用均值不等式求最值的方法和技巧
用均值不等式最值的方法和技巧
用均值不等式最值的方法和技巧均值不等式是数学中的一种重要的不等式关系,用于描述一组数据的平均值与其他性质之间的关系。
它可以应用于各种问题,如最值问题、优化问题等。
使用均值不等式来求解最值问题的方法和技巧有以下几个方面。
1.确定使用哪种均值不等式:均值不等式有许多种,如算术均值不等式、几何均值不等式、平方均值不等式等。
不同的均值不等式适用于不同的情况。
在解题时,要根据具体情况选择适合的均值不等式。
通常,当问题中涉及到平方和、乘积、根号等运算时,选择平方均值不等式;当问题中涉及到和、平均数等运算时,选择算术均值不等式;当问题中涉及到几何平均数、平方根等运算时,选择几何均值不等式。
2.清晰确定问题的条件和目标:在解决最值问题时,首先要清晰地确定问题的条件和目标。
条件是指问题中已知的信息,目标是指要求解的最值。
只有明确了条件和目标,才能有针对性地选择适合的均值不等式,并通过变换和推导进行求解。
3.运用不等式性质进行变换:在使用均值不等式进行求解时,可以根据题目中给出的条件进行变换,使得问题更容易求解。
如将含有平方和的表达式进行整理,将含有乘积的表达式进行拆分等。
变换后可利用不等式的性质,如对称性、单调性、对数性质等来推导和求解。
4.找到合适的等号成立条件:根据均值不等式的性质,等号成立的条件通常与数据的性质相关。
找到合适的等号成立条件不仅是验证结果的正确性,还可以通过这些条件求解最值问题。
例如,在求解两个数的平方和的最小值时,可通过设等号成立条件来求解。
5.结合其他方法进行求解:在使用均值不等式解决最值问题时,有时候也需要结合其他方法和技巧进行求解。
例如,可以结合求导、代数方法、几何方法等来解决一些复杂的最值问题。
这样可以提高问题的求解效率和准确性。
综上所述,运用均值不等式求解最值问题需要根据题目的条件和目标选择合适的不等式,进行变换和推导,并找到合适的等号成立条件。
同时,也可以结合其他方法和技巧进行求解。
例谈均值不等式的运用条件和技巧
例谈均值不等式的运用条件和技巧运用均值不等式“1212,,,n n a a a a a a R n++++∈≥K K 若则当且仅当n a a a ===K 21(2)n n N ≥∈且时等号成立”求最值是中学数学求最值的基本方法之一,许多外形与它截然相异的函数式,常常也能利用它巧妙地求出最值.且运用均值定理求最值是历年来高考的热点内容,因此必须熟练掌握他的运用条件和运用技巧.一、重视运用过程中的三个条件:“一正、二定、三相等”,三者缺一不可。
(1) 注意“正数”例1、求函数1y x x=+的值域 .误解:12x x +≥=Q (当且仅当1x =时取等号),所以值域为[)2,+∞. 这里错误在于使用均值定理ab b a 2≥+时忽略了条件:+∈R b a ,正确解法:1()0,2(1)a x x x x >+≥==当时仅当时取等号;11()0,0()()2(1)2b x x x x x x x<->-+-≥==-∴+≤-当时而仅当时取等号所以函数的值域是{}22y y y ≤-≥或. (2) 注意“相等”例2、设+∈R x ,求函数213x x y +=的最小值. 误解:拿到很容易想到用均值定理,所以有3min 3322232312312,=∴=⋅⋅≥++=∈+y xx x x x x y R x Θ. 这里的错误是没有考虑等号成立的条件.显然要212x x x ==,这样的x 不存在,故导致错误.此题用均值定理,需要拆项,同时要等号成立,需要配一个系数.正确解法:时取等号)23322123(182312323312323xx x x x x x x y ==⋅⋅≥++=. 所以2183,3183min 3==y x . 例3、的最大值求且有设by ax y x b a R y x b a +=+=+∈,6,3,,,,2222.误解:2222222219,()(1)2222a xb y ax by ax by a b x y ++≤≤∴+≤+++=Q K K 所以by ax +的最大值为29. 这里(1)取等号的条件是仅当b y a x ==,;由条件知这是不可能的,所以不可能取到上述的最大值.正确解法:2222222222,()()()a x b y axby a b x y ax by +≥∴++≥+Q 仅当ax by=时取等,所以222236ax by ax by a b x y =⎧⎪+≤=+=⎨⎪+=⎩时取等号.如取23)(,3,26max =+====by ax y x b a (3)注意“定值”例4、已知的最大值求y x R y x y x 2,,,12+∈=+.误解:12),(27)2()3(332=+=+=++≤y x y x y x y x x y x 又时取等当, 271,312≤==∴y x y x 时. 以上过程只能说明当271312===y x y x 时.但没有任何理由说明,2712≤y x 这种似是而非的错误解法,关键在于运用重要不等式放缩后的式子不是定值,致使得不出正确的结果.正确解法:272)322(41)34(41441,,332=+⨯=++≤⋅⋅⋅=∴∈+y x y x x y x x y x R y x Θ, 所以仅当24212,,,213627x y x y x y x y =⎧==∴⎨+=⎩即时取等号最大值为.二、常用的处理方法和技巧(1) 拆项:为了创设使用不等式的条件,有时需将一些项作适当的变形,拆为多项之积,从而达到凑积或和为定值的目的。
