4(f ,)5.6(f ,)7(f 三个数从大到小的顺序是 .25、(2010重庆理数)(7)已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y 的最小值是A. 3B. 4C.9226、(2010四川理数)(12)设0abc >>>,则221121025()a a c ca ba ab ++-+-的最小值是(A )2 (B )4 (C ) 25 (D )527、(2010安徽文数)(15)若0,0,2a b a b >>+=,则下列不等式对一切满足条件的恒成立的是 (写出所有正确命题的编号). ①1ab ≤; ②2a b +≤; ③ 222a b +≥; ④333a b +≥; ⑤112a b+≥ 28、(2010浙江文数)(15)若正实数X ,Y 满足2X+Y+6=XY , 则XY 的最小值是 . 29、(2010山东文数)(14)已知,x y R +∈,且满足134x y+=,则xy 的最大值为 . 30、(2009山东卷理)设x ,y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≥+-≤--0,002063y x y x y x ,若目标函数z=ax+by (a>0,b>0)的值是最大值为12,则23a b+的最小值为( ). A.625 B.38 C. 311 D. 4 31、(2009天津卷理)设0,0.a b >>若11333aba b+是与的等比中项,则的最小值为 A 8 B 4 C 1 D14 32、(2009重庆卷文)已知0,0a b >>,则112a b a b++的最小值是( ) A .2B .22C .4D .5参考答案:1、设计成边长为40m 的正方形;2、设计成边长为40m 的正方形;3、设计成边长为40m 的正方形;4、当41=x 时,()42max =x f 5、223+; 6、3; 9、(1)25; (2)423; 10、(1)当且仅当3-=x ,1)(max =x f ; (2)当1,3==b a 时,最大值为6; 11、D ; 12、8; 13、A ; 14、B ; 15、C ; 16、D ; 17、C ;18、B ; 19、B ; 20、D ; 21、1; 22、32; 23、⎪⎭⎫ ⎝⎛-61,1; 24、 )5.6(f ,)7(f ,)5.4(f ; 25、B ; 26、B ; 27、①③⑤; 28、18; 29、3; 30、A ; 31、C ; 32、C ;。
(完整版)不等式基本性质讲义
课题不等式的基本性质1.经历不等式基本性质的研究过程,初步领悟不等式与等式的异同。
授课目的2.掌握不等式的基本性质,并会运用这些基本性质将不等式变形。
重点、难点不等式的基本性质的掌握与应用。
考点及考试要求领悟不等式与等式的异同。
掌握不等式的基本性质授课内容一、知识点:不等式的基本性质:(1)不等式的基本性质1:不等式的两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号的方向不变。
用式子表示:若是a>b,那 a+c>b+c(或 a–c>b– c)(2)不等式的基本性质2:不等式两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。
用式子表示:若是a>b,且 c>0,那么 ac>bc,a b。
c c(3)不等式的基本性质3:不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变。
用式子表示:若是a>b,且 c<0,那么 ac<bc,a b。
c c(4)对称性:若是 a>b,那么 b<a。
(5)同向传达性: a>b,b>c 那么 a>c。
注意:不等式的基本性质是对不等式变形的重要依照。
不等式的性质与等式的性质近似,但等式的结论是“仍是等式”,而不等式的结论则是“不等号方向不变或改变”。
在运用性质(2)和性质( 3)时,要特别注意不等式的两边乘以或除以同一个数,第一认清这个数的性质符号,从而确定不等号的方向可否改变。
说明:常有不等式所表示的基本语言与含义还有:①若 a-b>0,则 a 大于 b ;②若 a-b<0,则 a 小于 b ;③若 a-b≥0,则 a 不小于 b ;④若 a-b≤0,则 a 不大于 b ;⑤若 ab> 0 或a0 ,则a、b同号;b⑥若 ab< 0 或a 0 ,则、异号。
a bb随意两个实数 a、b 的大小关系:①a-b>O a>b;②a-b=O a=b;③a-b<O a<b.不等号拥有方向性,其左右两边不能够随意交换; 但 a<b 可变换为 b> a,c≥ d 可变换为 d≤c。
基本不等式讲义
基本不等式讲义考纲要求掌握两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单的应用。
要点归纳1. 重要不等式:22,,2(a b R a b ab ∈+≥若则当且仅当a=b 等号成立)。
2. 均值不等式:,2a b a b R ab a b *+∈≥=若,则(当且仅当时等号成立)。
3.相关的常用公式:2222222()();;22;2(0)a b a b ab a b b a a b c ab bc ca ab a b ++≤+≥++≥+++≥ 4.利用均值不等式求最值应注意:(1)和定积最大;积定和最小;(2)满足三个条件:一正,二定,三相等。
例题解析例1.(1)已知54x ,求函数14245y x x =-+-的最大值; (2)已知220,12y x x += 求函数21y x y =+的最大值; (3)已知:190,0,1,x y x y x y+=+ 且求的最小值。
变式训练:(1)(10年,重庆)已知822,0,0=++xy y x y x ,则y x 2+的最小值(2)(11年,浙江)若实数y x ,满足122=++xy y x ,则y x +的最大值是(3)(11年,湖南)设0,,≠∈xy R y x ,则)41()1(2222y x y x +⋅+的最小值为 例2.求下列函数的值域:(1)1()y x x R x =+∈;(2)4()y x x o x =+ ;(3)4(3)y x x x=+≥ 变式训练:(1)4(14)y x x x =-≤≤;(2)236(2)2x x y x x -+=- 例3.已知,,a b c 为正数,求证:444222a b c a bc ab c abc ++≥++。
