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2022年全国高考乙卷数学(理)试题变式题第21-23题解析版
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这是一份2022年全国高考乙卷数学(理)试题变式题第21-23题解析版,共46页。试卷主要包含了已知函数,已知函数.,已知函数,其中.,已知函数,其中为常数.等内容,欢迎下载使用。
2022年全国高考乙卷数学(理)试题变式题21-23题
原题21
1.已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在区间各恰有一个零点,求a的取值范围.
变式题1基础
2.已知函数f(x)=2ex(x+1)-xsinx-kx-2,k∈R.
(1)若k=0,求曲线y=f(x)在x=0处切线的方程;
(2)讨论函数f(x)在[0,+∞)上零点的个数.
变式题2基础
3.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论在区间上的零点个数.
变式题3基础
4.已知函数.
(1)求函数的图象在处的切线方程;
(2)判断函数的零点个数,并说明理由.
变式题4巩固
5.已知函数
求曲线在点处的切线方程
若函数,恰有2个零点,求实数a的取值范围
变式题5巩固
6.已知函数,其中.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在内只有一个零点,求的取值范围.
变式题6巩固
7.已知函数.
(1)若,求曲线的斜率等于3的切线方程;
(2)若在区间上恰有两个零点,求a的取值范围.
变式题7巩固
8.已知函数,其中为常数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若函数在区间上只有一个零点,求的取值范围.
变式题8提升
9.已知函数().
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)若恰有两个零点,求实数的取值范围.
变式题9提升
10.已知函数.
(1)求曲线在点,处的切线方程;
(2)当时,求的单调区间;
(3)当时,在区间有一个零点,求的取值范围.
变式题10提升
11.已知函数,.
(1)求在点处的切线方程;
(2)求证:当时,有且仅有个零点.
原题22
12.在直角坐标系中,曲线C的参数方程为,(t为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l的极坐标方程为.
(1)写出l的直角坐标方程;
(2)若l与C有公共点,求m的取值范围.
变式题1基础
13.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;
(2)若曲线与曲线有且仅有三个不同的交点,求实数a的值.
变式题2基础
14.已知在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),以坐标原点为极点,以轴的非负半轴为极轴,且取相同的单位长度建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求曲线的普通方程以及曲线的直角坐标方程;
(2)判断曲线与曲线公共点的个数,并说明理由.
变式题3基础
15.已知曲线的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)把的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)判断与交点的个数.
变式题4巩固
16.在直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线的极坐标方程为,曲线的参数方程为(为参数,).
(1)写出曲线的直角坐标方程;
(2)若曲线与有两个不同的交点,求实数的取值范围.
变式题5巩固
17.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为,(参数),以为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求曲线的普通方程及曲线的直角坐标方程;
(2)若,当曲线与曲线有两个公共点时,求的取值范围.
变式题6巩固
18.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;
(2)判断曲线和曲线的位置关系.
变式题7提升
19.在直角坐标系中,曲线的参数方程为(是参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求的普通方程和的直角坐标方程;
(2)判断与公共点的个数,并说明理由.
变式题8提升
20.已知在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数,m为常数)以直角坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为.
(1)求曲线C的直角坐标方程和直线l的普通方程;
(2)若曲线C与直线l有公共点,求m的取值范围.
变式题9提升
21.已知直线(t是参数,),曲线(t是参数).
(1)若l与E有公共点,求直线l的斜率的取值范围;
(2)若l与E有两个公共点,求直线l的斜率的取值范围.
原题23
22.已知a,b,c都是正数,且,证明:
(1);
(2);
变式题1基础
23.设,,,且,求证:
(1);
(2).
变式题2基础
24.(1)已知,且,证明:;
(2)已知,且,证明:.
变式题3基础
25.选修4-5 不等式选讲
已知均为正实数.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若,求.
变式题4巩固
26.若为正实数,且满足.
(1)求的最大值;
(2)证明:.
变式题5巩固
27.若a,b,c∈R+,且满足a+b+c=2.
(1)求abc的最大值;
(2)证明:.
变式题6巩固
28.已知正数,,满足.
(1)证明:;
(2)证明:.
变式题7巩固
29.已知正数,,满足.
(1)求的最大值;
(2)证明:.
变式题8提升
30.已知,,是正数,且满足,求证:
(1);
(2).
变式题9提升
31.已知,且满足.