巧用均值不等式及其条件求最值
巧用均值不等式及其条件求最值(南京师范大学数学与计算机科学学院 张逸洁)均值不等式是高中阶段初等数学中最重要的基本不等式之一,在许多问题的解决中往往能发挥出它的独特功能,对于它及它各种变式的掌握和熟练运用也是求解很多与不等式有关的最值问题的重要方法。
本文将归纳介绍均值不等式在最值问题中的一些巧妙运用,希望能够开拓学生的思维,对高中生不等式的学习有所帮助。
一、均值不等式1.22,2,a b R ab ab ∈+≥、(当且仅当a=b 时取“=”)。
推论:,a b R a b +∈+≥、,(当且仅当a=b 时取“=”)。
2.变形,对a b R ∈、积向平方和转化:222a b a b +⋅≤。
对a b R ∈、积向和转化:2()2a b a b +⋅≤。
注:这里有“最值定理”: 若,,,x y R x y s xy p +⋅∈+==2()2x y xy +≥⇔≤则x+y 运用此定理求最值时必须具备“一正,二定,三相等”这三个条件。
3.333,3a b c Ra b c abc +∈++≥、、,(当且仅当a=b=c 时取“=”)推论:,a b c R a b c +∈++≥、、,(当且仅当a=b=c 时取“=”)4.变形:对3,()3a b c a b c R abc +++∈≤、、 方法小结:在运用均值不等式求正数和的最小值时,凑积为定值;求正数积的最大值时,凑和为定值。
二、巧用均值不等式求解最值问题在求解函数最值问题的过程中,我们通常运用不等式,函数单调性,数形结合等方法分析解答。
本文着重介绍均值不等式在求解此类问题中的妙用,旨在帮助读者系统归纳,拓展思维,灵活解题。
1. 连用例1:已知3222160,a b a b a b ab b-+>>-求的最小值。
解:32222222222161616166416()2a b a b a a a a b a b ab b ab b b a b a -+=+=+≥+=+≥+----()216.64a b a ⎧⎧=⎪⎪∴⎨⎨==⎪⎪⎩⎩2b=a-b 当且仅当即a分析:有时利用均值不等式求最值时只用一次并不能解决问题,通常需要连用来巧求最值。
利用均值不等式求最值的方法
利用均值不等式求最值的方法均值不等式是一种重要的数学统计工具,它可以用来求出一组数据的最值。
均值不等式是一种用于求解参数最值的统计工具,它通过约束数据集中参数值来构建最大或最小值,从而获得最优解。
均值不等式最适用于求解连续参数的最值问题。
均值不等式由两部分构成,下面将进行详细讨论。
首先,均值不等式中包含一个数学定义,它是这样定义的:假设有一组数据集,记作:X = {x1, x2,, xn}其中,n表示数据集中数据的个数。
均值不等式的定义为:∑x/n KK为预先设定的参数值,它可以用来确定最值的上限。
其次,均值不等式还包含一些可以应用到数据集中的算法,这些算法可以用来求解最值问题。
例如,当要求解最小值时,可以通过下面的算法来推断出最小值:1.先计算出 X 中各数据项的和,记作 s 。
2.出 K 与 s比值 r=K/s 。
3.X中的每个数据项 xi乘以 r 。
4.乘以 r的数据项求出平均值,记作 m 。
5.较 m 与 xi值,得出最小值。
均值不等式有着广泛的应用,它通常用于求解线性规划问题,最优化函数等最值问题。
均值不等式还可以用于求解投资组合最值等一系列最值问题,具有很强的实用性。
接下来,将着重介绍均值不等式在解决最值问题中的实际应用。
首先,均值不等式可以用于求解数学优化问题。
优化问题中,最常用的是线性规划模型。
性规划模型可以用均值不等式来约束参数范围,从而得到最优解。
举个例子,在最小二乘法中,可以使用均值不等式来计算最小残差。
其次,均值不等式还可以用于解决投资组合的最值问题。
投资组合问题是指由投资者将自己的财富分散投资,通过投资组合来获得最高收益的问题。
在投资组合中,均值不等式可以有效地约束投资者不超出预先设定的范围,从而使投资收益最大化。
最后,均值不等式还可以用于求解最优化函数的最值问题。
最优化函数是指通过最小化或最大化函数值来获得最优解的函数,而均值不等式可以用于函数的求解。
总结,均值不等式是一种有效的数学统计工具,它可以用来求解最值问题。
用均值不等式最值的方法和技巧
用均值不等式最值的方法和技巧均值不等式是一个常用的不等式工具,在解决很多求最值问题时会起到很大的帮助。
它的核心思想是通过找到相应的均值来构造不等式,从而得到最值的估计。
下面,我将详细介绍均值不等式的方法和技巧。
1.算术平均-几何平均不等式(AM-GM不等式):AM-GM不等式是最常见的均值不等式,它表明对于任意非负实数x1,x2, ..., xn,有如下不等式成立:(x1 + x2 + ... + xn) / n ≥ √(x1 * x2 * ... * xn)这个不等式的意义在于,对于一组非负实数的和,取平均值一定大于等于这组数的乘积的正平方根。
这个不等式常常被用于证明其他数学结论的基础。
2.幂平均不等式:幂平均不等式是一组关于算术平均和几何平均之间关系的不等式。
对于任意非负实数x1, x2, ..., xn,以及实数p,q,有如下不等式成立:[(x1^p + x2^p + ... + xn^p) / n]^(1/p) ≥ [(x1^q + x2^q + ... + xn^q) / n]^(1/q)这个不等式是一个广义的不等式,AM-GM不等式就是其特例(p=q=1)。
