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高中数学人教A版 (2019)必修 第一册2.2 基本不等式精品巩固练习
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【题型一】 均值公式取等条件
【典例分析】
1.(2021秋·上海静安·高一校考期中)给出下列命题中,真命题的个数为( )
①已知,则成立;
②已知且,则成立;
③已知,则的最小值为2;
④已知,,则成立.
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】B
【分析】利用基本不等式以及基本不等式的使用要求逐一判断即可.
【详解】当时,①中的不等式是错误的,①错;
因为与同号,所以是正确的,且,即时等号成立,所以②中的基本不等式计算是正确的,②对;
(当时,无解,等号不成立),故③错;
因为,所以且,且,即时等号成立,所以④中的基本不等式运算是正确的,④对.
故选: B.
2.(2023·全国·高一专题练习)下列不等式中等号可以取到的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据基本不等式使用条件逐一检验取等条件即可得答案.
【详解】解:对于A,因为,所以,当且仅当,即,故等号不成立,故A不符合;
对于B,因为,所以,当且仅当,即,故等号不成立,故B不符合;
对于C,因为,所以,当且仅当,即时取等号,故C符合;
对于D,因为,所以,当且仅当,即,故等号不成立,故D不符合.
故选:C.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2022秋·江苏·高三校联考阶段练习)下列命题中正确的是( )
A.当时,的最小值为2B.当时,
C.当时,的最小值为2D.当时,
【答案】B
【分析】结合基本不等式“一正,二定,三相等”求解即可.
【详解】选项A,,,等号成立的条件是,等号取不到,所以,故A错误;
选项B,当时,,,当且仅当时等号成立,故B正确;
选项C,,,等号成立的条件是,等号取不到,即,故C错误;
选项D.当时,,等号成立的条件是,即时等号成立,故,故D错误.
故选:B
2.(2023秋·全国·高一随堂练习)下列结论正确的是( )
A.当时,B.当时,
C.当时,的最小值是D.当时,的最小值为1
【答案】B
【分析】利用基本不等式及其口诀“一正二定三相等”分析可得.
【详解】当时,,当且仅当,即时等号成立,但已知条件中,故A错误;
当时,,当且仅当,即时等号成立,故B正确;
当时,,当且仅当,即时等号成立,但已知条件中,等号不成立,故C错误;
当时,,当且仅当,即时等号成立,但已知条件中,等号不成立,故D错误.
故选:B.
3.(2022秋·天津滨海新·高一校考阶段练习)下列命题中正确的是( )
A.函数的最小值为2.
B.函数的最小值为2.
C.函数的最小值为
D.函数的最大值为
【答案】D
【分析】根据基本不等式知识对选项逐一判断
【详解】对于A,时为负值,故A错误
对于B,,而无解,无法取等,故B错误
对于
,当且仅当即时等号成立,
故,D正确,C错误
故选:D
【题型二】公式基础型:对勾型
【典例分析】
1.(2021·全国·高一专题练习)设a>0,则的最小值为( )
A.B.2
C.4D.5
【答案】D
【分析】根据基本不等式可求解.
【详解】,,当且仅当a=2时取等号,
所以的最小值为5.故选:D.
2.(2021·江苏·高一专题练习)不等式(x-2y)+≥2成立的前提条件为( )
A.x≥2yB.x>2yC.x≤2yD.x<2y
【答案】B
【分析】由均值不等式成立的前提条件是“一正、二定,三相等”,结合此条件即可得解.
【详解】解:由均值不等式的条件“一正、二定,三相等”,即均值不等式成立的前提条件是各项均为正数,所以不等式成立的前提条件为,即.
故选:B.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2020·北京·临川学校高一阶段练习)已知a,b∈(0,+∞),则下列各式中不一定成立的是( )
A.a+b≥2B.+≥2
C.≥2D.≥
【答案】D
【解析】A. 根据基本不等式≥判断.B.利用基本不等式≥的正用判断.C. 利用重要不等式≥判断.D. 利用基本不等式≥的正用判断.
【详解】由≥得a+b=2,∴A成立;
∵+≥2=2,当且仅当时,等号成立,∴B成立;
∵≥=2,∴C成立;
∵≤=,∴D不一定成立.
故选:D26.
2.(2022·广东深圳·高一期末)已知,则的最大值为( )
A.B.C.0D.2
【答案】C
【分析】把所求代数式变形,转化成,再对其中部分以基本不等式求最值即可解决.