基础训练 1.已知5,2x ≥则245()24x x f x x -+=-有 ( ) A .最大值54 B .最小值54C .最大值1D .最小值12.函数(]4()32f x x x=++-∞-在,上 ( ) A .无最小值,有最大值7 B .无最大值,有最小值1-C .有最大值7,有最小值1-D .有最大值1-,无最小值3.(10年,四川文)已知0 b a ,则)(112b a a ab a -++的最小值为 ( ) A .1 B .2 C .3 D .44.用232m 的材料制作一个长方形的无盖盒子,如果底面的宽度定为2m ,那么这个盒子的最大容积可以是 ( )A .336mB .318mC .316mD .314m5.(10年,浙江文)若正数y x ,满足62++=y x xy 则xy 的最小值是(变式:求y x +2的范围)6.已知,,,+∈R c b a 且,1=++c b a 则131313+++++c b a 的最大值为7.已知,,a b c 为某一直角三角形的三条边长,c 为斜边,若点(,)m n 在直线20ax by c ++=上,则22m n +的最小值是8.设,,a b c R +∈,若1,a b c ++=则111a b c ++≥ 。
不等式的概念(含解析)
不等式的概念、性质及解法考试要求:例题精讲:板块一、不等式的概念和性质☞不等式的概念1.不等式:用不等号表示不相等关系的式子,叫做不等式,例如:252,314,10,10,0,35a x a x a a -<-+>-++≤+>≥≠等都是不等式.2.常见的不等号有5种:“≠”、“>”、“<”、“≥”、“≤”.注意:不等式3≥2成立;而不等式3≥3也成立,因为3=3成立,所以不等式3≥3成立.3.不等号“>”和“<”称为互为相反方向的符号,所谓不等号的方向改变,就是指原来的不等号的方向改变成与其相反的方向,如:“>”改变方向后,就变成了“<”。
【例1】 用不等式表示数量的不等关系.(1) a 是正数 (2)a 是非负数 (3)a 的相反数不大于1 (4) x 与y 的差是负数 (5)m 的4倍不小于8 (6)q 的相反数与q 的一半的差不是正数 (7)x 的3倍不大于x 的13(8) a 不比0大【解析】略.【答案】⑴0a >;⑵0a ≥;⑶1a -≤;⑷0x y -<;⑸48m ≥;⑹102q q --≤;⑺133x x ≤;⑻0a ≤.【巩固】用不等式表示:⑴ x 的15与6的差大于2; ⑵ y 的23与4的和小于x ;⑶ a 的3倍与b 的12的差是非负数; ⑷ x 与5的和的30%不大于2-.【解析】略.【答案】⑴ 1625x ->;⑵ 243y x +<;⑶ 1302a b -≥;⑷ 30%(5)2x +≤-.【巩固】用不等式表示:⑴a 是非负数; ⑵y 的3倍小于2; ⑶x 与1的和大于0;⑷x 与4的和大于1 【解析】注意表示不等关系的关键词语,如“非负数”、“不大于”、“不小于”、“大于或等于”、“小于或等于”【答案】⑴0a ≥;⑵32y <;⑶10x +≤;⑷41x +>☞不等式的性质 不等式基本性质:基本性质1:不等式两边都加上(或减去)同一个数(或式子),不等号方向不变.如果a b >,那么a c b c ±>± 如果a b <,那么32(1)x a x +≥-基本性质2:不等式两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变.如果a b >,并且0c >,那么ac bc >(或a bc c >)如果a b <,并且0c >,那么ac bc <(或a bc c<)基本性质3:不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.如果a b >,并且0c <,那么ac bc <(或a bc c<)如果a b <,并且0c <,那么ac bc >(或ax b >)不等式的互逆性:如果a b >,那么b a <;如果b a <,那么a b >. 不等式的传递性:如果a b >,b c >,那么a c >.易错点:①不等式两边都乘(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.②在计算的时候符号方向容易忘记改变.【例2】 ⑴ 如果a b >,则2a a b >+,是根据 ;⑵ 如果a b >,则33a b >,是根据 ; ⑶ 如果a b >,则a b -<-,是根据 ; ⑷ 如果1a >,则2a a >,是根据 ; ⑸ 如果1a <-,则2a a >-,是根据 .【解析】略.【答案】⑴ 不等式两边都加上同一个数,不等号方向不变;⑵ 不等式两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变; ⑶ 不等式两边都乘以同一个负数,不等号的方向改变; ⑷ 不等式两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变; ⑸ 不等式两边都乘以同一个负数,不等号的方向改变.【巩固】利用不等式的基本性质,用“<”或“>”号填空.⑴ 若a b <,则2a _______2b ; ⑵ 若a b >,则4a -______4b -;⑶ 若362x ->,则x ______4-;⑷ 若a b >,0c >,则ac ______bc ;⑸ 若0x <,0y >,0z <,则()x y z -_______0.【解析】略.【答案】⑴ <;⑵ <;⑶ <;⑷ >;⑸ >.