使用幂平均不等式可以推导出很多常见的不等式,如柯西不等式、余弦不等式等。
3.杨辉不等式:杨辉不等式是一组与二项式系数相关的不等式。
对于任意自然数n,以及实数a,b,有如下不等式成立:(a+b)^n≥C(n,0)*a^n*b^0+C(n,1)*a^(n-1)*b^1+...+C(n,n)*a^0*b^n这个不等式是二项式定理的推广,它可以用来证明其它不等式,如二项式不等式、二项式平均不等式等。
4.切比雪夫不等式:切比雪夫不等式是一组关于平均值和取值范围之间关系的不等式。
对于任意一组具有有限均值μ的实数x1, x2, ..., xn,有如下不等式成立:P(,x1-μ,≥k)≤(σ/k)^2其中,σ是x1, x2, ..., xn的标准差,即σ^2 = [(x1 - μ)^2 + (x2 - μ)^2 + ... + (xn - μ)^2] / n这个不等式的意义在于,对于平均值给定的一组数,其离平均值较远的数出现的概率是受标准差的限制的。
用均值不等式求最值的方法和技巧
用均值不等式求最值的方法和技巧均值不等式(Mean Inequality)是数学中常用的一种方法和技巧,用于求解包含均值的不等式问题。
它的核心思想是通过求解众多数据的平均值来确定问题的最值范围。
1.均值不等式的基本形式均值不等式分为均值-均值不等式和均值-次方均值不等式两种基本形式。
均值-均值不等式:对于任意给定的两个非负实数a和b,以及两个实数λ和μ满足λ+μ≠0,有:√(λa^2+μb^2)≥,λa+μb,/√(λ+μ)均值-次方均值不等式:对于任意给定的n个非负实数x₁,x₂,…,xₙ,以及实数p≥q>0,有:((x₁^p+x₂^p+…+xₙ^p)/n)^(1/p)≥((x₁^q+x₂^q+…+xₙ^q)/n)^(1/q)2.求解最值的一般步骤步骤1:根据不等式问题的具体情况,确定合适的均值不等式形式,即选择均值-均值不等式还是均值-次方均值不等式。
步骤2:根据题目给出的条件,选取合适的数据进行计算和代入,找到不等式中的系数和指数。
步骤3:应用均值不等式,将不等式转化为计算均值的形式。
步骤4:通过简化计算和代入数值,利用均值不等式得到最终的结果。
3.常见应用场景和例题分析均值不等式常用于求解最值问题,特别是在高中数学中的函数极值和数列极限中经常用到。
例如,求解非负整数a,b,c的最小值问题,已知条件是ab+bc+ca=8,可以利用均值不等式进行求解。
解题思路:设S=a+b+c,则利用均值-均值不等式可得:(S^2 + S^2 + S^2) / 3 ≥ (ab+bc+ca+a^2+b^2+c^2) / 6代入条件ab+bc+ca=8,化简后可得:S^2≥(8+a^2+b^2+c^2)/4而根据平方平均不等式可得:(a^2+b^2+c^2)/3≥((a+b+c)^2)/9将其代入上式化简,可得:S^2≥20/3同时,由于a,b,c都是非负整数,所以可以得到S=√(a^2+b^2+c^2)的最小整数部分为4因此,a+b+c的最小整数部分为44.注意事项和常见误区在应用均值不等式求解最值问题时,需要注意一些常见的误区和陷阱。
均值不等式求值的十种方法
均值不等式求最值的十种方法————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:用均值不等式求最值的方法和技巧一、几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; ③,、、)(33333333+∈++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 当且仅当a = b = c 时,“=”号成立;④)(3333+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 、、 ,当且仅当a = b = c 时,“=”号成立.注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2a bab +≤≤≤222b a +。
一、拼凑定和通过因式分解、纳入根号内、升幂等手段,变为“积”的形式,然后以均值不等式的取等条件为出发点,均分系数,拼凑定和,求积的最大值。
例1 (1) 当时,求(82)y x x =-的最大值。
(2) 已知01x <<,求函数321y x x x =--++的最大值。
解:()()()()()()222111111y xx x x x x x =-+++=+-=+-()()311111322241422327x x x x x x ++⎛⎫++- ⎪++=•••-≤=⎪ ⎪⎝⎭。
当且仅当112x x +=-,即13x =时,上式取“=”。
故max 3227y =。
评注:通过因式分解,将函数解析式由“和”的形式,变为“积”的形式,然后利用隐含的“定和”关系,求“积”的最大值。
例2 求函数()22101y xx x =-<<的最大值。
均值不等式求最值的十种方法