【详解】时,(当且仅当时等号成立)
则,即的最大值为0.
故选:C
3.(2021·辽宁朝阳·高一期中)若关于x的方程的两个根为,则的最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】先求得一元二次方程的两个根,然后结合基本不等式求得正确答案.
【详解】因为的两根为,不妨设,
所以.
当且仅当时等号成立.故选:C.
【题型三】公式基础:有和求积型
【典例分析】
1.(2022·全国·高一单元测试)设正实数,满足(其中为正常数),若的最大值为3,则( )
A.3B.C.D.
【答案】D
【解析】由于,,为正数,且,所以利用基本不等式可求出结果
【详解】解:因为正实数,满足(其中为正常数),
所以,则,所以,
所以故选:D.
2.(2020·吉林省实验中学高一阶段练习)正实数a,b满足,当( )时,取得最大值.
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由a,b为正实数,所以,,当且仅当时取等,结合即可得解.
【详解】由a,b为正实数,所以,,
当且仅当时取等,又,此时.故选:D.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2022·全国·高一课时练习)若、,且,则的最小值为( ).
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据基本不等式计算求解.
【详解】因为、,所以,即,所以,即,当仅当,即时,等号成立.
故选:A.
2.(2022·河南南阳·高一阶段练习)已知,且,则的最大值为( )
A.2B.5C.D.
【答案】D
【分析】直接由基本不等式求解即可.
【详解】因为,所以,当且仅当时,等号成立.
所以的最大值为.故选:D
3.(2021·全国·高一专题练习)已知,,若,则的最小值为( )
A.4B.C.2D.
【答案】A
【分析】利用基本不等式即可求解.
【详解】因为,,,
所以,当且仅当时取等号,
则,即最小值为4.故选:A.
【题型四】公式基础:有积求和型
【典例分析】
1.(2023春·河南周口·高一统考期末)已知a>1,b>2,=2,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据=2,由求解.
【详解】解:∵,
∴,当且仅当,即,时取等号.
故选:C.
2.(2023·全国·高三专题练习)若实数a,b满足,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据给定的等式,利用均值不等式建立不等式,再求解不等式判断作答.
【详解】,由,得,
于是,整理得,当且仅当时取等号,
解得,A错误,B正确;
又,即,当且仅当时取等号,CD错误.
故选:B
【变式演练】
1.(2021秋·北京丰台·高一统考期中)已知,,若,则下列不等式一定成立的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】已知,,且,由判断A选项是否一定成立;由判断B选项是否一定成立;由判断C选项是否一定成立;由结合基本不等式判断D选项是否一定成立;
【详解】,,且当且仅当时取等号,故A不一定成立;
,当且仅当时取等号,故B不一定成立;
,当且仅当时取等号,故C一定成立;
,且当且仅当时取等号,故D不一定成立;故选:C
2.(2023秋·江苏淮安·高一统考期末)已知a,b为正实数,满足,则的最小值为 .
【答案】
【分析】利用基本不等式求解即可.
【详解】为正实数,满足,
,
,则,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为.
故答案为:.
3.(2023·全国·高一专题练习)已知,,且,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】根据基本不等式求解即可.
【详解】由,,可得,当且仅当,即时取等号.
故答案为:4
9.(2023春·重庆长寿·高二统考期末)已知正实数满足,则的最小值等于 .
【答案】
【分析】根据题意,由基本不等式即可得到结果.
【详解】因为,且,则,当且仅当时,即时,等号成立,所以的最小值等于.故答案为:
【题型五】分离常数型
【典例分析】
1.(2022·吉林松原·高一阶段练习)若,则的最小值为( )
A.4B.5C.6D.8
【答案】C
【分析】化简原式得,然后利用基本不等式求解
【详解】因为,所以,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
故,的最小值为6.
故选:C.
2.(2022·全国·高一课时练习)当时,函数的最小值为( )
A.B.
C.D.4
【答案】B
【分析】使用变量分离,将化为,使用基本不等式解决.
【详解】因为,所以,当且仅当 ,即时,等号成立.故选:B.
【变式演练】
1.(2021秋·天津·高一校联考期末)若,且,则的最小值为( )
A.8B.3C.2D.
【答案】C
【分析】根据,得,将变形为,
再与相乘,利用基本不等式即可求解.