(1)证明:;
(2)证明:.
变式题10提升
32.已知正数a,b,c满足.
(1)求证:;
(2)求证:.
参考答案:
1.(1)
(2)
【分析】(1)先算出切点,再求导算出斜率即可
(2)求导,对分类讨论,对分两部分研究
(1)
的定义域为
当时,,所以切点为,所以切线斜率为2
所以曲线在点处的切线方程为
(2)
设
若,当,即
所以在上单调递增,
故在上没有零点,不合题意
若,当,则
所以在上单调递增所以,即
所以在上单调递增,
故在上没有零点,不合题意
若
(1)当,则,所以在上单调递增
所以存在,使得,即
当单调递减
当单调递增
所以
当
当
所以在上有唯一零点
又没有零点,即在上有唯一零点
(2)当
设
所以在单调递增
所以存在,使得
当单调递减
当单调递增,
又
所以存在,使得,即
当单调递增,当单调递减
有
而,所以当
所以在上有唯一零点,上无零点
即在上有唯一零点
所以,符合题意
所以若在区间各恰有一个零点,求的取值范围为
【点睛】方法点睛:本题的关键是对的范围进行合理分类,否定和肯定并用,否定只需要说明一边不满足即可,肯定要两方面都说明.
2.(1)
(2)当时,有且仅有1个零点;当时,有有2个零点.
【分析】(1)利用导数的几何意义求出斜率,根据切点的横坐标及函数解析式求出切点,从而得切线方程;
(2)利用放缩再结合单调性及,通过分类讨论可求解.
(1)
当时,,,
则曲线在处切线的斜率为,
又,故切点为,因此切线方程为.
(2)
首先证明:当时,.
证明:设,,则,单调递增,
于是,即原不等式得证.
,,
当时,,
故在上单调递增.
若,则当时,,单调递增,
又,故此时有且仅有1个零点.
若,则,
又
,
所以在上存在唯一的零点,,
当,,当,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
又
,
且,,因此在上有2个零点.
综上,当时,有且仅有1个零点;当时,有有2个零点.
【关键点点睛】解决本题第(1)问的关键是求出切线的斜率及切点,解决第(2)问的关键是放缩及单调性的讨论.
3.(1)
(2)见解析
【分析】(1)当时,先求的导函数 ,所以切线的斜率 ,然后再根据直线的点斜式方程写出答案即可
(2)先求出 ,通过分类讨论与0的大小关系得出参数的取值范围对应的函数在区间上零点的个数
(1)
当时,
,即切点的坐标为
切线的斜率
切线的方程为:
即
(2)
令 ,解得 ,在上递增
同理可得,在上递增上递减
讨论函数零点情况如下:
(Ⅰ)当,即时,函数无零点,在上无零点
(Ⅱ) 当,即时,函数在上有唯一零点,而,在上有一个零点
(Ⅲ)当,即时,由于,
当时,即时, ,
由函数的单调性可知,函数在上有唯一零点,在上有唯一零点,在有两个零点
当,即时,,而且 ,
由函数单调性可知,函数在上有唯一零点,在上没有零点,从而在有一个零点
综上所述,当时,函数在有无零点
当或时,函数在有一个零点
当时,函数在有两个零点
【点睛】本题考查了函数的单调性和函数的零点问题,考查了分类讨论思想,转化思想,是一道难题
4.(1)
(2)在区间上有且仅有一个零点,理由见解析
【分析】(1)根据导数的几何意义,结合导数的运算进行求解即可;
(2)根据导数的性质,结合函数零点存在原理进行求解即可.
(1)
,
所以函数的图象在处的切线方程为,
即.
(2)
设,则,
①当时,,所以单调递减;
且,,
由零点存在定理可知,在区间存在唯一的,使
又当时,;当时,,
所以在上单调递增,
且, ,
所以在上有唯一零点;
当时,单调递减,且,
所以在上没有零点.
②当时,
单调递增,, ,
所以在区间有唯一零点,设为,
当时,,此时单调递减;
当时,,此时单调递增;
在区间上,此时单调递减,
且,故有,此时单调递减,且,
由,得,
所以.
当时, ,所以单调递增,
又,故,
,,
所以存在,使,即,故为的极小值点.
此时.
所以在上没有零点.
③当时,,
所以,所以在区间上没有零点.
综上在区间上有且仅有一个零点.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
5.(1) x+y-1=0.
