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2021年高考数学总复习:基本不等式


解析:因为x+y=18,所以 xy≤x+2 y=9,当且仅当x=y=9
时,等号成立.
答案:A
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2.(必修5P100练习T1改编)设a>0,则9a+1a的最小值为
()
A.4
B.5
C.6
D.7
解析:因为a>0,所以9a+1a≥2 9a×1a =6,当且仅当9a
=1a,即a=13时,9a+1a取得最小值6.故选C.
=(x-1)+x-3 1+2≥2 3+2.
当且仅当 x-1=x-3 1,即 x= 3+1 时,取等号.
[答案]
2 (1)3
(2)1
(3)2 3+2
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[解题技法] 通过拼凑法利用基本不等式求最值的实质及关键点 拼凑法就是将相关代数式进行适当的变形,通过添项、拆 项等方法凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等 式求解最值的方法.拼凑法的实质是代数式的灵活变形,拼系 数、凑常数是关键.
[解析] 由a>b>0,得a-b>0,
∴b(a-b)≤b+2a-b2=a42.
∴a2+ba1-b≥a2+a42≥2
a2·a42=4,
当且仅当b=a-b且a2=a42,即a= 2,b= 22时取等号.
∴a2+ba1-b的最小值为4.
[答案] 4
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[解题技法] 两次利用基本不等式求最值的注意点 当连续多次使用基本不等式时,一定要注意每次是 否能保证等号成立,并且注意取等号的条件的一致性.
润最大,最大利润为1 000万元.
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[解题技法] 有关函数最值的实际问题的解题技巧 (1)根据实际问题抽象出函数的解析式,再利用基本不等 式求得函数的最值. (2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围. (3)在应用基本不等式求函数最值时,若等号取不到,可 利用函数的单调性求解.
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(2)把确定的定值(常数)变形为1; (3)把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相除, 进而构造和或积为定值的形式; (4)利用基本不等式求解最值.
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考向(三) 消元法——利用基本不等式求最值 [例3] 已知x>0,y>0,x+3y+xy=9,则x+3y的最小值为
________.
[解析] 法一:(换元消元法)由已知得 x+3y=9-xy, 因为 x>0,y>0,所以 x+3y≥2 3xy, 所以 3xy≤x+23y2,当且仅当 x=3y,即 x=3,y=1 时取等号, 即(x+3y)2+12(x+3y)-108≥0. 令 x+3y=t,则 t>0 且 t2+12t-108≥0, 得 t≥6,即 x+3y 的最小值为 6.
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2. 变设问 保持本例条件不变,则 1+1a 1+1b 的最小值为 ________.
解析:1+1a1+1b=1+a+a b1+a+b b =2+ba2+ab=5+2ba+ab≥5+4=9.当且仅当 a=b=12 时,取等号.
答案:9
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[解题技法] 通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤 (1)根据已知条件或其变形确定定值(常数);
[对点变式]
1.变条件将条件“a+b=1”改为“a+2b=3”,则1a+1b的最
小值为________.
解析:因为a+2b=3,所以13a+23b=1.
所以1a+1b=1a+1b13a+23b
=13+23+3ab+23ba≥1+2
a 2b 3b·3a
=1+232.当且仅当a= 2b时,取等号.
答案:1+2 3 2
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[跟踪训练]
1.若对于任意的x>0,不等式
x x2+3x+1
≤a恒成立,则实数a
的取值范围为
()
A.a≥15
B.a>15
C.a<15
D.a≤15
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解析:由x>0,得
x x2+3x+1

1 x+1x+3

2
1 x·1x+3

1 5
,当
且仅当x=1时,等号成立.则a≥15,故选A.
答案:A
2.(2019·天津高考)设x>0,y>0,x+2y=5,则
a+b 2
,几何平均数为
ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于
它们的几何平均数.
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3.利用基本不等式求最值问题
已知 x>0,y>0,则
(1)如果 xy 是定值 p,那么当且仅当 x=y 时,x+y 有最小值
是 2 p (简记:积定和最小).
(2)如果 x+y 是定值 q,那么当且仅当 x=y 时,xy 有最大值
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[解题技法] 通过消元法利用基本不等式求最值的策略 当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常是考虑利用已 知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”,最 后利用基本不等式求最值.
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考向(四) 利用两次基本不等式求最值
[例4] 已知a>b>0,那么a2+ba1-b的最小值为________.

