一、基础过关
1.若a,b,c>0且a(a+b+c)+bc=4-23,则2a+b+c的最小值是()
A.3-1
B.3+1
C.23+2 D.23-2
答案 D
解析由a(a+b+c)+bc=4-2 3
⇒a(a+b)+(a+b)c=(a+b)(a+c)=4-23,
而2a +b +c =(a +b )+(a +c )≥2(a +b )(a +c )
=2
4-23=2(3-1).
∴当且仅当a +b =a +c ,即b =c 时等号成立. 2. 若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是
( )
A .a 2+b 2>2ab
B .a +b ≥2ab C.1a +1b >2ab
D.b a +a b
≥2 答案 D
解析 ∵a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,∴A 错误. 对于B 、C ,当a <0,b <0时,明显错误. 对于D ,∵ab >0,∴b a +a
b
≥2
b a ·a b
=2. 3. 若x >0,y >0,且x +y =4,则下列不等式中恒成立的是
( )
A.1x +y ≤14
B.1x +1
y ≥1 C.xy ≥2
D.1xy
≥1 答案 B
解析 若x >0,y >0,由x +y =4,得x +y
4=1,
∴1x +1y =1
4
(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y =14⎝⎛⎭⎫2+y x +x y ≥14(2+2)=1. 4. 设a >0,b >0,若3是3a 与3b 的等比中项,则1a +1
b
的最小值为
( )
A .8
B .4
C .1
D.14
答案 B
解析 由题意知3a ·3b =3,即3a +
b =3,所以a +b =1. 因为a >0,b >0,所以1a +1b =⎝⎛⎭⎫1a +1b (a +b )=2+b a +a
b ≥2+2 b a ·a
b
=4, 当且仅当a =b =1
2
时,等号成立.
5. 若a <1,则a +1
a -1
有最____(填“大”或“小”)值,为_______.
答案 大 -1
解析 ∵a <1,∴a -1<0,
∴-⎝ ⎛⎭⎪⎫a -1+1a -1=(1-a )+11-a
≥2(a =0时取等号), ∴a -1+1a -1≤-2,∴a +1a -1
≤-1.
6. 若不等式x 2-ax +1≥0对一切x ∈(0,1]恒成立,则a 的取值范围是________.
答案 a ≤2
解析 x 2-ax +1≥0,x ∈(0,1]恒成立 ⇔ax ≤x 2+1,x ∈(0,1]恒成立. ⇔a ≤x +1
x ,x ∈(0,1]恒成立
∵x ∈(0,1],x +1
x
≥2,∴a ≤2.
7. 设a 、b 、c 都是正数,求证:bc a +ca b +ab
c
≥a +b +c .
证明 ∵a 、b 、c 都是正数,∴bc a 、ca b 、ab
c 也都是正数.
∴bc a +ca b ≥2c ,ca b +ab c ≥2a ,bc a +ab
c ≥2b , 三式相加得2⎝⎛⎭⎫bc a +ca b +ab c ≥2(a +b +c ), 即bc a +ca b +ab
c ≥a +b +c . 当且仅当a =b =c 时,等号成立。
二、能力提升
8. 已知a ,b ∈(0,+∞),则下列不等式中不成立的是
( )
A .a +b +
1
ab
≥2 2 B .(a +b )⎝⎛⎭⎫
1a +1b ≥4 C.a 2+b 2ab ≥2ab
D.2ab a +b
>ab 答案 D 解析 ∵a +b +
1ab ≥2ab +1ab
≥22,A 成立; (a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥2ab ·
2 1
ab
=4,B 成立; a 2+b 2≥2ab >0,∴a 2+b 2ab
≥2ab ,C 成立;
a +
b ≥2ab ,∴2ab a +b ≤1,2ab
a +
b ≤ab .
9.设0<a <1<b ,则一定有
( )
A .log a b +log b a ≥2
B .log a b +log b a ≥-2
C .log a b +log b a ≤-2
D .log a b +log b a >2
答案 C
解析 ∵0<a <1<b ,
∴log a b <0,log b a <0,-log a b >0,
∴(-log a b )+(-log b a )=(-log a b )+⎝⎛⎭⎫
-1log a b ≥2, ∴log a b +log b a ≤-2.
10.若对任意x >0,x
x 2+3x +1
≤a 恒成立,则a 的取值范围为________.
答案 ⎣⎡⎭⎫15,+∞
解析 ∵x >0,∴x
x 2+3x +1>0,易知a >0.
∴x 2+3x +1x ≥1a ,∴1a ≤x +1x +3.
∵x >0,x +1
x +3≥2
x ·1
x
+3=5(x =1时取等号), ∴1a ≤5.∴a ≥15
. 11. 已知x >y >0,xy =1,求证:x 2+y 2
x -y
≥2 2.
证明 ∵xy =1,
∴x 2+y 2x -y =(x -y )2+2xy x -y =(x -y )2+2x -y =(x -y )+2x -y
≥2
(x -y )·2
x -y
=2 2.
当且仅当⎩⎨
⎧
x -y =
2
x -y
xy =1
,即⎩⎪⎨⎪⎧
x =6+2
2
y =
6-22
时取等号.
12.已知a >0,b >0,a +b =1,求证:
(1)1a +1b +1
ab ≥8;(2)⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b ≥9. 证明 (1)1a +1b +1ab =1a +1b +a +b ab =2⎝⎛⎭⎫
1a +1b ,
∵a +b =1,a >0,b >0,
∴1a +1b =a +b a +a +b b =2+a b +b a ≥2+2=4, ∴1a +1b +1ab ≥8(当且仅当a =b =1
2时等号成立). (2)方法一 ∵a >0,b >0,a +b =1, ∴1+1a =1+a +b a =2+b a ,
同理,1+1b =2+a b
,
∴⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b =⎝⎛⎭⎫2+b a ⎝⎛⎭⎫2+a
b =5+2⎝⎛⎭⎫b a +a b ≥5+4=9.
∴⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b ≥9(当且仅当a =b =1
2时等号成立). 方法二 ⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b =1+1a +1b +1
ab . 由(1)知,1a +1b +1
ab
≥8,
故⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b =1+1a +1b +1
ab ≥9. 三、探究与拓展
13.已知a ,b ,c 为正实数,且a +b +c =1.
求证:⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥8.
证明 ∵a ,b ,c 均为正实数,且a +b +c =1, ∴1
a -1=1-a a =
b +
c a ≥2bc a , 同理1b -1≥2ac b ,1c -1≥2ab c
.
由于上述三个不等式两边均为正,分别相乘得
⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥2bc a ·2ac b ·2ab c =8. 当且仅当a =b =c =1
3
时,等号成立.。