
1.掌握基本不等式
2.結(jié)合具體實(shí)例,能用基本不等式解決簡(jiǎn)單的最大值或最小值的問題.
【基礎(chǔ)知識(shí)】
一、幾個(gè)重要的不等式
1.eq \r(ab)≤eq \f(a+b,2)(a>0,b>0)
2.a2+b2≥2ab(a,b∈R).
3.eq \f(b,a)+eq \f(a,b)≥2(a,b同號(hào)).
4.ab≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a+b,2)))2 (a,b∈R).
5.eq \f(a2+b2,2)≥eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a+b,2)))2 (a,b∈R).
以上不等式等號(hào)成立的條件均為a=b.
二、算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)
設(shè)a>0,b>0,則a,b的算術(shù)平均數(shù)為eq \f(a+b,2),幾何平均數(shù)為eq \r(ab),基本不等式可敘述為兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
三、利用基本不等式求最值問題
已知x>0,y>0,則
1.如果積xy是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),x+y有最小值2eq \r(p).(簡(jiǎn)記:積定和最小)
2.如果和x+y是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),xy有最大值eq \f(p2,4).(簡(jiǎn)記:和定積最大)
3.應(yīng)用基本不等式時(shí)的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)一正數(shù):指式子中的a,b均為正數(shù).
(2)二定值:只有ab為定值時(shí)才能應(yīng)用基本不等式,因此有時(shí)需要構(gòu)造定值.
(3)三相等:即“=”必須成立,求出的定值才是要求的最值.
4.在利用基本不等式求最值時(shí),要根據(jù)式子的特征靈活變形,配湊出積、和為常數(shù)的形式,然后再利用基本不等式.湊配法求最值的基本技巧:①配湊系數(shù);②配湊常數(shù);③配湊分子;④配湊分母; = 5 \* GB3 ⑤配湊項(xiàng)數(shù)
5.條件最值的求解通常有兩種方法:一是消元法;二是將條件靈活變形,利用常數(shù)“1”代換的方法構(gòu)造和或積為常數(shù)的式子,然后利用基本不等式求最值.求eq \f(1,a)+eq \f(1,b)型最值問題,常通過“1”來進(jìn)行轉(zhuǎn)化,但不是所有的最值都可以通過基本不等式解決,有一些看似可以通過基本不等式解決的問題,由于條件的限制,等號(hào)不能夠成立,這時(shí)就不能用基本不等式來解決,而要借助于其他求值域的方法來解決.
四、基本不等式的其他應(yīng)用
1.基本不等式除具有求最值的功能外,還具有將“和式”轉(zhuǎn)化為“積式”以及將“積式”轉(zhuǎn)化為“和式”的放縮功能,常用于比較數(shù)(式)的大小
2.一般地,對(duì)含參的不等式求范圍問題通常采用分離變量轉(zhuǎn)化為恒成立問題,對(duì)于“恒成立”的不等式,一般的解題方法是先分離然后求函數(shù)的最值.另外,要記住幾個(gè)常見的有關(guān)不等式的等價(jià)命題:(1)a>f(x)恒成立?a>f(x)max;(2)a<f(x)恒成立?a<f(x)min;(3)a>f(x)有解?a>f(x)min;(4)a<f(x)有解?a<f(x)max.
3.利用基本不等式證明不等式的策略
從已證不等式和問題的已知條件出發(fā),借助不等式的性質(zhì)和有關(guān)定理,經(jīng)過逐步的邏輯推理,最后轉(zhuǎn)化為所求問題,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”. 對(duì)不能直接使用基本不等式的證明可重新組合,形成基本不等式模型,再使用.
4.構(gòu)造不等式求范圍
利用或ab≤將式子轉(zhuǎn)化為含ab或a+b的一元二次不等式,將ab,(a+b)作為整體解出范圍
5.函數(shù)法求最值:若利用基本不等式時(shí)等號(hào)取不到,則無法利用基本不等式求最值,則可將要求的式子看成一個(gè)函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求最值.