【巩固】若a b <,用“>”或“<”填空⑴2_____2a b ++; ⑵2_____2a b -- ⑶11______33a b ; ⑷____a b -- 【解析】略【答案】⑴“<”、⑵“<”、⑶“<”、⑷“>”【巩固】若a b <,则下列各式中不正确的是( )A.88a b -<+B.1188a b < C. 1212a b -<- D.22a b -<- 【解析】略 【答案】C【例3】 已知a b >,要使bm am -<-成立,则m 必须满足( )A .0m >B .0m =C .0m <D .m 为任意数【解析】0m -<,0m >.选择A . 【答案】A【巩固】如果关于x 的不等式(1)1a x a +>+的解集为1x <,那么a 的取值范围是( )A.0a >B.0a <C.1a >-D.1a <-【解析】略 【答案】D【巩固】若0a b <<,则下列不等成立的是( )A . 11a b< B . 2ab b < C . 2a ab > D . ||||a b <【解析】略. 【答案】C【巩固】如果a b >,可知下面哪个不等式一定成立( )A . a b ->-B . 11a b< C . 2a b b +> D . 2a ab >【解析】略. 【答案】C【巩固】如果2x >,那么下列四个式子中:①22x x > ②2xy y > ③2x x > ④112x <正确的式子的个数共有 ( )A .4个B .3个C .2个D .1个【解析】①、③、④正确,所以选择B 【答案】B【巩固】根据a b >,则下面哪个不等式不一定成立( )A . 22a c b c +>+B . 22a c b c ->-C . 22ac bc >D . 2211a bc c >++ 【解析】选择C ,正确应为22ac bc ≥. 【答案】C☞不等式的解集 1.不等式的解:使不等式成立的每一个未知数的值叫做不等式的解.例如:4-,2-,0,1,2都是不等式2x ≤的解,当然它的解还有许多. 2.不等式的解集:能使不等式成立的所有未知数的集合,叫做不等式的解集.不等式的解集是一个范围,在这个范围内的每一个值都是不等式的解. 不等式的解集可以用数轴来表示.不等式的解与不等式的解集是两个不同的概念,不等式的解是指使这个不等式成立的未知数的某个值,而不等式的解集,是指使这个不等式成立的未知数的所有的值;不等式的所有解组成了解集,解集包括了每一个解. 在数轴上表示不等式的解集(示意图):【例4】 下列说法中错误的是( )A.不等式28x -<的解集是4x >-;B.40-是不等式28x <-的一个解C.不等式6x <的正整数解有无数多个D.不等式6x <正整数解有无限个【解析】略 【答案】C【例5】 在数轴上表示下列不等式的解集:⑴1x <; ⑵2x ≥-; ⑶2x <-或1x ≥; ⑷21x -≤<【解析】略【答案】如图【巩固】在12-、1-、2-、0、3-、12、32-中,能使不等式32x +<成立的有( )A.4个B.3个C.2个D.1个【解析】略 【答案】B【巩固】下列不等式:①76->-;②a a >-;③1a a +>;④0a >;⑤210a +>,其中一定成立的有( )A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】③、⑤ 【答案】B板块二、一元一次不等式的解法1.一元一次不等式:经过去分母、去括号、移项、合并同类项等变形后,能化为ax b <或ax b >的形式,其中x 是未知数,,a b 是已知数,并且0a ≠,这样的不等式叫一元一次不等式. ax b <或ax b >(0a ≠)叫做一元一次不等式的标准形式. 2.解一元一次不等式:去分母→去括号→移项→合并同类项(化成ax b <或ax b >形式)→系数化一(化成bx a>或bx a <的形式)【例6】 求不等式3(1)5182x x x +-+>-的解集. 【解析】对本例,首先应去分母,化成标准形式求解.去分母,得()()831845x x x ++>-- 去括号,得8338420x x x ++>-+ 移项, 得8348203x x x ++>+-合并同类项,得1525x >系数化为1,得53x >【答案】53x >【巩固】解不等式:5192311236x x x +--+≤【解析】略④③②①01231201231230123123213210【答案】9837 x≥【巩固】解不等式2110155364x xx++--≥,并把它的解集在数轴上表示出来.【解析】略【答案】2x≤.在数轴上表示解集如图所示.【巩固】解不等式2(1)34(1)5x x x+->++【解析】采用整体思想,2(1)3(1)24(1)x x x+-+->+,易得75x<-.【答案】75 x<-【巩固】当x为何值时,代数式2113x+-的值不小于354x+的值?【解析】解决此类问题首先应理解“不小于”的意思,进而再列出不等式,按照解一元一次不等式方法求解.依题意,得2135134 x x++-≥∴()() 42112335x x+-+≥8159124x x-+-≥717x-≥∴177x-≤所以,当177x-≤时,代数式2113x+-的值不小于354x+的值.【答案】177 x-≤【例7】求不等式4512x-<1的正整数解.【解析】对于求不等式的正整数解,应先不考虑这一限制条件,按解一元一次不等式的方法求解后,再研究限制条件,便可达到目的.去分母,得4512x-<移项,合并,得417x<系数化为1,得174 x<∵求原不等式正整数解.∴1234x=,,,为原不等式正整解.【答案】1234x=,,,【巩固】不等式132x x +>的负整数解是_______. 【解析】略【答案】5-,4-,3-,2-,1-【巩固】不等式111326y y y +---≥的正整数解为__________. 【解析】解得3y ≤,故正整数解为1,2,3. 【答案】1,2,3.【巩固】求不等式12123x x +-≥的非负整数解. 【解析】首先解这个不等式,然后在不等式的解集中找出符合题意的解.12123x x +-≥,()()31221x x +-≥,33x x +≥4-2,5x --≥,5x ≤. 所以满足这个不等式的非负整数解为x =0,1,2,3,4,5.【答案】x =0,1,2,3,4,5.板块三、一元一次不等式组的解法1.