选修4-5 基本不等式(三元均值不等式)

1.2 基本不等式1.理解两个正数的基本不等式.2.了解三个正数和一般形式的基本不等式.3.会用基本不等式求一些函数的最值及实际应用题.[基础·初探]教材整理 基本定理(重要不等式及基本不等式) 1.定理1设a ，b ∈R ，则a 2＋b 2≥2ab ，当且仅当a ＝b 时，等号成立. 2.定理2如果a ，b 为正数，则a ＝b 时，等号成立.这个不等式我们称之为基本不等式或平均值不等式.同时，我们称a ＋b2为正数a ，b 的算术平均值，称ab 为正数a ，b 的几何平均值，该定理又可叙述为：两个正数的算术平均值大于或等于它们的几何平均值.3.定理3如果a ，b ，c 为正数，则a ＋b ＋c 3≥3abc ，当且仅当a ＝b ＝c 时，等号成立.4.定理4如果a 1，a 2，…，a n 为n 个正数，则a 1＝a 2＝…＝a n 时，等号成立.设0<a <b ，则下列不等式中正确的是( )A.a <b <ab <a ＋b2 B.a <ab <a ＋b2<b C.a <ab <b <a ＋b2 D.ab <a <a ＋b2<b【解析】∵0<a <b ，∴a <a ＋b2<b ，A ，C 错误；ab －a ＝a (b －a )>0，即ab >a ，故选B. 【答案】 B[质疑·手记]预习完成后，请将你的疑问记录，并与“小伙伴们”探讨交流： 疑问1： 解惑： 疑问2： 解惑： 疑问3： 解惑：[小组合作型]已知a ，b ，c 都是正数，求证：a b ＋b c ＋c a ≥a ＋b ＋c .【导学号：38000004】【精彩点拨】观察不等号两边差异，利用基本不等式来构造关系.【自主解答】∵a>0，b>0，c>0，∴a2b＋b≥2a2b·b＝2a，同理：b2c＋c≥2b，c2a＋a≥2c.三式相加得：a2 b＋b2c＋c2a＋(b＋c＋a)≥2(a＋b＋c)，∴a2b＋b2c＋c2a≥a＋b＋c.1.首先根据不等式两端的结构特点进行恒等变形，或配凑使之具备基本不等式的结构和条件，然后合理地选择基本不等式或其变形进行证明.2.当且仅当a＝b＝c时，上述不等式中“等号”成立，若三个式子中有一个“＝”号取不到，则三式相加所得的式子中“＝”号取不到.[再练一题]1.设a＞0，b＞0，m＞0，n＞0.证明：(m2＋n4)(m4＋n2)≥4m3n3.【证明】因为m＞0，n＞0，则m2＋n4≥2mn2，m4＋n2≥2m2n，所以(m2＋n4)(m4＋n2)≥4m3n3，当且仅当m＝n＝1时，取等号.(1)已知x，y∈R＋，且x＋2y＝1，求1x＋1y的最小值；(2)已知x>0，y>0，且5x＋7y＝20，求xy的最大值.【精彩点拨】根据题设条件，合理变形，创造能用基本不等式的条件.【自主解答】(1)因为x＋2y＝1，所以1x ＋1y ＝x ＋2y x ＋x ＋2y y ＝3＋2y x ＋x y ≥3＋22y x ·x y ＝3＋22，当且仅当2y x ＝xy ，x ＋2y ＝1，即 x ＝2－1，y ＝1－22时，等号成立.所以当x ＝2－1，y ＝1－22时，1x ＋1y 取最小值3＋2 2. (2)xy ＝135(5x ·7y )≤135⎝⎛⎭⎪⎫5x ＋7y 22＝135⎝ ⎛⎭⎪⎫2022＝207，当且仅当5x ＝7y ＝10，即x ＝2，y ＝107时，等号成立，此时xy 取最大值207.在求最值时，除了注意“一正、二定、三相等”之外，还要掌握配项、凑系数等变形技巧，有时为了便于应用公式，还用换元法，多用于分母中有根式的情况.[再练一题]2.若将本例(1)的条件改为“已知x >0，y >0，且1x ＋9y ＝1”，试求x ＋y 的最小值.【解】∵x >0，y >0，且1x ＋9y ＝1， ∴x ＋y ＝(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋9y＝y x ＋9xy ＋10≥2y x ·9xy ＋10＝16.当且仅当y x ＝9xy ，即y ＝3x 时等号成立.又1x ＋9y ＝1，∴当x ＝4，y ＝12时，(x ＋y )min ＝16.(即该厂的年产量)x 万件与年促销费用m 万元(m ≥0)满足x ＝3－km ＋1(k 为常数)，如果不搞促销活动，该产品的年销售量只能是1万件.已知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年平均每件产品成本的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).(1)将该产品的年利润y 万元表示为年促销费用m 万元的函数；(2)该厂家的年促销费用投入为多少万元时，厂家的年利润最大？最大年利润是多少万元？【精彩点拨】(1)可先通过m ＝0时，x ＝1求出常数k ，再根据条件列出y 关于m 的函数；(2)在(1)的函数关系式下，利用基本不等式求最值.【自主解答】(1)依题意得m ＝0时，x ＝1，代入x ＝3－k m ＋1，得k ＝2，即x ＝3－2m ＋1.年成本为8＋16x ＝8＋16⎝⎛⎭⎪⎫3－2m ＋1(万元)， 所以y ＝(1.5－1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤8＋16⎝⎛⎭⎪⎫3－2m ＋1－m ＝28－m －16m ＋1(m ≥0).(2)由(1)得y ＝29－⎣⎢⎡⎦⎥⎤(m ＋1)＋16m ＋1≤29－2(m ＋1)·16m ＋1＝21.当且仅当m ＋1＝16m ＋1，即m ＝3时，厂家的年利润最大，为21万元.设出变量――→建立数学模型――→定义域利用均值不等式求最值――→“＝”成立的条件结论[再练一题]3.某工厂建一底面为矩形(如图1-2-1)，面积为162 m 2，且深为1 m 的无盖长方体的三级污水池，由于受地形限制，底面的长和宽都不能超过16 m ，如果池外围四壁建造单价为400 元/m 2，中间两条隔墙建造单价为248 元/m 2，池底建造单价为80 元/m 2，试设计污水池的长和宽，使总造价最低.图1-2-1【解】设污水池的宽为x m ，则长为162xm ，则总造价 f (x )＝400×⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋2×162x ＋248×2x ＋80×162 ＝1 296x ＋1 296×100x＋12 960 ＝1 296⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋100x ＋12 960.由限制条件，知⎩⎨⎧0＜x ≤16，0＜162x ≤16，得818≤x ≤16.设g (x )＝x ＋100x ⎝ ⎛⎭⎪⎫818≤x ≤16，因为g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤818，16上是增函数，所以当x ＝818时⎝ ⎛⎭⎪⎫此时162x ＝16，g (x )有最小值，即f (x )有最小值，f (x )min ＝1 296×⎝ ⎛⎭⎪⎫818＋80081＋12 960＝38 882(元).所以当长为16 m ，宽为818 m 时，总造价最低， 为38 882元.[探究共研型]探究1 在基本不等式a ＋b2≥ab 中，为什么要求a >0，b >0?【提示】对于不等式a ＋b2≥ab ，如果a ，b 中有两个或一个为0，虽然不等式仍成立，但是研究的意义不大，当a ，b 都为负数时，不等式不成立；当a ，b 中有一个为负数，另一个为正数，不等式无意义.探究2 你能给出基本不等式的几何解释吗？【提示】 如图，以a ＋b 为直径的圆中，DC ＝ab ，且DC ⊥AB .因为CD 为圆的半弦，OD 为圆的半径，长为a ＋b2，根据半弦长不大于半径，得不等式ab ≤a ＋b2.显然，上述不等式当且仅当点C 与圆心重合，即当a ＝b 时，等号成立.因此，基本不等式的几何意义是：圆的半弦长不大于半径；或直角三角形斜边的中线不小于斜边上的高.探究3 利用基本不等式，怎样求函数的最大值或最小值？【提示】利用算术平均数与几何平均数定理(即基本不等式)可以求函数的最大值、最小值.(1)已知x ，y ∈(0，＋∞)，如果积xy 是定值P ，那么当x ＝y 时，和x ＋y 有最小值2P .(2)已知x ，y ∈(0，＋∞)，如果和x ＋y 是定值S ，那么当x ＝y 时，积xy 有最大值14S 2.以上两条可简记作：和一定，相等时，积最大；积一定，相等时，和最小.条件满足：“一正、二定、三相等”.求下列函数的值域. (1)y ＝x 2＋12x ；(2)y ＝2x x 2＋1.【精彩点拨】把函数转化为y ＝ax ＋b x 或y ＝1ax ＋b x 的形式，再利用基本不等式求解.【自主解答】(1)y ＝x 2＋12x ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋1x ，当x ＞0时，x ＋1x ≥2，∴y ≥1；当x ＜0时，－x ＞0，－x ＋1－x ≥2，x ＋1x ≤－2，∴y ≤－1，综上函数y ＝x 2＋12x 的值域为{y |y ≤－1或y ≥1}.(2)当x ＞0时，y ＝2x x 2＋1＝2x ＋1x. 因为x ＋1x ≥2，所以0＜1x ＋1x≤12，所以0＜y ≤1，当且仅当x ＝1时，等号成立； 当x ＜0时，x ＋1x ≤－2，所以0＞1x ＋1x≥－12，所以－1≤y ＜0，当且仅当x ＝－1时，等号成立； 当x ＝0时，y ＝0.综上，函数y ＝2xx 2＋1的值域为{y |－1≤y ≤1}.形如y ＝cx 2＋ex ＋fax ＋b 型的函数，一般可先通过配凑或变量替换等变形为y ＝t＋Pt ＋C (P ，C 为常数)型函数，再利用基本不等式求最值，但要注意变量t 的取值范围.[再练一题]4.求函数y ＝x 2＋8x －1(x ＞1)的最小值.【导学号：38000005】【解】因为x ＞1，所以x －1＞0.所以y ＝x 2＋8x －1＝(x －1)2＋2x ＋7x －1＝(x －1)2＋2(x －1)＋9x －1＝(x －1)＋9x －1＋2≥2(x －1)·9x －1＋2＝8，当且仅当x －1＝9x －1，即x ＝4时，等号成立. 所以当x ＝4时，y min ＝8.[构建·体系]1.函数y ＝1x －3＋x (x >3)的最小值是( ) A.5 B.4 C.3 D.2 【解析】 原式变形为y ＝1x －3＋x －3＋3.∵x >3，∴x －3>0，∴1x －3>0，∴y ≥2(x －3)·1x －3＋3＝5，当且仅当x －3＝1x －3，即x ＝4时等号成立.【答案】 A2.下列函数中最小值为4的是( ) A.y ＝x ＋4xB.y ＝sin x ＋4sin x (0＜x ＜π) C.y ＝3x ＋4×3-xD.y ＝lg x ＋4log x 10【解析】A 项，当x ＜0时，y ＝x ＋4x ＜0，故A 项错误；B 项，当0＜x ＜π时，sin x ＞0，∴y ＝sin x ＋4sin x ≥2sin x ·4sin x ＝4，当且仅当sin x ＝4sin x，即sin x ＝2时取等号，但sin x ≤1，B 项错误；C 项，由指数函数的性质可得3x ＞0，所以y ＝3x ＋4·3－x ≥24＝4，当且仅当3x ＝2，即x ＝log 32时取得最小值4，故C 项正确；D 项，当0＜x ＜1时，lg x ＜0，log x 10＜0，所以y ＝lg x ＋4log x 10＜0，故D 项错误.【答案】C3.若a ，b ∈R ，且ab >0，则下列不等式中，恒成立的是( )【导学号：38000006】A.a 2＋b 2>2abB.a ＋b ≥2abC.1a ＋1b >2abD.b a ＋a b ≥2【解析】A 选项中，当a ＝b 时，a 2＋b 2＝2ab ，则排除A ；当a <0，b <0时，a ＋b <0<2ab ，1a ＋1b <0<2ab，则排除B ，C 选项；D 选项中，由b a >0，a b >0，得b a ＋a b ≥2 b a ·ab ＝2，当且仅当a ＝b 时取“＝”，所以选D.【答案】D4.不等式b a ＋a b >2成立的充要条件是________.【解析】由b a ＋a b >2，知b a >0，即ab >0， 又b a ≠a b ，∴a ≠b . 因此b a ＋a b >2的充要条件是ab >0且a ≠b .【答案】ab >0且a ≠b5.若对任意x >0，x x 2＋3x ＋1≤a 恒成立，求实数a 的取值范围. 【解】由x >0，知原不等式等价于0<1a ≤x 2＋3x ＋1x ＝x ＋1x ＋3恒成立.又x >0时，x ＋1x ≥2x ·1x ＝2， ∴x ＋1x ＋3≥5，当且仅当x ＝1时，取等号.因此⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋1x ＋3min ＝5， 从而0<1a ≤5，解得a ≥15.故实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫15，＋∞.我还有这些不足：(1) (2)我的课下提升方案：(1)(2)。

