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2020年高考理科數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練《基本不等式及應(yīng)用》
【題型一】:基本不等式的理解
【題型二】:利用基本不等式求最值
【題型三】:基本不等式應(yīng)用
【題型四】:基本不等式在實(shí)際問題中的應(yīng)用
【題型一】:基本不等式的理解
【例1】. ,,給出下列推導(dǎo),其中正確的有 (填序號(hào)).
(1)的最小值為;
(2)的最小值為;
(3)的最小值為.
【解析】(1);(2)
(1)∵,,∴(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)).
(2)∵,,∴(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)).
(3)∵,∴,
(當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)取等號(hào))
∵,
2、與矛盾,∴上式不能取等號(hào),即
【總結(jié)升華】在用基本不等式求函數(shù)的最值時(shí),必須同時(shí)具備三個(gè)條件:一正二定三取等,缺一不可.
【變式訓(xùn)練】:
【變式1】給出下面四個(gè)推導(dǎo)過程:
① ∵,∴;
② ∵,∴;
③ ∵,,∴ ;
④ ∵,,∴.
其中正確的推導(dǎo)為( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解析】①∵,∴,符合基本不等式的條件,故①推導(dǎo)正確.
②雖然,但當(dāng)或時(shí),是負(fù)數(shù),∴②的推導(dǎo)是錯(cuò)誤的.
③由不符合基本不等式的條件,∴是錯(cuò)誤的.
④由得均為負(fù)數(shù),但在推導(dǎo)過程中,將整體提出負(fù)號(hào)后,均
3、變?yōu)檎龜?shù),符合基本不等式的條件,故④正確.選D.
【變式2】下列命題正確的是( )
A.函數(shù)的最小值為2. B.函數(shù)的最小值為2
C.函數(shù)最大值為 D.函數(shù) 的最小值為2
【答案】C
【解析】A選項(xiàng)中,∵,∴當(dāng)時(shí)由基本不等式;
當(dāng)時(shí).∴選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
B選項(xiàng)中,∵的最小值為2
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),成立)
但是,∴這是不可能的. ∴選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
C選項(xiàng)中,∵,∴,故選項(xiàng)C正確。
【題型二】:利用基本不等式求最值
【例2】.設(shè),則的最小值是
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)取等號(hào).
【答案】D
【變式訓(xùn)練
4、】:
【變式1】若,求的最大值.
【解析】因?yàn)?所以, 由基本不等式得:
,
(當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí), 取等號(hào))
故當(dāng)時(shí),取得最大值.
【變式2】已知,求的最大值.
【解析】∵,∴,
∴(當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立)
∴(當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立)
故當(dāng)時(shí),的最大值為4.
【例3】.已知a>0,b>0,a+b=2,則y=的最小值是
A. B.4 C. D.5
【解析】∵,,
∴
【答案】選C
【變式訓(xùn)練】:
【變式1】若,,且,求的最小值 .
【解析】∵,,
∴
(當(dāng)且僅當(dāng)即,時(shí),等號(hào)成立)
∴(當(dāng)且僅當(dāng),時(shí),等號(hào)成立)
故當(dāng),時(shí),的最小值為64
5、.
【變式2】已知x>0,y>0,且,求x+y的最小值。
【解析】∵,∴
∵x>0,y>0,∴
(當(dāng)且僅當(dāng),即y=3x時(shí),取等號(hào))
又,∴x=4,y=12
∴當(dāng)x=4,y=12時(shí),x+y取最小值16。
【題型三】:基本不等式應(yīng)用
【例4】. 設(shè),,求證:
【證明】
成立
【變式訓(xùn)練】:
【變式1】已知,求證:
【解析】
(當(dāng)且僅當(dāng)即,等號(hào)成立).
【例5】已知,且.
(1)若則的值為 .
(2)求證:
【解析】(1)由題意可得帶入計(jì)算可得
(2)由題意和基本不等式可得,,
【變式訓(xùn)練】:
【變式
6、】已知函數(shù)的定義域?yàn)镽.
(1)求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
(2)若m的最大值為n,當(dāng)正數(shù)a、b滿足時(shí),求7a+4b的最小值.
【解析】(1)因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)镽,
恒成立
設(shè)函數(shù)則m不大于的最小值
即的最小值為4,
(2)由(1)知n=4
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí)取等號(hào).
的最小值為
【題型四】:基本不等式在實(shí)際問題中的應(yīng)用
【例6】. 某農(nóng)場(chǎng)有廢棄的豬圈,留有一面舊墻長12m,現(xiàn)準(zhǔn)備在該地區(qū)重新建立一座豬圈,平面圖為矩形,面積為,預(yù)計(jì)(1)修復(fù)舊墻的費(fèi)用是建造新墻費(fèi)用的 ,(2)拆去舊墻用以改造建成新墻的費(fèi)用是建新墻的,(3)為安裝圈門,要在圍墻的適當(dāng)處留出的空缺。試問:這里建
7、造豬圈的圍墻應(yīng)怎樣利用舊墻,才能使所需的總費(fèi)用最小?
【解析】顯然,使舊墻全部得到利用,并把圈門留在新墻處為好。
設(shè)修復(fù)成新墻的舊墻為 ,則拆改成新墻的舊墻為,
于是還需要建造新墻的長為
設(shè)建造新墻需用元,建造圍墻的總造價(jià)為元,
則
(當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立)
故拆除改造舊墻約為米時(shí),總造價(jià)最小.
【變式訓(xùn)練】:
【變式1】某游泳館出售冬季學(xué)生游泳卡,每張卡240元.并規(guī)定不記名,每卡每次只限1人,每天只限1次.某班有48名學(xué)生,教師準(zhǔn)備組織學(xué)生集體冬泳,除需要購買若干張游泳卡外,每次去游泳還要包一輛汽車,無論乘坐多少學(xué)生,每次的包車費(fèi)為40元.要使每個(gè)學(xué)生游8次,每人最少交多少錢?
【解析】設(shè)購買x張游泳卡,活動(dòng)開支為y元,
則(當(dāng)且僅當(dāng)x=8時(shí)取“=”)
此時(shí)每人最少交80元.
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