一元一次不等式和它的解法 一般地,几个一元一次不等式的解集的公共部分,叫做由它们所组成的一元一次不等式组的解集2.解一元一次不等式组的一般步骤:①求出这个不等式组中各个不等式的解集:②利用数轴求出这些不等式的解集的公共部分,即可求出这个不等式组的解集注意:①利用数轴表示不等式的解集时,要注意表示数的点的位置上是空心圆圈,还是实心圆点;②若不等式组中各个不等式的解集没有公共部分,则这个不等式组无解3.由两个一元一次不等式组成的不等式组的解集的情况有如下四种:【例8】 解不等式组31422x x x ->-⎧⎨<+⎩,并把它的解集表示在数轴上.【解析】31422x x x ->-⎧⎨<+⎩12x x >-⎧⇒⎨<⎩12x ⇒-<<.∴原不等式组的解集是12x -<<. 在数轴上表示为:【答案】12x -<<【巩固】求不等式组2(2)43251x x x x -≤-⎧⎨--⎩< ①②的整数解.【解析】由①得 12x ≥-; 由②得 2x <.∴ 此不等式组的解集为122x -≤<.∴ 此不等式组的整数解为0,1.【答案】0,1【例9】 解不等式:32122x--<≤; 【解析】略【答案】解,由题意得,32123222x x -⎧-<⎪⎪⎨-⎪≤⎪⎩,解得5212x x ⎧<⎪⎪⎨⎪≥-⎪⎩,∴1522x -≤<【巩固】解不等式:2312142x x -≤≤+【解析】原不等式相当于:23241212x x -⎧≤⎪⎪⎨⎪≤+⎪⎩,解得1122x ≤≤.【答案】1122x ≤≤0123123【例10】 解不等式组:11141010372x x x x x ⎧-+>+⎪⎪--⎨⎪+>+⎪⎩;【解析】原方程组的解为5108x x x >=⎧/⎨>⎩且,综合得8x >且10x =/;【答案】8x >且10x =/【巩固】解不等式组:323(1)12123x x x x x +≥--⎧⎪-+⎨->-⎪⎩【解析】略 【答案】0x ≥【例11】 解不等式组:2(20)203(34)2521623x x x x x -+≥-+⎧⎪-+⎨<⎪⎩【解析】略. 【答案】2x ≤【巩固】解不等式组:734342555(4)2(4)3x x x x x -+⎧-≥-⎪⎪⎨⎪+-≤-⎪⎩【解析】略 【答案】无解.【例12】 解不等式组()121123621[41]43x x x x x x x --+⎧->-⎪⎪⎨⎪---⎪⎩①≥②。
第三讲-基本不等式(讲义版)
第03讲 基本不等式一、 考情分析1. 掌握均值不等式ab ≤a +b2(a ,b ≥0)和基本不等式的性质; 2.结合具体实例,能用均值不等式解决简单的最大值或最小值问题.3.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系;4.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集;5.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.二、 知识梳理1.不等式的性质(1)对称性:a >b ⇔b <a ; (2)传递性:a >b ,b >c ⇒a >c ;(3)可加性:a >b ⇔a +c >b +c ;a >b ,c >d ⇒a +c >b +d ;(4)可乘性:a >b ,c >0⇒ac >bc ;a >b ,c <0⇒ac <bc ;a >b >0,c >d >0⇒ac >bd ; (5)可乘方:a >b >0⇒a n >b n (n ∈N ,n ≥1);(6)可开方:a >b >0n ∈N ,n ≥2).2.均值不等式:ab ≤a +b2(1)均值不等式成立的条件:a ≥0,b ≥0. (2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号.(3)其中a +b2称为正数a ,b a ,b 的几何平均数. 3.两个重要的不等式(1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ),当且仅当a =b 时取等号. (2)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ),当且仅当a =b 时取等号. 4.利用均值不等式求最值 已知x ≥0,y ≥0,则(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2p(简记:积定和最小).(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是s24(简记:和定积最大).5.一元二次不等式只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为2的整式不等式叫作一元二次不等式.6.三个“二次”间的关系判别式Δ=b2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0 二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0 (a>0)的根有两相异实根x1,x2(x1<x2)有两相等实根x1=x2=-b2a没有实数根ax2+bx+c>0 (a>0)的解集{x|x>x2或x<x1}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x|x≠-b2aRax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}∅∅7.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集不等式解集a<b a=b a>b(x-a)·(x-b)>0{x|x<a或x>b} {x|x≠a}{x|x<b或x>a}(x-a)·(x-b)<0{x|a<x<b}∅{x|b<x<a} 8.分式不等式与整式不等式(1)f(x)g(x)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).