











高中数学人教A版 (2019)必修 第一册2.2 基本不等式精品课堂检测
展开§2.2 基本不等式
第1课时 基本不等式
学习目标
1.了解基本不等式的证明过程.
2.能利用基本不等式证明简单的不等式及比较代数式的大小.
知识点 基本不等式
1.基本不等式:如果a>0,b>0,≤,当且仅当a=b时,等号成立.
其中叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
2.变形:ab≤()2,a,b∈R,当且仅当a=b时,等号成立.
a+b≥2,a,b都是正数,当且仅当a=b时,等号成立.
思考1 不等式≥ab和≥中等号成立的条件相同吗?
答案为:相同.都是当且仅当a=b时等号成立.
思考2 “当且仅当a=b时,等号成立”的含义是什么?
答案为:a=b⇔=ab;a=b>0⇔=.
1.若a>0,b>0且a≠b,则a+b>2.( )
2.若a>0,b>0,则ab≤()2.( )
3.对任意a,b∈R,a2+b2≥2ab,a+b≥2均成立.( )
4.若a≠0,则a+≥2=2.( )
一、对基本不等式的理解
例1 (多选)下面四个推导过程正确的有( )
A.若a,b为正实数,则+≥2=2
B.若a∈R,a≠0,则+a≥2=4
C.若x,y∈R,xy<0,则+=﹣≤﹣2=﹣2
D.若a<0,b<0,则≤ab
反思感悟 对基本不等式的准确掌握要抓住以下两个方面
(1)不等式成立的条件是a,b都是正数.
(2)“当且仅当”的含义:当a=b时,≤的等号成立,即a=b⇒=;仅当a=b时,≥的等号成立,即=⇒a=b.
跟踪训练1 下列不等式的推导过程正确的是________.
①若x>1,则x+≥2=2;
②若x<0,则x+=﹣≤﹣2=﹣4;
③若a,b∈R,则+≥2=2.
二、利用基本不等式比较大小
例2 (1)如果0 A.P>Q>M B.M>P>Q C.Q>M>P D.M>Q>P
(2)设a,b为非零实数,给出下列不等式:
①≥ab;②≥()2;③≥;④+≥2.
其中恒成立的是________.(填序号)
反思感悟 运用基本不等式比较大小的注意点
(1)要灵活运用基本不等式,特别注意其变形.
(2)应注意成立的条件,即a+b≥2成立的条件是a>0,b>0,等号成立的条件是a=b;a2+b2≥2ab成立的条件是a,b∈R,等号成立的条件是a=b.
跟踪训练2 比较大小:________2.(填“>”“<”“≥”或“≤”)
三、利用基本不等式证明不等式
例3 已知a,b,c均为正实数,且a+b+c=1.
求证:(﹣1)(﹣1)(﹣1)≥8.
延伸探究
例3的条件不变,求证:++≥9.
反思感悟 利用基本不等式证明不等式的策略与注意事项
(1)策略:从已证不等式和问题的已知条件出发,借助不等式的性质和有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后转化为所求问题,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”.
(2)注意事项:
①多次使用基本不等式时,要注意等号能否成立;②累加法是不等式证明中的一种常用方法,证明不等式时注意使用;③对不能直接使用基本不等式的证明可重新组合,形成基本不等式模型,再使用.
跟踪训练3 已知a>0,b>0,且a+b=+,求证:a+b≥2.
1.不等式a2+1≥2a中等号成立的条件是( )
A.a=±1 B.a=1 C.a=﹣1 D.a=0
2.已知0 A.a2+b2 B.2 C.2ab D.a+b
3.若0 A.a>>>b B.b>>>a C.b>>>a D.b>a>>
4.如果正数a,b,c,d满足a+b=cd=4,那么( )
A.ab≤c+d,且等号成立时,a,b,c,d的取值唯一
B.ab≥c+d,且等号成立时,a,b,c,d的取值唯一
C.ab≤c+d,且等号成立时,a,b,c,d的取值不唯一
D.ab≥c+d,且等号成立时,a,b,c,d的取值不唯一
5.当a,b∈R时,下列不等关系成立的是________.
①≥;②a﹣b≥2;③a2+b2≥2ab;④a2﹣b2≥2ab.
1.知识清单:
(1)基本不等式.
(2)利用基本不等式比较大小.
(3)利用基本不等式证明不等式.
2.方法归纳:配凑法.
3.常见误区:一正、二定、三相等,常因缺少条件导致错误.
