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1、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ab上上的理解
2
【題型二】:利用基本不等式而圣求最值
2
【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aba_b的理解
2
【例1】.a0,b0,給出下列推導(dǎo),其中正確的有(填序號)
(1) abJ的最小值為2夜;
ab
一11一一,,一
(2) (ab)(-g)的最小值為4;
(3) a'的最小值為2.a4
【解析】(1);(2)
(1):a0,b0,..ab2廟2收(當(dāng)且僅當(dāng)ab及時取等號)
-ab、.ab2
4
2、 (當(dāng)且僅當(dāng)a
b時取等號)
11
(2)「a0,b0,?.(ab)(11)ab
1-1;一廠
——42.(a4)4
a4■a4
3時取等號)
1一
(當(dāng)且僅當(dāng)a4即a41,a
a4
Va0,與a3矛盾,「?上式不能取等號,即a,2
a4
【總結(jié)升華】在用基本不等式求函數(shù)的最值時,必須同時具備三個條件:一正二定三取等,缺一不可
【變式訓(xùn)練】
【變式11給出下面四個推導(dǎo)過程:
產(chǎn)2; b a
①.. a, b R — — 2 b a
D.?x,yR,?.|gxlgy2jlgxIgy;
④.x,yR,xy0,..?y[(x)(b2](x)(
3、))2.
yxyx1'yx
其中正確的推導(dǎo)為()
A.①②B.②③C.③④D.①④
【解析】①:a,bR,-,aR,符合基本不等式的條件,故①推導(dǎo)正確.
ab
②雖然x,yR,但當(dāng)x(0,1)或y(0,1)時,lgx,lgy是負(fù)數(shù),,②的推導(dǎo)是錯誤的
③由aR,不符合基本不等式的條件,「?-a2.pl4是錯誤的.a■a
④由xy0,得2二均為負(fù)數(shù),但在推導(dǎo)過程中,將整體提出負(fù)號后,xy
(x)(y)均變?yōu)檎龜?shù),符合基本不等式的條件,故④正確.選D.
yx
y -2=L的最小值為2 x2 2
4
y 2 3x - (x 0)的取
x
2;
【變式2】下列命題正確的
4、是()
A.函數(shù)yx-的最小值為2.B.函數(shù)
x
C.函數(shù)y23x4(x0)最大值為2473D.函數(shù)x
小值為2
【答案】C
【解析】A選項(xiàng)中,:x0,???當(dāng)x0,時由基本不等式x-x
當(dāng)x0時x-2...?選項(xiàng)A錯誤.
x
B選項(xiàng)中,:y£2^x221x^n的最小值為2
x22x22x22
(當(dāng)且僅當(dāng)Jx221時,成立)
但是占222,??.這是不可能的.???選項(xiàng)B錯誤.
C選項(xiàng)中,.「x0,「.y23x42(3x-)24向,故選項(xiàng)C正確xx
【題型二】:利用基本不等式后圣求最值
【例2】?設(shè)ab
0,則a2
1
ab
a(a
1一的最小值是
b
5、)
A.1
B.2
C.
D.4
【解析】
1
ab
1
a(ab)
ab
ab
aba(ab)
a(a
b)
1a(a
b)
(ab
1ab)
a(a
b)
當(dāng)且僅當(dāng)
ab
1
ab
a(ab)^^9時取等號.
【變式訓(xùn)練】
【變式1】若x
0,求f(x)
9一一
4x9的最大值.
【解析】因?yàn)閤
0,所以
0,
x
由基本不等式得:
f(x)
9
(4x一)x
(4x)
(-)2,(4x)()
236
12,
(當(dāng)且僅當(dāng)4x
故當(dāng)x
3-
一時,f(x)4x
2
3,一一
e時,取等號)
2
6、
9取得最大值12.
x
【變式2】已知x
0,求f(x)204x
—的最大值.
x
【解析】:x0
x0,
成立)
??.(x)
??f(x)
故當(dāng)x
20
2(x)4x
4
4[(x)—]x
4(當(dāng)且僅當(dāng)
20444
2時,f(x)的最大值為4.