§3 平均值不等式1．掌握定理1和定理2及其证明，并能灵活应用． 2．理解定理3和定理4及其证明，并能简单应用． 3．会用相关定理解决简单的最大(最小)值问题．1．二元均值不等式 (1)定理1：对任意实数a ，b ，有a 2＋b 2≥____(此式当且仅当a ＝b 时取“＝”号)． (2)定理2：对任意两个正数a ，b ，有______≥ab (此式当且仅当a ＝b 时取“＝”号)． 我们称______为正数a 与b 的算术平均值，______为正数a 与b 的几何平均值． 定理2可叙述为：两个正数的__________不小于它们的__________．【做一做1－1】函数y ＝1x －3＋x (x ＞3)的最小值是( )．A ．5B ．4C ．3D ．2【做一做1－2】“a ＞b ＞0”是“ab ＜a 2＋b 22”的( )．A ．充分而不必要条件B ．必要而不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件 2．三元均值不等式及其推广 (1)定理3：对任意三个正数a ，b ，c ，有a 3＋b 3＋c 3≥____(此式当且仅当a ＝b ＝c 时取“＝”号)． (2)定理4：对任意三个正数a ，b ，c ，有a ＋b ＋c3≥3abc (此式当且仅当a ＝b ＝c 时取“＝”号)．定理4可叙述为：三个正数的__________不小于它们的__________． (3)n 个正数的算术几何平均不等式：一般地，对n 个正数a 1，a 2，…，a n (n ≥2)，我们把数值______________，__________分别称为这n 个正数的算术平均值与几何平均值，且有______________≥na 1a 2…a n ，此式当且仅当____________时取“＝”号，即n 个正数的算术平均值不小于它们的__________．【做一做2】设x ，y ，z ∈R ＋，且x ＋y ＋z ＝1．求证：1x ＋4y ＋9z≥36．答案： 1．(1)2ab (2)a ＋b 2a ＋b2ab 算术平均值 几何平均值【做一做1－1】A 原式变形为y ＝1x －3＋x －3＋3． ∵x ＞3，∴x －3＞0，∴1x －3＞0． ∴y ≥2x －1x －3＋3＝5． 当且仅当x －3＝1x －3，即x ＝4时等号成立． 【做一做1－2】A 当a ＞b ＞0时，a 2＋b 22＞2ab 2＝ab 成立，当ab ＜a 2＋b 22时，不能推出“a ＞b＞0”，故选A ．2．(1)3abc (2)算术平均值 几何平均值(3)a 1＋a 2＋…＋a n n n a 1a 2…a n a 1＋a 2＋…＋a nna 1＝a 2＝…＝a n 几何平均值【做一做2】分析：本题需变式出现积为定值的情况，而条件中是和为定值x ＋y ＋z ＝1，所以对所证不等式的左边需变形出现积为定值的情况．证明：1x ＋4y ＋9z ＝x ＋y ＋z x ＋x ＋y ＋z y＋x ＋y ＋z z＝14＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y x ＋4x y ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫z x ＋9x z ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫4z y ＋9y z ≥14＋4＋6＋12＝36．当且仅当y x ＝4x y ，z x ＝9x z ，4z y ＝9y z ，且x ＋y ＋z ＝1，即x ＝16，y ＝13，z ＝12时取等号．对定理1和定理2的理解剖析：(1)a 2＋b 2≥2ab 与a ＋b 2≥ab 成立的条件是不同的：前者只要求a ，b 都是实数，而后者要求a ，b 都是正数．有些同学易忽略这一点，例如：(－1)2＋(－4)2≥2×(－1)×(－4)成立，而－＋－2≥－－不成立．(2)这两个不等式都带有等号，应从两方面理解，“当且仅当……时，取‘＝’号”这句话：①当a ＝b 时，取等号，其意义是a ＝b ⇒a ＋b2＝ab ；②仅当a ＝b 时，取等号，其意义是a ＋b2＝ab ⇒a ＝b ．综合起来，其意义是：a ＝b 是a ＋b2＝ab 成立的充要条件．(3)从这两个不等式我们可以得到如下结论：a b ＋b a ≥2(ab ＞0)；21a ＋1b≤ab ≤a ＋b2≤a 2＋b 22(a＞0，b ＞0)．(4)式子中的a ，b 可以是数字，也可以是复杂的代数式．题型一利用平均值不等式证明不等式【例1】若x ＞0，y ＞0，x ＋y ＝1，求证：⎝⎛⎭⎪⎫1＋1x ⎝⎛⎭⎪⎫1＋1y ≥9．分析：本题是有条件的证明不等式问题，要巧用“x ＋y ＝1”来证明．反思：利用平均值不等式证明不等式时，要注意把握平均值不等式的结构特点，以便灵活地用于解题，另外，式子的灵活变形，进行拆项、凑项，也是常用的方法．题型二利用平均值不等式求最值【例2】设x ≥0，y ≥0，x 2＋y 22＝1，求x 1＋y 2的最大值．分析：利用x 2＋y 22＝1，将式子进行变形再利用定理进行求解．反思：在解题过程中，要拼凑出和为定值，利用ab ≤a ＋b2(a ＞0，b ＞0)来求解最大值．。