1.(多选)下列条件可使+≥2成立的有( )
A.ab>0 B.ab<0 C.a>0,b>0 D.a<0,b<0
2.设t=a+2b,s=a+b2+1,则t与s的大小关系是( )
A.s≥t B.s>t C.s≤t D.s
3.a,b∈R,则a2+b2与2|ab|的大小关系是( )
A.a2+b2≥2|ab| B.a2+b2=2|ab|
C.a2+b2≤2|ab| D.a2+b2>2|ab|
4.下列不等式中正确的是( )
A.a+≥4 B.a2+b2≥4ab C.≥ D.x2+≥2
5.小王从甲地到乙地往返的时速分别为a和b(a A.a
6.已知a,b是不相等的正数,x=,y=,则x,y的大小关系是________.
7.已知a>b>c,则与的大小关系是________________.
8.设a>0,b>0,给出下列不等式:
①a2+1>a;②≥4;③(a+b)≥4;④a2+9>6a.
其中恒成立的是________.(填序号)
9.已知a>0,b>0,求证:+≥a+b.
10.已知x,y都是正数,求证:(x+y)(x2+y2)(x3+y3)≥8x3y3.
11.若0 A. B.a2+b2 C.2ab D.a
12.下列不等式一定成立的是( )
A.x+≥2 B.≥
C.≥2 D.2﹣3x﹣≥2
13.已知a>0,b>0,则下列不等式中不成立的是( )
A.a+b+≥2 B.(a+b)(+)≥4
C.≥2 D.>
14.若a>0,b>0,a+b=2,则下列不等式①ab≤1;②+≤;③a2+b2≥2;④+≥2,对满足条件的a,b恒成立的是________.(填序号)
15.已知a,b,c是两两不等的实数,则p=a2+b2+c2与q=ab+bc+ca的大小关系是____________________________.
16.已知a,b都是正数,求证:≤≤≤.
第2课时 基本不等式的应用
学习目标
1.熟练掌握基本不等式及变形的应用.
2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.
3.能够运用基本不等式解决生活中的应用问题.
知识点 用基本不等式求最值
用基本不等式≥求最值应注意:
(1)x,y是正数.
(2)①如果xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
②如果x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
(3)讨论等号成立的条件是否满足.
思考1 利用基本不等式求最大值或最小值时,应注意什么问题呢?
答案为:利用基本不等式求最值时应注意:一正,二定,三相等.
思考2 x+的最小值是2吗?
答案为:只有当x>0时,才有x+≥2=2,即x+的最小值是2;
当x<0时,x+没有最小值,此时x+=﹣≤﹣2=﹣2,
即当x<0时,x+的最大值是﹣2.
1.不等式(x﹣2y)+≥2成立的前提条件为________.
2.已知正数a,b满足ab=10,则a+b的最小值是________.
3.已知m,n∈R,m2+n2=100,则mn的最大值是________.
4.已知0
一、利用基本不等式求最值
例1 (1)若x<0,求+3x的最大值;
(2)若x>2,求+x的最小值;
(3)已知x>0,y>0,且满足+=1.求x+2y的最小值.
延伸探究
1.若把例1(3)的条件“+=1”改为“x+2y=1”,其他条件不变,求+的最小值.
2.若把例1(3)的条件“+=1”改为“x+8y=xy”,其他条件不变,求x+2y的最小值.
反思感悟 基本不等式求最值的两种常用方法
(1)拼凑法,拼凑法求解最值,其实质就是先通过代数式变形拼凑出和或积为常数的两项,然后利用基本不等式求解最值.利用基本不等式求解最值时,要注意“一正、二定、三相等”,尤其是要注意验证等号成立的条件.
(2)常数代换法,常数代换法解题的关键是通过代数式的变形,构造和式或积式为定值的式子,然后利用基本不等式求解最值.应用此种方法求解最值时,应把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘求积或相除求商.
跟踪训练1 (1)当x>0时,求+4x的最小值;
(2)当x>1时,求2x+的最小值.
二、基本不等式的实际应用
例2 11月3日 20点43分我国长征五号运载火箭在海南文昌发射中心成功发射,它被公认为我国已从航天大国向航天强国迈进的重要标志.长征五号运载火箭的设计生产采用了很多新技术新材料,甲工厂承担了某种材料的生产,并以x千克/时的速度匀速生产(为保证质量要求1≤x≤10),每小时可消耗A材料(kx2+9)千克,已知每小时生产1千克该产品时,消耗A材料10千克.
(1)设生产m千克该产品,消耗A材料y千克,试把y表示为x的函数;
(2)要使生产1 000千克该产品消耗的A材料最少,工厂应选取何种生产速度?并求消耗的A材料最少为多少?
反思感悟 利用基本不等式解决实际问题的步骤
解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问题转化为数学问题,再利用数学知识(函数及不等式性质等)解决问题.用基本不等式解决此类问题时,应按如下步骤进行:
(1)先理解题意,设变量.设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数.