【详解】,又,,则
,
又,所以所以
,
当且仅当,且,即时不等式取最小值2.故选:C
2..(2022·江苏·高一专题练习)当时,函数的最小值为( )
A.B.
C.D.4
【答案】B
【分析】使用变量分离,将化为,使用基本不等式解决.
【详解】因为,所以,当且仅当 ,即时,等号成立.
故选:B
【题型六】“1”的代换:常数代换型
【典例分析】
1.(2023·全国·高一专题练习)若,,且,的最小值为( )
A.12B.14C.16D.18
【答案】D
【分析】由,可得,后由基本不等式可得答案.
【详解】,,
于是,
当且仅当,即时取等号.故选:D
2.(2022·全国·高一专题练习)已知,,且,则的最小值是( )
A.B.2C.9D.4
【答案】A
【分析】利用基本不等式可求解.
【详解】由题意可得.因为,,所以,则,当且仅当,时,等号成立.故选:A
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2021·江苏·高一单元测试)已知,且,若对任意的恒成立,则实数的取值不可能为( )
A.B.C.D.2
【答案】B
【分析】由对任意的恒成立,得,再根据结合基本不等式求得即可得出答案.
【详解】解:由对任意的恒成立,得即,
,
当且仅当,即时,等号成立,即, ,解得:或.
故选:B.
2.(2022·江苏·高一专题练习)已知,,,则的最小值是( )
A.2B.8C.4D.6
【答案】C
【分析】根据题意,结合“1”的妙用,即可求解.
【详解】解析:由得,
当且仅当,即,时,等号成立,所以的最小值是4.
故选:C.
3.(2021·全国·高一专题练习)已知x>0,y>0,且+=1,若恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.m≤-2或m≥2B.m≤-4或m≥2
C.-2<m<4D.-2<m<2
【答案】D
【分析】由基本不等式得出的最小值,进而得出实数m的取值范围.
【详解】∵x>0,y>0且,
当且仅当,即x=4,y=2时取等号,
∴(x+2y)min=8,要使x+2y>m2恒成立,
只需(x+2y)min>m2恒成立,即8>m2,解得.
故选:D
【题型七】“1”的代换:分母为整体代换
【典例分析】
1.(2022·福建·厦门一中高一期中)已知p,q为正实数且,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题得,再利用基本不等式求解.
【详解】解:由可知,
,
当,即时,“”成立,故选:A.
2.(2022秋·山东青岛·高一山东省青岛第五十八中学校考期中)已知对任意,且,恒成立,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用已知等式可得,根据,利用基本不等式可求得,由此可得结果.
【详解】由得:,,,,
(当且仅当时取等号),当恒成立时,.故选:D.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2023春·湖北宜昌·高一校考阶段练习)已知、均为正实数,且,则的最小值为 ( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】转化,结合均值不等式,即可得解.
【详解】均为正实数,且,则
当且仅当时取等号.的最小值为20.故选:C.
2.(2022·高一课时练习)已知正数x,y满足,则的最小值( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用换元法和基本不等式即可求解.
【详解】令,,则,
即,
∴
,
当且仅当,即,时,等号成立,故选:A.
3.(2022秋·安徽芜湖·高二校考阶段练习)已知实数,且,则的最小值是( )
A.0B.1C.2D.4
【答案】B
【分析】根据题意,将所求式子进行整理变形,再利用基本不等式即可求解.
【详解】,等式恒成立,,
由于,所以,,
,
当且仅当时,即时取等号.
,,故的最小值为1.故选:.
【题型八】“1”的代换:同除积型
【典例分析】
1.(2021·浙江·海亮高级中学高一期中)已知,且,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】“1”的妙用,基本不等式求解的最小值.
【详解】由,得:,且,当且仅当,即时等号成立.
故选:C
2.(2021·河北·石家庄二中高一期中)已知,,且,则的最小值是( )
A.10B.15C.18D.23
【答案】C
【分析】把已知式变形为,然后由基本不等式求得最小值.
【详解】由x>0,y>0,且,得,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值是18.故选:C.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2021·安徽宣城·高一期中)已知,,且,求的最小值为( )
A.25B.18C.13D.12
【答案】A
【分析】等式变形为,则根据基本不等式即可得到答案.
【详解】解:已知,,且.,即.
则,
当且仅当,即时取等号.所以的最小值为25.故选:A.
2.(2022·辽宁·高一期末)已知,,且,则的最小值为( )
A.64B.81C.100D.121
【答案】B
【分析】由已知得,,展开后再利用基本不等式可得答案.
