2020版高考数学一轮复习第七章不等式第4讲基本不等式教案(理)(含解析)新人教A版

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第4讲 基本不等式

基础知识整合

1.重要不等式

a 2+

b 2≥□

012ab (a ,b ∈R )(当且仅当□02a =b 时等号成立). 2.基本不等式ab ≤

a +b

2

(1)基本不等式成立的条件:□

03a >0,b >0; (2)等号成立的条件:当且仅当□04a =b 时等号成立; (3)其中

a +b

2

叫做正数a ,b 的□

05算术平均数,ab 叫做正数a ,b 的□06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□

07x =y 时,x +y 简记:“积定和最小”) (2)如果x ,y ∈(0,+∞),且x +y =S (定值),

那么当□

09x =y 时,xy 有□10最大值S 2

4

.(简记:“和定积最大”)

常用的几个重要不等式 (1)a +b ≥2ab (a >0,b >0); (2)ab ≤⎝

⎛⎭

⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R );

(3)⎝ ⎛⎭

⎪⎫a +b 22≤a 2

+b 2

2(a ,b ∈R ); (4)b a +a b

≥2(a ,b 同号).

以上不等式等号成立的条件均为a =b .

1.已知a ,b ∈R +,且a +b =1,则ab 的最大值为( ) A.1 B.14 C.12 D.22

答案 B

解析 ∵a ,b ∈R +,∴1=a +b ≥2ab ,∴ab ≤14,当且仅当a =b =1

2时等号成立.故

选B.

2.(2019·山西模拟)已知a >0,b >0,a +b =2,则y =1a +4

b

的最小值是( )

A.72

B.4

C.92

D.5

答案 C

解析 y =12(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫5+4a b +b a ≥92⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当a =23,b =43时等号成立.故选C.

3.

3-a

a +6(-6≤a ≤3)的最大值为( )

A.9

B.9

2 C.

3 D.32

2

答案 B

解析 当a =-6或a =3时,3-a a +6=0;当-6

3-a

a +6≤

3-a +a +62=9

2

, 当且仅当3-a =a +6,即a =-3

2时取等号.

4.(2019·南昌摸考)已知函数y =x +m x -2

(x >2)的最小值为6,则正数m 的值为

________.

答案 4

解析 ∵x >2,m >0,∴y =x -2+

m

x -2

+2≥2x -2·m

x -2

+2=2m +2,当且仅

当x =2+m 时取等号,又函数y =x +

m

x -2

(x >2)的最小值为6,

∴2m +2=6,解得m =4.

5.(2019·大连模拟)函数y =2x +2

x

(x <0)的最大值为________.

答案 -4

解析 ∵x <0,∴-x >0,∴(-2x )+⎝ ⎛⎭

⎪⎫-2x ≥2

-2x ·⎝ ⎛⎭

⎪⎫-2x =4,即y =2x +2x

-4(当且仅当-2x =-2

x

,即x =-1时等号成立).

6.(2018·天津高考)已知a ,b ∈R ,且a -3b +6=0,则2a

+18

b 的最小值为________.

答案 14

解析 由a -3b +6=0可得a -3b =-6, 又∵2a

+1

8

b ≥2

2a

8b =22

a -3

b =22-6

=14

(当且仅当a =-3,b =1时取等号), ∴2a

+18b 的最小值为14

.

核心考向突破

考向一 利用基本不等式求最值

角度1 利用配凑法求最值

例1 (1)已知0

答案 B

解析 ∵0

4,当3x =3-3x ,即x =1

2

时,x (3-3x )取得最大值.故选B.

(2)设x >0,则函数y =x +22x +1-3

2的最小值为________.

答案 0 解析 y =x +

22x +1-32=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12+1

x +1

2

-2≥2⎝ ⎛⎭

⎪⎫x +12·1x +

12

-2=0,当且仅当x +12=1x +12

,即x =1

2时等号成立.所以函数的最小值为0.

触类旁通

通过拼凑法利用基本不等式求最值的策略

拼凑法的实质在于代数式的灵活变形,拼系数、凑常数是关键,利用拼凑法求解最值应注意以下几个方面的问题:

1

拼凑的技巧,以整式为基础,注意利用系数的变化以及等式中常数的调整,做到

等价变形.

2代数式的变形以拼凑出和或积的定值为目标. 3拆项、添项应注意检验利用基本不等式的前提.

即时训练 1.已知x ,y 都是非负实数,且x +y =2,则8

x +2y +4

的最小值为

________.

答案 12

解析 ∵x ,y 都是非负实数,且x +y =2,∴x +2+y +4=8,∴8≥2x +2y +4,

1

x +2

y +4≥116,当且仅当x =2,y =0时取等号,则8x +2y +4≥816=1

2

. 角度2 利用常数代换法求最值

例2 (1)(2019·绵阳诊断)若θ∈⎝

⎛⎭⎪⎫0,π2,则y =1sin 2θ+9cos 2

θ的取值范围为( )

A .[6,+∞)

B .[10,+∞)

C .[12,+∞)

D .[16,+∞)

答案 D

解析 ∵θ∈⎝

⎛⎭⎪⎫0,π2,∴sin 2θ,cos 2

θ∈(0,1),∴y =1sin 2θ+9cos 2

θ=⎝ ⎛⎭

⎪⎫1sin 2θ+9cos 2θ(sin 2θ+cos 2θ)=10+cos 2θsin 2θ+9sin 2

θcos 2

θ≥10+2

cos 2θsin 2θ·9sin 2

θ

cos 2

θ

=16,当且仅当cos 2

θsin 2θ=9sin 2

θcos 2

θ,即θ=π

6

时等号成立.故选D. (2)(2017·山东高考)若直线x a +y b

=1(a >0,b >0)过点(1,2),则2a +b 的最小值为________.

答案 8

解析 ∵直线x a +y b

=1(a >0,b >0)过点(1,2), ∴1a +2

b

=1,

∴2a +b =(2a +b )⎝ ⎛⎭

⎪⎫1a +2b

=4+4a b +b a ≥4+2

4a

b

·b a

=8,

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