均值不等式求最值的十种方法用均值不等式求最值的方法和技巧一、几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a ba ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立;②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; ③,、、)(33333333+∈++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c ba 当且仅当a =b =c 时,“=”号成立;④)(3333+∈⎪⎭⎫⎝⎛++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 、、 ,当且仅当a = b = c时,“=”号成立.注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba112+2a b ab +≤≤≤222b a +。
一、拼凑定和通过因式分解、纳入根号内、升幂等手段,变为“积”的形式,然后以均值不等式的取等条件为出发点,均分系数,拼凑定和,求积的最大值。
例1 (1) 当时,求(82)y x x =-的最大值。
(2) 已知01x <<,求函数321y xx x =--++的最大值。
解:()()()()()()222111111y xx x x x x x =-+++=+-=+-()()311111322241422327x x x x x x ++⎛⎫++- ⎪++=•••-≤=⎪ ⎪⎝⎭。
当且仅当112x x +=-,即13x =时,上式取“=”。
故max3227y=。
评注:通过因式分解,将函数解析式由“和”的形式,变为“积”的形式,然后利用隐含的“定和”关系,求“积”的最大值。
例2 求函数)2101y xx x =-<<的最大值。
解:()()2242214122x x y x x x =-=•••-因()()32222221122122327x x x x x x ⎛⎫++- ⎪••-≤=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,当且仅当()2212x x =-,即6x =时,上式取“=”。
用均值不等式求最值的方法和技巧
用均值不等式求最值的方法和技巧均值不等式是数学中常用的一种求最值的方法和技巧,它通过将数列中各个数的和与它们的平均值相比较,从而得到最值的估计。
本文将详细介绍均值不等式的定义、性质、应用以及解题步骤,以帮助读者更好地理解和运用这一重要的不等式求解问题。
一、均值不等式的定义均值不等式是数学中一类关于平均值的不等式,通常用来对一组具有其中一种关系的数值进行比较。
假设有n个非负实数a1、a2、…、an,则它们的平均值和它们的几何平均值之间存在以下关系:(a1+a2+…+an)/n ≥ √(a1*a2*…*an) 或(a1+a2+…+an)/n ≥(a1+a2+…+an)/n ≥ ∛(a1*a2*…*an)其中,等号当且仅当a1=a2=…=an时成立。
二、均值不等式的性质1.单变量均值不等式:对于任意n个非负实数a1、a2、…、an,有(a1^p+a2^p+…+an^p)/n ≥ [(a1+a2+…+an)/n]^p其中,p为实数且p≥12.双变量均值不等式:对于任意两个非负实数a和b以及实数p≥1,有[(a^p+b^p)/2]^1/p≥[(a^q+b^q)/2]^1/q其中,p≥q且p、q均不等于0。
3.形式化均值不等式:设f(x)是定义在[a,b]上的连续函数,则对于任意无穷个非负实数a1、a2、…,有f(∫(a1→∞)f(x)dx) ≤ ∫(a1→∞)f(x)dx/lna1其中,a1为自然对数的底数。
三、均值不等式的应用均值不等式在数学中有着广泛的应用,特别是在求最值、证明不等式和优化问题中。
以下是几个常见的应用场景:1.证明不等式:通过应用均值不等式,可以证明很多重要的不等式,如柯西不等式、霍尔德不等式和克劳斯不等式等。
2.求极值:通过应用均值不等式,可以求解一些极值问题,如求最大面积、最小周长和最优化问题等。
3.优化设计:在工程和经济学中,均值不等式可以帮助优化设计,如在材料使用、成本控制和资源分配等方面。
均值不等式的应用技巧
均值不等式的应用技巧均值不等式:当且仅当a=b时等号成立)是一个重要的不等式。
用“均值不等式”求最值是求最值问题中的一个重要方法,也是高考考查的一项重要内容。
应用该不等式求最值时,要把握不等式成立的三个条件“一正、二定、三相等”。
在此过程中往往需要采用“变系数、凑项、分离、取倒数、平方”等变形技巧构造定值,下面是笔者总结归纳的一些变形方法和技巧。
一、凑系数例1、求函数的最大值。
分析:由于不是常数,所以需将x的系数1变为2,使和为定值。
解:由,知所以:当且仅当:,即时取等号,所以的最大值是二、凑项例2、已知,求函数的最大值。
解:因为,所以,故所以=0当且仅当:,即或时,等号成立,但不合条件,舍去,故当时,。
三、分离例3、求函数的最大值分析:本题看似无法运用均值不等式,不妨将分子配方凑出含有(x+2)的项,再将其分离。
解:因为,所以,所以由及得即当时,。
四、取倒数例4、若,求函数的最大值。
分析:此题形式上无法直接用均值不等式,但通过取倒数则可解:因为,所以故五、平方法例5、求函数的最大值。
解析:注意到的和为定值,所以又,所以当且仅当,即时取等号。
故。
评注:本题将解析式两边平方构造出摵臀ㄖ禂,为利用均值不等式创造了条件。
六、整体代换例6、已知,且,求的最小值。
解:不妨将乘以1,而1用代换。