6.利用基本不等式解決實(shí)際問題的步驟
解實(shí)際問題時(shí),首先審清題意,然后將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,再利用數(shù)學(xué)知識(shí)(函數(shù)及不等式性質(zhì)等)解決問題.用基本不等式解決此類問題時(shí),應(yīng)按如下步驟進(jìn)行:
(1)先理解題意,設(shè)變量,設(shè)變量時(shí)一般把要求最大值或最小值的變量定為函數(shù).
(2)建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式,把實(shí)際問題抽象為函數(shù)的最大值或最小值問題.
(3)在定義域內(nèi),求出函數(shù)的最大值或最小值.
(4)正確寫出答案.
【考點(diǎn)剖析】
考點(diǎn)一:利用基本不等式判斷命題的真假
例1.(2022學(xué)年江西省贛州市贛縣高一下學(xué)期開學(xué)考試)下列說法正確的為( )
A.
B.函數(shù)的最小值為4
C.若則最大值為1
D.已知時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),取得最小值8
考點(diǎn)二:利用基本不等式比較大小
例2.(2022學(xué)年黑龍江省哈爾濱市高一上學(xué)期期中)若a>0,b>0,且a≠b,則( )
A.<<B.<<
C.<<D.<<
考點(diǎn)三:利用基本不等式求最值
例3.(2022學(xué)年吉林省延邊州高一上學(xué)期期末)已知,則函數(shù)的最小值是( )
A.B.C.2D.
考點(diǎn)四:利用基本不等式求范圍
例4.(2022學(xué)年湖北省黃石市有色第一中學(xué)高一上學(xué)期期中)設(shè),,且,求的取值范圍
考點(diǎn)五:利用基本不等式證明不等式
例5.已知均為正實(shí)數(shù),且滿足證明:
(1);
(2).
考點(diǎn)六:利用基本不等式求解恒成立問題
例6. 已知x>0,y>0,且x+2y=1,若不等式m2+7m恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是( )
A.﹣8≤m≤1B.m≤﹣8或m≥1C.﹣1≤m≤8D.m≤﹣1或m≥8
考點(diǎn)七:基本不等式在實(shí)際問題中的應(yīng)用
例7. (2022學(xué)年河北省唐縣第一中學(xué)高一下學(xué)期5月月考)冬奧會(huì)期間,冰墩墩成熱銷商品,一家冰墩墩生產(chǎn)公司為加大生產(chǎn),計(jì)劃租地建造臨時(shí)倉庫儲(chǔ)存貨物,若記倉庫到車站的距離為(單位:),經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查了解到:每月土地占地費(fèi)(單位:萬元)與成反比,每月庫存貨物費(fèi)(單位:萬元)與成正比;若在距離車站處建倉庫,則與分別為萬元和萬元.記兩項(xiàng)費(fèi)用之和為.
(1)求關(guān)于的解析式;
(2)這家公司應(yīng)該把倉庫建在距離車站多少千米處,才能使兩項(xiàng)費(fèi)用之和最???求出最小值.
【真題演練】
1.(2020-2021學(xué)年陜西省榆林市第十中學(xué)高一下學(xué)期期末)若,且,則的最大值為( )
A.4B.2C.D.
2.(2022學(xué)年福建省三明第一中學(xué)高一上學(xué)期學(xué)段考)已知,,,則下列結(jié)論一定成立的是( )
A.B.C.D.
3.(2022學(xué)年貴州省六盤水紅橋?qū)W校高一上學(xué)期期中)設(shè)x,y,z為正實(shí)數(shù),滿足,則的最小值是( )
A.4B.2C.D.
4.(2022學(xué)年安徽省阜陽市太和縣三校高一上學(xué)期期中聯(lián)考)下列命題中正確的是( )
A.當(dāng)時(shí),B.當(dāng)時(shí),
C.當(dāng)時(shí),D.當(dāng)時(shí),
5. (2022學(xué)年甘肅省金昌市永昌縣高一上學(xué)期期末)已知a>0,b>0,a+b=2,則對(duì)于,下列說法準(zhǔn)確的是( )
A.取得最小值時(shí)a=B.最小值是5
C.取得最小值時(shí)b=D.最小值是
6.(2022學(xué)年安徽省宣城市涇縣中學(xué)高一上學(xué)期10月月考)某項(xiàng)研究表明:在考慮行車安全的情況下,某路段車流量(單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過測(cè)量點(diǎn)的車輛數(shù),單位:輛/時(shí))與車流速度(假設(shè)車輛以相同速度行駛,單位:米/秒),平均車長(zhǎng)(單位:米)的值有關(guān),其公式為.如果不限定車型,,則最大車流量為__________輛/時(shí).