【详解】由题意得,所以,
当且仅当,即时,等号成立.故选:B.
3.(2022·全国·高一专题练习)已知,,,若不等式恒成立,则m的最大值为( )
A.1B.2C.3D.7
【答案】C
【分析】根据基本不等式中“”的代换求出的最小值,即可得到的最大值.
【详解】因为,
所以,
又,,
所以,
当且仅当时取等号,
所以,即,的最大值为3.
故选:C.
【题型九】构造“积”的一元二次不等式型
【典例分析】
1.(2022·高一单元测试)若实数满足:,则的最小值为( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】A
【分析】根据基本不等式可求的最小值.
【详解】因为,所以,
由基本不等式可得,
故,解得或(舍),即
当且仅当时等号成立,故的最小值为1,故选:A.
2.(2022秋·河北石家庄·高一石家庄市第十七中学校考阶段练习)若, 且, 则的最小值为( )
A.100B.81C.64D.49
【答案】A
【分析】根据基本不等式进行求解即可.
【详解】因为,即,所以,即,当且仅当时,等号成立.
故选:A
【变式演练】
1.(2021·重庆市实验中学高一阶段练习)设,,,则ab的最小值是( )
A.4B.9C.16D.25
【答案】D
【分析】利用均值不等式,把方程转化为不等式,解之即可.
【详解】∵,,
∴,
令,
则,即,
解得,
∴,当且仅当时,等号成立.
故选:D
2.(2021·全国·高一专题练习)已知,则的最大值为( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【分析】根据题意可得,从而可求得答案.
【详解】解:因为,所以,
即,则,
所以,又,所以,所以最大为3.
故选:C.
【题型十】构造“和”的一元二次不等式型
【典例分析】
1.(2020·江苏省震泽中学高一阶段练习)若实数满足,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由,令,利用不等式的性质即可求得的范围.
【详解】解:,又,,令,
则,,即,当且仅当时,取等号,
的取值范围是,.故选:A.
2.(2021·河南·高一阶段练习)已知,,,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题可得,再利用基本不等式即得.
【详解】∵,,,
∴,
∴,当且仅当,即,时“”成立.
故选:A.
【提分秘籍】
【变式演练】
1..(2022·河南三门峡·高一期末)若正实数,满足,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由基本不等式有, 令,将已知等式转化为关于的一元二次不等式,解不等式即可得答案.
【详解】解:由题意,正实数满足,则,
令,可得,即,解得,或(舍去),
所以当且仅当时,取得最小值2,
故选:B.
2.(2021·安徽·合肥一中高一期中)若正实数,满足,且存在实数,使不等式成立,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由结合基本不等式得到,解不等式即得解.
【详解】由得,
因为,
所以,所以,
所以或(舍),
所以.因为存在实数,使不等式成立,所以,
所以,所以或.
【题型十一】反解代入消元型
【典例分析】
1.2022·全国·高一专题练习)已知正实数、满足,则的最小值是 .
【答案】/
【分析】由已知可得出且,化简代数式,利用基本不等式可求得结果.
【详解】因为正实数、满足,则,由可得,
所以,
.
当且仅当时,等号成立.
因此,的最小值是.
故答案为:.
2.(2023春·天津和平·高二统考期末)已知,则的最小值是 .
【答案】
【分析】依题意可得,代入利用基本不等式计算可得.
【详解】∵,∴且,
∴,
当且仅当,即,时取等号,
∴的最小值为.故答案为:.
【变式演练】
1.已知,且,则的最小值是( )
A.B.C.D.
江西省上饶市2018-2019学年高二上学期期末统考数学(理)试题
【答案】A【详解】由题意,可知,且,则,
则,
当且仅当,即等号成立,即最小值是,故选A.
2.2021·全国·高一单元测试)已知,,且,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由已知得,所以,记,可得,然后利用基本不等式可得答案.
【详解】因为,所以,
因为,,所以,得,
所以,
记,所以,
所以,且,
所以
,当且仅当即等号成立,
此时 , .故选:A.
3.(2021·浙江省杭州第二中学高一期中)已知正数a和b满足ab+a+2b=7,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用,代入所求式子,根据均值不等式求最值即可.
【详解】因为ab+a+2b=7,所以,,
所以,当且仅当时等号成立,故选:A
【题型十二】整体换元化简型
【典例分析】
1.(2023秋·广东·高三校联考期末)已知a,b都是正数,则的最小值是 .