选修4-5中的著名不等式内蒙古赤峰市翁牛特旗乌丹一中熊明军新课程改革推出了知识模块，把高等数学中一些领域的知识进行了简化，下放到高中。

选修4-5中给出了许多著名不等式的特例，下面对课本上的这些不等式及其一般形式做一下介绍。

绝对值的三角不等式（）：定理：若为实数，则，当且仅当时，等号成立。

绝对值的三角不等式一般形式：，简记为。

柯西不等式（）定理：（向量形式）设为平面上的两个向量，则。

当及为非零向量时，等号成立及共线存在实数，使。

当或为零向量时，规定零向量与任何向量平行，即当时，上式依然成立。

定理：（代数形式）设均为实数，则，当且仅当时，等号成立。

柯西不等式的一般形式（）定理：设为实数，则，当且仅当时，等号成立（当某时，认为）。

闵可夫斯基不等式（）定理：设均为实数，则，当且仅当存在非负实数（不同时为0），使时，等号成立。

闵可夫斯基不等式的一般形式：定理：设是两组正数，，则或，当且仅当时，等号成立。

排序不等式（）定理：设为两组实数为的任一排列，则有。

当且仅当或时，等号成立。

排序原理可简记作：反序和乱序和顺序和。

切比晓夫不等式（）：定理：设为任意两组实数，①如果或，则有②如果或，则有①②两式，当且仅当或时，等号成立。

平均值不等式（）定理：设为个正数，则，当且仅当时，等号成立。

当时，，当且仅当时，等号成立。

加权平均不等式（）定理：设为正数，都是正有理数，并且，那么。

杨格不等式（）：定理：设为有理数，满足条件（互称为共轭指标），为正数，则。

当时，，此时的杨格不等式就是熟知的基本不等式。

贝努利不等式（）：定理：设，且，为大于1的自然数，则。

贝努利不等式的一般形式：（1）设，且同号，则；（2）设，则①当时，有；②当或时，有，①②当且仅当时等号，成立。

选修4－5不等式选讲最新考纲：1.理解绝对值的几何意义，并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件：(1)|a ＋b|≤|a|＋|b|(a，b∈R)．(2)|a－b|≤|a－c|＋|c－b|(a，b∈R).2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式：|ax＋b|≤c，|ax＋b|≥c，|x－c|＋|x－b|≥a.3.了解柯西不等式的几种不同形式，理解它们的几何意义，并会证明.4.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法：比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法．ab≤0且|a ab≥0且|a定理2：如果a、b为正数，则≥，当且仅当a＝b时，等号成立．定理3：如果a、b、c为正数，则≥，当且仅当a＝b＝c时，等号成立．定理4：(一般形式的算术—几何平均值不等式)如果a1、a2、…、a n为n个正数，则≥，当且仅当a1＝a2＝…＝a n时，等号成立．4．柯西不等式(1)柯西不等式的代数形式：设a，b，c，d为实数，则(a2＋b2)·(c2＋d2)≥(ac＋bd)2，当且仅当ad＝bc时等号成立．(2)若a i，b i(i∈N*)为实数，则()()≥(i b i)2，当且仅当b i＝0(i＝1,2，…，n)或存在一个数k，使得a i＝kb i(i＝1,2，…，n)时，等号成立．(3)柯西不等式的向量形式：设α，β为平面上的两个向量，则|α|·|β|≥|α·β|，当且仅当这两个向量同向或反向时等号成立．1(1)(2)(3)|(4)(5)[2AC[[答案] A3．设|a|<1，|b|<1，则|a＋b|＋|a－b|与2的大小关系是() A．|a＋b|＋|a－b|>2 B．|a＋b|＋|a－b|<2C．|a＋b|＋|a－b|＝2 D．不能比较大小[解析]|a＋b|＋|a－b|≤|2a|<2.[答案] B4．若a，b，c∈(0，＋∞)，且a＋b＋c＝1，则＋＋的最大值为()A．1 B．C. D．2[∴([5[为－2≤a[解|(1)(2)把这些根由小到大排序，它们把定义域分为若干个区间．(3)在所分区间上，去掉绝对值符号组成若干个不等式，解这些不等式，求出它们的解集．(4)这些不等式解集的并集就是原不等式的解集．解绝对值不等式的关键是恰当的去掉绝对值符号．(1)(2015·山东卷)不等式|x－1|－|x－5|<2的解集是()A．(－∞，4) B．(－∞，1)C．(1,4) D．(1,5)(2)(2014·湖南卷)若关于x的不等式|ax－2|<3的解集为，则a＝________.[解题指导]切入点：“脱掉”绝对值符号；关键点：利用绝对值的性质进行分类讨论．[解析](1)当x<1时，不等式可化为－(x－1)＋(x－5)<2，即－4<2，显然成立，所以此时不等当当(2)当当当[对点训练已知函数f(x)＝|x＋a|＋|x－2|.(1)当a＝－3时，求不等式f(x)≥3的解集；(2)若f(x)≤|x－4|的解集包含[1,2]，求a的取值范围．[解](1)当a＝－3时，f(x)＝当x≤2时，由f(x)≥3得－2x＋5≥3，解得x≤1；当2<x<3时，f(x)≥3无解；当x≥3时，由f(x)≥3得2x－5≥3，解得x≥4；所以f(x)≥3的解集为{x|x≤1或x≥4}．(2)f(x)≤|x－4|?|x－4|－|x－2|≥|x＋a|.当?4右|x 1.是(2)[[解析](1)∵|x－1|＋|x＋2|≥|(x－1)－(x－2)|＝3，∴a2＋a＋2≤3，解得≤a≤.即实数a的取值范围是.(2)解法一：根据绝对值的几何意义，设数x，－1,2在数轴上对应的点分别为P，A，B，则原不等式等价于P A－PB>k恒成立．∵AB＝3，即|x＋1|－|x－2|≥－3.故当k<－3时，原不等式恒成立．解法二：令y＝|x＋1|－|x－2|，则y＝要使|x＋1|－|x－2|>k恒成立，从图象中可以看出，只要k<－3即可．故k<－3满足题意．[答案](1)(2)(－∞，－3)解含参数的不等式存在性问题，只要求出存在满足条件的x即可；不等式的恒成立问题，可转化为最值问题，即f(x)<a恒成立?a>f(x)max，f(x)>a恒成立?a<f(x)min.(1)(2)[解－a?a－3≤x≤3.故(2)f不等式的证明方法很多，解题时既要充分利用已知条件，又要时刻瞄准解题目标，既不仅要搞清是什么，还要搞清干什么，只有兼顾条件与结论，才能找到正确的解题途径．应用基本不等式时要注意不等式中等号成立的条件．(2015·新课标全国卷Ⅱ)设a，b，c，d均为正数，且a＋b＝c＋d，证明：(1)若ab>cd，则＋>＋；(2)＋>＋是|a－b|<|c－d|的充要条件．[解题指导]切入点：不等式的性质；关键点：不等式的恒等变形．[证明](1)因为(＋)2＝a＋b＋2，(＋)2＝c＋d＋2，由题设a＋b＝c＋d，ab>cd得(＋)2>(＋)2.因此＋>＋.(2)①若|a－b|<|c－d|，则(a－b)2<(c－d)2，即(a＋b)2－4ab<(c＋d)2－4cd.由a＋(1)ab＋bc＋ac≤；(2)＋＋≥1.[证明](1)由a2＋b2≥2ab，b2＋c2≥2bc，c2＋a2≥2ca得a2＋b2＋c2≥ab＋bc＋ca. 由题设得(a＋b＋c)2＝1，即a2＋b2＋c2＋2ab＋2bc＋2ca＝1.所以3(ab＋bc＋ca)≤1，即ab＋bc＋ca≤.(2)因为＋b≥2a，＋c≥2b，＋a≥2c，故＋＋＋(a＋b＋c)≥2(a＋b＋c)，即＋＋≥a＋b＋c.所以＋＋≥1.———————方法规律总结————————[12条件．3．[121[解析]|2x－1|<3?－3<2x－1<3?－1<x<2.[答案](－1,2)2．若不等式|kx－4|≤2的解集为{x|1≤x≤3}，则实数k＝__________.[解析]∵|kx－4|≤2，∴－2≤kx－4≤2，∴2≤kx≤6.∵不等式的解集为{x|1≤x≤3}，∴k＝2.[答案] 23．不等式|2x＋1|＋|x－1|<2的解集为________．[解析]当x≤－时，原不等式等价为－(2x＋1)－(x－1)<2，即－3x<2，x>－，此时－<x≤－.当－<x<1时，原不等式等价为(2x＋1)－(x－1)<2，即x<0，此时－<x<0.当x≥1时，原不等式等价为(2x ＋1)＋(x－1)<2，即3x<2，x<，此时不等式无解，综上，原不等式的解为－<x<0，即原不等式的解集为.[答案]4[[5．[故[6．[3a－1＋2a＝[7．若关于x的不等式|a|≥|x＋1|＋|x－2|存在实数解，则实数a的取值范围是__________．[解析]∵f(x)＝|x＋1|＋|x－2|＝∴f(x)≥3.要使|a|≥|x＋1|＋|x－2|有解，∴|a|≥3，即a≤－3或a≥3.[答案](－∞，－3]∪[3，＋∞)8．已知关于x的不等式|x－a|＋1－x>0的解集为R，则实数a的取值范围是__________．[解析]若x－1<0，则a∈R；若x－1≥0，则(x－a)2>(x－1)2对任意的x∈[1，＋∞)恒成立，即(a－1)[(a＋1)－2x]>0对任意的x∈[1，＋∞)恒成立，所以(舍去)或对任意的x∈[1，＋∞]恒成立，解得a<1.综上，a<1.[答案](－∞，1)9．设a，b，c是正实数，且a＋b＋c＝9，则＋＋的最小值为__________．[＝≥2[10．[即∴[11[解析]∵|x－1|＋|x|＋|y－1|＋|y＋1|＝(|1－x|＋|x|)＋(|1－y|＋|1＋y|)≥|(1－x)＋x|＋|(1－y)＋(1＋y)|＝1＋2＝3，当且仅当(1－x)·x≥0，(1－y)·(1＋y)≥0，即0≤x≤1，－1≤y≤1时等号成立，∴|x－1|＋|x|＋|y－1|＋|y＋1|的最小值为3.[答案] 312．若不等式|x＋1|－|x－4|≥a＋，对任意的x∈R恒成立，则实数a的取值范围是________．[解析]只要函数f(x)＝|x＋1|－|x－4|的最小值不小于a＋即可．由于||x＋1|－|x－4||≤|(x＋1)－(x －4)|＝5，所以－5≤|x＋1|－|x－4|≤5，故只要－5≥a＋即可．当a>0时，将不等式－5≥a＋整理，得a2＋5a＋4≤0，无解；当a<0时，将不等式－5≥a＋整理，得a2＋5a＋4≥0，则有a≤－4或－1≤a<0.综上可知，实数a的取值范围是(－∞，－4]∪[－1,0)．[13(1)(2)[解若若若(2)f(x)作出函数f(x)的图象，如图所示．由图象可知，f(x)≥1，∴2a>1，a>，即a的取值范围为.14．(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知函数f(x)＝|x＋1|－2|x－a|，a>0.(1)当a＝1时，求不等式f(x)>1的解集；(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6，求a的取值范围．[解](1)当a＝1时，f(x)>1化为|x＋1|－2|x－1|－1>0.当x≤－1时，不等式化为x－4>0，无解；当－1<x<1时，不等式化为3x－2>0，解得<x<1；当x≥1时，不等式化为－x＋2>0，解得1≤x<2.(2)a＋1,0)，C(a，a15(1)(2)[解f(x).(2)若a＝1，f(x)＝2|x－1|，不满足题设条件；若a<1，f(x)＝f(x)的最小值为1－a；若a>1，f(x)＝f(x)的最小值为a－1.∴对于?x∈R，f(x)≥2的充要条件是|a－1|≥2，∴a的取值范围是(－∞，－1]∪[3，＋∞)．16．(2015·福建卷)已知a>0，b>0，c>0，函数f(x)＝|x＋a|＋|x－b|＋c的最小值为4.(1)(2)[解又(2)(42＝即a当且仅当＝＝，即a＝，b＝，c＝时等号成立．故a2＋b2＋c2的最小值为.。