7. (2022學(xué)年廣西河池市高一上學(xué)期八校聯(lián)考)已知,求證.
8. (2022學(xué)年湖北省孝感市高一上學(xué)期期中聯(lián)考)已知且,求的最小值.
【過關(guān)檢測(cè)】
1. (2022學(xué)年四川省南充市白塔中學(xué)高一下學(xué)期月考)已知,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
2. (2022學(xué)年江西省豐城中學(xué)高一下學(xué)期入學(xué)考試)已知都是正實(shí)數(shù),若,則 的最小值為( )
A.2B.4C.6D.8
3. (2022學(xué)年四川省內(nèi)江市威遠(yuǎn)中學(xué)校高一下學(xué)期階段性測(cè)試)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.B.C.D.
4. (2022學(xué)年河南省開封市高一上學(xué)期期末)已知,都是正數(shù),則下列命題為真命題的是( )
A.如果積等于定值,那么當(dāng)時(shí),和有最大值
B.如果和等于定值,那么當(dāng)時(shí),積有最小值
C.如果積等于定值,那么當(dāng)時(shí),和有最小值
D.如果和等于定值,那么當(dāng)時(shí),積有最大值
5.(多選)(2022學(xué)年山東省棗莊市滕州市高一上學(xué)期期末)設(shè)正實(shí)數(shù)滿足,則( )
A.的最小值為
B.的最小值為2
C.的最大值為1
D.的最小值為2
6.(多選)(2022學(xué)年湖北省部分高中聯(lián)考協(xié)作體高一上學(xué)期期中)有下列4個(gè)關(guān)于不等式的結(jié)論,其中正確的是( )
A.若,則B.若,則
C.若,則D.若,則
7. (2022學(xué)年上海市延安中學(xué)高一上學(xué)期期中)已知,,,則在下列不等式①;②;③;④;⑤其中恒成立的是___________.(寫出所有正確命題的序號(hào))
8.已知,,,則的最小值為__.
9. (2022學(xué)年湖北省十堰市車城高中高一上學(xué)期9月月考)(1)已知,,,求的最小值;
(2)已知,求的最大值.
10.(2022學(xué)年江蘇省南通市海安市高一上學(xué)期期末)為宣傳2022年北京冬奧會(huì),某公益廣告公司擬在一張矩形海報(bào)紙(記為矩形,如圖)上設(shè)計(jì)三個(gè)等高的宣傳欄(欄面分別為一個(gè)等腰三角形和兩個(gè)全等的直角梯形),宣傳欄(圖中陰影部分)的面積之和為.為了美觀,要求海報(bào)上所有水平方向和豎直方向的留空寬度均為.設(shè)直角梯形的高為.
(1)當(dāng)時(shí),求海報(bào)紙的面積;
(2)為節(jié)約成本,應(yīng)如何選擇海報(bào)紙的尺寸,可使用紙量最少(即矩形的面積最小)?
第06講 基本不等式
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.掌握基本不等式
2.結(jié)合具體實(shí)例,能用基本不等式解決簡(jiǎn)單的最大值或最小值的問題.
【基礎(chǔ)知識(shí)】
一、幾個(gè)重要的不等式
1.eq \r(ab)≤eq \f(a+b,2)(a>0,b>0)
2.a2+b2≥2ab(a,b∈R).
3.eq \f(b,a)+eq \f(a,b)≥2(a,b同號(hào)).
4.ab≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a+b,2)))2 (a,b∈R).
5.eq \f(a2+b2,2)≥eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a+b,2)))2 (a,b∈R).
以上不等式等號(hào)成立的條件均為a=b.
