高中数学公式完全总结归纳(均值不等式)
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..均值不等式归纳总结1. (1)假设R b a ∈,,那么ab b a 222≥+(2)假设R b a ∈,,那么222b a ab +≤〔当且仅当b a =时取“=〞〕 2. (1)假设*,R b a ∈,那么ab b a ≥+2(2)假设*,Rb a ∈,那么ab b a 2≥+〔当且仅当ba =时取“=〞〕(3)假设*,R b a ∈,那么22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=〞〕3.假设0x >,那么12x x +≥(当且仅当1x =时取“=〞〕假设0x <,那么12x x+≤-(当且仅当1x =-时取“=〞〕假设0x ≠,那么11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=〞〕4.假设0>ab ,那么2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=〞〕假设0ab ≠,那么22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=〞〕5.假设R b a ∈,,那么2)2(222b a b a +≤+〔当且仅当b a =时取“=〞〕『ps.(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、比拟大小、求变量的取值X 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:求以下函数的值域〔1〕y=3x2+12x 2〔2〕y=x+1x解:(1)y=3x2+12x 2≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞〕(2)当x >0时,y =x +1x ≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -〔- x -1x 〕≤-2x ·1x=-2 ∴值域为〔-∞,-2]∪[2,+∞〕解题技巧技巧一:凑项例54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b ab a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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+12x 2(2)y=x+1x解:(1)y=3x 2+12x 2≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x ≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x )≤-2x ·1x=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ﻩ(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤ﻩﻩ(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2ﻩ(2)若*,Rb a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当b a =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x+≥ (当且仅当1x =时取“=”) 若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0x ≠,则11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b ab a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps .(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=3x2+12x 2(2)y=x+\f(1,x) 解:(1)y=3x 2+错误!≥2错误!=错误!∴值域为[错误!,+∞)(2)当x>0时,y=x+错误!≥2错误!=2;当x <0时, y =x +错误!= -(- x-错误!)≤-2错误!=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b ab a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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+12x 2(2)y=x+1x解:(1)y=3x 2+12x 2≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x ≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x )≤-2x ·1x=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式公式完全总结归纳均值不等式(Mean Inequality)是数学中的一种重要的不等式,它描述了一组数的算术平均值与几何平均值之间的关系。
这个不等式在数学中有广泛的应用,并且具有一般性质和特殊形式。
接下来我将对均值不等式的公式进行完全总结和归纳。
一、一般形式:设有n个实数a₁、a₂、..、aₙ,则它们的算术平均值(A.M., Arithmetic Mean)与几何平均值(G.M., Geometric Mean)满足以下不等式:G.M.≤A.M.二、特殊形式:1.对于正实数a₁、a₂、..、aₙ,它们的平均值满足以下不等式:G.M.≤H.M.≤A.M.其中H.M.表示它们的调和平均值(Harmonic Mean)。
这个不等式说明了几何平均值小于等于调和平均值,并且调和平均值小于等于算术平均值。
2.对于正实数a₁、a₂、..、aₙ,它们的平均值满足以下不等式:G.M.≤Q.M.≤A.M.其中Q.M.表示它们的平方平均值(Quadratic Mean),也称为均方根。