(2)f(x)g(x)≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.[方法技巧]1.有关分数的性质(1)若a>b>0,m>0,则ba<b+ma+m;ba>b-ma-m(b-m>0).(2)若ab >0,且a >b ⇔1a <1b .2.b a +ab ≥2(a ,b 同号),当且仅当a =b 时取等号. 3.21a +1b ≤ab ≤a +b2≤a 2+b 22(a >0,b >0).4.连续使用均值不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.1.绝对值不等式|x |>a (a >0)的解集为(-∞,-a )∪(a ,+∞);|x |<a (a >0)的解集为(-a ,a ). 记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.5.解不等式ax 2+bx +c >0(<0)时不要忘记当a =0时的情形.6.不等式ax 2+bx +c >0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定. (1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎨⎧a =b =0,c >0或⎩⎨⎧a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎨⎧a =b =0,c <0或⎩⎨⎧a <0,Δ<0.三、 经典例题考点一 不等式的性质【例1】 (1)已知a ,b ,c 满足c <b <a ,且ac <0,那么下列选项中一定成立的是( ) A.ab >ac B.c (b -a )<0 C.cb 2<ab 2D.ac (a -c )>0(2)(一题多解)若1a <1b <0,给出下列不等式:①1a +b <1ab ;②|a |+b >0;③a -1a >b -1b ;④ln a 2>ln b 2.其中正确的不等式是( ) A.①④B.②③C.①③D.②④【解析】(1)由c <b <a 且ac <0,知c <0且a >0. 由b >c ,得ab >ac 一定成立.(2)法一 因为1a <1b<0,故可取a =-1,b =-2.显然|a |+b =1-2=-1<0,所以②错误;因为ln a 2=ln(-1)2=0,ln b 2=ln(-2)2=ln 4>0,所以④错误.综上所述,可排除A ,B ,D.法二 由1a <1b <0,可知b <a <0.①中,因为a +b <0,ab >0,所以1a +b <0,1ab >0.故有1a +b <1ab ,即①正确;②中,因为b <a <0,所以-b >-a >0.故-b >|a |,即|a |+b <0,故②错误; ③中,因为b <a <0,又1a <1b <0,则-1a >-1b >0,所以a -1a >b -1b,故③正确;④中,因为b <a <0,根据y =x 2在(-∞,0)上为减函数,可得b 2>a 2>0,而y =ln x 在定义域(0,+∞)上为增函数,所以ln b 2>ln a 2,故④错误.由以上分析,知①③正确.规律方法 解决此类题目常用的三种方法: (1)直接利用不等式的性质逐个验证;(2)利用特殊值法排除错误答案,利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件; (3)利用函数的单调性,当直接利用不等式的性质不能比较大小时,可以利用指数函数、对数函数、幂函数等函数的单调性进行判断. 考点二 利用均值不等式【例2-1】(2020·咸阳市教育教学研究室高三一模(文))已知121x y+=(0,0)x y >>,则2x y +的最小值为( ) A .10 B .9C .8D .7【答案】C【解析】0x Q >,0y >且121x y+=,则()12422448x y x y x y x y y x ⎛⎫+=++=++≥+=⎪⎝⎭, 当且仅当2y x =时,等号成立,因此,2x y +的最小值为8. 故选:C.【例2-2】(2020·天津高三其他)已知函数1()cos 2(2)sin 2f x m x m x =+-,其中12m ≤≤,若函数()f x 的最大值记为()g m ,则()g m 的最小值为( )A .14-B .1C .D 1【答案】D【解析】由已知,221()(12sin )(2)sin sin (2)sin 22m f x m x m x m x m x =-+-=-+-+, 令sin [1,1]x t =∈-,则2(2)2m y mt m t =-+-+,因为12m ≤≤,所以对称轴为2111[0,]222m t m m -==-∈,所以 ()221122(2)3111144t m m m g m y m m m =-+-===+-≥=,当且仅当3m =时,等号成立. 故选:D【例2-3】(2020·湖南省雅礼中学高三月考(理))已知ABC V 外接圆的半径2R =,且2sin 2AA =.则ABC V 周长的取值范围为( ) A. B.(4,C.4+D.(4+【答案】C【解析】由题意,22cos 1123A A -=-,即cos 13A A -=-,可化为33A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即sin 32A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,因为0A π<<,所以33A ππ-=, 即23A π=,2sin a R A ==ABC V 的内角A ,B ,C ,的对边分别为a ,b , c ,由余弦定理得,2212b c bc =++,因为222b c bc +≥(当且仅当b c =时取“=”),所以22123b c bc bc =++≥,即4bc ≤,又因为22212()b c bc b c bc =++=+-,所以2()124bc b c =+-≤,故4b c +≤,则4a b c ++≤+,又因为b c a +>,所以2a b c a ++>=,即4a b c <+++≤.