二、算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)
設(shè)a>0,b>0,則a,b的算術(shù)平均數(shù)為eq \f(a+b,2),幾何平均數(shù)為eq \r(ab),基本不等式可敘述為兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
三、利用基本不等式求最值問題
已知x>0,y>0,則
1.如果積xy是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),x+y有最小值2eq \r(p).(簡(jiǎn)記:積定和最小)
2.如果和x+y是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),xy有最大值eq \f(p2,4).(簡(jiǎn)記:和定積最大)
3.應(yīng)用基本不等式時(shí)的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)一正數(shù):指式子中的a,b均為正數(shù).
(2)二定值:只有ab為定值時(shí)才能應(yīng)用基本不等式,因此有時(shí)需要構(gòu)造定值.
(3)三相等:即“=”必須成立,求出的定值才是要求的最值.
4.在利用基本不等式求最值時(shí),要根據(jù)式子的特征靈活變形,配湊出積、和為常數(shù)的形式,然后再利用基本不等式.湊配法求最值的基本技巧:①配湊系數(shù);②配湊常數(shù);③配湊分子;④配湊分母; = 5 \* GB3 ⑤配湊項(xiàng)數(shù)
5.條件最值的求解通常有兩種方法:一是消元法;二是將條件靈活變形,利用常數(shù)“1”代換的方法構(gòu)造和或積為常數(shù)的式子,然后利用基本不等式求最值.求eq \f(1,a)+eq \f(1,b)型最值問題,常通過“1”來進(jìn)行轉(zhuǎn)化,但不是所有的最值都可以通過基本不等式解決,有一些看似可以通過基本不等式解決的問題,由于條件的限制,等號(hào)不能夠成立,這時(shí)就不能用基本不等式來解決,而要借助于其他求值域的方法來解決.
四、基本不等式的其他應(yīng)用
1.基本不等式除具有求最值的功能外,還具有將“和式”轉(zhuǎn)化為“積式”以及將“積式”轉(zhuǎn)化為“和式”的放縮功能,常用于比較數(shù)(式)的大小
2.一般地,對(duì)含參的不等式求范圍問題通常采用分離變量轉(zhuǎn)化為恒成立問題,對(duì)于“恒成立”的不等式,一般的解題方法是先分離然后求函數(shù)的最值.另外,要記住幾個(gè)常見的有關(guān)不等式的等價(jià)命題:(1)a>f(x)恒成立?a>f(x)max;(2)a<f(x)恒成立?a<f(x)min;(3)a>f(x)有解?a>f(x)min;(4)a<f(x)有解?a<f(x)max.
3.利用基本不等式證明不等式的策略
從已證不等式和問題的已知條件出發(fā),借助不等式的性質(zhì)和有關(guān)定理,經(jīng)過逐步的邏輯推理,最后轉(zhuǎn)化為所求問題,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”. 對(duì)不能直接使用基本不等式的證明可重新組合,形成基本不等式模型,再使用.
4.構(gòu)造不等式求范圍
利用或ab≤將式子轉(zhuǎn)化為含ab或a+b的一元二次不等式,將ab,(a+b)作為整體解出范圍
5.函數(shù)法求最值:若利用基本不等式時(shí)等號(hào)取不到,則無法利用基本不等式求最值,則可將要求的式子看成一個(gè)函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求最值.
6.利用基本不等式解決實(shí)際問題的步驟
解實(shí)際問題時(shí),首先審清題意,然后將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,再利用數(shù)學(xué)知識(shí)(函數(shù)及不等式性質(zhì)等)解決問題.用基本不等式解決此類問題時(shí),應(yīng)按如下步驟進(jìn)行:
(1)先理解題意,設(shè)變量,設(shè)變量時(shí)一般把要求最大值或最小值的變量定為函數(shù).
(2)建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式,把實(shí)際問題抽象為函數(shù)的最大值或最小值問題.
(3)在定義域內(nèi),求出函數(shù)的最大值或最小值.
(4)正確寫出答案.
【考點(diǎn)剖析】
考點(diǎn)一:利用基本不等式判斷命題的真假
例1.(2022學(xué)年江西省贛州市贛縣高一下學(xué)期開學(xué)考試)下列說法正確的為( )
A.