这个不等式说明了几何平均值小于等于平方平均值,平方平均值小于等于算术平均值。
三、加权均值不等式:对于实数a₁、a₂、..、aₙ和正实数w₁、w₂、..、wₙ(权重),则有以下加权均值不等式成立:A.M.≥G.M.≥H.M.≥Q.M.其中加权算术平均值(A.M.)大于等于加权几何平均值(G.M.),大于等于加权调和平均值(H.M.),大于等于加权平方平均值(Q.M.)。
四、一些常用的特殊不等式:1. Cauchy-Schwarz不等式:对于实数a₁、a₂、..、aₙ和b₁、b₂、..、bₙ(a₁b₁+a₂b₂+...+aₙbₙ)²≤(a₁²+a₂²+...+aₙ²)(b₁²+b₂²+...+bₙ²)2. Jensen不等式:对于实数a₁、a₂、..、aₙ和函数f(x),如果f(x)是凸函数(或凹函数),则有以下不等式成立:f(a₁) + f(a₂) + ... + f(aₙ) ≥ nf(A.M.)其中f(A.M.)是函数f(x)在x=A.M.处的值。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a,,则ab ba 222(2)若R ba,,则222b aab (当且仅当b a 时取“=”)2. (1)若*,R ba ,则abb a2(2)若*,R b a ,则abb a2(当且仅当b a时取“=”)(3)若*,R ba ,则22b a ab(当且仅当b a 时取“=”)3.若0x ,则12x x (当且仅当1x 时取“=”)若0x ,则12xx(当且仅当1x时取“=”)若0x,则11122-2x x xxxx即或(当且仅当b a 时取“=”)4.若0ab,则2ab ba (当且仅当b a时取“=”)若0ab,则22-2a b a b a b bababa即或(当且仅当b a 时取“=”)5.若R ba,,则2)2(222b ab a (当且仅当b a 时取“=”)『ps.(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+12x 2(2)y =x +1x 解:(1)y =3x 2+12x2≥23x 2·12x2=6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x ≥2x ·1x =2;当x <0时,y =x +1x = -(-x -1x)≤-2x ·1x=-2∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例已知54x,求函数14245yx x 的最大值。
解:因450x ,所以首先要“调整”符号,又1(42)45xx g不是常数,所以对42x 要进行拆、凑项,5,5404xx Q ,11425434554y x xxx231当且仅当15454xx,即1x 时,上式等号成立,故当1x 时,max1y 。
均值不等式公式完全总结归纳非常实用1.算术平均值不等式(AM):对于任意非负实数a1,a2,...,an,有(a1+a2+...+an)/n ≥ (√a1+√a2+...+√an)/√n这个不等式告诉我们,对于一组非负实数,它们的算术均值总是大于等于它们的平方根的算术均值。
2.几何平均值不等式(GM):对于任意正实数a1,a2,...,an,有(a1·a2·...·an)^(1/n) ≤ (a1+a2+...+an)/n这个不等式告诉我们,对于一组正实数,它们的几何均值总是小于等于它们的算术均值。
3.平均数不等式(QM):对于任意非负实数a1,a2,...,an,有(√(a1^2+a2^2+...+an^2))/n ≥ (a1+a2+...+an)/n这个不等式告诉我们,对于一组非负实数,它们的平方和的平均值总是大于等于它们的算术均值。
4. 加权平均值不等式(Weighted AM):对于任意非负实数a1,a2,...,an和非负权重w1,w2,...,wn,有(w1a1+w2a2+...+wnan)/(w1+w2+...+wn) ≥(w1√a1+w2√a2+...+wn√an)/(√(w1+w2+...+wn))这个不等式告诉我们,对于一组非负实数和它们的对应权重,加权平均值总是大于等于加权平方根的平均值。
5. 广义均值不等式(Generalized Mean Inequality):对于任意非负实数a1,a2,...,an和非零实数p,有[(a1^p+a2^p+...+an^p)/n]^(1/p) ≥[(a1^q+a2^q+...+an^q)/n]^(1/q)其中p和q是互为倒数的实数,即1/p+1/q=1这个不等式告诉我们,对于一组非负实数和给定的p和q,p次幂均值总是大于等于q次幂均值。
除了上述的基本均值不等式外,还有一些特殊形式的均值不等式:6. 帕纳不等式(Peano's Inequality):对于两个非负实数a和b,有(a+b)^n ≥ a^n + C(n,1)a^(n-1)b + C(n,2)a^(n-2)b^2 + ... + C(n,n-1)ab^(n-1) + b^n其中C(n,k)表示从n个元素中选取k个元素的组合数。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b ab a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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+12x 2(2)y=x+1x解:(1)y=3x 2+12x 2≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x ≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x )≤-2x ·1x=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当ba =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x xx x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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+12x 2(2)y=x+1x解:(1)y =3x 2+12x 2 ≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x )≤-2x ·1x=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
