专题2.2 基本不等式(解析版).docx
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- 专题2.2 基本不等式解析版 专题 2.2 基本 不等式 解析
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1、专题2.2 基本不等式题型一直接法求最值题型二配凑法求最值题型三“1”的代换求最值题型四消参法求最值题型五商式求最值题型六对勾函数求最值题型七利用基本不等式证明不等式题型八利用基本不等式解决实际问题题型九基本不等式与其余知识的综合应用题型一直接法求最值例1(2022秋海南海口高三校考阶段练习)已知实数x,y满足,那么的最大值为()ABC1D2【答案】C【分析】根据重要不等式即可求最值,注意等号成立条件.【详解】由,可得,当且仅当或时等号成立.故选:C.例2(2023全国高三专题练习)已知,当取最大值时,则的值为()AB2C3D4【答案】B【分析】先根据已知使用基本不等式,整理求出取最大值时的和
2、值,再得出结果.【详解】由已知可得,则,即,所以,当且仅当时取等号,即,此时.故选:B练习1(2023春湖南高三桃江县第一中学校联考期中)若正实数、满足,则当取最大值时,的值是()ABCD【答案】A【分析】利用基本不等式等号成立的条件可求得取最大值时的值.【详解】因为正实数、满足,则,可得,当且仅当时,即当时,等号成立.故选:A.练习2(2023全国高三专题练习)已知正实数,则“”是“”的()A必要不充分条件B充分不必要条件C充要条件D既不充分也不必要条件【答案】D【分析】利用基本不等式由可得,可得充分性不成立;当时可得必要性不成立,即可得出结果.【详解】根据基本不等式可得,即,可得,所以充分
3、性不成立;若,可令满足,此时;即必要性不成立;所以“”是“”的既不充分也不必要条件.故选:D练习3(2021春广西南宁高二校考阶段练习)函数的最小值为()AB2C2D4【答案】D【分析】利用基本不等式运算求解.【详解】,则,当且仅当,即时,等号成立,故函数的最小值为4.故选:D.练习4(2023全国高三专题练习)已知二次函数()的值域为,则的最小值为()AB4C8D【答案】B【分析】根据的值域求得,结合基本不等式求得的最小值.【详解】由于二次函数()的值域为,所以,所以,所以,当且仅当即时等号成立.故选:B练习5(2022秋高三课时练习)已知正数,满足,则的最小值为()A8B12CD【答案】B
4、【分析】可通过已知条件,先找到与的等量关系,然后把等量关系带入要求的式子,消掉,从而得到关于的两项乘积为定值的和的关系,然后再使用基本不等式完成求解.【详解】由已知,均为正数,故,即,所以,当且仅当时等号成立.故选:B.题型二配凑法求最值例3(2023上海高三专题练习)函数在区间上的最小值为_【答案】【分析】对函数变形后,利用基本不等式求出最小值.【详解】,因为,所以,故,故,当且仅当,即时,等号成立.故答案为:例4(2022秋新疆克拉玛依高三克拉玛依市高级中学校考期中)(1)已知,求函数的最小值;(2)已知,求函数的最大值.【答案】(1)4;(2).【分析】(1)先构造出乘积的定值,再用基本
5、不等式求和的最小值;(2)先构造出和的定值,再用基本不等式求积的最大值.【详解】(1)时,根据基本不等式,可得:当,即时取得等号,故时,取得最小值是4;(2),故,根据基本不等式可得:,当,即时取得等号,故时,的最大值是.练习6(2021春陕西渭南高二校考阶段练习)设实数x满足,则函数的最小值为()ABCD6【答案】A【分析】将函数变形为,再根据基本不等式求解即可得答案.【详解】由题意,所以,所以,当且仅当,即时等号成立,所以函数的最小值为.故选:A练习7(2023全国高三专题练习)(多选)在下列函数中,最小值是的函数有()ABCD【答案】CD【分析】结合基本不等式的知识对选项进行分析,从而确