q2 4
(简记:和定积最大).
和定积最大,积定和最小:两个正数的和为定值时,则 可求其积的最大值;积为定值时,可求其和的最小值.
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[常用结论]
1.基本不等式的两种常用变形形式
(1)ab≤a+2 b2(a,b∈R ,当且仅当a=b时取等号).
(2)a+b≥2 ab(a>0,b>0,当且仅当a=b时取等号).
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此时,当x=60时,L(x)取得最大值L(60)=950万元.
当x≥80时,L(x)=1
200-
x+10
000
x
≤1
200-2
10 x·
x000=1
200-200=1
000.
此时x=10 x000,即x=100时,L(x)取得最大值1 000万元.
由于950<1 000,
所以当年产量为100千件时,该厂在这一商品生产中所获利
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法二:(代入消元法)由x+3y+xy=9, 得x=91-+3yy, 所以x+3y=91-+3yy+3y=9-3y+1+3yy1+y =91++3yy2=31+y2-1+61y +y+12 =3(1+y)+11+2y-6≥2 31+y·11+2y-6 =12-6=6.即x+3y的最小值为6. [答案] 6
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3.(2019·河南许昌、洛阳第三次质量检测)已知 x>0,y>0,
且1x+2y=1,则 xy+x+y 的最小值为________. 解析:因为1x+2y=1,所以 xy=y+2x,xy+x+y=3x+2y=
(3x

2y)· 1x+2y

7

2y x

6x y
≥7

4
3
当且仅当y= 3x,即x=1+233,y=2+ 3时取等号, 所以 xy+x+y 的最小值为 7+4 3.
13x2+10x
-250=-
1 3
x2
+40x-250.
当x≥80时,L(x)=(0.05×1
000x)-51x+10
x000-1
450-250
=1
200-x+10
000
x
.
所以L(x)=- 1 2130x02-+4x0+x-102x05000,,0<xx≥<8800,.
(2)当0<x<80时,L(x)=-13(x-60)2+950.
商品能全部售完.
(1)写出年利润L(x)(万元)关于年产量x(千件)的函数解析式;
(2)当年产量为多少千件时,该厂在这一商品的生产中所获利
润最大?
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[解] (1)因为每件商品售价为0.05万元,则x千件商品销售额
为0.05×1 000x万元,依题意得:
当0<x<80时,L(x)=(0.05×1
000x)-
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考向(二) 常数代换法——利用基本不等式求最值
[例 2] 已知 a>0,b>0,a+b=1,则1a+1b的最小值为________.
[解析] 因为a+b=1,
所以
1 a

1 b

1a+1b
(a+b)=2+
ba+ab
≥2+2
=4.当且仅当a=b=12时,取等号.
ba a·b
=2+2
[答案] 4
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答案:C
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二、走出误区 常见误区:①忽视不等式成立的条件a>0且b>0致误;②忽 视定值存在致误;③忽视等号成立的条件致误.
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3.(多选)下列选项错误的是
()
A.两个不等式 a2+b2≥2ab 与a+2 b≥ ab成立的条件是
相同的
B.函数 y=x+1x的最小值是 2
C.函数 f(x)=sin x+sin4 x的最小值为 4
2.几个重要的结论
(1)a2+2 b2≥a+2 b2. (2)ba+ab≥2(ab>0).
(3) ab≤a+2 b≤
a2+2 b2(a>0,b>0).
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[基础自测]
一、走进教材
1.(必修5P99例1(2)改编)若x>0,y>0,且x+y=18,则 xy 的最大
值为
()
A.9
B.18
C.36
D.81
________.
(2)已知 x<54,则 f(x)=4x-2+4x1-5的最大值为________.
(3)函数 y=xx2-+12(x>1)的最小值为________.
[解析]
(1)x(4-3x)=
1 3
×(3x)·(4-3x)≤
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