数学·选修4－5(人教A版)1.1不等式1.1.2 基本不等式一层练习1．设x,y∈R,且x＋y＝5,则3x＋3y的最小值为( ) A．10 B．6 3C．4 6 D．18 3答案：D2．下列不等式一定成立的是( )A．lg(x2＋14)>lg x(x>0)B．sin x＋1sin x≥2(x≠kπ,k∈Z) C．x2＋1≥2|x|(x∈R)D.1x2＋1>1(x∈R)不等式和绝对值不等式解析：应用基本不等式：x ,y ∈R ＋,x ＋y 2≥xy (当且仅当x ＝y 时取等号)逐个分析,注意基本不等式的应用条件及取等号的条件．当x >0时,x 2＋14≥2·x ·12＝x ,所以lg x 2＋14≥lg x (x >0),故选项A 不正确；运用基本不等式时需保证一正二定三相等,而当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定,故选项B 不正确；由基本不等式可知,选项C 正确；当x ＝0时,有1x 2＋1＝1,故选项D 不正确．答案：C3．若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( ) A ．a 2＋b 2>2ab B ．a ＋b ≥2ab C.1a ＋1b>2abD.b a ＋a b≥2解析：∵a 2＋b 2－2ab ＝(a －b )2≥0,∴A 错误． 对于B,C,当a <0时,b <0时,明显错误． 对于D,∵ab >0,∴b a ＋a b ≥2b a ·ab＝2. 答案：D二层练习4．(2013·福建卷)若2x ＋2y ＝1,则x ＋y 的取值范围是( ) A ．[0,2] B ．[－2,0]C ．[－2,＋∞) D．(－∞,－2]解析：利用基本不等式转化为关于x ＋y 的不等式,求解不等式即可． ∵2x ＋2y ≥22x ＋y ,2x ＋2y ＝1, ∴22x ＋y ≤1, ∴2x ＋y ≤14＝2－2,∴x ＋y ≤－2,即(x ＋y )∈(－∞,－2]． 答案：D5．(2013·山东卷)设正实数x ,y ,z 满足x 2－3xy ＋4y 2－z ＝0,则当zxy取得最小值时．x ＋2y －z 的最大值为( ) A ．0 B.98 C ．2 D.94解析：含三个参数x ,y ,z ,消元,利用基本不等式及配方法求最值． z ＝x 2－3xy ＋4y 2(x ,y ,z ∈R ＋),∴z xy ＝x 2－3xy ＋4y 2xy ＝x y ＋4y x －3≥2x y ·4yx－3＝1. 当且仅当x y ＝4yx ,即x ＝2y 时“＝”成立,此时z ＝x 2－3xy ＋4y 2＝4y 2－6y 2＋4y 2＝2y 2,∴x ＋2y －z ＝2y ＋2y －2y 2＝－2y 2＋4y ＝－2(y －1)2＋2. ∴当y ＝1时,x ＋2y －z 取最大值2. 答案：C6．(2013·山东卷)设正实数x 、y ,z 满足x 2－3xy ＋4y 2－z ＝0,则当xyz取得最大值时,2x ＋1y －2z的最大值为( )A ．0B ．1. C.94D ．3解析：含三个参数x ,y ,z ,消元,利用基本不等式及配方法求最值． z ＝x 2－3xy ＋4y 2(x >0,y >0,z >0), ∴xy z ＝xy x 2－3xy ＋4y 2＝1x y ＋4y x－3≤14－3＝1. 当且仅当x y ＝4yx,即x ＝2y 时等号成立,此时z ＝x 2－3xy ＋4y 2＝4y 2－6y 2＋4y 2＝2y 2,∴2x ＋1y －2z ＝22y ＋1y －22y 2＝－1y 2＋2y ＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫1y －12＋1,∴当y ＝1时,2x ＋1y －2z 的最大值为1. 答案：B7．已知a >0,b >0,a ＋b ＝2,则y ＝1a ＋4b的最小值是( )A.72 B ．4 C.92 D ．5解析：∵a ＋b ＝2,∴a ＋b2＝1,∴1a ＋4b ＝1a ＋4b ⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 2＝52＋⎝ ⎛⎭⎪⎫2a b ＋b 2a ≥52＋22a b ·b 2a ＝92⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当2a b ＝b 2a ，即b ＝2a 时，等号成立,故y ＝1a ＋4b 的最小值为92. 答案：C8．(2013·天津卷)设a ＋b ＝2,b >0,则12|a |＋|a |b 的最小值为________．解析：分a >0和a <0,去掉绝对值符号,用均值不等式求解． 当a >0时,12|a |＋|a |b ＝12a ＋a b ＝a ＋b 4a ＋a b ＝14＋⎝ ⎛⎭⎪⎫b 4a ＋a b ≥54； 当a <0时,12|a |＋|a |b ＝1－2a ＋－a b ＝a ＋b －4a ＋－a b ＝－14＋⎝⎛⎭⎪⎫b －4a ＋－a b ≥－14＋1＝34. 综上所述,12|a |＋|a |b 的最小值是34.答案：349．(2013·天津卷)设a ＋b ＝2,b >0.则当a ＝______时,12|a |＋|a |b取得最小值．解析：利用已知条件将常数“1”代换,然后利用均值不等式求最值,同时对a 的正负进行分类讨论,得到a 的值． 由于a ＋b ＝2,所以12|a |＋|a |b ＝a ＋b 4|a |＋|a |b ＝a 4|a |＋b 4|a |＋|a |b,由于b >0,|a |>0时,所以b 4|a |＋|a |b ≥2b 4|a |·|a |b ＝1,因此当a >0时,12|a |＋|a |b 的最小值是14＋1＝54；当a <0时,12|a |＋|a |b 的最小值是－14＋1＝34,故12|a |＋|b |a 的最小值为34,此时⎩⎨⎧b 4|a |＝|a |b ，a <0，即a ＝－2.答案：－2三层练习10．若正数x ,y 满足x ＋3y ＝5xy .则3x ＋4y 的最小值是( ) A.245 B.285C ．5D ．6解析：将已知条件进行转化,利用基本不等式求解． ∵x >0,y >0,由x ＋3y ＝5xy 得15⎝ ⎛⎭⎪⎫1y ＋3x ＝1.∴3x ＋4y ＝15(3x ＋4y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1y ＋3x ＝153xy ＋4＋9＋12y x ＝135＋15⎝ ⎛⎭⎪⎫3x y ＋12y x ≥135＋15×23x y ·12yx＝5(当且仅当x ＝2y 时取等号),∴3x ＋4y 的最小值为5.答案：C11．(2013·上海卷)设常数a >0,若9x ＋a 2x ≥a ＋1对一切正实数x 成立,则a 的取值范围是______．答案：⎣⎢⎡⎭⎪⎫15，＋∞12．设x ,y ∈R 且xy ≠0,则(x 2＋1y 2)(1x2＋4y 2)的最小值为________．解析：⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2＋1y 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2＋4y 2＝5＋1x 2y 2＋4x 2y 2≥5＋21x 2y 2·4x 2y 2＝9,当且仅当x 2y 2＝12时,等号成立． 答案：913．提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况．在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位：千米/时)是车流密度x (单位：辆/千米)的函数．当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0；当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/时,研究表明：当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数．(1)当0≤x ≤200时,求函数v (x )的表达式；(2)当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观点的车辆数,单位：辆/时)f (x )＝x ·v (x )可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/时)．解析：(1)由题意：当 0≤x ≤20时,v (x )＝60；当20≤x ≤200时,设v (x )＝ax ＋b .再由已知得⎩⎨⎧200a ＋b ＝0，20a ＋b ＝60，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－13，b ＝2003.故函数v (x )的表达式为v (x )＝⎩⎨⎧60，0≤x ≤20，13－x ，20<x ≤200.(2)依题意并由(1)可得f (x )＝⎩⎨⎧60x ，0≤x ≤20，13x－x ，20<x ≤200.当0≤x ≤20时,f (x )为增函数,故当x ＝20时,其最大值为60×20＝1200； 当20<x ≤200时,f (x )＝13x (200－x )≤13⎣⎢⎡⎦⎥⎤x ＋－x 22＝100003,当且仅当x ＝200－x ,即x ＝100时,等号成立．所以当x ＝100时,f (x )在区间(20,200]上取得最大值100003.综上,当x ＝100时,f (x )在区间[0,200]上取得最大值100003≈3333, 即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/时．1．在公式a 2＋b 2≥2ab 及a ＋b 2≥ab 的应用中,应注意三点：(1)a 2＋b 2≥2ab 和a ＋b 2≥ab 成立的条件是不同的,前者只要求a ,b 都是实数,而后者要求a ,b 都为正数,例如,(－1)2＋(－3)2≥2(－1)×(－3)成立,而－＋－2≥－－不成立．(2)关于不等式c ≥d 及c ≤d 的含义．不等式“c ≥d ”的含义是“或者c ＞d ,或者c ＝d ”,等价于“c 不小于d ”,即若c ＞d 或c ＝d 有一个正确,则c ≥d 正确．不等式“c ≤d ”读作c 小于或等于d ,其含义是“c <d 或者c ＝d ”,等价于“c 不大于d ”,即若c ＜d 或c ＝d 中有一个正确,则c ≤d 正确．(3)这两个公式都是带有等号的不等式,因此,对定理“当a ,b ∈R 时,a 2＋b 2≥2ab 当且仅当a ＝b 时等号成立”的含义要搞清楚．它的含义是： ①当a ＝b 时,a 2＋b 2＝2ab ； ②当a 2＋b 2＝2ab 时,a ＝b ； ③当a ≠b 时,a 2＋b 2＞2ab ； ④当a 2＋b 2＞2ab 时,a ≠b .对基本不等式：a ,b 为正数,则a ＋b 2≥ab 当且仅当a ＝b 时等号成立,作类似理解．2．解题时要注意考查“三要素”：①函数中的相关项必须都是正数；②变形后各项的和或积有一个必须是常数；③当且仅当各项相等时,“＝”号才能取到,可简化为“一正二定三相等”．求函数最值时,常将不满足上述条件的函数式进行“拆”、“配”等变形,使其满足条件,进而求出最值．有些题目,尽管形式上是x ＋p x型的式子,即两数之积为常数,但由于定义域的限制,不能使等号成立,如y ＝x ＋1x (x ≥5)的最小值,尽管x ＋1x ≥2,当x ＝1x 时,即x ＝1时取“＝”号,而x＝1不在其定义域[5,＋∞)内,因此不能使用基本不等式．这时可利用函数单调性来解：f (x )＝ax ＋bx (a ＞0,b ＞0),在⎝ ⎛⎦⎥⎤0，b a ,⎣⎢⎡⎭⎪⎫－b a ，0内是减函数,在 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫ba ，＋∞,⎝⎛⎦⎥⎤－∞，－b a 内是增函数．函数图象如下图所示．另外,在证明或应用基本不等式解决一些较为复杂的问题时,需要同时或连续使用基本不等式,要注意保证取等号条件的一致性．。