=16当且仅当,且时取等号所以时,的最小值是16。
七、换元例7、求函数的最大值。
解析:变量代换,令,则当t=0时,y=0当时,当且仅当:,即时取等号,此时故。
八、化归转化,例8、设,求的最小值。
解:因为当且仅当,即时取等号所以点评:若与分别利用平均值不等式,再相乘求最值,会出现前后取等号条件不一致。
总之,我们利用均值不等式求最值时,一定要注意“一正二定三相等”,同时还要注意一些变形技巧,积极创造条件利用均值不等式。
利用均值不等式求最值常用技巧
(2) a b c 3 abc , (a, b, c R ) , abc a b c 3 。当且仅当 a=b=c 时,取等号。
3
3
6、熟悉一个重要的不等式链:
2 11
ab a b 2
ab
a2 b2 。 2
7、利用均值不等式求最值的条件: 一正、二定、三相等 ①各项必须为正; ②含变数的各项和或积必须为定值(和定积最大,积定和最小); ③必须有自变量值能使函数取到等号. 二、利用均值不等式求最值常用解题技巧
x
0,y
4x
9 x2
2x
2x
9 x2
3
3
2x 2x
9 x2
33 36
当且仅当 2x
9 x2
,即 x
3
36 2
时等号成立,所以当 x
3
36 2
时, ymin
33
36
。
技巧五:换元
例 1、求 y x2 7x 10 (x 1) 的值域。 x 1
解:令 t=x+1, y (t 1)2 7(t 1)+10 = t2 5t 4 t 4 5
例 1:求函数 y x2 5 的值域。 x2 4
解:令 x2 4 t(t 2) ,则 y x2 5 x2 4 1 t 1 (t 2)
x2 4
x2 4
t
因 t 0, t 1 1 ,但 t 1 解得 t 1不在区间2, ,故等号不成立,考虑单调性。
t
t
因为 y t 1 在区间1, 单调递增,所以在其子区间2, 为单调递增函数,故 y 5 。
C.3 =,
D.3
∴a+2b=(s﹣1)+2(t﹣1)=s+2t﹣3,
用均值不等式求最值的方法和技巧
用均值不等式求最值的方法和技巧一、几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; ③,、、)(33333333+∈++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 当且仅当a = b = c 时,“=”号成立;④)(3333+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 、、 ,当且仅当a= b = c 时,“=”号成立.注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2a b+≤≤≤222b a +。
二、用均值不等式求最值的常见的方法和技巧 1、求几个正数和的最小值。
例1、求函数21(1)2(1)y x x x =+>-的最小值。
解析:21(1)2(1)y x x x =+>-21(1)1(1)2(1)x x x =-++>-21111(1)222(1)x x x x --=+++>-1≥312≥+52=,当且仅当211(1)22(1)x x x -=>-即2x =时,“=”号成立,故此函数最小值是52。
评析:利用均值不等式求几个正数和的最小值时,关键在于构造条件,使其积为常数。
通常要通过添加常数、拆项(常常是拆底次的式子)等方式进行构造。
2、求几个正数积的最大值。
例2、求下列函数的最大值:①23(32)(0)2y x x x =-<< ②2sin cos (0)2y x x x π=<<解析:①30,3202x x <<-> ∴,∴23(32)(0)(32)2y x x x x x x =-<<=⋅⋅-3(32)[]13x x x ++-≤=,当且仅当32x x =-即1x =时,“=”号成立,故此函数最大值是1。
均值不等式求最值的方法
均值不等式求最值的方法均值不等式是数学中常用的一种方法,用于求解最值问题。
它基于一组数的算术平均数和几何平均数之间的关系,通过比较大小来确定最大值或最小值。
接下来,我将详细介绍均值不等式及其应用方法,并给出几个实际问题的解析。
一、均值不等式的基本形式在介绍具体的应用方法之前,我们首先来看一下均值不等式的基本形式。
对于一组非负实数a1, a2, …, an,均值不等式可以表示为:1.算术平均数(AM)和几何平均数(GM)之间的关系:AM≥GM其中,AM = (a1 + a2 + … + an)/n,GM = (a1 * a2 * … *an)^(1/n)。
2.算术平均数(AM)和谐均值(HM)之间的关系:AM≥HM其中,HM = n/(1/a1 + 1/a2 + … + 1/an)。
二、均值不等式的应用方法1.求最小值:如果我们需要求解一组非负实数的最小值,可以利用均值不等式中的几何平均数和谐均值。
根据AM≥GM和AM≥HM的关系,我们可以得到以下不等式:GM≤AM≤HM即,几何平均数不大于算术平均数不大于谐均值。
因此,当我们需要求解最小值时,可以通过计算几何平均数和谐均值,然后将这两个值与给定的实数进行比较,取其中较小的值作为最小值。
2.求最大值:类似地,如果我们需要求解一组非负实数的最大值,可以利用均值不等式中的几何平均数和算术平均数。
根据AM≥GM的关系,我们可以得到以下不等式:AM≥GM即,算术平均数不小于几何平均数。