6、定正确答案.【详解】A选项,所以A选项不符合.B选项,当且仅当时等号成立,所以B选项不符合.C选项,对于函数,当时,当且仅当时等号成立.当时,当且仅当时等号成立,综上所述,的最小值是,符合题意.D选项,当且仅当时等号成立,所以D选项符合.故选:CD练习8(2022秋吉林高三吉林毓文中学校考阶段练习)已知,函数的最大值是_【答案】/0.125【分析】由基本不等式,得,由此即可求出函数的最大值【详解】,,当且仅当时,即时等号成立,因此,函数的最大值为.故答案为:.练习9(2023山东菏泽山东省东明县第一中学校联考模拟预测)已知,则的最小值为_【答案】【分析】根据给定条件,利用同角公式,结合均值不等
7、式求解作答.【详解】,当且仅当,即时取等号,所以的最小值为故答案为:练习10(2023陕西榆林统考三模)若不等式对恒成立,则a的取值范围是_,的最小值为_【答案】 【分析】根据题意,结合二次函数的性质,求得,再利用基本不等式,即可求解.【详解】当时,不等式对不恒成立,不符合题意(舍去);当时,要使得对恒成立,则满足,解得,所以实数的取值范围为.因为,可得,所以,当且仅当时,等号成立,所以的最小值为故答案为:;.题型三“1”的代换求最值例5(2023海南海口校联考模拟预测)若正实数,满足则的最小值为()A12B25C27D36【答案】C【分析】根据基本不等式“1”的用法求解即可;【详解】解:因为
8、,所以因为,所以,当且仅当,即,时,等号成立,所以,的最小值为27故选:C例6(2023安徽蚌埠统考二模)若直线过点,则的最小值为_【答案】/【分析】由直线过点,可得,利用基本不等式“1”的代换,求出最小值【详解】直线过点,当且仅当,即,时取等号的最小值为故答案为:练习11(2023北京高三专题练习)已知,则的最小值为()A4B6C8D12【答案】B【分析】条件等式两边取对数后,得,再结合换底公式,以及基本不等式“1”的妙用,即可求解.【详解】因为,所以,即,所以,当且仅当,即,时等号成立,所以的最小值为6.故选:B.练习12(2023湖北荆门荆门市龙泉中学校联考模拟预测)已知实数满足,则的最
9、小值是()A5B9C13D18【答案】B【分析】根据对数的运算法则,求得,且,利用,结合基本不等式,即可求解.【详解】由,可得,所以,即,且,则,当且仅当,即时,等号成立,所以的最小值为.故选:B.练习13(2023全国高三专题练习)已知,则的最小值为()A20B32CD【答案】D【分析】将化为,再用“1”的代换,乘以,展开后用基本不等式即可求得最小值,注意取等条件.【详解】解:因为,所以,则,因为,所以,当且仅当,即(舍)或时取等,故的最小值为.故选:D练习14(2023辽宁沈阳高三校联考学业考试)已知,则的最小值是_【答案】【分析】变形条件等式得,然后展开,利用基本不等式求最小值.【详解】
10、,当且仅当,即时等号成立,的最小值是.故答案为:.练习15(2023安徽蚌埠统考三模)已知实数,且,则的最小值为_.【答案】/0.5【分析】运用基本式中的“1”的活用,即可得出结果.【详解】,当且仅当时,取等号.故答案为:.题型四消参法求最值例7(2023辽宁大连统考三模)已知,且,则的最小值为_.【答案】【分析】先对已知式子变形得,然后代入中,整理后利用基本不等式即可求出结果.【详解】因为,所以,又,所以,所以,(当且仅当时取等号),所以的最小值为,故答案为:.例8(2022秋天津静海高三静海一中校考阶段练习)若,且,则的最大值为_.【答案】【分析】由题得,分,两种情况解决即可.【详解】由题
11、知,且,即所以,当时,即,此时,所以的最大值为1,当时,当且仅当时取等号,此时;所以的最大值为.综上,的最大值为.故答案为:练习16(2023全国高三专题练习)设,且,则()A有最小值为B有最小值为C有最大值为D有最大值为【答案】A【分析】对变形得到,利用基本不等式求出最小值.【详解】因为,所以,当且仅当,故,即取等号.故选:A.练习17(2022秋江苏常州高三江苏省奔牛高级中学校考阶段练习)实数a,b,c满足,则的最小值为( )AB1CD【答案】B【分析】利用因式分式法,结合分式的运算性质、基本不等式进行求解即可.【详解】,当且仅当,即时等号成立,的最小值为1,故选:B【点睛】关键点睛:利用