B.函數(shù)的最小值為4
C.若則最大值為1
D.已知時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),取得最小值8
答案:C
解析:對(duì)于選項(xiàng),只有當(dāng)時(shí),才滿足基本不等式的使用條件,則不正確;
對(duì)于選項(xiàng),,令,
即在上單調(diào)遞增,則最小值為,
則不正確;對(duì)于選項(xiàng),,則正確;
對(duì)于選項(xiàng),當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),即,等號(hào)成立,則不正確.故選.
考點(diǎn)二:利用基本不等式比較大小
例2.(2022學(xué)年黑龍江省哈爾濱市高一上學(xué)期期中)若a>0,b>0,且a≠b,則( )
A.<<B.<<
C.<<D.<<
答案:B
解析:∵a,b∈R+,且a≠b,∴a+b>2,∴<,而=>0,
∴<,故選B
考點(diǎn)三:利用基本不等式求最值
例3.(2022學(xué)年吉林省延邊州高一上學(xué)期期末)已知,則函數(shù)的最小值是( )
A.B.C.2D.
答案:D
解析:由題設(shè),,∴,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,∴函數(shù)最小值為.故選D.
考點(diǎn)四:利用基本不等式求范圍
例4.(2022學(xué)年湖北省黃石市有色第一中學(xué)高一上學(xué)期期中)設(shè),,且,求的取值范圍
解析:由得:,
又(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)),,
解得:或(舍),,即的取值范圍為
考點(diǎn)五:利用基本不等式證明不等式
例5.已知均為正實(shí)數(shù),且滿足證明:
(1);
(2).
解析: (1)均為正實(shí)數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”,
同理可得:,當(dāng)且僅當(dāng),時(shí)等號(hào)成立,
故當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”,
又,
故.
(2)
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”,
同理當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”.
又由,
可知.
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”.
所以,
故.
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“”.
考點(diǎn)六:利用基本不等式求解恒成立問題
例6. 已知x>0,y>0,且x+2y=1,若不等式m2+7m恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是( )
A.﹣8≤m≤1B.m≤﹣8或m≥1C.﹣1≤m≤8D.m≤﹣1或m≥8
答案:A
解析:∵x>0,y>0,x+2y=1,
∴(x+2y)()4≥4+28.(當(dāng),即x=2y時(shí)取等號(hào)),
∵不等式m2+7m成立,∴m2+7m≤8,求得﹣8≤m≤1.故選A.
考點(diǎn)七:基本不等式在實(shí)際問題中的應(yīng)用
例7. (2022學(xué)年河北省唐縣第一中學(xué)高一下學(xué)期5月月考)冬奧會(huì)期間,冰墩墩成熱銷商品,一家冰墩墩生產(chǎn)公司為加大生產(chǎn),計(jì)劃租地建造臨時(shí)倉庫儲(chǔ)存貨物,若記倉庫到車站的距離為(單位:),經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查了解到:每月土地占地費(fèi)(單位:萬元)與成反比,每月庫存貨物費(fèi)(單位:萬元)與成正比;若在距離車站處建倉庫,則與分別為萬元和萬元.記兩項(xiàng)費(fèi)用之和為.
(1)求關(guān)于的解析式;
(2)這家公司應(yīng)該把倉庫建在距離車站多少千米處,才能使兩項(xiàng)費(fèi)用之和最?。壳蟪鲎钚≈担?br>解析: (1)∵每月土地占地費(fèi)(單位:萬元)與成反比,
∴可設(shè),
∵每月庫存貨物費(fèi)(單位:萬元)與(4x+1)成正比,
∴可設(shè),
又∵在距離車站5km處建倉庫時(shí),與分別為12.5萬元和7萬元,
∴,.
∴
∴.
(2)
當(dāng)且僅當(dāng),即x=6.5時(shí)等號(hào)成立,
∴這家公司應(yīng)該把倉庫建在距離車站6.5千米處,才能使兩項(xiàng)費(fèi)用之和最小,最小值為19萬元.
【真題演練】
1.(2020-2021學(xué)年陜西省榆林市第十中學(xué)高一下學(xué)期期末)若,且,則的最大值為( )
A.4B.2C.D.
