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1、第4講 基本不等式
[基礎(chǔ)題組練]
1.下列不等式一定成立的是( )
A.lg>lg x(x>0)
B.sin x+≥2(x≠kπ,k∈Z)
C.x2+1≥2|x|(x∈R)
D.>1(x∈R)
解析:選C.對(duì)于選項(xiàng)A,當(dāng)x>0時(shí),x2+-x=≥0,所以lg≥lg x;
對(duì)于選項(xiàng)B,當(dāng)sin x<0時(shí)顯然不成立;
對(duì)于選項(xiàng)C,x2+1=|x|2+1≥2|x|,一定成立;
對(duì)于選項(xiàng)D,因?yàn)閤2+1≥1,
所以0<≤1.故選C.
2.(2020·廣西欽州期末)已知a,b∈R,a2+b2=15-ab,則ab的最大值是( )
A.15 B.12
C.5 D.
2、3
解析:選C.因?yàn)閍2+b2=15-ab≥2ab,所以3ab≤15,即ab≤5,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=±時(shí)等號(hào)成立.所以ab的最大值為5.故選C.
3.已知f(x)=,則f(x)在上的最小值為( )
A. B.
C.-1 D.0
解析:選D.f(x)==x+-2≥2-2=0,當(dāng)且僅當(dāng)x=,即x=1時(shí)取等號(hào).又1∈,所以f(x)在上的最小值是0.
4.若實(shí)數(shù)a,b滿足+=,則ab的最小值為( )
A. B.2
C.2 D.4
解析:選C.因?yàn)椋?,所以a>0,b>0,
由=+≥2=2,
所以ab≥2(當(dāng)且僅當(dāng)b=2a時(shí)取等號(hào)),
所以ab的最小值為2.
5
3、.(2020·湖南衡陽(yáng)期末)已知P是面積為1的△ABC內(nèi)的一點(diǎn)(不含邊界),若△PAB,△PAC和△PBC的面積分別為x,y,z,則+的最小值是( )
A. B.
C. D.3
解析:選D.因?yàn)閤+y+z=1,00,b>0,3a+b=2ab,則a+b的最小值為_(kāi)_______.
解析:由a>0,b>0,3a+b=2ab,得+=1,
所以a+b=(a+b)=2++≥2+,當(dāng)且僅當(dāng)b=a時(shí)等號(hào)成立,則a+b的最小值為2+.
答案:2+
4、7.(2020·江西吉安期末)已知函數(shù)f(x)=,則f(x) 的最大值為_(kāi)_______.
解析:設(shè)t=sin x+2,則t∈[1,3],則sin2x=(t-2)2,則g(t)==t+-4(1≤t≤3),由“對(duì)勾函數(shù)”的性質(zhì)可得g(t)在[1,2)上為減函數(shù),在(2,3]上為增函數(shù),又g(1)=1,g(3)=,所以g(t)max=g(1)=1.即f(x)的最大值為1.
答案:1
8.已知正數(shù)x,y滿足x+2≤λ(x+y)恒成立,則實(shí)數(shù)λ的最小值為_(kāi)_______.
解析:依題意得x+2≤x+(x+2y)=2(x+y),即≤2(當(dāng)且僅當(dāng)x=2y時(shí)取等號(hào)),即的最大值為2.又λ≥恒成立,因
5、此有λ≥2,即λ的最小值為2.
答案:2
9.(1)當(dāng)x<時(shí),求函數(shù)y=x+的最大值;
(2)設(shè)00,
所以+≥2=4,
當(dāng)且僅當(dāng)=,
即x=-時(shí)取等號(hào).
于是y≤-4+=-,
故函數(shù)的最大值為-.
(2)因?yàn)?0,
所以y==·≤·=,當(dāng)且僅當(dāng)x=2-x,
即x=1時(shí)取等號(hào),
所以當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)y=的最大值為.
10.已知x>0,y>0,且2x+8y-xy=0,求
(1)xy的最小值;
(2)x+y的最小值.
解:(1)由2x+8y-x
6、y=0,得+=1,
又x>0,y>0,
則1=+≥2 =.
得xy≥64,
當(dāng)且僅當(dāng)x=16,y=4時(shí),等號(hào)成立.
所以xy的最小值為64.
(2)由2x+8y-xy=0,得+=1,
則x+y=·(x+y)
=10++≥10+2 =18.
