基本不等式【知识框架】1、基本不等式原始形式(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤2、基本不等式一般形式(均值不等式)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+3、基本不等式的两个重要变形 (1)若*,R b a ∈,则ab ba ≥+2(2)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab总结:当两个正数的积为定植时,它们的和有最小值; 当两个正数的和为定植时,它们的积有最小值;4、求最值的条件:“一正,二定,三相等”5、常用结论(1)若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”) (2)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)(3)若0>ab ,则2≥+ab b a (当且仅当b a =时取“=”)(4)若R b a ∈,,则2)2(222b a b a ab +≤+≤ (5)若*,R b a ∈,则2211122b a b a ab ba +≤+≤≤+6、柯西不等式(1)若,,,a b c d R ∈,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+(2)若123123,,,,,a a a b b b R ∈,则有:22222221231123112233()()()a a a b b b a b a b a b ++++≥++(3)设1212,,,,,,n n a a a b b ⋅⋅⋅⋅⋅⋅与b 是两组实数,则有 22212(n a a a ++⋅⋅⋅+)22212)n b b b ++⋅⋅⋅+(21122()n n a b a b a b ≥++⋅⋅⋅+【题型归纳】题型一:利用基本不等式证明不等式 题目1、设b a ,均为正数,证明不等式:ab ≥ba 112+题目2、已知c b a ,,为两两不相等的实数,求证:ca bc ab c b a ++>++222题目3、已知1a b c ++=,求证:22213a b c ++≥题目4、已知,,a b c R +∈,且1a b c ++=,求证:abc c b a 8)1)(1)(1(≥---题目5、已知,,a b c R +∈,且1a b c ++=,求证:1111118a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---≥⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭题目6、(新课标Ⅱ卷数学(理)设,,a b c 均为正数,且1a b c ++=,证明:(Ⅰ)13ab bc ca ++≤; (Ⅱ)2221a b c b c a++≥.题型二:利用不等式求函数值域 题目1、求下列函数的值域 (1)22213xx y += (2))4(x x y -=(3))0(1>+=x x x y (4))0(1<+=x xx y题型三:利用不等式求最值 (一)(凑项) 1、已知2>x ,求函数42442-+-=x x y 的最小值;变式1:已知2>x ,求函数4242-+=x x y 的最小值;变式2:已知2<x ,求函数4242-+=x x y 的最大值;变式3:已知2<x ,求函数4224xy x x =+-的最大值;练习:1、已知54x >,求函数14245y x x =-+-的最小值;题目2、已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值;题型四:利用不等式求最值 (二)(凑系数) 题目1、当时,求(82)y x x =-的最大值;变式1:当时,求4(82)y x x =-的最大值;变式2:设230<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
题目2、若02<<x ,求y x x =-()63的最大值;变式:若40<<x ,求)28(x x y -=的最大值;题目3、求函数)2521(2512<<-+-=x x x y 的最大值;变式:求函数)41143(41134<<-+-=x x x y 的最大值;题型五:巧用“1”的代换求最值问题 题目1、已知12,0,=+>b a b a ,求t a b=+11的最小值;变式1:已知22,0,=+>b a b a ,求t a b=+11的最小值;变式2:已知28,0,1x y x y>+=,求xy 的最小值;变式3:已知0,>y x ,且119x y+=,求x y +的最小值。