【答案】2
【分析】设,,解出,,代入化简得
,利用基本不等式即可求出最值.
【详解】因为均为正实数,故设,,则
联立解得,,
,
当且仅当,即,即,即时取等号,
故答案为:2.
2.(2023·全国·高一专题练习)已知,,则最小值为 .
【答案】16
【分析】令,,则可化为,从而用两次基本不等式即可.
【详解】由,可知,,
令,,
所以,
,
当且仅当“”时,两个等号同时成立.
则x=y=3时最小值为16.故答案为:16.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2023·全国·学军中学校联考模拟预测)已知实数、、满足,则的最小值为( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】C
【分析】设,由已知推出,将多变量问题转化为单变量问题,结合基本不等式即可求得答案.
【详解】设,则,
,
则,则,
即有,
故
,
当且仅当,即或时取等号,
验证,时,,则,符合题意,;
时,,则,,符合题意,
故选:C
2.(2023秋·重庆万州·高二重庆市万州第二高级中学校考期末)已知正数,满足,则的最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式“1”的妙用及换元法即可求得结果.
【详解】,
令,,则,,
,
当且仅当且,即,时,等号成立,
所以,故有最小值.故选:D.
【题型十三】二次型因式分解
【典例分析】
1.(2022·江苏·高一专题练习)已知,则的最小值是( )
A.2B.C.D.3
【答案】A
【分析】对原式因式分解得,然后利用基本不等式即可求解.
【详解】由,得,
即,所以,当且仅当,即时,等号成立,所以的最小值是2.故选:A.
2.(2022秋·江苏常州·高一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( )
A.B.1C.D.
【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:利用因式分法,得到是解题的关键.
【提分秘籍】
【变式演练】
1...(2023秋·江西吉安·高三统考期末)已知实数,满足,,且,则的最大值为( )
A.10B.8C.4D.2
【答案】B
【分析】由,变形为,设,利用基本不等式得到,进而化为求解.
【详解】解:由,变形为,设,
∵,当且仅当时,取等号,即,
∴,∴,即,,
∴,∴,此时,,即,时,的最大值为8.故选:B.
2.(2023秋·宁夏吴忠·高一统考期21.中)若且,则的最小值是( )
A.3B.5C.7D.9
【答案】C
【分析】根据题意,化简,利用基本不等式可求的最小值.
【详解】因为,
所以,
即,
所以,
所以的最小值为,故选:C.
【题型十四】三元均值型
【典例分析】
1.(2021春·陕西渭南·高二校考阶段练习)已知都是正实数,且,则的最大值是( )
A.B.C.1D.
【答案】A
【分析】根据解:都是正实数,且,利用基本不等式,由求解.
【详解】解:因为都是正实数,且,
所以,则,即,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值是,故选:A
2.(2022秋·广东深圳·高一深圳外国语学校校考期末)若且,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据题意,将原式变形,然后结合不等式的性质即可得到结果.
【详解】因为且,
所以,即
当且仅当时,等号成立,所以,
则故选:D
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2020秋·北京·高三强基计划)已知x,y,z是非负实数,且,则的最大值为( )
A.1B.2C.D.以上答案都不对
【答案】A
【分析】利用基本不等式可求最大值.
【详解】,,,
所以,
,
因此所求代数式的最大值为1.故选:A.
2.(2021秋·江苏·高一专题练习)已知实数,,满足,则的最小值是
A.B.C.-1D.
【答案】B
【解析】根据题意利用与的基本不等式,再转换为含的二次不等式求解即可.
【详解】若取最小值,显然异号且.故,
即,故,
当且仅当分别取时等号成立.
故选:B
【题型十五】均值用两次型
【典例分析】
1.(2022秋·江苏常州·高一校考期中)已知,那么的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】利用基本不等式可求得,所求式子,再次利用基本不等式可求得结果.
【详解】,,,
(当且仅当且,即,时取等号),
的最小值为.
2.(2023秋·辽宁朝阳·高三校联考阶段练习)已知,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意,结合基本不等式得到,再结合,即可求解.
【详解】由,可得,可得,
当且仅当,即时,等号成立,
又由,当且仅当,即时,等号成立,
综上所述,当时,取得最小值.
故答案为:.