(2)建立相应的函数关系式.把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题.
(3)在定义域内,求出函数的最大值或最小值.
(4)正确写出答案.
跟踪训练2 某村计划建造一个室内面积为800 m2的矩形蔬菜温室,温室内沿左右两侧与后墙内侧各保留1 m宽的通道,沿前侧内墙保留3 m宽的空地,当矩形温室的边长各为多少时,蔬菜的种植面积最大?最大种植面积是多少?
三、基本不等式的综合应用
例3 已知4x+(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a的值为________.
反思感悟 求参数的值或取值范围的一般方法
(1)分离参数,转化为求代数式的最值问题.
(2)观察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,从而得参数的值或取值范围.
跟踪训练3 已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,则m的最大值等于( )
A.10 B.9 C.8 D.7
基本不等式在实际问题中的应用
典例 如图所示,用总长为定值l的篱笆围成长方形的场地,以墙为一边,并用平行于一边的篱笆隔开.
(1)设场地面积为y,垂直于墙的边长为x,试将y表示成x的表达式.
(2)怎样围才能使得场地的面积最大?最大面积是多少?
[素养提升] 数学建模是对现实问题进行数学抽象,建立和求解模型的过程,其一般步骤是:建模→解模→回归验证.
1.下列等式中最小值为4的是( )
A.y=x+ B.y=2t+ C.y=4t+(t>0) D.y=t+
2.设x,y满足x+y=40,且x,y都是正数,则xy的最大值是( )
A.400 B.100 C.40 D.20
3.设x>0,则3﹣3x﹣的最大值是( )
A.3 B.3﹣2 C.﹣1 D.3﹣2
4.如果a>0,那么a++2的最小值是________.
5.某公司购买一批机器投入生产,据市场分析,每台机器生产的产品可获得的总利润y(单位:万元)与机器运转时间x(单位:年)的关系为y=﹣x2+18x﹣25(x∈N*),则当每台机器运转________年时,年平均利润最大,最大值是________万元.
1.知识清单:
(1)利用基本不等式求最值.
(2)基本不等式的实际应用.
(3)基本不等式的综合应用.
2.方法归纳:配凑法、常值代换法.
3.常见误区:忽略应用基本不等式求最值的条件(一正、二定、三相等).
1.已知x>0,则+x的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
2.已知x>﹣2,则x+的最小值为( )
A.﹣ B.﹣1 C.2 D.0
3.若正实数a,b满足a+b=2,则ab的最大值为( )
A.1 B.2 C.2 D.4
4.(多选)设y=x+﹣2,则( )
A.当x>0时,y有最小值0
B.当x>0时,y有最大值0
C.当x<0时,y有最大值﹣4
D.当x<0时,y有最小值﹣4
5.已知x>0,y>0,且x+y=8,则(1+x)(1+y)的最大值为( )
A.16 B.25 C.9 D.36
6.已知a>0,b>0,则++2的最小值是________.
7.若正数m,n满足2m+n=1,则+的最小值为________.
8.要制作一个容积为4 m3,高为1 m的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________元.
9.(1)已知x<3,求+x的最大值;
(2)已知x,y是正实数,且x+y=4,求+的最小值.
10.某农业科研单位打算开发一个生态渔业养殖项目,准备购置一块1 800平方米的矩形地块,中间挖三个矩形池塘养鱼,挖出的泥土堆在池塘四周形成基围(阴影部分所示)种植桑树,鱼塘周围的基围宽均为2米,如图所示,池塘所占面积为S平方米,其中a∶b=1∶2.
(1)试用x,y表示S;
(2)若要使S最大,则x,y的值分别为多少?
11.设自变量x对应的因变量为y,在满足对任意的x,不等式y≤M都成立的所有常数M中,将M的最小值叫做y的上确界.若a,b为正实数,且a+b=1,则﹣﹣的上确界为( )
A.﹣ B. C. D.﹣4
12.(多选)一个矩形的周长为l,面积为S,则下列四组数对中,可作为数对(S,l)的有( )
A.(1,4) B.(6,8) C.(7,12) D.
13.已知x>﹣1,则的最小值为________.
14.若对∀x>﹣1,不等式x+﹣1≥a恒成立,则实数a的取值范围是________.
15.若不等式ax2+≥(a>0)恒成立,则实数a的取值范围是________.
16.某厂家拟在2020年举行某产品的促销活动,经调查,该产品的年销售量(即该产品的年产量)x(单位:万件)与年促销费用m(m≥0)(单位:万元)满足x=3﹣(k为常数),如果不举行促销活动,该产品的年销量是1万件.已知2020年生产该产品的固定投入为8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金,不包括促销费用).那么该厂家2020年的促销费用为多少万元时,厂家的利润最大?最大利润为多少?
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