均值不等式归纳总结1.(1)若R b a ∈,,则abb a 222≥+(2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2.(1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则abb a 2≥+(当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎟⎠⎞⎜⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥(当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤−(当且仅当1x =−时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x xx x+≥+≥+≤即或(当且仅当b a =时取“=”)4.若0>ab ,则2≥+ab b a (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或(当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b ab a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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=3x2+12x2(2)y=x+1x解:(1)y=3x2+12x2≥23x2·12x2=6∴值域为[6,+∞)(2)当x>0时,y=x+1x≥2x·1x=2;当x<0时,y=x+1x =-(-x-1x )≤-2x·1x=-2∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例已知54x <,求函数14245y x x =−+−的最大值。
解:因450x −<,所以首先要“调整”符号,又1(42)45x x −−i不是常数,所以对42x −要进行拆、凑项,5,5404x x <∴−>∵,11425434554y x x x x ⎛⎞∴=−+=−−++⎜⎟−−⎝⎠231≤−+=当且仅当15454x x−=−,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 1y =。
均值不等式归纳总结1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤ (当且仅当ba =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当ba =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”)3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”)若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x xx x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若0>ab ,则2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=”)若0ab ≠,则22-2a b a b a b bababa+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”)5.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”)『ps.(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+12x2(2)y =x +1x解:(1)y =3x 2+12x 2 ≥23x 2·12x 2= 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x )≤-2x ·1x =-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
解:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1(42)45x x --不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项,5,5404x x <∴->,11425434554y x x x x ⎛⎫∴=-+=--++ ⎪--⎝⎭231≤-+= 当且仅当15454x x-=-,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 1y =。
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(82)y x x =-的最大值。
解析:由知,,利用均值不等式求最值,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2(82)8x x +-=为定值,故只需将(82)y x x =-凑上一个系数即可。
当,即x =2时取等号 当x =2时,(82)y x x =-的最大值为8。
评注:本题无法直接运用均值不等式求解,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用均值不等式求最大值。
变式:设230<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
解:∵230<<x ∴023>-x ∴2922322)23(22)23(42=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≤-⋅=-=x x x x x x y 当且仅当,232x x -=即⎪⎭⎫⎝⎛∈=23,043x 时等号成立。
技巧三: 分离例3. 求2710(1)1x x y x x ++=>-+的值域。
解析一:本题看似无法运用均值不等式,不妨将分子配方凑出含有(x +1)的项,再将其分离。