数学人教B 选修4-5第一章1.2 基本不等式1．了解两个或三个正数的算术平均值和几何平均值． 2．理解定理1和定理2(基本不等式)．3．探索并了解三个正数的算术—几何平均值不等式的证明过程． 4．掌握用基本不等式求一些函数的最值及实际的应用问题．1．定理1设a ，b ∈__，则a 2＋b 2≥2ab ，当且仅当____时，等号成立．【做一做1】已知θ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，则sin θcos θ的最大值为__________． 2．定理2(基本不等式或平均值不等式)(1)如果a ，b 为____，则a ＋b2≥ab ，当且仅当____时，等号成立．(2)称______为正数a ，b 的算术平均值，____为正数a ，b 的几何平均值．(3)基本不等式可用语言叙述为：两个正数的________大于或等于它们的__________．(1)a 2＋b 2≥2ab 与a ＋b2≥ab 成立的条件是不同的：前者只要求a ，b 都是实数，而后者要求a ，b 都是正数．有些同学易忽略这一点，例如：(－1)2＋(－4)2≥2×(－1)×(－4)成立，而(－1)＋(－4)2≥(－1)×(－4)不成立．(2)a 2＋b 2≥2ab 与a ＋b2≥ab 都是带有等号的不等式．“当且仅当a ＝b 时，等号成立”这句话的含义是“a ＝b ”是“＝”成立的充要条件，这一点至关重要，忽略它，往往会导致解题错误．(3)由公式a 2＋b 2≥2ab 和a ＋b 2≥ab 可得到结论：①a b ＋b a ≥2(a ，b 同号)；②21a ＋1b ≤ab≤a ＋b 2≤a 2＋b 22(a ，b 是正数)．(4)定理中的a ，b 可以是数字，也可以是比较复杂的代数式． 【做一做2－1】下列不等式中正确的是( )A ．若a ，b ∈R ，则b a ＋a b ≥2b a ·ab＝2B ．若x ，y 都是正数，则lg x ＋lg y ≥2lg x ·lg yC ．若x ＜0，则x ＋4x ≥－2x ·4x ＝－4D ．若x ≤0，则2x ＋2－x ≥22x ·2－x ＝2【做一做2－2】若log 2x ＋log 2y ＝4，则x ＋y 的最小值是__________． 3．定理3(三个正数的算术—几何平均值不等式或平均值不等式)(1)如果a ，b ，c 为正数，则a ＋b ＋c3≥____，当且仅当________时，等号成立．(2)称________为正数a ，b ，c 的算术平均值，______为正数a ，b ，c 的几何平均值． (3)定理3可用语言叙述为三个正数的____________不小于它们的________． 【做一做3】已知x ，y ，z 是正数，且x ＋y ＋z ＝6，则lg x ＋lg y ＋lg z 的取值范围是( ) A ．(－∞，lg 6] B ．(－∞，3lg 2] C ．[lg 6，＋∞) D ．[3lg 2，＋∞)4．定理4(一般形式的算术—几何平均值不等式)如果a 1，a 2，a 3，…，a n 为n 个正数，则a 1＋a 2＋…＋a n n≥na 1a 2…a n ，并且当且仅当__________时，等号成立．【做一做4】若a ，b ，c ，d 是正数，则b a ＋c b ＋d c ＋ad的最小值为__________．答案：1．R a ＝b【做一做1】12 由a ，b ∈R ，a 2＋b 2≥2ab ，得ab ≤a 2＋b 22，∴sin θcos θ≤sin 2θ＋cos 2θ2＝12.当且仅当sin θ＝cos θ，即θ＝π4时等号成立．2．(1)正数 a ＝b (2)a ＋b2ab (3)算术平均值 几何平均值【做一做2－1】D 对于选项A ，当a ·b ＞0时，b a ＋ab≥2；对于选项B ，当x ＞1，y ＞1时，有lg x ＋lg y ≥2lg x ·lg y ；对于选项C ，当x ＜0时，x ＋4x＝－⎝⎛⎭⎫－x －4x ≤－24＝－4. 【做一做2－2】4 由题意可知x ＞0，y ＞0，log 2xy ＝4， ∴xy ＝4.∴x ＋y ≥2xy ＝4，当且仅当x ＝y ＝2时，等号成立． 故x ＋y 的最小值为4.3．(1)3abc a ＝b ＝c (2)a ＋b ＋c 33abc (3)算术平均值 几何平均值【做一做3】B ∵x ，y ，z 是正数，∴xyz ≤⎝⎛⎭⎫x ＋y ＋z 33＝23.∴lg x ＋lg y ＋lg z ＝lg xyz ≤lg 23＝3lg 2，当且仅当x ＝y ＝z ＝2时，等号成立． 4．a 1＝a 2＝…＝a n 【做一做4】4 由定理4可得，b a ＋c b ＋d c ＋ad ≥44b a ·c b ·d c ·a d＝4，当且仅当a ＝b ＝c ＝d时，等号成立．1．三个或三个以上正数的平均值不等式的应用条件是什么？剖析：“一正”：不论是三个数的平均值不等式或者n 个数的平均值不等式，都要求是正数，否则不等式是不成立的．如a ＋b ＋c ≥33abc .取a ＝b ＝－2，c ＝2时，a ＋b ＋c ＝－2，而33abc ＝6，显然－2≥6不成立．“二定”：包含两类求最值问题：一是已知n 个正数的和为定值(即a 1＋a 2＋…＋a n 为定值)，求其积a 1a 2…a n 的最大值；二是已知乘积a 1a 2…a n 为定值，求其和a 1＋a 2＋…＋a n 的最小值．“三相等”：取“＝”号的条件是a 1＝a 2＝a 3＝…＝a n ，不能只是其中一部分值相等． 2．如何使用基本不等式中的变形与拼凑方法？剖析：为了使用基本不等式求最值(或范围等)，往往需要对数学代数式变形或拼凑数学结构，有时一个数拆成两个或两个以上的数，这时候，拆成的数要相等，如y ＝4x 4＋x 2＝4x4＋x 22＋x 22，其中把x 2拆成x 22＋x 22，这样可满足不等式成立的条件，若变形为y ＝4x 4＋x 2＝4x 4＋x 24＋34x 2，虽然满足了乘积是定值这个要求，但“三相等”这个要求就无法满足了，这是因为取“＝”号的条件是4x 4＝x 24＝34x 2，显然x 无解．题型一 利用基本不等式比较大小【例题1】设a ，b ∈(0，＋∞)，试比较a ＋b 2，ab ，a 2＋b 22，2aba ＋b的大小，并说明理由．分析：解答本题应充分利用基本不等式及其变形，不等式的性质．反思：基本不等式有着重要的应用，在使用时还应记住重要的变形公式．如a ，b 是正数，且b ≥a 时，a ≤2ab a ＋b ≤ab ≤a ＋b 2≤a 2＋b 22≤b ，其中2ab a ＋b ＝21a ＋1b 为a ，b 的调和平均值，ab 为a ，b 的几何平均值，a ＋b 2为a ，b 的算术平均值，a 2＋b 22为a ，b 的平方平均值．要注意公式的推导和结论的运用：调和平均值≤几何平均值≤算术平均值≤平方平均值．