因此,当我们需要求解最大值时,可以通过计算几何平均数和算术平均数,然后将这两个值与给定的实数进行比较,取其中较大的值作为最大值。
三、均值不等式的实际应用以下是几个实际问题,利用均值不等式进行求解的示例。
问题一:求证面积最大假设有一个固定的周长为2l的矩形,我们需要求解矩形的面积最大值。
解析:设矩形的长和宽分别为a和b,根据题意,有2(a+b)=2l,即a+b=l。
我们需要求解面积S=a*b的最大值。
运用均值定理求最值的:几点注意和常用方法与技巧(精)
运用均值定理求最值的:几点注意和常用方法与技巧著名的平均值不等式仅当时等号成立”是一个应用广泛的不等式,许多外形与它截然相异的函数式,常常也能利用它巧妙地求出最值。
且运用均值定理求最值是历年来高考的热点内容。
因此必须掌握用重要不等式求函数的最值。
一、重视运用过程中的三个条件:“正数、取等、定值”。
(1)注意“正数”。
例1、求函数的值域。
误解:(仅当时取等号),所以值域为。
这里错误在于使用均值定理时忽略了条件:正确解法:;所以函数的值域是。
(2)注意“取等”例2、设,求函数的最小值。
误解:拿到很容易想到用均值定理,所以有。
这里的错误是没有考虑等号成立的条件。
显然要,这样的不存在,故导致错误。
此题用均值定理,需要拆项,同时要等号成立,需要配一个系数,正确解法:。
所以。
例3、误解:所以的最大值为。
这里(1)取等号的条件是仅当;由条件知这是不可能的,所以不可能取到上述的最大值。
正确解法:仅当时取等,所以。
如取(3)注意“定值”例4、已知。
误解:,。
以上过程只能说明当。
但没有任何理由说明这种似是而非的错误解法,关键在于运用重要不等式放缩后的式子不是定值,致使得不出正确的结果。
正确解法:,所以仅当。
二、常用处理方法和技巧(1)拆项例5、求函数的最小值。
解:,(目标求和的最值,所以凑积为定值,因此拆为相同两项,同时使得含变量的因子的次数和为零)所以仅当。
(2)裂项例6、设,求函数的最小值。
解[先尽可能的让分子变量项和分母相同(常用于分子所含变量因子的次数比分母的含变量因子的次数大或相等时),然后裂项转化为求和的最值,进而凑积为定值。
即使得含变量的因子的次数和为零,同时取到等号]]所以仅当。
(3)添项例7、求函数的最小值。
解(求和的最值,尽可凑积为定值,因此添加6,再减法6,即使得含变量的因子的次数和为零,同时取到等号)。
所以当。
例8、若.的最小值。
解:[所以求变量出现在分子,已知条件变量在分母,为此添上1(即乘1即乘),变为求和的最值,因此凑积为定值,即使得含变量的因子的次数和为零,同时取到等号]。
用均值不等式求最值的方法和技巧
用均值不等式求最值的方法和技巧-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII用均值不等式求最值的方法和技巧一、几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; ③,、、)(33333333+∈++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 当且仅当a = b = c 时,“=”号成立;④)(3333+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 、、 ,当且仅当a = b = c 时,“=”号成立.注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2a b+≤≤≤222b a +。
二、用均值不等式求最值的常见的方法和技巧 1、求几个正数和的最小值。
例1、求函数21(1)2(1)y x x x =+>-的最小值。
解析:21(1)2(1)y x x x =+>-21(1)1(1)2(1)x x x =-++>-21111(1)222(1)x x x x --=+++>-1≥312≥+52=,当且仅当211(1)22(1)x x x -=>-即2x =时,“=”号成立,故此函数最小值是52。
评析:利用均值不等式求几个正数和的最小值时,关键在于构造条件,使其积为常数。
通常要通过添加常数、拆项(常常是拆底次的式子)等方式进行构造。
2、求几个正数积的最大值。
例2、求下列函数的最大值:①23(32)(0)2y x x x =-<< ②2sin cos (0)2y x x x π=<<解析:①30,3202x x <<->∴,∴23(32)(0)(32)2y x x x x x x =-<<=⋅⋅-3(32)[]13x x x ++-≤=,当且仅当32x x =-即1x =时,“=”号成立,故此函数最大值是1。
均值不等式在求最值中的运用
均值不等式在求最值中的运用
关于均值不等式在求最值中的运用,首先应该了解它是对一个变量约束范围内
的最大最小值的确定方法。
它利用最值性质来断定一个未知点的值,即一个变量既有最大值又有最小值。
下面我们就来看一看均值不等式在求最值过程中具体是如何运用的。
首先,要求解变量的最值,需要先把变量有限之内的约束条件都明确出来,这些约束条件可以包含于均值不等式中。
当已经得出变量的约束条件时,我们可以将其放入到均值不等式中,得出均值不等式的表达式的两端的数值之差,称为“差值”。
然后,我们便可以判断出变量的最值,差值越大,则变量的最值越大,反之,则变量的最值越小,从而有效解决变量最值问题。