(2) .
【分析】(1)求得f(x)的导数,可得切线的斜率和切点,即可得到所求切线方程;
(2) 函数恰有2个零点转化为两个图象的交点个数问题,数形结合解题即可.
【详解】(1)因为,所以.
所以
又
所以曲线在点处的切线方程为
即.(5分)
(2)由题意得,,
所以.
由,解得,
故当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增.
所以.
又,,
若函数恰有两个零点,
则解得.
所以实数的取值范围为.
【点睛】本题考查函数零点问题.函数零点问题有两种解决方法,一个是利用二分法求解,另一个是化原函数为两个函数,利用两个函数的交点来求解.
6.(1);(2).
【分析】(1)将代入,求出函数解析式,可得的值,利用导数求出的值,可得在点处的切线方程;
(2)求出函数的导函数,结合a的讨论,分别判断函数零点的个数,综合讨论结果,可得答案.
【详解】解:(1),
,
则,
故所求切线方程为;
(2),
当时,对恒成立 ,
则在上单调递增,从而,则,
当时,在上单调递减,在上单调递增,
则 ,
当时, 对恒成立,则在上单调递减,在(1,2)内没有零点 ,
综上,a的取值范围为(0,1).
【点睛】本题主要考查了函数的零点,导函数的综合运用及分段函数的运用,难度中等.
7.(1);(2).
【解析】(1)求出导函数,令求得切点坐标后可得切线方程;
(2)求导函数,确定在定义域内只有一个极值点,因此这个极值点必在区间上,然后得函数在上的极小值,由极小值小于0,区间两个端点处函数值大于或等于0可得结论.
【详解】由已知函数定义域是,
(1),,
由解得(舍去),
又,所以切线方程为,即;
(2),
易知只有一个极值点,要使得有两个零点,则,即,
此时在上,递减,在上,递增,
在时取得极小值,
所以解得.
综上的范围是.
【点睛】关键点点睛:本题考查导数的几何意义,考查用导数研究函数的零点问题.函数在某个区间上的零点,解题时先从大处入手,由导数确定函数的极值点,利用单调区间上的零点最多只有一个,因此函数的极值点必在给定区间内,从而缩小参数的范围,在此范围内计算的单调性与极值,结合零点存在定理可得结论.
8.(1);(2).
【解析】(1)利用导数几何意义求得结果;
(2)利用导数判断函数在区间上单调性,再根据零点存在定理可得结果.
【详解】(1)当时,,
对函数求导可得,
所以,
又,
所以曲线在处的切线方程为,即.
(2)由(1)知,
因为,所以,
所以,所以,
所以,
故函数在区间上单调递增.
因为函数在区间上只有一个零点,
结合零点存在定理可得,
解得,即的取值范围是.
【点晴】思路点睛:函数在闭区间有零点问题,结合函数单调性,根据闭区间上最值研究原函数零点的存在性.
9.(1);(2)答案不唯一,具体见解析;(3).
【解析】(1)求在处的导数和函数值,代入直线方程即可求出切线方程;
(2)求的导函数,分,,,分类讨论求和的解集,从而求出函数的单调区间;
(3)由第(2)问的结果,分别讨论函数的情况,求出的取值范围.
【详解】解:(1)当时,,,所以,.
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)因为,定义域为,
所以.
①当时,与在上的变化情况如下:
最大值
所以在内单调递增,在内单调递减.
②当时,与在上的变化情况如下:
极大值
极小值
所以在,内单调递增,在内单调递减.
③当时,,所以在上单调递增.
④当时,与在上的变化情况如下:
极大值
极小值
所以在,内单调递增,在内单调递减.
(3)由(2)可知:
①当时,在内单调递增,在内单调递减,
当时,取得最大值.
(i)当时,,
所以在上至多有一个零点,不符合题意.
(ii)当时,.
因为,,在内单调递减,
所以在内有唯一零点.
因为,
所以且.
因为,,
且在内单调递增,所以在内有唯一零点.
所以当时,恰有两个零点.
②当时,在,内单调递增,在内单调递减,
因为当时,取得极大值,
所以在上至多有一个零点,不符合题意.
③当时,在上单调递增,
所以在上至多有一个零点,不符合题意.
④当时,在,内单调递增,在内单调递减.
因为当时,取得极大值,
所以在上至多有一个零点,不符合题意.