12、因式分法,得到是解题的关键.练习18(2022秋陕西西安高三西安市第三中学校考阶段练习)已知正数满足,则的最小值为()A1BC2D【答案】B【分析】用来表示得,代入得,再利用基本不等式即可求出最小值.【详解】,,则有,当且仅当,即时等号成立,此时,故选:B.练习19(2022秋重庆沙坪坝高三重庆南开中学校考期中)正数a,b满足,则的最小值为_;的最大值为_ 【答案】 / 【分析】利用基本不等式,结合换元法、一元二次方程根的判别式、二次函数的性质进行求解即可.【详解】因为正数a,b满足,所以有,当且仅当时取等号,即时取等号;由,而,因此,令,因为,所以方程在区间内有解,设,或,解得,因此的最大值
13、为,故答案为:;【点睛】关键点睛:利用换元法,结合一元二次根的分布性质求解是解题的关键.练习20(2023浙江二模)若,则的取值范围是_.【答案】【分析】利用基本不等式结合求得,将整理变形为,令,结合二次函数知识即可求得答案.【详解】由可得,而,当且仅当时,等号成立,即,解得,由可知,所以,令,则,函数在单调递增,在单调递减故,即的取值范围是,故答案为:题型五商式求最值例9(2023全国高三专题练习)设 ,则的最小值为()A0B1C2D4【答案】A【分析】首先由等式把转化为,再应用常数分离得到,最后应用基本不等式得到最小值.【详解】由题意,所以,得到,当且仅当,即时, 等号成立,则的最小值为故
14、选:A.例10(2022江苏高一专题练习)求下列函数的最小值(1);(2);(3).【答案】(1)3;(2);(3)10.【分析】对分式函数利用分离常数法构造基本不等式(对勾函数)的结构,或利用基本不等式(1,、2)或利用函数单调性求最值.【详解】(1)(当且仅当,即x=1时取“=”)即的最小值为3;(2)令,则在是单增,当t=2时,y取最小值;即y的最小值为(3)令,则可化为:当且仅当t=3时取“=”即y的最小值为10练习21(2022全国高三专题练习)已知,且,则的最小值是()A6B8C14D16【答案】A【分析】利用基本不等式可求解.【详解】因为,所以.因为,所以,所以,即,当且仅当时,
15、等号成立,故的最小值是6.故选:A练习22(2021秋辽宁沈阳高三沈阳市第五中学校考阶段练习)已知正实数x,则的最大值是()ABCD【答案】D【分析】利用基本不等式可求,当且仅当时等号成立,化简已知即可求解.【详解】解:因为,又因为,所以,所以,当且仅当时,即时等号成立,所以,即y的最大值是.故选:D.练习23(2023全国高三专题练习)已知,则函数的最小值是_【答案】【分析】将函数化简,分离常数,然后结合基本不等式即可得到结果.【详解】因为,当且仅当,即时,等号成立.所以函数的最小值是故答案为:.练习24(2023全国高三专题练习)已知,且,则最大值为_【答案】【分析】由且,可得,可得,再将
16、化为后利用基本不等式求解即可【详解】解:由且,可得,代入,又,当且仅当,即,又,可得,时,不等式取等,即的最大值为,故答案为:练习25(2021秋江苏徐州高三校考阶段练习)若存在,使成立,则的取值范围是_.【答案】【分析】依题意,再利用基本不等式计算可得;【详解】解:依题意存在,使成立,即存在,使得,即,因为,所以,当且仅当,即时取等号,所以,即的最大值为,所以,即;故答案为:题型六对勾函数求最值例11(2023高三课时练习)设,则的取值范围是_【答案】【分析】根据对勾函数的单调性,分别求得和时的取值范围,即可得答案.【详解】设函数,则当时,单调递增,此时;当时,单调递减,此时,故,则的取值范
17、围是,故答案为:例12(2023全国高三专题练习)(多选)已知关于的的解集是,则()ABC关于的不等式的解集是D的最小值是【答案】AB【分析】由一元二次不等式的解集和一元二次方程根的关系,结合韦达定理可求得,由此可确定AB正确;结合一元二次不等式的解法可知C错误;将化为,根据对勾函数单调性可确定,知D错误.【详解】对于A,的解集为,且和是方程的两根,A正确;对于B,由A得:,B正确;对于C,由得:,即,解得:,即不等式的解集为,C错误;对于D,在上单调递增,D错误.故选:AB.练习26(2022秋高三课时练习)若函数的值域是,则函数的值域是()ABCD【答案】B【分析】根据对勾函数的单调性求值
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