总之,均值不等式在求最值中的运用是一种有效的方法,其目的是为了找出一
个变量的最值,从而实现该变量的有效解决。
均值不等式可以根据变量的约束条件,求出变量的最值,使得变量的最值处于最佳状态,从而达到其求最值的目的。
用均值不等式求值的方法和技巧
用均值不等式求值的方法和技巧————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; 注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2ab ab +≤≤≤222b a +。
三、用均值不等式求最值的常见的技巧 1、 添、减项(配常数项) 例1 求函数221632y x x =++的最小值.2、 配系数(乘、除项)例2 已知0,0x y >>,且满足3212x y +=,求lg lg x y +的最大值.3、 裂项例3 已知1x >-,求函数()()521x x y x ++=+的最小值.4、 取倒数例4 已知102x <<,求函数2(1)(12)x y x x +=-的最小值.5、 平方例5 已知0,0x y >>且22283y x +=求262x y +的最大值.6、 换元(整体思想) 例6 求函数225x y x +=+的最大值.7、 逆用条件例7 已知191(0,0)x y x y +=>>,则x y +的最小值是( ) .8、 巧组合例8 若,,0a b c >且()423a a b c bc +++=-,求2a b c ++的最小值 .9、 消元例9、设,,x y z 为正实数,230x y z -+=,则2y xz 的最小值是.几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a 当且仅当a = b 时,“=”号成立; 注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2ab ab +≤≤≤222b a +。
高中数学均值不等式最小值最大值
高中数学均值不等式最小值最大值答案:数学中一般没有特定的最大值或最小值的计算公式,如果是二次函数问题有一个,当二次函数二次项系数大于零时,函数有最小值:当二次项系数小于零时,函数有最大值。
当x=-b/2a时,在极值y=(4ac-b^2)/4a一.高中函数求最值的方法1、分体式方法:形似的函数,根据二次函数的极值点或边界点的值域确认函数的最值。
2、判别式法:形如的分式函数,将其化成系数含有y的关于x的二次方程。
由于,∴≥0,求出y的最值,此种方法易产生增根,因而要对取得最值时对应的x值是否有解检验。
3、利用函数的单调性:首先明晰函数的定义域和单调性,Ploudalm最值。
4、利用均值不等式,形如的函数,及≥≤,注意正,定,等的应用条件,即:a,b均为正数,是定值,a=b的等号是否成立。
5、换元法:形似的函数,而令,反解出来x,代入上式,得出结论关于t的函数,特别注意t的定义域范围,Ploudalm关于t的函数的最值。
除了三角换元法,参数换元法。
6、数形结合法形:如将式子左边看成一个函数,右边看成一个函数,在同一坐标系作出它们的图象,观察其位置关系,利用解析几何知识求最值。
求利用直线的斜率公式求形如的最值。
7、利用导数求函数最值:首先建议定义域关于原点等距然后推论f(x)和f(-x)的关系:若f(x)=f(-x),偶函数;若f(x)=-f(-x),奇函数。
二.函数最值简介通常的,函数最值分成函数最小值与函数最大值。
最小值设立函数y=f(x)的定义域为i,如果存有实数m满足用户:①对于任一实数x∈i,都存有f(x)≥m,②存有x0∈i。
使f(x0)=m,那么,我们表示实数m就是函数y=f(x)的最小值。
最大值设立函数y=f(x)的定义域为i,如果存有实数m满足用户:①对于任一实数x∈i,都存有f(x)≤m,②存有x0∈i。
使f(x0)=m,那么,我们表示实数m就是函数y=f(x)的最大值.。
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8、 巧组合
例8 若 且 ,求 的最小值 .
分析 初看,这是一个三元式的最值问题,无法利用 +b来解决.换个思路,可考虑将 重新组合,变成 ,而 等于定值 ,于是就可以利用均值不等式了.
9、 消元
例9、设 为正实数, ,则 的最小值是.
评析:利用均值不等式求几个正数和的最小值时,关键在于构造条件,使其积为常数。通常要通过添加常数、拆项(常常是拆底次的式子)等方式进行构造。
2、求几个正数积的最大值。
例2、求下列函数的最大值:
① ②
解析:
① ,∴
,当且仅当 即 时,“=”号成立,故此函数最大值是1。② ,则 ,欲求y的最大值,可先求y2的最大值。
证明:
任取 且 ,则
,
∵ ,∴ ,
则 ,即 在 上是减函数。
故当 时, 在 上有最小值5。
解法二:(配方法)因 ,则有 ,易知当 时, 且单调递减,则 在 上也是减函数,即 在 上是减函数,当 时, 在 上有最小值5。
解法三:(导数法)由 得 ,当 时, ,则函数 在 上是减函数。故当 时, 在 上有最小值5。
2、 配系数(乘、除项)
例2 已知 ,且满足 ,求 的最大值.
分析 , 是二项“积”的形式,但不知其“和”的形式 是否定值,
而已知是 与 的和为定值 ,故应先配系数,即将 变形为 ,再用均值不等式.