题型二 利用基本不等式求最值【例题2】(1)已知x ，y 是正数，且x ＋2y ＝1，求1x ＋1y的最小值；(2)已知x ＞0，y ＞0，且5x ＋7y ＝20，求xy 的最大值；(3)已知x ＜54，求y ＝4x －1＋14x －5的最大值；(4)已知a ＞0，b ＞0，且a 2＋b 22＝1，求a 1＋b 2的最大值； (5)已知x 是正数，求函数y ＝x (1－x 2)的最大值； (6)θ为锐角，求y ＝sin θ·cos 2θ的最值．分析：根据题设条件，合理变形，创造能用基本不等式的条件．反思：解题时要注意考察“三要素”：(1)函数中的相关项必须都是正数；(2)变形后各项的和或积有一个必须是常数；(3)当且仅当各项相等时，才能取到等号，可简化为“一正二定三相等”．求函数的最值时，常将不满足上述条件的函数式进行“拆”、“配”等变形，使其满足条件，进而求出最值．题型三 基本不等式的实际应用【例题3】某国际化妆品生产企业为了占有更多的市场份额，拟在2012年英国伦敦奥运会期间进行一系列促销活动，经过市场调查和测算，化妆品的年销量x 万件与年促销费t 万元之间满足3－x 与t ＋1成反比例的关系，如果不搞促销活动，化妆品的年销量只能是1万件，已知2012年生产化妆品的设备折旧、维修等固定费用为3万元，每生产1万件化妆品需要投入32万元的生产费用，若将每件化妆品的售价定为其生产成本的150%与平均每件促销费的一半之和，则当年生产的化妆品正好能销完．(1)将2012年的利润y (万元)表示为促销费t (万元)的函数；(2)该企业2012年的促销费投入多少万元时，企业的年利润最大？分析：表示出题中的所有已知量和未知量，利用它们之间的关系列出函数表达式，再应用不等式求最值．反思：解答不等式的实际应用问题，一般可分为如下四步：①阅读理解材料：应用题所用语言多为“文字语言、符号语言、图形语言”并用，而且多数应用题篇幅较长．阅读理解材料要达到的目的是将实际问题抽象成数学模型．这就要求解题者领悟问题的实际背景，确定问题中量与量之间的关系，初步形成用怎样的模型能够解决问题的思路，明确解题方向．②建立数学模型：根据①中的分析，把实际问题用“符号语言”、“图形语言”抽象成数学模型，并且建立所得数学模型和已知数学模型的对应关系，以便确立下一步的努力方向．③讨论不等关系：根据题目要求和②中建立起来的数学模型，讨论与结论有关的不等关系，得出有关理论参数的值．④得出问题结论：根据③中得到的理论参数的值，结合题目要求得出问题的结论． 题型四 易错辨析易错点：利用基本不等式求最值时，应注意不等式成立的条件，即变量为正实数，和或积为定值，等号成立，三者缺一不可．【例题4】求函数y ＝1－2x －3x 的值域．错解：∵y ＝1－2x －3x ＝1－⎝⎛⎭⎫2x ＋3x ，而2x ＋3x ≥22x ×3x ＝26，当且仅当2x ＝3x，即x ＝±62时，等号成立，故值域为(－∞，1－26]．错因分析：在应用基本不等式时未保证2x ，3x为正值这一条件成立．答案：【例题1】解：∵a ，b ∈(0，＋∞)，∴ab ≤a ＋b2(当且仅当a ＝b 时取等号)，1a ＋1b ≥2ab， ∴ab ≥21a ＋1b＝2aba ＋b (当且仅当a ＝b 时取等号)．又⎝⎛⎭⎫a ＋b 22＝a 2＋b 2＋2ab 4≤a 2＋b 2＋a 2＋b 24＝a 2＋b 22.∴a ＋b 2≤a 2＋b 22(当且仅当a ＝b 时取等号)．综上，2aba ＋b≤ab ≤a ＋b 2≤a 2＋b 22(当且仅当a ＝b 时取等号)．【例题2】解：(1)因为x ＋2y ＝1，所以1x ＋1y ＝x ＋2y x ＋x ＋2y y ＝3＋2y x ＋x y≥3＋22y x ·xy ＝3＋22，当且仅当2y x ＝xy，x ＋2y ＝1，即x ＝2－1，y ＝1－22时，等号成立．所以当x ＝2－1，y ＝1－22时，1x ＋1y取最小值3＋2 2.(2)xy ＝135(5x ·7y )≤135⎝⎛⎭⎫5x ＋7y 22＝135×⎝⎛⎭⎫2022＝207， 当且仅当5x ＝7y ＝10，即x ＝2，y ＝107时，等号成立，此时xy 取最大值207.(3)因为x ＜54，所以4x －5＜0，故5－4x ＞0.所以y ＝4x －1＋14x －5＝－⎝⎛⎭⎫5－4x ＋15－4x ＋4.因为5－4x ＋15－4x ≥2(5－4x )·15－4x＝2，所以y ≤－2＋4＝2.当且仅当5－4x ＝15－4x，即x ＝1时，等号成立．所以当x ＝1时，y 取最大值2.(4)a 1＋b 2＝a 2⎝⎛⎭⎫12＋b 22＝2a ·12＋b 22≤22⎣⎡⎦⎤a 2＋⎝⎛⎭⎫12＋b 22＝324， 当且仅当a ＝12＋b 22，即a ＝32，b ＝22时，等号成立，此时a 1＋b 2有最大值324.(5)∵y ＝x (1－x 2)，∴y 2＝x 2(1－x 2)2＝2x 2(1－x 2)(1－x 2)·12.∵2x 2＋(1－x 2)＋(1－x 2)＝2，∴y 2≤12⎝⎛⎭⎫2x 2＋1－x 2＋1－x 233＝427.当且仅当2x 2＝1－x 2，即x ＝33时，等号成立．∴y ≤239，即y max ＝239.(6)y 2＝sin 2θcos 2θcos 2θ ＝12·2sin 2θ(1－sin 2θ)(1－sin 2θ) ≤12⎝⎛⎭⎫233＝427， 当且仅当2sin 2θ＝1－sin 2θ，即sin θ＝33时，等号成立．∴y max ＝239.【例题3】解：(1)由题意可设 3－x ＝kt ＋1(k ≠0)．将t ＝0，x ＝1代入，得k ＝2.∴x ＝3－2t ＋1.当年生产x 万件时，∵年生产成本＝年生产费用＋固定费用，∴年生产成本为32x ＋3＝32⎝⎛⎭⎫3－2t ＋1＋3.当销售x 万件时，年销售收入为150%⎣⎡⎦⎤32⎝⎛⎭⎫3－2t ＋1＋3＋12t .由题意，生产x 万件化妆品正好销完，由年利润＝年销售收入－年生产成本－促销费，得年利润y ＝－t 2＋98t ＋352(t ＋1)(t ≥0)．(2)y ＝－t 2＋98t ＋352(t ＋1)＝50－⎝⎛⎭⎪⎫t ＋12＋32t ＋1 ≤50－2t ＋12×32t ＋1＝50－216＝42， 当且仅当t ＋12＝32t ＋1，即t ＝7时，等号成立，此时y max ＝42，∴当促销费投入为7万元时，企业的年利润最大．【例题4】正解：当x ＞0时，y ＝1－2x －3x＝1－⎝⎛⎭⎫2x ＋3x ≤1－26，当且仅当2x ＝3x ，即x ＝62时，等号成立．当x ＜0时，y ＝1＋⎣⎡⎦⎤(－2x )＋⎝⎛⎭⎫－3x ≥1＋2(－2x )·⎝⎛⎭⎫－3x ＝1＋26， 当且仅当－2x ＝－3x ，即x ＝－62时，等号成立．∴所求函数的值域为(－∞，1－26]∪[1＋26，＋∞)．1下列函数中，最小值为2的是( )A ．y ＝x 2＋2xB ．y ＝x 2＋2＋1x 2＋2C ．y ＝sin x ＋sec x ，x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2 D ．