②累加法是不等式证明中的一种常用方法,证明不等式时注意使用; ③对不能直接使用基本不等式的证明可重新组合,形成基本不等式模型再使用. [活学活用] ?1??1??1? 已知a,b,c为正实数, 且a+b+c=1,求证:?-1??-1??-1?≥8.
?a??b??c?
证明:因为a,b,c为正实数,且a+b+c=1, 11-ab+c2bc所以-1==≥.
aaaa12ac12ab同理,-1≥,-1≥.
bbcc上述三个不等式两边均为正,
?1??1??1?2bc·2ac·2ab=8,当且仅当a=b=c=1时,取等相乘得?-1??-1??-1?≥
abc3?a??b??c?
号.
利用基本不等式求最值
[典例] (1)已知lg a+lg b=2,求a+b的最小值. (2)已知x>0,y>0,且2x+3y=6,求xy的最大值. 19
(3)已知x>0,y>0,+=1,求x+y的最小值.
xy[解] (1)由lg a+lg b=2可得lg ab=2, 即ab=100,且a>0,b>0,
因此由基本不等式可得a+b≥2ab=2100 =20, 当且仅当a=b=10时,a+b取到最小值20. (2)∵x>0,y>0,2x+3y=6, 11?2x+3y?2
∴xy=(2x·3y)≤·??
66?2?1?6?23=·??=, 6?2?2当且仅当2x=3y,
33即x=,y=1时,xy取到最大值. 2219
(3)∵+=1,
xy?19?∴x+y=(x+y)·?+?
?xy?
5
9xyy9x=1+++9=++10,
yxxy又∵x>0,y>0,
y9x∴++10≥2xy当且仅当=
y9x·+10=16, xyy9x,即y=3x时,等号成立. xyy=3x,??由?19
+=1,??xy
??x=4,
得?
?y=12,?
即当x=4,y=12时,x+y取得最小值16. (1)应用基本不等式需注意三个条件:即一正、二定、三相等.在具体的题目中,“正数”条件往往易从题设中获得解决,“相等”条件也易验证确定,而要获得“定值”条件却常常被设计为一个难点,它需要一定的灵活性和变形技巧.因此,“定值”条件决定着基本不等式应用的可行性,这是解题成败的关键. (2)常用构造定值条件的技巧变换: ①加项变换;②拆项变换;③统一变元;④平方后利用基本不等式. (3)对于条件最值要注意“1”的代换技巧的运用. [活学活用] 211
1.已知a>0,b>0,+=,若不等式2a+b≥9m恒成立,则m的最大值为( )
ab6A.8 C.6
B.7 D.5
?21??21??2a2b?解析:选C 由已知,可得6?+?=1,∴2a+b=6?+?·(2a+b)=6?5++?ba??ab??ab??
≥6×(5+4)=54,当且仅当
2a2b=时等号成立,∴9m≤54,即m≤6,故选C.
ba12
2.设a>b>0,则a++
ab1
的最小值是( )
aa-b A.1 C.3
B.2 D.4
解析:选D 因为a>b>0,所以a-b>0,
6
12
所以a++=a(a-b)+≥2
abaa1
a-b11
+ab+ a-babaa-b·
aa1
+2a-bab·=4,
ab1
当且仅当a(a-b)=即a=2,b=
11
且ab=, a-bab2
时等号成立. 2
利用基本不等式解应用题 [典例] 某单位决定投资3 200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:
(1)仓库面积S的最大允许值是多少?
(2)为使S达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长? [解] (1)设铁栅长为x米,一堵砖墙长为y米,而顶部面积为S=xy,依题意得,40x+2×45y+20xy=3 200,
由基本不等式得
3 200≥240x×90y+20xy =120xy+20xy, =120S+20S.
所以S+6S-160≤0,即(S-10)(S+16)≤0, 故S≤10,从而S≤100,
所以S的最大允许值是100平方米,
(2)取得最大值的条件是40x=90y且xy=100, 求得x=15,即铁栅的长是15米.
求实际问题中最值的解题4步骤 (1)先读懂题意,设出变量,理清思路,列出函数关系式. (2)把实际问题抽象成函数的最大值或最小值问题. (3)在定义域内,求函数的最大值或最小值时,一般先考虑基本不等式,当基本不等式求最值的条件不具备时,再考虑函数的单调性. 7
(4)正确写出答案. [活学活用] 某公司购买一批机器投入生产,据市场分析,每台机器生产的产品可获得的总利润
y(单位:万元)与机器运转时间x(单位:年)的关系为y=-x2+18x-25(x∈N*),求当每台
机器运转多少年时,年平均利润最大,最大值是多少.
yy?25?解:每台机器运转x年的年平均利润为=18-?x+?,而x>0,故≤18-225=8,
x?x?
x当且仅当x=5时等号成立,此时年平均利润最大,最大值为8万元. 故当每台机器运转5年时,年平均利润最大,最大值为8万元.
层级一 学业水平达标
1.下列结论正确的是( ) 1
A.当x>0且x≠1时,lg x+≥2
lg xB.当x>0时,x+1
x≥2
1
C.当x≥2时,x+的最小值为2
x1
D.当0 x1 解析:选B A中,当0 lg x151 正确;C中,由对勾函数的单调性,知x+的最小值为;D中,由函数f(x)=x-在区间 x2x13 (0,2]上单调递增,知x-的最大值为,故选B. x2 2.下列各式中,对任何实数x都成立的一个式子是( ) A.lg(x+1)≥lg(2x) C. 1 ≤1 x+1 2 2 B.x+1>2x 1 D.x+≥2 2 x解析:选C 对于A,当x≤0时,无意义,故A不恒成立;对于B,当x=1时,x+1=2x,故B不成立;对于D,当x<0时,不成立.对于C,x+1≥1,∴选C. 3.设a,b为正数,且a+b≤4,则下列各式中正确的一个是( ) 8 2 2 1 ≤1成立.故x+1 2
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