故ABC V 周长的取值范围为4+.故选:C【例2-4】(2020·全国高三月考)若3log (2)1a b +=+42a b +的最小值为( )A .6B .83C .163D .173【答案】C【解析】因为3log (2)1a b +=+,即()()3333log 2log 3log log 3a b ab ab +=+=,所以,23a b ab +=,等式两边同时除以ab 得213b a+=,且0,0a b >>,所以12118211642(42)()(8)(83333a b a b a b b a b a +=++=++≥+=, 当且仅当82a b b a=,即2b a =时取等号,所以42a b +的最小值为163.故选:C.规律方法 在利用均值不等式求最值时,要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,主要有两种思路:(1)对条件使用均值不等式,建立所求目标函数的不等式求解.常用的方法有:折项法、变系数法、凑因子法、换元法、整体代换法等.(2)条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值. 用函数y =x +mx (m >0)的单调性. 考点三 一元二次不等式的解法【例3-1】(2020·四川省高三二模(文))已知集合{}2,1,0,1,2A =--,{}260B x x x =--<,则A B =I ( ) A .{}1,0,1,2- B .{}2,1,0,1,2-- C .{}2,1,0,1,2,3-- D .{}2,1,0,1--【答案】A【解析】{}{}26023B x x x x x =--<=-<<Q ,{}2,1,0,1,2A =--,因此,{}1,0,1,2A B ⋂=-.故选:A.【例3-2】(2020·安徽省六安一中高一月考)已知集合{}2230A x x x =-->,(){}lg 11B x x =+≤,则()RA B =Ið( )A .{}13x x -≤< B .{}19x x -≤≤ C .{}13x x -<≤ D .{}19x x -<<【答案】C【解析】解不等式2230x x -->,得1x <-或3x >; 解不等式()lg 11x +≤,得0110x <+≤,解得19x -<≤.{}13A x x x ∴=-或,{}19B x x =-<≤,则{}13R A x x =-≤≤ð,因此,(){}13R A B x x ⋂=-<≤ð,故选:C.【例3-3】(2020·重庆市松树桥中学校高三月考(文))函数()2020sin2f x x x =+,若满足()2(1)0f x x f t ++-≥恒成立,则实数t 的取值范围为( )A .[2,)+∞B .[1,)+∞C .3,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .(,1]-∞【答案】C【解析】∵()2020sin2()f x x x f x -=--=-,且()20202cos20f x x '=+>, ∴函数()f x 为单调递增的奇函数.于是,()2(1)0f x x f t ++-≥可以变为()2(1)(1)f x x f t f t +--=-…,即21x x t +≥-,∴21t x x ≤++,而221331244x x x ⎛⎫++=++≥ ⎪⎝⎭,可知实数34t ≤, 故实数t 的取值范围为3,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦. 故选:C .【例3-4】(2014·全国高三专题练习(理))某城市对一种售价为每件160元的电子产品征收附加税,税率为%R (即每销售100元征税R 元),若年销售量为5(30)2R -万件,要使附加税不少于128万元,则R 的取值范围是( ) A .[4,8] B .[6,10]C .[4%,8%]D .[6%,10%]【答案】A【解析】根据题意,要使附加税不少于128万元,需530160%1282R R ⎛⎫-⨯⨯≥⎪⎝⎭, 整理得212320R R -+≤,解得48R ≤≤,因此,实数R 的取值范围是[]4,8. 故选A.【例3-5】(2020·江苏省高三一模)已知m n ,为正实数,且m n mn +=,则2m n +的最小值为____________.【答案】3+【解析】由已知,111m n +=,所以2m n +=(2)m n +112()33m n m n n m+=++≥+当且仅当m m n mn⎧=⎪⎨+=⎪⎩,即21,2m n +=+=时,等号成立.故答案为:3+【例3-6】(2020·河北省邢台一中高三月考(理))在曲线()343x f x x=-的所有切线中,切线斜率的最小值为________. 【答案】4【解析】由题意得,()2244f x x x '=+≥=,当且仅当x =. 故答案为:4.[方法技巧]1.运用不等式的性质解决问题时,注意不等式性质成立的条件以及等价转化的思想,比如减法可以转化为加法,除法可以转化为乘法等.但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.2.“三个二次”的关系是解一元二次不等式的理论基础;一般可把a <0的情况转化为a >0时的情形.3.在解决不等式ax 2+bx +c >0(或≥0)对于一切x ∈R 恒成立问题时,当二次项系数含有字母时,需要对二次项系数a 进行讨论,并研究当a =0时是否满足题意.4.含参数的一元二次不等式在某区间内恒成立问题,常有两种处理方法:一是利用二次函数在区间上的最值来处理;二是先分离出参数,再去求函数的最值来处理,一般后者比较简单.5.当Δ<0时,ax 2+bx +c >0(a ≠0)的解集为R 还是∅,要注意区别.6.含参数的不等式要注意选好分类标准,避免盲目讨论.四、 课时作业1.若0a >,0b >,23a b +=,则36a b+的最小值为( ) A .5B .6C .8D .92.