(全)基本不等式应用,利用基本不等式求最值的技巧,题型分析.docx

.基本不等式应用一基本不等式221.（1）若 a,bR ，则 a 2b22ab(2)若 a,bR ，则 abab （当且仅当 ab 时取“=”）22. (1)若*ab(2)若*aba, bR，则aba,bR，则 ab 2ab （当且仅当=2时取“ ”）*a b2当且仅当 ab 时取“ =”）(3)若 a,b(R ，则 ab23. 若 x0 ，则 x12(当且仅当 x112 ( 当且仅当 x1时取“ =”）x时取“ =”）; 若 x 0 ，则 xx若 x0 ，则 x112或 x1-2 (当且仅当 ab 时取“ =”）x2即 xxx3. 若 ab0 ，则 ab2( 当且仅当 ab 时取“ =”）ba若 ab0 ，则 ab2即 ab2或 ab-2( 当且仅当 ab 时取“ =”）bababa224. 若 a,bR ，则 ( ab )2ab （当且仅当 ab 时取“ =”）22注：（ 1）当两个正数的积为定植时，可以求它们的和的最小值，当两个正数的和为定植时，可以求它们的积的最小值，正所谓“积定和最小，和定积最大”（ 2）求最值的条件“一正，二定，三取等”(3) 均值定理在求最值、 比较大小、 求变量的取值范围、 证明不等式、 解决实际问题方面有广泛的应用应用一：求最值例 1：求下列函数的值域（ 1） y 3x 2 112x 2（ 2） y x x解：（ 1） y3x 212 23x1 6值域为 6 ，+）2 22x2x11（ 2）当 x 0 时， y x x 2x x 2；111当 x0 时，y x x=（ xx） 2x x =2值域为（，2 2， +）解题技巧：技巧一：凑项5，求函数 y4x1的最大值。例 1：已知 x244x5解：因 4x5 0，所以首先要 “调整” 符号， 又g1不是常数， 所以对 4x2 要进行拆、 凑项，(4 x 2)54xQ x5 , 5 4x 0 ，y 4 x 215 4x513 2 3 144 x 54x当且仅当 5 4x1，即 x1时，上式等号成立，故当x1 时， ymax 1。54x评注：本题需要调整项的符号，又要配凑项的系数，使其积为定值。技巧二：凑系数.例 1.当时，求 yx(82x) 的最大值。解析：由知，利用基本不等式求最值，必须和为定值或积为定值，此题为两个式子积的形式， 但其和不是定值。注意到 2x(82x)8为定值， 故只需将 yx(82x) 凑上一个系数即可。当，即 x2 时取等号当 x2 时， y x(82x) 的最大值为 8。评注：本题无法直接运用基本不等式求解，但凑系数后可得到和为定值，从而可利用基本不等式求最大值。变式：设 0x34x(32x) 的最大值。，求函数 y232解： 0x 3 2x0 y4x(3 2x) 22x(3 2x)2 2x 3 2x9222当且仅当2x32x, 即 x30, 3时等号成立。42技巧三 ： 分离例 3. 求 yx27x101)的值域。(xx 1解析一：本题看似无法运用基本不等式，不妨将分子配方凑出含有（x 1）的项，再将其分离。当, 即时 , y2 （ x 1)4时取“”号）。5 9 （当且仅当 x 1x1技巧四 ：换元解析二：本题看似无法运用基本不等式，可先换元，令t=x 1，化简原式在分离求最值。y(t2）= t25t4t451)7(t 1 +10ttt当, 即 t=时 , y2t459 （当 t=2 即 x 1时取“”号）。t评注：分式函数求最值，通常直接将分子配凑后将式子分开或将分母换元后将式子分开再利用不等式求最值。即化为 ymg( x)AB( A0, B0) ，g( x) 恒正或恒负的形式， 然后运用基本不等式来求最值。g(x)技巧五：注意：在应用最值定理求最值时，若遇等号取不到的情况，应结合函数f ( x)xa的单调性。x例：求函数 yx25的值域。x24解：令x24 t (t2) ，则 yx25x241t12)x24x2( t4t因 t0,t11，但 t11 不在区间2,，故等号不成立，考虑单调性。tt解得 t因为 yt1在区间 1,单调递增，所以在其子区间2,为单调递增函数，故y5t。2.所以，所求函数的值域为5。,2练习求下列函数的最小值，并求取得最小值时，x 的值 .（ 1） yx23x 1,( x0)（2） y2x1, x3(3)y2sin x1, x(0,)xx3sin x2已知 0x1，求函数 yx(1x) 的最大值 .；3 0x2yx(23x) 的最大值 .，求函数3条件求最值1. 若实数满足 ab 2 ，则 3a3b 的最小值是.分析：“和”到“积”是一个缩小的过程，而且3a 3b 定值，因此考虑利用均值定理求最小值，解： 3a 和3b 都是正数， 3a3b 23a3b23a b6当 3a3b 时等号成立，由 ab2 及 3a3b 得 ab1即当 ab1时， 3a3b 的最小值是 6变式：若 log 4xlog 4 y 2 ，求11x的最小值 .并求 x,y 的值y技巧六：整体代换：多次连用最值定理求最值时，要注意取等号的条件的一致性，否则就会出错。2：已知 x0, y191，求 xy 的最小值。0 ，且xy错解 ： Q x0, y0 ，且191 ，199xy min 12xyxy22 xy 12故。