当且仅当 ,即 时,等号成立. 所以 的最大值是 .
评注 本题是已知和为定值,要求积的最大值,可逆用均值不等式,即利用 来解决.
用均值不等式求最值的方法和技巧
桃源县第九中学 朱梅芳
均值不等式是求函数最值的一个重要工具,同时也是高考常考的一个重要知识点。下面谈谈运用均值不等式求解一些函数的最值问题的方法和技巧。
一、几个重要的均值不等式
① 当且仅当a =b时,“=”号成立;
② 当且仅当a = b时,“=”号成立;
③ 当且仅当a =b =c时,“=”号成立;
④ ,当且仅当a = b = c时,“=”号成立.
注:①注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;
②熟悉一个重要的不等式链: 。
二、用均值不等式求最值的常见的方法和技巧
1、求几个正数和的最小值。
例1、求函数 的最小值。
解析:
,当且仅当 即 时,“=”号成立,故此函数最小值是 。
解法二:(消元法)
由 得 ,由 则 。当且仅当 即 时“=”号成立,故此函数最小值是18。
解法三:(三角换元法)
令 则有
则
,易求得 时“=”号成立,故最小值是18。
评析:此类问题是学生求解易错得一类题目,解法一学生普遍有这样一种错误的求解方法: 。原因就是等号成立的条件不一致。
5、利用均值不等式化归为其它不等式求解的问题。
解法四:(拆分法) ,当且仅当 时“=”号成立,故此函数最小值是5。
评析:求解此类问题,要注意灵活选取方法,特别是单调性法、导数法具有一般性,配方法及拆分法也是较为简洁实用得方法。
4、条件最值问题。
例4、已知正数x、y满足 ,求 的最小值。
解法一:(利用均值不等式)
,当且仅当 即 时“=”号成立,故此函数最小值是18。
,当且仅当 ,即 时,不等式中的“=”号成立,故此函数最大值是 。
评析:利用均值不等式求几个正数积的最大值,关键在于构造条件,使其和为常数。通常要通过乘以或除以常数、拆因式(常常是拆高次的式子)、平方等方式进行构造。
3、用均值不等式求最值等号不成立。
例3、若x、y ,求 的最小值。
解法一:(单调性法)由函数 图象及性质知,当 时,函数 是减函数。
故 的最大值是 .
评注 本题也可将 纳入根号,即将所求式化为 ,先配系数,再运用均值不等式的变式.
6、 换元(整体思想)
例6 求函数 的最大值.
分析 可先令 ,进行换元,再使分子常数化,然后运用均值不等式来解决.
7、 逆用条件
例7 已知 ,则 的最小值是( ) .
分析 直接利用均值不等式,只能求 的最小值,而无法求 的最小值.这时可逆用条件,即由 ,得 ,然后展开即可解决问题.
2011年1月2日
三、用均值不等式求最值的常见的技巧
1、 添、减项(配常数项)
例1 求函数 的最小值.
分析: 是二项“和”的形式,但其“积”的形式不为定值.而 可与 相约,即其积为定积1,因此可以先添、减项6,即 ,再用均值不等式.
当且仅当 ,即 时,等号成立. 所以 的最小值是 .
评注 为了创造条件利用均值不等式,添项是常用的一种变形技巧;为了保证式子的值不变,添项后一定要再减去同一项.
3、 裂项
例3 已知 ,求函数 的最小值.
分析 在分子的各因式中分别凑出 ,借助于裂项解决问题.
当且仅当 ,即 时,取等号. 所以 .
4、 取倒数
例4 已知 ,求函数 的最小Fra bibliotek.分析 分母是 与 的积,可通过配系数,使它们的和为定值;也可通过配系数,使它们的和为 (这是解本题时真正需要的).于是通过取倒数即可解决问题.
例5、已知正数 满足 ,试求 、 的围。
解法一:
由 ,则 ,即 解得 ,当且仅当 即 时取“=”号,故 的取值围是 。
又 ,当且仅当 即 时取“=”号,故 的取值围是
解法二:
由 , 知 ,
则 ,由 ,则:
,当且仅当 ,并求得 时取“=”号,故 的取值围是 。
,当且仅当 ,并求得 时取“=”号,故 的取值围是 。
分析 本题也是三元式的最值问题.由题意得 ,则可对 进行消元,用 表示,即变为二元式,然后可利用均值不等式解决问题.
练习:1、试填写两个正整数,满足条件 ,且使这两个正整数的和最小。
2、试分别求: ; 最大值。
3、求 最小值。
总之,利用均值不等式求最值的方法多样,而且变化多端,要掌握常见的变形技巧,掌握常见题型的求解方法,加强训练、多多体会,才能达到举一反三的目的。
解 由 ,得 , .
取倒数,得
当且仅当 ,即 时,取等号.
故 的最小值是 .
5、 平方
例5 已知 且 求 的最大值.
分析 条件式中的 与 都是平方式,而所求式中的 是一次式, 是平方式但带根号.初看似乎无从下手,但若把所求式 平方,则解题思路豁然开朗,即可利用均值不等式来解决.
当且仅当 ,即 , 时,等号成立.