在ABC V 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若222b ac a c +=+,且2a c +=,则ABC V 周长的取值范围是( ) A .(]2,3B .[)3,4C .(]4,5D .[)5,63.函数log (3)1a y x =-+(0a >且1a ≠)的图像恒过定点A ,若点A 在直线10mx ny +-=上,其中·0m n >,则41m n+的最小值为() A .16B .24C .50D .254.已知12121ln ,2x x e -==,3x 满足33ln xe x -=,则( )A .123x x x <<B .132x x x <<C .213x x x <<D .312x x x <<5.在10的展开式中,系数的绝对值最大的项为( ) A .10532B .56638x -C .531058xD .5215x -6.已知实数x ,y 满足()()21x y x y +-=且0y ≠,则xy的取值范围是( ) A .()1,2,2⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭B .()(),21,-∞-⋃+∞C .()(),12,-∞-+∞UD .()1,2,2⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U7.已知函数22,0()log (1),0x x x f x x x ⎧-+<=⎨+≥⎩,若|()|2f x ax ≥,则实数a 的取值范围是( )A .(,0]-∞B .[1,0]-C .[1,1]-D .1[,0]2-8.已知函数()2814f x x x =++,()()2log 4g x x =,若[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立,则a 的最大值为( )A .-4B .-3C .-2D .-19.定义在R 上的函数()f x 对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,且函数(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,若s 满足不等式()()222323f s s f s s -+--+…,则s 的取值范围是( )A .13,2⎡⎫--⎪⎢⎣⎭B .[3,2]--C .[2,3)-D .[3,2]-10.已知函数()2222,2{log ,2x x x f x x x -+≤=> ,若0R x ∃∈,使得()2054f x m m ≤- 成立,则实数m 的取值范围为 ( ) A .11,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .1,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .12,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦11.(多选题)已知正数a ,b 满足4a b +=,ab 的最大值为t ,不等式230x x t +-<的解集为M ,则( ) A .2t =B .4t =C .{}|41M x x =-<<D .{}|14M x x =-<<12.(多选)已知a 、b 均为正实数,则下列不等式不一定成立的是( ) A.3a b ++≥ B .()114a b a b ⎛⎫++≥⎪⎝⎭ C22a b ≥+ D≥ 13.已知x ,y 为正实数,且2441xy x y ++=,则x y +的最小值为________________. 14.已知函数()|4|f x x x =-,则不等式(2)(3)f a f +>的解集为____________. 15.已知正数a 、b 满足2a b +=,则12a b a b +++的最大值为______. 16.在面积为2ABC ∆中,AB AC ⋅=u u u r u u u r 若点M 是AB 的中点,点N 满足2AN NC =u u u r u u u r ,则BN CM ⋅u u u r u u u u r 的最大值是______.17.设集合{}13A x x x =+-≤,413B x x ⎧⎫=>⎨⎬+⎩⎭.(1)求集合A B I ;(2)若不等式220x ax b ++<的解集为B ,求实数a 、b 的值.18.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,csin(2cos)A a B=+.(1)求B;(2)若△ABC△ABC的周长的小值.19.(1)已知2x>,求12y xx=+-的最小值;(2)已知12x<<,求()1122y x x=-的最大值.。
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例题1
证明 ∵x >0,y >0,z >0,
∴y x +z x ≥2 yz x >0,x y +z y ≥2 xz y >0, x z +y z ≥2 xy
z >0,
∴⎝ ⎛⎭⎪⎫y x +z x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +z y ⎝ ⎛⎭
⎪⎫x z +y z ≥ 8 yz ·xz ·xy xyz
=8. 当且仅当x =y =z 时等号成立.
训练1
解:∵x ,y 都是正数 ∴y x >0,x
y >0,x 2>0,y 2>0,x 3>0,y 3>0 (1)x
y y x x y y x ⋅≥+2=2即x y y x +≥2. (2)x +y ≥2
xy >0 x 2+y 2≥222y x >0 x 3+y 3≥23
3y x >0 ∴(x +y )(x 2+y 2)(x 3+y 3)≥2xy ·222y x ·233y x =8x 3y 3
即(x +y )(x 2+y 2)(x 3+y 3)≥8x 3y 3
.