当,即时,421)591y x x ≥+⨯+=+((当且仅当x =1时取“=”号)。
技巧四:换元解析二:本题看似无法运用均值不等式,可先换元,令t=x +1,化简原式在分离求最值。
22(1)7(1+10544=5t t t t y t t t t-+-++==++)当,即t=时,4259y t t≥⨯=(当t=2即x =1时取“=”号)。
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()(0,0)()Ay mg x B A B g x =++>>,g(x)恒正或恒负的形式,然后运用均值不等式来求最值。
的单调性。
例:求函数2y =的值域。
(2)t t =≥,则2y =1(2)t t t ==+≥因10,1t t t>⋅=,但1t t=解得1t =±不在区间[)2,+∞,故等号不成立,考虑单调性。
因为1y t t=+在区间[)1,+∞单调递增,所以在其子区间[)2,+∞为单调递增函数,故52y ≥。
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)231,(0)x x y x x ++=> (2)12,33y x x x =+>- (3)12sin ,(0,)sin y x x x π=+∈2.已知01x <<,求函数y =.;3.203x <<,求函数y =的最大值. 条件求最值1.若实数满足2=+b a ,则b a 33+的最小值是 .分析:“和”到“积”是一个缩小的过程,而且b a 33⋅定值,因此考虑利用均值定理求最小值,解: b a 33和都是正数,b a 33+≥632332==⋅+b a b a当b a 33=时等号成立,由2=+b a 及b a 33=得1==b a 即当1==b a 时,b a 33+的最小值是6.变式:若44log log 2x y +=,求11x y+的最小值.并求x,y 的值技巧六: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0,0x y >>,且191x y+=,求x y +的最小值。
错解..:0,0x y >>,且191x y+=,∴()1912x y x y x y ⎛⎫+=++≥ ⎪⎝⎭故()min 12x y += 。
错因:解法中两次连用均值不等式,在x y +≥等号成立条件是x y =,在19x y +≥19x y=即9y x =,取等号的条件的不一致,产生错误。
因此,在利用均值不等式处理问题时,列出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:190,0,1x y x y >>+=,()1991061016y x x y x y x y x y⎛⎫∴+=++=++≥+= ⎪⎝⎭当且仅当9y x x y=时,上式等号成立,又191x y +=,可得4,12x y ==时,()min 16x y += 。
变式: (1)若+∈R y x ,且12=+y x ,求yx 11+的最小值(2)已知+∈R y x b a ,,,且1=+yb xa ,求y x +的最小值技巧七已知x ,y 为正实数,且x 2+y 22=1,求x 1+y 2 的最大值.分析:因条件和结论分别是二次和一次,故采用公式ab ≤a 2+b 22。
同时还应化简1+y 2 中y 2前面的系数为 12 , x1+y 2 =x2·1+y 22 =2 x ·12 +y 22下面将x ,12 +y 22 分别看成两个因式: x ·12 +y 22≤x 2+(12 +y 22 )22 =x 2+y 22 +12 2 =34即x1+y 2= 2 ·x12 +y 22 ≤ 342技巧八:已知a ,b 为正实数,2b +ab +a =30,求函数y =1ab的最小值.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 =30-2b b +1 , ab =30-2b b +1 ·b =-2 b 2+30bb +1由a >0得,0<b <15令t =b +1,1<t <16,ab =-2t 2+34t -31t =-2(t +16t )+34∵t +16t≥2t ·16t=8∴ ab ≤18 ∴ y ≥118当且仅当t =4,即b =3,a =6时,等号成立。
法二:由已知得:30-ab =a +2b ∵ a +2b ≥22 ab ∴ 30-ab ≥22 ab令u =ab 则u 2+2 2 u -30≤0, -5 2 ≤u ≤3 2∴ab ≤3 2 ,ab ≤18,∴y ≥118点评:①本题考查不等式ab ba ≥+2)(+∈R b a ,的应用、不等式的解法及运算能力;②如何由已知不等式230ab a b =++)(+∈R b a ,出发求得ab 的范围,关键是寻找到ab b a 与+之间的关系,由此想到不等式ab ba ≥+2)(+∈R b a ,,这样将已知条件转换为含ab 的不等式,进而解得ab 的范围.变式:1.已知a >0,b >0,ab -(a +b )=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W =3x +2y 的最值.解法一:若利用算术平均与平方平均之间的不等关系,a +b2≤a 2+b 22,本题很简单3x +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,W 2=3x +2y +23x ·2y =10+23x ·2y ≤10+(3x )2·(2y )2 =10+(3x +2y )=20∴ W ≤20 =2 5变式: 求函数15()22y x <<的最大值。
解析:注意到21x -与52x -的和为定值。
2244(21)(52)8y x x ==+≤+-+-=又0y >,所以0y <≤当且仅当21x -=52x -,即32x =时取等号。
故max y =评注:本题将解析式两边平方构造出“和为定值”,为利用均值不等式创造了条件。
总之,我们利用均值不等式求最值时,一定要注意“一正二定三相等”,同时还要注意一些变形技巧,积极创造条件利用均值不等式。
应用二:利用均值不等式证明不等式1.已知c b a ,,为两两不相等的实数,求证:ca bc ab c b a ++>++222 1)正数a ,b ,c 满足a +b +c =1,求证:(1-a )(1-b )(1-c )≥8abc例6:已知a 、b 、c R +∈,且1a b c ++=。