y ＝7x＋7－x2(2012·山东青岛一模)已知a ＞0，b ＞0，且2a ＋b ＝4，则1ab的最小值为( )A ．14B ．4C ．12D ．23若a ＞b ＞0，则a ＋1b (a －b )的最小值是( )A ．3B ．4C ．5D ．64周长为l 的矩形的面积的最大值为__________，对角线长的最小值为__________．5若a ，b ∈(0，＋∞)，且a ＋b ＝1，则a 2＋b 2的最小值为__________，1a 2＋1b2的最小值为__________．答案：1．D 对于选项A ，需考虑x 的符号；对于选项B ，不能用基本不等式求最值，等号不成立；对于选项C ，x ＝π2时sec x 无意义．对于选项D ，y ＝7x ＋7－x ≥27x ·7－x ＝2，当且仅当7x＝7－x ，即x ＝0时，等号成立．2．C3．A ∵a ＞b ＞0，∴a ＋1b (a －b )＝(a －b )＋b ＋1b (a －b )≥33(a －b )·b ×1b (a －b )＝3，当且仅当a －b ＝b ＝1b (a －b )，即a ＝2，b ＝1时等号成立．4．l 216 24l 设矩形的两邻边长分别为x ，y ，则x ＋y ＝l 2，∴面积S ＝xy ≤⎝⎛⎭⎫x ＋y 22＝l 216(当且仅当x ＝y 时取等号)，对角线长a ＝x 2＋y 2≥(x ＋y )22＝24l (当且仅当x ＝y 时取等号)．5．12 8 因为a ＞0，b ＞0，则a 2＋b 2≥(a ＋b )22＝12，当且仅当a ＝b ＝12时取等号， 1a 2＋1b 2＝a 2＋b 2a 2b 2≥2ab ≥2⎝⎛⎭⎫a ＋b 22＝8，当且仅当a ＝b ＝12时取等号．1设x ，y ∈(0，＋∞)，且满足x ＋4y ＝40，则lg x ＋lg y 的最大值是( ) A ．40 B ．10 C ．4 D ．2答案：D ∵x ，y ∈(0，＋∞)，42x y+≤.44x y+＝10，∴xy ≤100. ∴lg x ＋lg y ＝lg xy ≤lg 100＝2.当且仅当x ＝4y ，即x ＝20，y ＝5时等号成立．2若a ＞b ＞1，P 1(lg lg )2Q a b ＝+，lg 2a b R +⎛⎫⎪⎝⎭＝，则( )A ．R ＜P ＜QB ．P ＜Q ＜RC ．Q ＜P ＜RD ．P ＜R ＜Q答案：B ∵a ＞b ＞1，∴lg a ＞lg b ＞0且2a b+>∴Q ＝1(lg lg 2a b -P .R ＝lg 2a b +⎛⎫⎪⎝⎭1(lg lg )2a b +＝Q ， ∴R ＞Q ＞P .3若x ＞0，则294x x+的最小值是( )A ．9B ．C ．13D ．不存在答案：B 因为x ＞0，所以294x x +＝2922x x x ++≥，当且仅当292=x x ，即x 时等号成立． 4已知不等式1()9a x y x y ⎛⎫+≥⎪⎝⎭＋对任意正实数x ，y 恒成立，则正实数a 的最小值为( )A ．2B ．4C ．6D ．8答案：B 1()a x y x y ⎛⎫++⎪⎝⎭＝1+ax ya y x ++≥1+a +＝2(当且仅当yx=)． ∵1()a x y x y ⎛⎫++ ⎪⎝⎭≥9对任意正实数x ，y 恒成立，∴2≥9.∴a ≥4.5若正数a ，b 满足ab ＝a ＋b ＋3，则ab 的取值范围是______．答案：[9，＋∞) t (t ＞0)，由ab ＝a ＋b ＋3≥3， 则有t 2≥2t ＋3，即t 2－2t －3≥0.解得t ≥3或t ≤－1(不合题意，舍去)．3.∴ab ≥9，当且仅当a ＝b ＝3时取等号．6若正实数x ，y ，z 满足x －2y ＋3z ＝0，则2y xz的最小值是______．答案：3 由x －2y ＋3z ＝0，得y ＝32x z +，代入2y xz，得229666=344x z xz xz xzxz xz +++≥，当且仅当x ＝y ＝3z 时取“＝”．7若直线2ax －by ＋2＝0(a ＞0，b ＞0)经过圆x 2＋y 2＋2x －4y ＋1＝0的圆心，则11a b+的最小值是__________．答案：4 圆x 2＋y 2＋2x －4y ＋1＝0，即(x ＋1)2＋(y －2)2＝4，其圆心为(－1,2)． 又直线2ax －by ＋2＝0(a ＞0，b ＞0)过圆心(－1,2)， 所以－2a －2b ＋2＝0，化简得：a ＋b ＝1(a ＞0，b ＞0)．所以111a b a b ab ab++==. 又2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭，所以1114a b ab +=≥，当且仅当a ＝b ＝12时等号成立． 8(2012·江苏徐州第一次质检)已知a 1，a 2，…，a n 都是正数，且a 1·a 2·…·a n ＝1，求证：(2＋a 1)(2＋a 2)…(2＋a n )≥3n.答案：证明：因为a 1是正数，所以2＋a 1＝1＋1＋a 1≥同理2＋a j ＝1＋1＋a j ≥j ＝2,3，…，n )，将上述不等式两边相乘，得(2＋a 1)(2＋a 2)…(2＋a n )≥3n 因为a 1·a 2·…·a n ＝1，所以(2＋a 1)(2＋a 2)…(2＋a n )≥3n .当且仅当a 1＝a 2＝…＝a n ＝1时，等号成立．9如图所示，将一矩形花坛ABCD 扩建成一个更大的矩形花坛AMPN ，要求B 在AM 上，D 在AN 上，且对角线MN 过C 点，已知AB ＝3米，AD ＝2米．(1)要使矩形AMPN 的面积大于32平方米，则AN 的长应在什么范围内？ (2)当AN 的长度是多少时，矩形AMPN 的面积最小？并求最小面积． 答案：解：(1)设AN ＝x (x ＞2)，则ND ＝x －2.由题意，得ND AN DC AM =，∴23x x AM-=.∴3=2xAM x -.∴S 矩形AMPN ＝32xx x ⋅-＞32. ∴3x 2－32x ＋64＞0.∴(3x －8)(x －8)＞0. ∴2＜x ＜83或x ＞8. ∴AN 的长的范围是82,3⎛⎫⎪⎝⎭∪(8，＋∞)．(2)S 矩形AMPN ＝2233(2)12(2)1222x x x x x -+-+=-- ＝123(2)++122x x --≥， 当且仅当x ＝4时取“＝”．∴当AN 的长度为4米时，矩形AMPN 的面积最小，矩形AMPN 的最小面积为24平方米．10求函数y =a ＜b )的最大值． 答案：解：解法一：函数的定义域为[a ，b ]，y ＞0， 所以y 2＝b a -+2(b －a )，当且仅当=2a bx -时，等号成立． 所以y解法二：利用不等式22222a b a b ++⎛⎫≥ ⎪⎝⎭.22=22y ⎛⎛⎫ ⎪ ⎝⎭⎝⎭()()22x a b x b a-+--≤=， 所以y 2≤2(b －a )，即y ≤当且仅当x －a ＝b －x ，即2b ax +＝时，等号成立，所以max y。