例题2
解析 (1)由x 2-3xy +4y 2-z =0,得z =x 2-3xy +4y 2,
∴xy z =xy x 2-3xy +4y 2=1x y +4y x
-3. 又x ,y ,z 为正实数,∴x y +4y x ≥4,
当且仅当x =2y 时取等号,此时z =2y 2. ∴2x +1y -2z =22y +1y -22y 2=-⎝ ⎛⎭
⎪⎫1y 2+2y
=-⎝ ⎛⎭
⎪⎫1y -12+1,当1y =1,即y =1时,上式有最大值1. (2)∵x >0,y >0,∴x +y =(x +y )·⎝ ⎛⎭
⎪⎫2x +2y = 4+2⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +y x ≥4+4x y ·y x =8. 当且仅当x y =y x ,即x =y =4时取等号.
答案 (1)B (2)D
训练2
解析 (1)由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,
∴3x +4y =(3x +4y )⎝ ⎛⎭
⎪⎫15y +35x =95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5(当且仅当3x 5y =12y 5x ,即x =1,y =12时,等号成立),
∴3x +4y 的最小值是5.
(2)由x >0,y >0,得4x 2+9y 2+3xy ≥2×(2x )×(3y )+3xy (当且仅当2x =3y 时等号成立),∴12xy +3xy ≤30,即xy ≤2,∴xy 的最大值为2.
答案 (1)C (2)C 解析 由32+x +32+y
=1可化为xy =8+x +y ,∵x ,y 均为正实数,∴xy =8+x +y ≥8+2xy (当且仅当x =y 时等号成立),即xy -2xy -8≥0,解得xy ≥4,即xy ≥16,故xy 的最小值为16.
答案 D
课堂练习
1、解析 因为ab >0,即b a >0,a b >0,所以b a +a b
≥2b a ×a b
=2. 答案 C
2、解析 由题意1a +1b =a +b a +a +b b =2+b a +a b ≥2+2
b a ×a b =4,当且仅当b a =a b ,即a =b =12
时,取等号,所以最小值为4. 答案 C
3、解析 y =x -4+9x +1=x +1+9x +1-5,由x >-1,得x +1>0,9x +1
>0,所以由基本不等式得y =x +1+
9
x +1-5≥2(x +1)×9
x +1-5=1,当且仅当x +1=9x +1
,即(x +1)2=9,所以x +1=3,即x =2时取等号,所以a =2,b =1,a +b =3.
答案 C
4、解析 (1+2a )(1+b )=5+2a +b ≥5+22ab =9.当且仅当2a =b ,即a =1,b =2时取等号.
答案 9
解析 ∵x >0,y >0且1=x 3+y 4≥2
xy 12,∴xy ≤3.当且仅当x 3=y 4,即当x =32,y
=2时取等号.
答案 3
解析 ∵y =a 1-x 恒过点A (1,1),又∵A 在直线上,
∴m +n =1.而1m +1n =m +n m +m +n n =2+n m +m n ≥2+2=4,当且仅当m =n =12时,取“=”,∴1m +1n 的最小值为4.
答案 4
课后作业
1、答案 C
2、答案 A
解析 由题意知,a <0,b a =-56,-1a =16
, ∴a =-6,b =5.
∴x 2-5x +6<0的解是(2,3).
3、答案 C
解析 作出可行域如图所示 .
由于2x +y =40、x +2y =50的斜率分别为-2、-12,而3x +2y =0的斜率为-32
,故线性目标函数的倾斜角大于2x +y =40的倾斜角而小于x +2y =50的倾斜角,由图知,3x +2y =z 经过点A (10,20)时,z 有最大值,z 的最大值为70.
4、答案 A
解析 x -1x ≥2⇔x -1x -2≥0⇔-x -1x ≥0 ⇔x +1x ≤0⇔⎩⎨⎧ x (x +1)≤0x ≠0
⇔-1≤x <0.
5、答案 A
解析 ∵ab -(a +b )=1,ab ≤(a +b 2
)2, ∴(a +b 2
)2-(a +b )≥1, 它是关于a +b 的一元二次不等式,
解得a +b ≥2(2+1)或a +b ≤2(1-2)(舍去).
∴a +b 有最小值2(2+1).
又∵ab -(a +b )=1,a +b ≥2ab ,
∴ab -2ab ≥1,它是关于ab 的一元二次不等式, 解得ab ≥2+1,或ab ≤1-2(舍去),
∴ab ≥3+22,即ab 有最小值3+2 2.
6、答案 A
解析
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不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2
=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)取得最大值12,
即4a +6b =12,即2a +3b =6,而2a +3b =(2a +3b )·2a +3b 6=136+(b a +a b )≥136+2=256
(a =b =65
时取等号).
7、答案 [-1,0]
解析 由f (x )=2x 2-2ax -a -1的定义域为R .
可知2x 2-2ax -a ≥1恒成立,即x 2-2ax -a ≥0恒成立,则Δ=4a 2+4a ≤0,解得-1≤a ≤0.
8答案 3
解析 由x -2y +3z =0,得y =x +3z 2,将其代入y 2
xz
, 得x 2+9z 2+6xz 4xz ≥6xz +6xz 4xz =3,当且仅当x =3z 时取“=”,∴y 2xz
的最小值为3.。