答案:A
解析:因?yàn)?,且,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào);故選A
2.(2022學(xué)年福建省三明第一中學(xué)高一上學(xué)期學(xué)段考)已知,,,則下列結(jié)論一定成立的是( )
A.B.C.D.
答案:D
解析:因?yàn)椋?,,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào),故AB錯(cuò)誤;,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào),故C錯(cuò)誤;
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào),故D正確.故選D.
3.(2022學(xué)年貴州省六盤水紅橋?qū)W校高一上學(xué)期期中)設(shè)x,y,z為正實(shí)數(shù),滿足,則的最小值是( )
A.4B.2C.D.
答案:A
解析:由題設(shè),,∴,又x,y,z為正實(shí)數(shù),則,
∴,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.∴的最小值是4.
4.(2022學(xué)年安徽省阜陽市太和縣三校高一上學(xué)期期中聯(lián)考)下列命題中正確的是( )
A.當(dāng)時(shí),B.當(dāng)時(shí),
C.當(dāng)時(shí),D.當(dāng)時(shí),
答案:ABCD
解析:A中,因?yàn)?,由基本不等式可知成立?br>B中,因?yàn)?,所以,所以,所以成立?br>C中,因?yàn)?,由基本不等式可知成立?br>D中,因?yàn)?,由基本不等式可得成?故選ABCD
5. (2022學(xué)年甘肅省金昌市永昌縣高一上學(xué)期期末)已知a>0,b>0,a+b=2,則對(duì)于,下列說法準(zhǔn)確的是( )
A.取得最小值時(shí)a=B.最小值是5
C.取得最小值時(shí)b=D.最小值是
答案:AD
解析:,當(dāng)且僅當(dāng),
即時(shí)取等號(hào).故AD正確,BC錯(cuò)誤.故選AD.
6.(2022學(xué)年安徽省宣城市涇縣中學(xué)高一上學(xué)期10月月考)某項(xiàng)研究表明:在考慮行車安全的情況下,某路段車流量(單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過測(cè)量點(diǎn)的車輛數(shù),單位:輛/時(shí))與車流速度(假設(shè)車輛以相同速度行駛,單位:米/秒),平均車長(zhǎng)(單位:米)的值有關(guān),其公式為.如果不限定車型,,則最大車流量為__________輛/時(shí).
答案:1900
解析:當(dāng)時(shí),.
當(dāng)且僅當(dāng)11米/秒時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)車流量最大為1900輛/時(shí).
7. (2022學(xué)年廣西河池市高一上學(xué)期八校聯(lián)考)已知,求證.
解析:∵,①
,②
,③
①+②+③得;.
∴(當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍?hào)成立).
8. (2022學(xué)年湖北省孝感市高一上學(xué)期期中聯(lián)考)已知且,求的最小值.
答案:17.
解析:因?yàn)?所以,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取得最小值為17.
【過關(guān)檢測(cè)】
1. (2022學(xué)年四川省南充市白塔中學(xué)高一下學(xué)期月考)已知,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
答案:D
解析:因?yàn)椋?,所?br>(當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào)),即的最小值為4.故選D.
2. (2022學(xué)年江西省豐城中學(xué)高一下學(xué)期入學(xué)考試)已知都是正實(shí)數(shù),若,則 的最小值為( )
A.2B.4C.6D.8
答案:D
解析:由可知
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
以上三個(gè)不等式兩邊同時(shí)相乘,可得
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
故選D
3. (2022學(xué)年四川省內(nèi)江市威遠(yuǎn)中學(xué)校高一下學(xué)期階段性測(cè)試)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.B.C.D.
答案:D
解析:當(dāng)時(shí),不等式恒成立,對(duì)均成立.由于,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),故的最小值等于3,
,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.故選D.
