《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 不等式、推理與證明 第2節(jié) 基本不等式教學(xué)案 文(含解析)北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 不等式、推理與證明 第2節(jié) 基本不等式教學(xué)案 文(含解析)北師大版(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié) 基本不等式
[考綱傳真] 1.了解基本不等式的證明過程.2.會用基本不等式解決簡單的最大(小)值問題.
1.基本不等式≥
(1)基本不等式成立的條件:a≥0,b≥0.
(2)等號成立的條件:當(dāng)且僅當(dāng)a=b.
2.幾個重要的不等式
(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R);
(2)+≥2(a,b同號且不為零);
(3)ab≤ (a,b∈R);
(4)≤(a,b∈R).
3.算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)
設(shè)a>0,b>0,則a,b的算術(shù)平均數(shù)為,幾何平均數(shù)為,基本不等式可敘述為:兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
4.利用基本不等式求最值問題
已知x>0
2、,y>0,則
(1)如果xy是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時,x+y有最小值是2(簡記:積定和最小).
(2)如果x+y是定值q,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時,xy有最大值是(簡記:和定積最大).
重要不等式鏈
若a≥b>0,則a≥≥≥≥≥b.
[基礎(chǔ)自測]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)函數(shù)y=x+的最小值是2. ( )
(2)函數(shù)f(x)=cos x+,x∈的最小值等于4. ( )
(3)x>0,y>0是+≥2的充要條件. ( )
(4)若a>0,則a3+的最小值為2. ( )
[答案] (1)× (2)× (3)×
3、(4)×
2.(教材改編)設(shè)x>0,y>0,且x+y=18,則xy的最大值為( )
A.80 B.77 C.81 D.82
C [xy≤=81,當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)=9時,等號成立.故選C.]
3.若a,b∈R,且ab>0,則下列不等式中,恒成立的是( )
A.a(chǎn)2+b2>2ab B.a(chǎn)+b≥2
C.+> D.+≥2
D [∵a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,∴A錯誤;對于B,C,當(dāng)a<0,b<0時,明顯錯誤.
對于D,∵ab>0,∴+≥2=2.]
4.若x>1,則x+的最小值為________.
5 [x+=(x-1)++1≥2+1=5,
當(dāng)且僅當(dāng)x-1
4、=,即x=3時等號成立.]
5.若實(shí)數(shù)x,y滿足xy=1,則x2+2y2的最小值為________.
2 [由xy=1得x2+2y2≥2=2.
當(dāng)且僅當(dāng)x2=2y2時等號成立.]
利用基本不等式求最值
?考法1 直接法或配湊法求最值
【例1】 (1)(2018·天津高考)已知a,b∈R,且a-3b+6=0,則2a+的最小值為________.
(2)已知x<,則f(x)=4x-2+的最大值為________.
(1) (2)1 [(1)由題知a-3b=-6,因?yàn)?a>0,8b>0,所以2a+≥2×=2×=,當(dāng)且僅當(dāng)2a=,即a=-3b,a=-3,b=1時取等號.
5、(2)因?yàn)閤<,所以5-4x>0,
則f(x)=4x-2+=-+3≤-2+3=-2+3=1.
當(dāng)且僅當(dāng)5-4x=,即x=1時,等號成立.
故f(x)=4x-2+的最大值為1.]
?考法2 常數(shù)代換法求最值
【例2】 已知a>0,b>0,a+b=1,則+的最小值為________.
4 [因?yàn)閍+b=1,
所以+=(a+b)=2+≥2+2=2+2=4.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,等號成立.]
[拓展探究] (1)若本例條件不變,求的最小值;
(2)若將本例條件改為a+2b=3,如何求解+的最小值.
[解] (1)
=
=·
=5+2≥5+4=9.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=時,等號成
6、立.
(2)因?yàn)閍+2b=3,所以a+b=1.
所以+==+++≥1+2=1+.
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,等號成立.
[規(guī)律方法] 利用基本不等式求最值的三種思路
利用基本不等式解決條件最值的關(guān)鍵是構(gòu)造和為定值或積為定值,主要有三種思路:
(1)利用基本不等式直接求解.