综上所述,实数的取值范围是.
【点睛】方法点睛:导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
10.(1)
(2)单调递增区间为,,单调递减区间为,,,.
(3)
【分析】(1)求出函数在处的导数值,即切线斜率,求出,即可求出切线方程;
(2)求出函数导数并判断正负即可得出单调区间;
(3)转化为,构造函数,利用导数判断函数单调性即可求出.
(1)
,所以,
又,
所以在,处的切线方程:,即.
(2)
当时,,
,
所以在,上,,单调递增,
在,,,上,,单调递减,
所以单调递增区间为,,单调递减区间为,,,.
(3)
当时,令,得,
所以,
令,,,
当,时,,,即,
所以在,上单调递增,
又,,
若在区间有一个零点,则,
故的取值范围,.
11.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求出切点坐标和切线斜率,利用点斜式可得出所求切线的方程;
(2)利用导数分析函数在区间、上的单调性,结合零点存在定理可知函数在上有唯一的零点,在上无零点,利用放缩法分析可知函数在上无零点,即可证得结论成立.
(1)
解:由知,则,,
所以,,,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)
证明:记,则,
当时,,在上单调递增,
,,则,使得;
当时,,在上单调递减,
,,则,使得,
当时,;当时,.
故在上递增,在上递减,
,,故当时,;
当时,.
综上,有且仅有个零点.
【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:
(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;
(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;
(3)参变量分离法:由分离变量得出,将问题等价转化为直线与函数的图象的交点问题.
12.(1)
(2)
【分析】(1)根据极坐标与直角坐标的互化公式处理即可;
(2)方法一:联立l与C的方程,采用换元法处理,根据新设a的取值范围求解m的范围即可.
(1)
因为l:,所以,
又因为,所以化简为,
整理得l的直角坐标方程:
(2)
[方法一]:【最优解】参数方程
联立l与C的方程,即将,代入中,
可得,
化简为,
要使l与C有公共点,则有解,
令,则,令,,
对称轴为,开口向上,
,
,
,即m的取值范围为.
[方法二]:直角坐标方程
由曲线的参数方程为,为参数,消去参数,可得,
联立,得,即,即有,即,的取值范围是.
【整体点评】方法一:利用参数方程以及换元,转化为两个函数的图象有交点,是该题的最优解;
方法二:通过消参转化为直线与抛物线的位置关系,再转化为二次函数在闭区间上的值域,与方法一本质上差不多,但容易忽视的范围限制而出错.
13.(1)曲线的普通方程为:,曲线的直角坐标方程为:;(2).
【分析】(1)利用代入法求出曲线的普通方程,利用极坐标方程与直角坐标方程互化公式求出曲线的直角坐标方程;
(2)根据曲线的性质,结合直线与圆的位置关系分类讨论进行求解即可.
【详解】(1)由,所以曲线的普通方程为:,
由,
因此有,
所以曲线的直角坐标方程为:,
(2)因为,因此曲线是一条折线,
曲线,是以为圆心,为半径的圆,
因为曲线与曲线有且仅有三个不同的交点,
所以有以下两种情况:
第一种情况:
与圆相交,与圆相切,与圆相切,
所以有,圆的半径为
此时到的距离为:,所以与圆相离,故不符合题意;
第二种情况:
与圆相切,与圆相交,与圆相切,
所以有,圆的半径为
此时到的距离为:,所以与圆相交,故符合题意,
故.
14.(1)曲线:;曲线:;(2)2,理由见解析;
【分析】(1)根据消去参数,得到曲线的普通方程;根据,将极坐标方程转化为直角方程.
(2)求得圆心到直线的距离,与圆的半径比较,来判断直线与圆的关系,从而判断交点个数.
【详解】(1)根据消去参数,
得到曲线的普通方程为:;
根据,将极坐标方程转化为直角方程,
则曲线的方程为:;
(2)曲线的圆心到直线的距离为,
则曲线与直线相交,故有2个公共点.
15.(1);(2).
【分析】(1)根据极坐标与直角坐标互化公式进行求解即可;
(2)根据圆与圆的位置关系进行判断即可
【详解】(1);
(2),所以圆的圆心为,半径,
,所以圆的圆心为,半径,
,因为,所以有,
即两个圆相交,所以与交点的个数为.