當(dāng)且僅當(dāng)x=12,y=6時(shí)等號(hào)成立,
所以x+y的最小值為18.
[綜合題組練]
1.已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,則m的最大值為( )
A.9 B.12
C.18 D.24
解析:選B.由+≥,
得m≤(a+3b)=++6.
又++6≥2+6=12,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=3b時(shí)等號(hào)成立,
所以m≤12
7、,所以m的最大值為12.
2.(2020·湖北恩施2月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))已知角α,β的頂點(diǎn)都為坐標(biāo)原點(diǎn),始邊都與x軸的非負(fù)半軸重合,且都為第一象限的角,α,β終邊上分別有點(diǎn)A(1,a),B(2,b),且α=2β,則+b的最小值為( )
A.1 B.
C. D.2
解析:選C.由已知得,a>0,b>0,tan α=a,tan β=,因?yàn)棣粒?β,所以tan α=tan 2β,
所以a==,所以+b=+b=+≥2=,當(dāng)且僅當(dāng)=,即b=時(shí),取等號(hào).故+b的最小值為.
3.(2020·安徽合肥第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))若a+b≠0,則a2+b2+的最小值為_(kāi)_______.
解析:a2+
8、b2+≥+≥2=,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=2-時(shí),a2+b2+取得最小值.
答案:
4.當(dāng)x∈R時(shí),32x-(k+1)3x+2>0恒成立,則k的取值范圍是________.
解析:由32x-(k+1)3x+2>0,解得k+1<3x+.
因?yàn)?x+≥2
,
所以3x+的最小值為2.
又當(dāng)x∈R時(shí),32x-(k+1)3x+2>0恒成立,
所以當(dāng)x∈R時(shí),k+1<,
即k+1<2,即k<2-1.
答案:(-∞,2-1)
5.已知x>0,y>0,且2x+5y=20.
求:(1)u=lg x+lg y的最大值;
(2)+的最小值.
解:(1)因?yàn)閤>0,y>0,
所以由基本不等式,
9、得2x+5y≥2.
因?yàn)?x+5y=20,
所以2≤20,xy≤10,
當(dāng)且僅當(dāng)2x=5y時(shí),等號(hào)成立.
因此有解得
此時(shí)xy有最大值10.
所以u(píng)=lg x+lg y=lg(xy)≤lg 10=1.
所以當(dāng)x=5,y=2時(shí),u=lg x+lg y有最大值1.
(2)因?yàn)閤>0,y>0,
所以+=·
=≥=.
當(dāng)且僅當(dāng)=時(shí),等號(hào)成立.
由
解得
所以+的最小值為.
6.某廠家擬定在2020年舉行促銷活動(dòng),經(jīng)調(diào)查測(cè)算,該產(chǎn)品的年銷量(即該廠的年產(chǎn)量)x萬(wàn)件與年促銷費(fèi)用m(m≥0)萬(wàn)元滿足x=3-(k為常數(shù)).如果不搞促銷活動(dòng),那么該產(chǎn)品的年銷量只能是1萬(wàn)件.已知20
10、20年生產(chǎn)該產(chǎn)品的固定投入為8萬(wàn)元,每生產(chǎn)1萬(wàn)件該產(chǎn)品需要再投入16萬(wàn)元,廠家將每件產(chǎn)品的銷售價(jià)格定為每件產(chǎn)品平均成本的1.5倍(產(chǎn)品成本包括固定投入和再投入兩部分資金).
(1)將2020年該產(chǎn)品的利潤(rùn)y萬(wàn)元表示為年促銷費(fèi)用m萬(wàn)元的函數(shù);
(2)該廠家2020年的促銷費(fèi)用投入多少萬(wàn)元時(shí),廠家利潤(rùn)最大?
解:(1)由題意知,當(dāng)m=0時(shí),x=1(萬(wàn)件),
所以1=3-k?k=2,所以x=3-(m≥0),
每件產(chǎn)品的銷售價(jià)格為1.5×(元),
所以2020年的利潤(rùn)y=1.5x×-8-16x-m
=-+29(m≥0).
(2)因?yàn)閙≥0時(shí),+(m+1)≥2=8,
所以y≤-8+29=21,當(dāng)且僅當(dāng)=m+1?m=3(萬(wàn)元)時(shí),ymax=21(萬(wàn)元).
故該廠家2020年的促銷費(fèi)用投入3萬(wàn)元時(shí),廠家的利潤(rùn)最大為21萬(wàn)元.
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