第1课时课时 不等式的性质不等式的性质 [探索研究]1、实数的运算性质与大小顺序的关系： 0>-Û>b a b a0=-Û=b a b a 0<-Û<b a b a得出结论：要比较两个实数的大小，只要考察它们的差的符号即可。

2、不等式的基本性质（、不等式的基本性质（66个）： [参考习题]1、若a 、b 、x 、y ∈R ，则()()0x y a b x a y b +>+ìí-->î是x a y b>ìí>î成立的（成立的（ ））A. A. 充分不必要条件充分不必要条件充分不必要条件B. B. B. 必要不充分条件必要不充分条件必要不充分条件C. C. 充要条件充要条件充要条件D. D. D. 既不充分也不必要条件既不充分也不必要条件既不充分也不必要条件2、已知2()f x ax c =+，且4(1)1f -££-，1(2)5f -££，求f(3)f(3)的取值范围。

的取值范围。

的取值范围。

3、已知a>0a>0，，2220a ab c -+=，2bc a >，试比较a 、b 、c 的大小。

的大小。

第2课时课时 基本不等式基本不等式 [探索研究]1、定理1：如果R b a Î,，那么ab b a 222³+（当且仅当b a =时取“时取“==”） 2、定理2：如果b a ,是正数，那么ab ba ³+2（当且仅当b a =时取“时取“==”） 3、已知x, y 都是正数。

则都是正数。

则（1）如果积xy 是定值p ，那么当x=y 时，和x+y 有最小值2p ； （2）如果和x+y 是定值s ，那么当x=y 时，积xy 有最大值214s[参考习题]1、当x 取什么值时，函数2294xx y +=有最小值？最小值是多少？有最小值？最小值是多少？ 2、求函数1622++-=x x x y （0³x ）的最小值。