16.(1)(2)
【分析】(1)将曲线的极坐标方程化为,结合求解即可;
(2)将曲线的参数方程消掉参数得出,将其代入圆的方程结合得出实数的取值范围.
【详解】(1)曲线的极坐标方程可化为
,即
(2)曲线的参数方程为,消掉参数化为
将其代入曲线的直角坐标方程得出
曲线与有两个不同的交点
,即,解得
实数的取值范围是
【点睛】关键点睛:在解决问题一时,关键是利用实现极坐标和直角坐标方程的互化.
17.(1)曲线的普通方程为,曲线的直角坐标方程为;(2)
【分析】(1)消去参数可求曲线的普通方程,将化简代入可得;
(2)可得曲线为半圆,画出图象,数形结合即可求解.
【详解】(1)由,得,
两式平方相加得:;
所以曲线的普通方程为
由,得 ,
,即;
所以曲线的直角坐标方程为;
(2)若,则,
故,
此时曲线的方程为(,),
其图像为半圆弧,如下图所示:
当曲线:经过点和时,;
当曲线:与曲线相切时,
有,是,由图可知,
故当曲线与曲线有两个公共点时,的取值范围为,
综上,的取值范围为.
18.(1),;(2)相交.
【分析】由曲线的参数方程可得:(为参数),由此可得曲线的普通方程.由极坐标与直角坐标的互化公式:,可得曲线的直角坐标方程;
根据两圆的圆心距和其半径间的关系可得答案.
【详解】解:由曲线的参数方程可得:(为参数),所以,所以曲线的普通方程为.
曲线的极坐标方程为,由极坐标与直角坐标的互化公式:,
可得:,
∴曲线的直角坐标方程为;
由()知:曲线是以为圆心,半径的圆,曲线是以为圆心,半径的圆.
∵,.
∴与相交.
19.(1),;(2)有且只有1个公共点,理由见解析.
【分析】(1)把曲线的参数方程平方相加化简即得的普通方程,利用极坐标的公式求出的直角坐标方程;
(2)联立与,求出即得解.
【详解】解:
(1)曲线的参数方程为(是参数),
,的普通方程是.
曲线的极坐标方程为,
,由,得
的直角坐标方程为.
(2)与有且只有1个公共点,
由(1)联立与,得,,
整理得,,
与有且只有1个公共点.
20.(1),
(2)
【分析】(1)由极坐标与直角坐标的转化公式可求得曲线C的直角坐标方程,直接消去参数,可得直线l的普通方程,
(2)由(1)知曲线C是以点(1,1)为圆心,2为半径的圆,所以只要求出圆心到直线的距离小于等于半径,从而可求出m的取值范围
(1)
由曲线C的极坐标方程得,,
即曲线C的直角坐标方程为.
由(t为参数,m为常数)得,,
即直线l的普通方程为.
(2)
由(1)知曲线C是以点(1,1)为圆心,2为半径的圆,圆C与直线l有公共点,
即圆心(1,1)到直线l的距离,
即,故,
则m的取值范围是.
21.(1)
(2)
【分析】(1)由参数方程得出直线和曲线的普通方程,结合图象得出直线l的斜率的取值范围;
(2)根据(1)中图象得出直线l的斜率的取值范围.
(1)
直线(t为参数,θ∈R)经过点(1+,−1),
因为曲线中,−1≥0,所以t≤−1或t≥1,故x=∈[−1,0)∪(0,1]
由曲线(t为参数)
得出,则曲线E表示圆的一部分(如图所示)
设直线的方程l:y+1=k(x−1−).
当l与圆相切时,圆心O(0,0)到l的距离d=1,
解得k=−1或k=0.
又,
如图所示,当l与E有公共点时,应有k∈;
(2)
由图可知,若l与E有两个公共点时,应有,即.
22.(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用三元均值不等式即可证明;
(2)利用基本不等式及不等式的性质证明即可.
(1)
证明:因为,,,则,,,
所以,
即,所以,当且仅当,即时取等号.
(2)
证明:因为,,,
所以,,,
所以,,
当且仅当时取等号.
23.(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【解析】(1)运用分析法证明.要证,结合条件,两边平方,可得,运用重要不等式,累加即可得证.
(2)问题转化为证明,根据基本不等式的性质证明即可.
【详解】证明:(1)运用分析法证明.
要证,
即证,
由,,均为正实数,且,
即有,
即为,①
由,,,
相加可得,
则①成立.