(2)對條件使用基本不等式,建立所求目標(biāo)函數(shù)的不等式求解.常用的方法有:拆項(xiàng)法、變系數(shù)法、湊因子法、換元法、整體代換法等.
(3)條件變形,進(jìn)行“1”的代換求目標(biāo)函數(shù)最值.
(1)若函數(shù)f(x)=x+(x>2)在x=a處取最小值,則a等于( )
A.1+ B.1+
C.3 D.4
(2)(2018·平
7、頂山模擬)若對于任意的x>0,不等式≤a恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.a(chǎn)≥ B.a(chǎn)>
C.a(chǎn)< D.a(chǎn)≤
(3)已知正實(shí)數(shù)x,y滿足2x+y=2,則+的最小值為________.
(1)C (2)A (3) [(1)當(dāng)x>2時,x-2>0,f(x)=(x-2)++2≥2+2=4,當(dāng)且僅當(dāng)x-2=(x>2),即x=3時取等號,即當(dāng)f(x)取得最小值時,即a=3,選C.
(2)由x>0,得=≤=,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時,等號成立.則a≥,故選A.
(3)∵正實(shí)數(shù)x,y滿足2x+y=2,
則+=(2x+y)
=≥
=,當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)=時取等號.
∴+的最小值為.]
8、
基本不等式的實(shí)際應(yīng)用
【例3】 某廠家擬定在2018年舉行促銷活動,經(jīng)調(diào)查測算,該產(chǎn)品的年銷量(即該廠的年產(chǎn)量)x萬件與年促銷費(fèi)用m(m≥0)萬元滿足x=3-(k為常數(shù)).如果不搞促銷活動,那么該產(chǎn)品的年銷量只能是1萬件.已知2018年生產(chǎn)該產(chǎn)品的固定投入為8萬元,每生產(chǎn)1萬件該產(chǎn)品需要再投入16萬元,廠家將每件產(chǎn)品的銷售價格定為每件產(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2018年該產(chǎn)品的利潤y萬元表示為年促銷費(fèi)用m萬元的函數(shù);
(2)該廠家2018年的促銷費(fèi)用投入多少萬元時,廠家利潤最大?
[解] (1)由題意知,當(dāng)m=0時,x=1(萬
9、件),
所以1=3-k?k=2,所以x=3-,
每件產(chǎn)品的銷售價格為1.5×(元),所以
2018年的利潤y=1.5x×-8-16x-m
=-+29(m≥0).
(2)因?yàn)閙≥0,+(m+1)≥2=8,
所以y≤-8+29=21,當(dāng)且僅當(dāng)=m+1?m=3(萬元)時,ymax=21(萬元).
故該廠家2018年的促銷費(fèi)用投入3萬元時,廠家的利潤最大為21萬元.
[規(guī)律方法] 利用基本不等式解決實(shí)際問題的3個注意點(diǎn)
(1)設(shè)變量時一般要把求最大值或最小值的變量定義為函數(shù).
(2)根據(jù)實(shí)際問題抽象出函數(shù)的解析式后,只需利用基本不等式求得函數(shù)的最值.
(3)在求函數(shù)的最值時,一定
10、要在定義域(使實(shí)際問題有意義的自變量的取值范圍)內(nèi)求解.
經(jīng)市場調(diào)查,某旅游城市在過去的一個月內(nèi)(以30天計(jì)),第t天(1≤t≤30,t∈N*)的旅游人數(shù)f(t)(萬人)近似地滿足f(t)=4+,而人均消費(fèi)g(t)(元)近似地滿足g(t)=120-|t-20|.
(1)求該城市的旅游日收益W(t)(萬元)與時間t(1≤t≤30,t∈N*)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)求該城市旅游日收益的最小值.
[解] (1)W(t)=f(t)g(t)=(120-|t-20|)
=
(2)當(dāng)t∈[1,20]時,401+4t+≥401+2=441(t=5時取最小值).
當(dāng)t∈(20,30]時,因?yàn)閃(t)=559+-4t遞減,
所以t=30時,W(t)有最小值W(30)=443,
所以t∈[1,30]時,W(t)的最小值為441萬元.
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