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2022·全国·高一课时练习)已知,则的最小值是( )
A.2B.C.D.6
【答案】B
【分析】根据给定条件利用均值不等式直接计算作答.
【详解】因,则,
当且仅当且,即时取“=”,
所以当时,取最小值.
故选:B
2.(2023春·河北保定·高三定州一中校考阶段练习)已知,,,则的最小值为( )
A.8B.16C.24D.32
【答案】D
【分析】由题意利用“1”的妙用,可先求出的最小值,再由求出答案.
【详解】由(当且仅当时取等号),
又由(当且仅当a=4,b=2时取等号),有,
可得的最小值为32.故选:D.
【题型十六】万能“k”法
【典例分析】
1.(2021·湖南·邵阳市第二中学高一阶段练习)已知,若,则的最小值是( )
A.8B.7C.6D.5
【答案】A
【分析】设,将变形整理,用含k的式子表示,这样会出现互为倒数的形式,再利用基本不等式即可求解.
【详解】解:设,则,
∴
∴整理得:,
由得
,当且仅当时取“=”.
∴,
解得或(舍去),即当时,取得最小值8,故选:A.
2.(2020秋·浙江金华·高一浙江金华第一中学校考期中)已知实数x,y满足,,且,则的最小值为( )
A.3B.4C.5D.6
【答案】A
【解析】由,利用基本不等式求出的取值范围, 即可求解.
【详解】,,令,
,,当且仅当时取等号,可得,
,,,,的最小值为.故选:A
【提分秘籍】
【变式演练】
1.(2023·全国·高三专题练习)已知,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】首先对题中所给的式子进行变形,之后利用基本不等式求得最小值,将问题转化为关于待求式子的一个一元二次不等式,解不等式求得结果.
【详解】,
两边同时乘以“”得:,
所以,
当且仅当时等号成立,令,
所以,解得或,
因为,所以,即,
故选:B.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知,若,则的最小值是
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】分析:通过变形,利用基本不等式的性质,即可得出答案.
详解:设,则,
,即
整理得:当且仅当
当且仅当时取.
解得或(舍去)
即当时,取得最小值8.故选C.
一、单选题
1.(2023秋·广西钦州·高一校考开学考试)有一块橡皮泥的体积为2,起初做成一个长,宽,高依次为,,1的长方体.现要将它的长增加1,宽增加2,做成一个新的长方体,体积保持不变,则新长方体高的最大值为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由体积公式得,长宽高变化后,根据条件得到,得到,再利用基本不等式求得最值.
【详解】依题意,设新长方体高为,则,
得到,
当且仅当,即时取等号,
所以的最大值为.
故选:C.
2.(2023秋·河北保定·高二校联考开学考试)若,且,则的最小值为( )
A.1B.5C.25D.12
【答案】C
【分析】利用基本不等式计算即可.
【详解】因为,所以,
当且仅当时取等号,解不等式,,当,时,取等号.
故选:C
3.(2023秋·山东菏泽·高三校考阶段练习)设实数、满足,,,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由已知等式变形可得,利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】因为,,,
则,
当且仅当时,即当时,等号成立,因此,的最小值为.故选:B.
4.(2023秋·河北保定·高一校联考阶段练习)已知,,则ab的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式求得,再利用求得,得解.
【详解】因为,,所以,
所以,当且仅当时取等号;
又,
所以,仅当或时等号成立,所以,
故,所以ab的取值范围是.
故选:D
5.(2023秋·宁夏吴忠·高三盐池高级中学校考阶段练习)已知,则的最小值为( )
A.B.0C.1D.
【答案】A
【分析】根据“1”技巧,利用均值不等式求解.
【详解】,,
,,,
,
当且仅当,即,时等号成立,故选:A
6.(2023秋·湖南株洲·高一株洲二中校考阶段练习)已知,且,若恒成立,则实数的取值范围是 ( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】利用基本不等式求出的最小值,即可得到,从而得到,解得即可.
【详解】因为,,且,
所以
,
当且仅当,即,时取等号,
所以,因为恒成立,所以,
即,解得,所以实数的取值范围是.
故选:C
7.(2023·全国·高一专题练习)实数,,满足:,则的范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】用立方和公式和完全平方公式将用与表示,再分离出,使用基本不等式求解即可.
【详解】∵,∴,
∴,∴,
∴,
∵,,令,则
易知与均不为且符号相同,∴,解得或.
(此时,可通过验证时,满足题意,,结合选项确定选项D正确.)