综上可得,原不等式成立.
(2),
而由(1),
,
故只需,
即,
即:,
而,,,
成立,
(当且仅当时).
【点睛】本题考查了基本不等式的证明,考查转化思想,属于中档题.
24.(1)见解析(2)见解析
【解析】(1)结合代人所证不等式的左边中的分子,通过变形转化,利用基本不等式加以证明即可
(2)结合不等式右边关系式的等价变形,通过基本不等式来证明即可
【详解】证明:(1)
,
当时等号成立.
(2)因为,
又因为,所以,,,
.
当时等号成立,即原式不等式成立.
【点睛】本题考查基本不等式的应用,考查推理论证能力,化归与转化思想
25.(1)见解析.(2)见解析.
【分析】(Ⅰ)先将展开,再用基本不等式即可得出结论;
(II)先由题意,计算,再由基本不等式,即可得出结果.
【详解】解:(Ⅰ)
;
(II)
而,所以.
【点睛】本题主要考查不等式的证明,常用综合法处理,熟记基本不等式即可,属于常考题型.
26.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)根据三元基本不等式得到,由此求解出的最大值;
(2)根据柯西不等式得到,结合条件可完成证明.
【详解】(1)因为为正实数,
所以
即
当且仅当时等号成立,
所以的最大值为;
(2)由柯西不等式:
即
当且仅当,
即时取等号.
【点睛】结论点睛:基本不等式和柯西不等式的推广形式如下:
(1)若为个正数,则,当且仅当时取等号;
(2)设为实数,则,
其中等号成立(当某时,认为,).
27.(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)直接利用三个数的基本不等式求最值即可;
(2)将a+b+c=2代入,利用柯西不等式证明即可.
【详解】(1)因为a,b,c∈R+,
所以2=a+b+c≥,两边同时取三次幂得,故.
当且仅当a=b=c=时等号成立,所以abc的最大值为;
(2)证明:因为a,b,c∈R+,且a+b+c=2,所以根据柯西不等式,
可得= (a+b+c)
=
,当且仅当时等号成立.
所以.
【点睛】本题的解题关键是利用已知条件拼凑= (a+b+c) ,观察使用柯西不等式求最值,突破难点即可.
28.(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)对所证式子进行变形,利用进行等量代换,再根据基本不等式进行证明;(2)根据基本不等式,分别表示出,,,即可得证.
(1)
因为正数,,满足,
所以
,当且仅当时等号成立,故.
(2)
因为,,都是正数,所以,,,
所以,当且仅当时等号成立,所以.
29.(1)1
(2)证明见解析
【分析】(1)由三个正数的基本不等式进行求解;(2)凑项后利用基本不等式进行证明.
(1)
由,当且仅当时,取得等号.
又,所以.
故当且仅当时,取得最大值1.
(2)
证明:要证,需证.
因为
,
即,当且仅当时取得等号.故.
30.(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)由,得到,结合基本不等式,即可求解;
(2)根据基本不等式,求得,,,三式相加,即可求解.
【详解】(1)由题意,正数满足,
平方可得,
因为,三式相加可得,
当且仅当时“”成立
所以,
可得,即,
又由,即
综上可知:,
当且仅当时,等号成立.
(2)因为,,所以,当且仅当时“”成立,
同理可得:,当且仅当时“”成立,
,当且仅当时“”成立,
三式相加可得:
即,
所以得证,当且仅当时取等号.
【点睛】利用基本不等式求最值时,要注意其满足的三个条件:“一正、二定、三相等”:
(1)“一正”:就是各项必须为正数;
(2)“二定”:就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”:利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
31.(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)由已知转化利用基本不等式可求解;
(2)利用基本不等式可证明.
【详解】(1)因为,所以,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
所以;
(2),
,
所以,
所以,
即,当且仅当等号成立.
32.(1)证明详见解析;
(2)证明详见解析.
【分析】(1)根据已知条件,结合基本不等式的公式,即可求解;
(2)结合(1)的结论,以及基本不等式的公式,即可求解.
(1)
证明:∵,
当且仅当a=b=c时,等号成立,
设,∴,
即,解得,
∵a,b,c为正数,∴,
∴.
(2)
∵
由(1)可得,∴
∴,
∵,当且仅当时,等号成立.
∴,当且仅当时,等号成立.
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