xyxyxy错因：解法中两次连用基本不等式，在xy 2xy 等号成立条件是xy ，在 1929等号成立xyxy条件是 19即 y 9x ,取等号的条件的不一致，产生错误。因此，在利用基本不等式处理问题时，列出xy等号成立条件是解题的必要步骤，而且是检验转换是否有误的一种方法。正解 ： Q x 0, y 0, 191， x yx y19y9x 10 6 10 16xyxyxyy9x194, y 12 时， x y min 16 。当且仅当x时，上式等号成立，又x1，可得 xyy变式：（ 1）若 x, y R且 2 xy1，求 11 的最小值xy(2) 已知 a, b, x, yR且 ab1 ，求 xy 的最小值xy技巧七 、已知 x， y 为正实数，且x 2y 2 1，求 x1 y 2的最大值 .2.分析：因条件和结论分别是二次和一次，故采用公式a 2 b 2ab。2同时还应化简1y 2中 y2 前面的系数为1，x1 y 2 x21 y 2 2x1y 22222下面将 x，1 y 22 2分别看成两个因式：1 y2x 2 (1 y 2) 2x 2 y 2131y23x2222即 x 1 y 2 2 x22 222 42 2 4技巧八：已知a， b 为正实数， 2b ab a 30，求函数 y 1的最小值 .ab分析：这是一个二元函数的最值问题，通常有两个途径，一是通过消元，转化为一元函数问题，再用单调性或基本不等式求解，对本题来说，这种途径是可行的；二是直接用基本 不等式，对本题来说，因已知条件中既有和的形式，又有积的形式，不能一步到位求出最值，考虑用基本不等式放缩后，再通过解不等式的途径进行。法一： a 30 2b30 2b 2 b 230b，bb 1b1ab b 1由 a 0 得， 0 b 15 2t 2 34t 311616令 t b+1， 1 t 16，ab 2（ t t ） 34 t t 2t1 ab 18 y 18 当且仅当 t 4，即 b 3， a 6 时，等号成立。法二：由已知得：30 ab a2b a2b 22 ab 30 ab 22 ab令 u ab则 u2 2 2 u 30 0， 5 2 u 3 21 ab 3 2 ， ab 18， y 18ab点评： 本题考查不等式ab（ a, bR ）的应用、 不等式的解法及运算能力；216t t 8如何由已知不等式 aba2b（R）30 a,b出发求得 ab 的范围， 关键是寻找到 a b与 ab 之间的关系， 由此想到不等式 ab（a, b R）ab 的不等式，进而解得 ab 的范围 .ab，这样将已知条件转换为含2变式： 1.已知 a>0，b>0， ab (ab) 1，求 a b 的最小值。2.若直角三角形周长为1，求它的面积最大值。技巧九、取平方5、已知 x， y 为正实数， 3x 2y 10，求函数W3x 2y 的最值 .a ba 2 b 2，本题很简单解法一：若利用算术平均与平方平均之间的不等关系，223x 2y 2（ 3x ） 2 （2y ） 2 23x 2y 25解法二：条件与结论均为和的形式，设法直接用基本不等式，应通过平方化函数式为积的形式，再向“和为定值”条件靠拢。W 0， W2 3x 2y23x 2y 1023x 2y 10 (3x )2 (2y )2 10 (3x 2y) 20 W 20 2 5变式 :求函数 y2x152 x( 1 x 5 ) 的最大值。2 2解析：注意到 2 x 1与 5 2x 的和为定值。.y 2( 2 x 152 x )24 2 (2 x 1)(5 2 x) 4 (2 x 1) (5 2 x) 8又 y 0 ，所以 0y 22当且仅当 2x1= 52x ，即 x3故 ymax 2 2 。时取等号。2评注：本题将解析式两边平方构造出“和为定值”，为利用基本不等式创造了条件。总之，我们利用基本不等式求最值时，一定要注意“一正二定三相等”，同时还要注意一些变形技巧，积极创造条件利用基本不等式。应用二：利用基本不等式证明不等式1已知 a,b, c 为两两不相等的实数，求证：a 2b2c2abbcca1）正数 a， b， c 满足 a b c1，求证： (1 a)(1 b)(1 c) 8abc例 6：已知 a、 b、 cR ，且 ab c1。求证：111118a1cb分析：不等式右边数字8 ，使我们联想到左边因式分别使用基本不等式可得三个“2 ”连乘，又11 1a b c2 bc ，可由此变形入手。aaaa解： Q a、b、cR ， abc1。111abc 2bc 。同理 112 ac ， 1 12ab 。aaaabbcc上述三个不等式两边均为正，分别相乘，得111 1112 bc g2 ac g2 ab8 。当且仅当 abc1时取等号。abcabc3应用三：基本不等式与恒成立问题例：已知 x 0, y0 且 191，求使不等式 xym 恒成立的实数 m 的取值范围。xy解：令 xyk, x0, y0, 191 ，xy9x 9 y1.10y9x1xykxkykkxky1102 3。k16， m,16kk应用四：均值定理在比较大小中的应用：例：若 a b1, Plg alg b ,Q1 (lg alg b), Rlg( ab ) ，则 P, Q, R 的大小关系是.22分析： ab1 lg a0,lg b0Q1lg b)lg a lg bp（ lg a2Rablgab1lg abQ R>Q>P。lg()22.