又∵,,,,
∴由基本不等式,,当且仅当时,等号成立,
∴,
又∵,
∴,(当时,),
∴解得,即,当且仅当时,等号成立.
∴综上所述,的取值范围是.故选:D.
【点睛】易错点睛:本题若忽视中的与同号,直接使用基本不等式求解,就容易错解,而优先考虑与同号,并结合选项进行特值验证,则可以很轻松的选出正确选项.
8.(2020秋·北京·高三强基计划)已知x,y,z是非负实数,且,则的最大值为( )
A.1B.2C.D.以上答案都不对
【答案】A
【分析】利用基本不等式可求最大值.
【详解】,,,
所以,
,
因此所求代数式的最大值为1.
故选:A.
二、多选题
9.(2023·江苏·高一专题练习)若正实数a,b满足,则下列选项正确的是( )
A.有最小值2B.有最小值4
C.有最小值2D. 有最大值
【答案】ACD
【分析】依题意,根据基本不等式可判断选项A、B;对于选项C,先平方,再由选项A可求出最小值;对于选项D,通分化简为可求最值.
【详解】依题意,,
由基本不等式,,当且仅当时,等号成立,有最小值2,选项A正确;
,当且仅当时,等号成立,有最小值2,选项B错误;
,当且仅当时,等号成立,
所以有最小值为2,选项C正确;
,
如上式取最大值,须,且取最小值,,
当且仅当时,等号成立,所以有最大值,选项D正确.
故选:ACD
10.(2023春·河北邢台·高二统考期末)已知均为正数,且满足,,则( )
A.B.
C.D.
【答案】ACD
【分析】由,结合基本不等式可知A正确;通过反例可说明B错误;将已知不等式变形后可得,利用基本不等式可求得C正确;利用已知不等式进行放缩可求得的范围,由此可得D正确.
【详解】对于A,,
(当且仅当时取等号),
,A正确;
对于B,当时,满足,,此时,B错误;
对于C,由得:;由得:;
,又(当且仅当时取等号),
,C正确;
对于D,,,;,,;
,D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题考查根据已知不等关系判断所给不等式的正误,解题关键是能够将已知不等式进行合适的等价变形,结合放缩法和基本不等式来进行判断.
11.(2023·全国·高一专题练习)已知,,下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】ACD
【分析】对于A,由已知得,利用基本不等式可求得结果,对于B,由已知可得,化简后利用基本不等式即可,对于C,变形后利用柯西不等式判断,对于D,先对已知化简可得,然后代入中化简变形后利用基本不等式即可.
【详解】对于A,因为,所以,
因为,,所以,当且仅当时取等号,
所以,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,所以A正确,
对于B,因为,所以,
所以,
当且仅当,即取等号,所以B错误,
对于C,由,,,由柯西不等式得
,
所以,当且仅当,即时取等号,
所以C正确,
对于D,由,得,
化简得,所以,
因为,,所以,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
所以,所以D正确,
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:此题考查基本不等式的应用和柯西不等式的应用,解题的关键是要注意基本不等式的应用条件“一正、二定、三相等”,考查数学转化能力,属于较难题.
12.(2023·全国·高一专题练习)已知正数x、y,满足,则下列说法正确的是( )
A.xy的最大值为1B.的最大值为2
C.的最小值为D.的最小值为1
【答案】ABD
【分析】对于AB,利用基本不等式及其推论即可判断;对于CD,利用换元法与基本不等式“1”的妙用即可判断.
【详解】对于A,因为,
所以,则,
当且仅当且,即时,等号成立,
所以xy的最大值为1,故A正确;
对于B,因为,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以,则,
当且仅当且,即时,等号成立,
所以的最大值为2,故B正确;
对于C,,
当且仅当且,即时等号成立,
所以的最小值为,故C错误;
对于D,令,,则,,,,
所以
,
当且仅当且,即,即时,等号成立,
所以的最小值为1,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题
13.(2023秋·重庆万州·高三重庆市万州第二高级中学校考阶段练习)已知均为正实数,,则的最小值是 .
【答案】4
【分析】将看成一个整体,将所求式转化为常见二元最值问题,借助“1”的代换,适当变形后利用基本不等式求解即可.
【详解】设,,
原题转化为:已知,,且,求的最小值.
由.
当且仅当即时,等号成立.
所以的最小值为4.
故答案为:4.
