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高中数学基本不等式的解法十例

ab
解 析 : 由 三 点 共 线 可 得 a b 1 , 观 察 形 式 采 用 “1” 的 代 换 , 故 而
1
1
1 a
1 b
a
b
2
b
a
,等式右侧积为定值,故而利用积定和最小法则可
ab
1
ab
得 : b a 2 ba 2 , 当 且 仅当 b aab1 时 取 等号 。故 而 可 得
a b ab
2x 2y
42x
y
2
2x 2y 42x y 4 , 当 且 仅 当
2x y 2x 2y
2x y 2x 2y
2x 2y 2x y
42x y
2x 2y
2 ,亦即
x
y
0 3 2
时取等号。此时可得 4 x
3y min
9 2

问题 3:方程中的基本不等式
解题思路:将需要利用不等式的项移到方程的一边,利用基本不等式求解即可。
3
2
3 a
2 b
2a
3b
12
9b a
4a b
,观察分子可得分子积为定值,根据积定和
ab
6
6
最小法则可得: 9b 4a 2
ab
9b a
4a b
12
,当且仅当
9b a
4a b
a b
3 2
1
时取等号,故
而可得
3
2
12
9b a
4a b
4

ab
6
(不等式与解三角形)例题 7: .
中,角
的对边分别为
a
2
b
2
ab



b2
c2
2bc 3 3bc
b c2
3 3bc
3
b
2
c
2
b c2
4
3bc
2
3,
当且仅当 b c 3 时取“=”号。故而可得三角形的周长 CABC a b c 3 3 。
换方法,即
1
1
1 a
1 b
a
2b
,化简可得
1
1
3
2b a
a b
很明显积为定,根据
ab
2
ab
2
积定和最小法则可得:2b a 2
ab
2b a 2 ab
2
,当且仅当
2b a
a b
a b
2 2
2
2
2
时取
等号,故而可得
1
1
3
2b a
a b
3
2
2。
ab
2
2
3x y 6 0
(基本不等式与线性规划)例题 9:设 x, y 满足条件{ x y 2 0 ,若目标函数
解题思路:根据 f x m f x m 0 ,对所求内容进行乘除化简即可。
m
例题 4:若两个正实数 x、y 满足 1 4 1 ,且不等式 x y <m2 3m 有解,则实数
xy
4
m 的取值范围是 。
解析:由题意可得
1
4
1,左边乘以
1
4
1可得: x
y
x
y 4
1 x
4 y
,化简
,且
(1)求角 的大小; (2)若 周长的最值。.
,求 的最大值.
(3)求 ABC
解析:(1)由题意与余弦定理可得 a2 b2 c2 2bc cos A b2 c2 bc ,解得 cos A 1 ,
2
故而 A
3
(2)由余弦定理可得 a2 b2 c2 bc 3 ,故而 bc 3 b2 c2 ,由基本不等式
x 0, y 0
z ax by ( a 0,b 0 ) 的 最 大 值 为 12 , 则 3 2 的 最 小 值
ab


解析:作出可行域如图所示:故而可得 z ax+by 在点 H 4,6 取最
大值,即 4a 6b 12 2a 3b 6 ,由题意可得采用“1”的代换求 解。

C. a 的最大值为 2 D. a 的
解析:由题意可知参数为 a
,将自变量移项可得: a2
2a
2
4x x2
x
x
4 x 1
x

观察等式右侧,可知等式右侧经配凑可得积为定值,根据积定和最小可得:
4 x 1 2 4 x 1 4 ,当且仅当 4 x 1 x 3 时取等号,此时可得
x 1
x 1
m,将双自变量
a
、b
移项可得:m2
8m
2 a
1 b
2a
b

成立
,故
而可

m2
8m
2 a
1 b
2a
b
min

将不
等式右
侧化
简可

2 a
1 b
2a
b
5
2b a
2a b



显积

定值


据积
定和





得:
2b 2a 2 2b 2a 4 , 当 且 仅 当 2b 2a a b 1 时 取 等 号 。 故 而
ab
2
1 1 2 b a 3。
ab
ab
( 不 等 式 与 解 析 几 何 ) 例 题 8 : 若 直 线 ax by 2 0 ( a 0 , b 0 ) 被 圆
x2 y2 2x 4y 1 0 截得的弦长为 4,则 1 1 的最小值为

ab
解析:将圆化为标准方程可得 x 12 y 22 4,根据弦长为 4 可得直线经过圆 心。将圆心1,2 代入直线方程可得 a 2b 2 。观察求解形式可得采用“1”的代
x 1
4 x 1
x
min
5


a2
2a 2
4 x x 1





x 1,






a2
2a
2
4 x 1
x
min
5 ,化简可得a
3a
1
0
,解得 3
a
1。
变式 6:已知 a>0,b>0,若不等式 2 1 m2 8m 恒成立,则 m 的取值范围
a b 2a b


解析:由题意可知参数为
a2 b2 ab 可得 bc 3 b2 c2 2bc bc 3 ,当且仅当 b c 3 时取“=”号。
2
故而可得三角形的面积 SABC
1 bc sin 2
A
1 2
3
3 3 3 24
3。
(3)由余弦定理可得 a2 b2 c2 bc 3 ,故而 bc b2 c2 3 ,由基本不等式
ab
ab
ab
2 a
1 b
2a
b
min
9
,代入不等式中可得 m2
8m
9 化简为m 9m 1
0 解不等
式可得 1 m 9 。
问题 5:不等式与其他问题结合
(向量与不等式)例题 7:已知 OA aOB bOC(a 0,b 0) ,且 A, B,C 三点在同一 条直线上,则 1 1 的最小值为_________.
ab
时等号成立。
二、常见问题及其处理办法
问题 1:基本不等式与最值
解题思路:
(1)积定和最小:若 ab 是定值,那么当且仅当 a b 时, a b 2 ab 。其中 min
a, b 0,
(2)和定积最大:若
a b 是定值,那么当且仅当
a
b 时, ab max
a
2
b
2
,其
中 a,b R 。
解析:很明显,积为定,根据积定和最小法则可得: 2x
1 2x2
2
2x
1 2x2
1,当
且仅当 2x
1 2x2
x
1 时取等号。
变式:已知 x 2 ,则 x 1 的最小值为

x2
解析:由题意可得 x 2 0, x 2 1 1,明显,积为定,根据和定积最大法则
x2
可得:x 2 1 2 x 2 1 2 ,当且仅当 x 2 1 x 2 1 x 1时取
3xy 1 2 xy 0 3 xy 1 xy 1 0 xy 1 xy 1 ,此时 x y 1
问题 4:含参基本不等式问题
解题思路:利用含参不等式的解法求解即可。
例题
6:已知
a2
2a x
2
4 x2
x
1对于任意的
x1, 恒成立,则(

A. a 的最小值为 3 最大值为 4
B. a 的最小值为 4
1
化简可得
x2
x 3x
1
x
1 1
3
x
0
,令
f
x
x
1 x
x
0
,这
x
是一个对勾函数,故而可得 f x x 1 f 1 2 。故而分母 x 1 3 f x 3 5 ,
x
x
代入分式函数取倒数可得 0
x
1 1
3
1 5
x2
x 1
3x
max
1 5
因此可得: a
1 5

x
问题 2:“1”的代换
解析:由题意可得函数图像恒过定点 A1,1 ,将点 A1,1 代入直线方程 mx ny 1中
可得
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