变式4:已知0,>y x ,且194x y+=,求x y +的最小值; 变式5:(1)若0,>y x 且12=+y x ,求11x y+的最小值;(2)若+∈R y x b a ,,,且1=+ybx a ,求y x +的最小值;变式6:已知正项等比数列{}n a 满足:5672a a a +=,若存在两项n m a a ,,使得14a a a n m =,求nm 41+的最小值;变式7:若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是( )A.245B.285 C .5 D .6变式8:设0,0.a b >>1133a b a b+与的等比中项,则的最小值为 ( ). A .14B .1C .4D .8变式9:已知0a b >>,且2a b +=,则213a b a b++-的最小值为变式10:已知01x <<,0a >,0b >,求221a b y x x=+-的最小值.变式11:求183(0)2322x x x +<<-的最小值变式12:已知(0,)2πθ∈,求函数2214()sin cos f θθθ=+的最小值变式13:设正实数b a , 满足ba ab a 81,2+=+则的最小值为 .变式14:【2013天津理】设a + b = 2, b >0, 则当a = 时, 1||2||a a b+取得最小值.变式15:设0,1a b >> 满足2a b +=,则11a b a+-的最小值为 .变式16:已知,a b R +∈且21a b +=,则2214a b+的最小值是 .题型六:分离换元法求最值(了解)题目1、求函数)1(11072-≠+++=x x x x y 的值域;变式:求函数)1(182>-+=x x x y 的值域;题目2、求函数522++=x x y 的最大值;变式:求函数941++=x x y 的最大值;题型七:基本不等式的综合应用题目1、已知1log log 22≥+b a ,求ba93+的最小值题目2、已知0,>b a ,求ab b a 211++的最小值;变式1:(2010四川)如果0>>b a ,求关于b a ,的表达式)(112b a a ab a -++的最小值;变式2:(2012湖北武汉诊断)已知,当1,0≠>a a 时,函数1)1(log +-=x y a 的图像恒过定点A ,若点A 在直线0=+-n y mx 上,求nm24+的最小值;变式3:【2017天津】若,,0a b R ab ∈>,则4441a b ab++的最小值为题目3、已知0,>y x ,822=++xy y x ,求y x 2+最小值;变式1:已知0,>b a ,满足3++=b a ab ,求ab 范围;变式2:已知0,>y x ,312121=+++y x ,求xy 最大值;(提示:通分或三角换元)变式3:已知0,>y x ,122=++xy y x ,求xy 最大值;题目4、(2013年山东(理))设正实数z y x ,,满足04322=-+-z y xy x ,则当zxy取得最大值时,z y x 212-+的最大值为( ) ( )A .0B .1C . 49D .3变式:设z y x ,,是正数,满足032=+-z y x ,求xzy 2的最小值;题型八:利用基本不等式求参数范围 题目1、已知0,>y x ,且9)1)((≥++yax y x 恒成立,求正实数a 的最小值;2、已知0>>>z y x 且zx n z y y x -≥-+-11恒成立,如果+∈N n ,求n 的最大值;(参考:4)变式:已知0,>b a 满则241=+ba ,若cb a ≥+恒成立,求c 的取值范围;题型九:利用柯西不等式求最值 1、二维柯西不等式),,,,(时等号成立;即当且仅当bc ad dbc a Rd c b a ==∈若,,,a b c d R∈,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+2、二维形式的柯西不等式的变式bd ac d c b a +≥+⋅+2222)1(),,,,(时等号成立;即当且仅当bc ad dbc a Rd c b a ==∈bd ac d c b a +≥+⋅+2222)2( ),,,,(时等号成立;即当且仅当bc ad db c a R d c b a ==∈2)())()(3(bd ac d c b a +≥++),0,,,(时等号成立;即当且仅当bc ad dbc ad c b a ==≥3、二维形式的柯西不等式的向量形式≤),,,0(等号成立时使或存在实数当且仅当→→→→==ββk a k4、三维柯西不等式若123123,,,,,a a a b b b R ∈,则有:22222221231123112233()()()a a a b b b a b a b a b ++++≥++),,(332211时等号成立当且仅当b a b a b a R b a i i ==∈ 5、一般n 维柯西不等式设1212,,,,,,n n a a a b b ⋅⋅⋅⋅⋅⋅与b 是两组实数,则有: 22212(n a a a ++⋅⋅⋅+)22212)n b b b ++⋅⋅⋅+(21122()n n a b a b a b ≥++⋅⋅⋅+),,(2211时等号成立当且仅当nn i i b a b a b a R b a ==∈ 【题型归纳】题型一:利用柯西不等式一般形式求最值题目1、设,,x y z R ∈,若2224x y z ++=,则z y x 22+-的最小值为 时,=),,(z y x析:]2)2(1)[()22(2222222+-+++≤+-z y x z y x3694=⨯=∴z y x 22+-最小值为6- 此时322)2(16221222-=+-+-==-=z y x ∴ 32-=x ,34=y ,34-=z题目2、设,,x y z R ∈,226x y z --=,求222x y z ++的最小值m ,并求此时,,x y z 之值。