14.(2022秋·江苏常州·高一江苏省前黄高级中学校考阶段练习)定义:为实数中较大的数.若,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先根据的范围,讨论的大小关系,在每种情况中分别用均值不等式和不等式的性质确定的范围,即可得解.
【详解】设,
则由题意可得,
因为,所以
①当时,,
只需考虑,
所以,,
所以,可得,当且仅当时取等号;
②当时,,只需考虑,
所以,
可得,当且仅当时取等号.
综上所述,的最小值为2.
故答案为:2.
【点睛】关键点点睛:本题的关键点是在利用均值不等式和不等式的性质时,特别注意同向不等式的应用和均值不等式成立的条件.
15.(2023·全国·高一专题练习)对任意的正实数a,b,c,满足,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据条件,得到,利用基本不等式得到,再通过构造,二次运用基本不等式即可求出结果.
【详解】因为
,当且仅当时取等号.
故答案为:.
【点睛】关键点晴:解答本题的关键在于,利用条件将变形成,再整理成,再利用均值不等式即可求出结果.
16.(2023·全国·高一专题练习)实数x,y满足,则的最大值为 .
【答案】
【分析】首先展开乘积,利用基本不等式有,进而求最值,注意取值条件.
【详解】由
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值为.
故答案为:
一、热考题型归纳
【题型一】均值公式取等条件
【题型二】公式基础:对构型
【题型三】公式基础:有和求积型
【题型四】公式基础:有积求和型
【题型五】分离常数型
【题型六】“1”的代换:常数代换型
【题型七】“1”的代换:分母为整体代换
【题型八】“1”的代换:同除积型
【题型九】 造积的一元二次型
【题型十】 构造和的一元二次型
【题型十一】 反解代入消元型
【题型十二】 整体换元化简型
【题型十三】 二次型因式分解型
【题型十四】 三元均值型
【题型十五】 均值用两次型
【题型十六】 万能“K”法
二、培优练
1.基本不等式:eq \r(ab)≤eq \f(a+b,2);
(1)基本不等式成立的条件:a>0,b>0;
(2)等号成立的条件:当且仅当a=b.
(3)基本不等式的变形:
①a+b≥2eq \r(ab),常用于求和的最小值;②ab≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a+b,2)))2,常用于求积的最大值;
在应用基本不等式求最值时,要把握不等式成立的三个条件,就是“一正——各项均为正;二定——积或和为定值;三相等——等号能否取得”,若忽略了某个条件,就会出现错误.
1.对勾型
,
容易出问题的地方,在于能否“取等”,如
2.对勾添加常数型
对于形如,则把cx+d转化为分母的线性关系:可消去。不必记忆,直接根据结构转化
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2eq \r(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有最大值是eq \f(q2,4)(简记:和定积最大).
注意:使用基本不等式求最值,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.
.利用常数代换法。多称之为“1”的代换
形如a+b=t,求型,则可以凑配(a+m)+(b+n)=t+m+m,再利用“1”的代换来求解。
其中可以任意调换a、b系数,来进行变换凑配。
形如,可以通过同除ab,化为构造“1”的代换求解
形如求型,可以对“积pxy”部分用均值,再解不等式,注意凑配对应的“和”的系数系数,如下:
形如(a,b)==t,求型,则可以换元反解代换。令x=a+m。Y=b+n反解
1.特征:条件式子复杂,一般有一次和二次(因式分解展开就是一次和二次),可能就符合因式分解原理
2.最常见的因式分解:a+b+ab+1=(a+1)(b+1)
一般地,处理多元最值问题的思考角度有以下几个:
从元的个数角度,关键在于减元处理,代入消元、整体换元、三角换元等方法;
从元的次数角度,关键在于转化目标函数(代数式),如一次二次比分式型,齐次比型,双勾函数型等等;
从元的组合结构角度,关键在于结构分析,将问题转化为整体元的和、积、差、平方和、倒数和等并列结构的形式,再利用均值不等式等常用不等式求解最值,注意等号取到的条件.
使用基本不等式求最值,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可。如果连续使用两次均值,就要保证两次均值的取等条件一致。
一般情况下的“万能K法”
设K法的三个步骤:
⑴、问谁设谁:求谁,谁就是K;
⑵、代入整理:整理成某个变量的一元二次方程(或不等式);
⑶、确认最值:方程有解(或不等式用均值放缩),≥0确定最值。
求谁设谁,构造方程用均值
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