4. (2022學(xué)年河南省開封市高一上學(xué)期期末)已知,都是正數(shù),則下列命題為真命題的是( )
A.如果積等于定值,那么當(dāng)時(shí),和有最大值
B.如果和等于定值,那么當(dāng)時(shí),積有最小值
C.如果積等于定值,那么當(dāng)時(shí),和有最小值
D.如果和等于定值,那么當(dāng)時(shí),積有最大值
答案:D
解析:由題意知,,
A:,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取到等號(hào),
所以有最小值,故A錯(cuò)誤;
B:,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取到等號(hào),
所以有最大值,故B錯(cuò)誤;
C:,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取到等號(hào),
所以有最小值,故C錯(cuò)誤;
D:,則,有,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取到等號(hào),
所以有最大值,故D正確;故選D
5.(多選)(2022學(xué)年山東省棗莊市滕州市高一上學(xué)期期末)設(shè)正實(shí)數(shù)滿足,則( )
A.的最小值為
B.的最小值為2
C.的最大值為1
D.的最小值為2
答案:CD
解析:對(duì)于選項(xiàng), ,
當(dāng)且僅當(dāng)且時(shí),即,時(shí)取等號(hào),則錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng), ,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí)等號(hào)成立,則,即的最大值為2,則錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng),,即,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,則正確;
對(duì)于選項(xiàng), ,當(dāng)且僅
當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,則正確,故選.
6.(多選)(2022學(xué)年湖北省部分高中聯(lián)考協(xié)作體高一上學(xué)期期中)有下列4個(gè)關(guān)于不等式的結(jié)論,其中正確的是( )
A.若,則B.若,則
C.若,則D.若,則
答案:ABC
解析:對(duì)A,若,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),A正確;對(duì)B,若,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),B正確;對(duì)C,當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),結(jié)合選項(xiàng)A,時(shí),則,C正確;對(duì)D,若,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),D錯(cuò)誤.
故選ABC
7. (2022學(xué)年上海市延安中學(xué)高一上學(xué)期期中)已知,,,則在下列不等式①;②;③;④;⑤其中恒成立的是___________.(寫出所有正確命題的序號(hào))
答案:①②④
解析:①,(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立),所以正確;
②,要證,只需證只需證,顯然成立,所以正確;
③,只需證只需證只需證,與已知不符,所以錯(cuò)誤;
④,要證,只需證只需證,顯然成立,所以正確;
⑤,要證,只需證只需證只需證只需證,與①不符,所以錯(cuò)誤.故答案為:①②④
8.已知,,,則的最小值為__.
答案:
解析:
,當(dāng)且僅當(dāng)析,時(shí),等號(hào)成立.
9. (2022學(xué)年湖北省十堰市車城高中高一上學(xué)期9月月考)(1)已知,,,求的最小值;
(2)已知,求的最大值.
解析:(1),,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立
當(dāng)時(shí),的最小值為
(2),求
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立
當(dāng)時(shí),的最大值為
10.(2022學(xué)年江蘇省南通市海安市高一上學(xué)期期末)為宣傳2022年北京冬奧會(huì),某公益廣告公司擬在一張矩形海報(bào)紙(記為矩形,如圖)上設(shè)計(jì)三個(gè)等高的宣傳欄(欄面分別為一個(gè)等腰三角形和兩個(gè)全等的直角梯形),宣傳欄(圖中陰影部分)的面積之和為.為了美觀,要求海報(bào)上所有水平方向和豎直方向的留空寬度均為.設(shè)直角梯形的高為.
(1)當(dāng)時(shí),求海報(bào)紙的面積;
(2)為節(jié)約成本,應(yīng)如何選擇海報(bào)紙的尺寸,可使用紙量最少(即矩形的面積最小)?
解析: (1)宣傳欄(圖中陰影部分)的面積之和為,直角梯形的高為,
則梯形長(zhǎng)的底邊,
海報(bào)上所有水平方向和豎直方向的留空寬度均為,
,,
故海報(bào)面積為.
(2)直角梯形的高為,宣傳欄(圖中陰影部分)的面積之和為,
,
海報(bào)上所有水平方向和豎直方向的留空寬度均為,
海報(bào)寬,海報(bào)長(zhǎng),
故,
當(dāng)且僅當(dāng),即,
故當(dāng)海報(bào)紙寬為,長(zhǎng)為,可使用紙量最少.
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