1
【例3】.已知a>0,b>0,a+t)=2,則y=一a
即x2時,
(當(dāng)且僅當(dāng)
等號成立)
2時,等號
4
4的最小值是
b
7、
B.4
D.5
a0,b
0,
8
b)(a
1
b) 5(5
4a、1b4a、9
)-(52^)-
b2,ab2
【答案】選
【變式訓(xùn)練】:
【變式1】若x
0,
y。,且2x
-1,求xy的最小值.y
【解析】:x0,
0,
8
2
8
2
x
y
8
8
.xy
(當(dāng)且僅當(dāng)
y16時,等號成立)
???xy64(當(dāng)且僅當(dāng)x4,y
16時,等號成立)
8、
故當(dāng)x4,y16時,xy的最小值為64.
_、,_,一19
1 ,求x+y的最小值。
【變式2]已知x>0,y>0,且1三
xy
1919y9x
【斛析】?——1,xy(xy)——10——
xyxyxy
???x>0,y>0,Y92s2/6
xy,xy
(當(dāng)且僅當(dāng)、之,即y=3x時,取等號)xy
「19.
又一一1,x=4,y=12
xy
???當(dāng)x=4,y=12時,x+y取最小值16。
【題型三】:基本不等式應(yīng)用
【例4】.設(shè)x,yR,xy1,求證:(x1)(y1)25xy4
【證明】
1125
x_y
xy4
22
9、5.八
y—xy10
12xy
25xy14
33
7xy
xy8xy
xy8
成立
【變式訓(xùn)練】:
【變式11已知a3,求證:—a7
a3
44~4—
【解析】——a——(a3)32.:——(a3)32、437
a3a3.a3
(當(dāng)且僅當(dāng).a3即a5,等號成立).
a3
【例5】已知a0,b0,c0,且abc1.
11的值為c
(2)求證:
1,一
【解析】
(1)由題意可得
1帶入計(jì)算可得
3
(2)由題意和基本不等式可得
1a
a
2.bc2,ac2、.ab
【變式訓(xùn)練】
【變式】已知函數(shù)fxX\x1||x
10、3|m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滿足二__
3a b
1
a 2b
n時,求7a+4b的最小值.
1
a 2b
1 2 3a 2b 2 a 2b
—5
4 a 2b 3a b
1 5 2 2.d 2ba 2b
4 , a 2b 3ab
【解析】(1)因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)镽,
x1x3m0恒成立
設(shè)函數(shù)gxx1x3則m不大于gx的最小值
x1x3x1x34即gx的最小值為4,m4
(2)由(1)知n=4二一-^―43aba2b
12
7a4b—6a2ba2b
43a2b
當(dāng)且僅當(dāng)a
11、2b3ab時,即b2a時取等號.
9
7a4b的取小值為一
4
【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112m2,預(yù)計(jì)(1)修復(fù)1m舊墻的費(fèi)用是建造1m新墻費(fèi)用的25%,
(2)拆去1m舊墻用以改造建成1m新墻的費(fèi)用是建1m新墻的50%,(3)為安裝圈門,要在圍
墻的適當(dāng)處留出1m的空缺。試問:這里建造豬圈的圍墻應(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xm,則拆改成新墻的舊墻為(12x)
12、m,
于是還需要建造新墻的長為2112(x1)(12x)2x空413.
xx
設(shè)建造1m新墻需用a元,建造圍墻的總造價為y元,
224
貝 1 y x a 25% (12 x)a 50% (2x
13)a
x
7x224—
a(————7)a(28、27)
4x
(當(dāng)且僅當(dāng)G224即x8夜時,等號成立)
4x
故拆除改造舊墻約為128”米時,總造價最小.
【變式訓(xùn)練】:
【變式11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
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,活動開支為y元,
貝(Jy48840240x3840.(當(dāng)且僅當(dāng)x=8時取“二”)x
此時每人最少交80元.