高三数学新课标总复习基本不等式
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教 学 目 标 了解现实世界和日常生活中的不等关系。
重 难 点 会解一元二次不等式。
【知识回顾与能力提升】
等差数列
(1)若等差数列{an}的首项是a1,公差是d,则其通项公式为an=a1+(n-1)d.
若等差数列{an}的第m项为am,则其第n项an可以表示为an=am+(n-m)d.
(2)等差数列的前n项和公式
Sn=na1+an2=na1+nn-12d.(其中n∈N*,a1为首项,d为公差,an为第n项)
等比数列
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
若等比数列{an}的第m项为am,公比是q,则其第n项an可以表示为an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=a11-qn1-q=a1-anq1-q
考点二 等差数列的判定与证明
【例2】 (2014·梅州调研改编)若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=12.
(1)求证:1Sn成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
考点二 等差数列的判定与证明
【例2】 (2014·梅州调研改编)若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=12.
(1)求证:1Sn成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
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【新知识梳理与重难点点睛】
考点一 利用基本不等式证明不等式|(重点保分型考点——师生共研)
[必备知识]
1.基本不等式ab≤a+b2
(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时取等号.
2.几个重要的不等式
(1)a2+b2≥2ab (a,b∈R).
(2)ba+ab≥2(a,b同号).
(3)ab≤a+b22(a,b∈R).
(4)a2+b22≥a+b22(a,b∈R).
[典题例析]
设a,b,c都是正数,求证:bca+acb+abc≥a+b+c.
证明:∵a,b,c都是正数,
∴bca,cab,abc都是正数.
∴bca+cab≥2c,当且仅当a=b时等号成立,
cab+abc≥2a,当且仅当b=c时等号成立,
abc+bca≥2b,当且仅当a=c时等号成立.
三式相加,得2bca+cab+abc≥2(a+b+c),
即bca+cab+abc≥a+b+c,当且仅当a=b=c时等号成立.
[类题通法]
利用基本不等式证明不等式的方法技巧
利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况,要从整体上把握运用基本不等式,对不满足使用基本不等式条件的可通过“变形”来转换,常见的变形技巧有:拆项,并项,也可乘上一个数或加上一个数,“1”的代换法等.
[演练冲关]
设a,b均为正实数,求证:1a2+1b2+ab≥22.
- 3 - 证明:由于a,b均为正实数,
所以1a2+1b2≥2 1a2·1b2=2ab,
当且仅当1a2=1b2,即a=b时等号成立,
又因为2ab+ab≥2 2ab·ab=22,
当且仅当2ab=ab时等号成立,
所以1a2+1b2+ab≥2ab+ab≥22,
当且仅当 1a2=1b2,2ab=ab,即a=b=42时取等号.
考点二 利用基本不等式求最值|(题点多变型考点——全面发掘)
[必备知识]
已知x>0,y>0,则:
(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2p.(简记:积定和最小)
(2)如果和x+y是定值p,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是p24.(简记:和定积最大)
[一题多变]
[典型母题]
已知a>0,b>0,a+b=1,则1a+1b的最小值为________.
[解析] ∵a>0,b>0,a+b=1,
∴1a+1b=a+ba+a+bb=2+ba+ab
≥2+2ba·ab=4,
即1a+1b的最小值为4,当且仅当a=b=12时等号成立.
[答案] 4
[题点发散1] 本例的条件不变,则1+1a1+1b的最小值为________.
解析:1+1a1+1b=1+a+ba1+a+bb=2+ba·2+ab=5+2ba+ab≥5+4=9.当且仅当a=b=12时,取等号.
- 4 - 答案:9
[题点发散2] 本例的条件和结论互换即:已知a>0,b>0,1a+1b=4,则a+b的最小值为________.
解析:由1a+1b=4,得14a+14b=1.
∴a+b=14a+14b(a+b)=12+b4a+a4b≥12+2b4a+a4b=1.
当且仅当a=b=12时取等号.
答案:1
[题点发散3] 若本例条件变为:已知a>0,b>0,a+2b=3,则2a+1b的最小值为________.
解析:由a+2b=3得13a+23b=1,
∴2a+1b=13a+23b2a+1b=43+a3b+4b3a
≥43+2a3b·4b3a=83.当且仅当a=2b=32时,取等号.
答案:83
[题点发散4] 本例的条件变为:已知a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,则1a+1b+1c的最小值为________.
解析:∵a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,
∴1a+1b+1c=a+b+ca+a+b+cb+a+b+cc=3+ba+ca+ab+cb+ac+bc=3+ba+ab+ca+ac+cb+bc≥3+2+2+2=9.
当且仅当a=b=c=13时,取等号.
答案:9
[题点发散5] 若本例变为:已知各项为正数的等比数列{an}满足a7=a6+2a5,若存在两项am,an,使得am·an=22a1,则1m+4n的最小值为________.
解析:设公比为q(q>0),由a7=a6+2a5⇒a5q2=a5q+2a5⇒q2-q-2=0(q>0)⇒q=2.
am·an=22a1⇒a12m-1·a12n-1=8a21⇒2m-1·2n-1=8⇒m+n-2=3⇒m+n=5,则1m+4n=151m+4n(m+n)=155+nm+4mn≥15(5+24)=95,
当且仅当n=2m=103时等号成立.
答案:95
- 5 - 【新方法、新技巧练习与巩固】
一、选择题
1.已知f(x)=x+1x-2(x<0),则f(x)有 ( )
A.最大值为0 B.最小值为0
C.最大值为-4 D.最小值为-4
2.若a,b∈R且ab>0,则下列不等式中,恒成立的是( )
A.a+b≥2ab B.1a+1b>2ab
C.ba+ab≥2 D.a2+b2>2ab
3.已知不等式(x+y)1x+ay≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值是( )
A.2 B.4
C.6 D.8
4.若a,b均为大于1的正数,且ab=100,则lg a·lg b的最大值是( )
A.0 B.1
C.2 D.52
5.设OA=(1,-2),OB=(a,-1),OC=(-b,0)(a>0,b>0,O为坐标原点),若A,B,C三点共线,则2a+1b的最小值是( )
A.4 B.92
C.8 D.9
6.函数y=x2+2x-1(x>1)的最小值是( )
A.23+2 B.23-2
C.23 D.2
二、填空题
7.已知a,b∈R,且ab=50,则|a+2b|的最小值是________.
8.当x>1时,不等式x+1x-1≥a恒成立,则实数a的最大值为________.
9.某公司租地建仓库,每月土地占用费y1与仓库到车站的距离成反比,而每月库存货物的运费y2与仓库到车站的距离成正比,如果在距车站10公里处建仓库,这两项费用y1和y2分别为2万元和8万元,那么要使这两项费用之和最小,仓库应建在离车站________公里处.
10.创新题规定记号“⊗”表示一种运算,即a⊗b=ab+a+b(a,b为正实数).若1⊗k=3,则k的值为________,此时函数f(x)=k⊗xx的最小值为________.
- 6 - 三、解答题
11.已知x>0,y>0,且2x+8y-xy=0,求
(1)xy的最小值;
(2)x+y的最小值.
答案
1.选C ∵x<0,∴f(x)=- -x+1-x-2≤-2-2=-4,当且仅当-x=1-x,即x=-1时取等号.
2.选C ∵ab>0,∴ba>0,ab>0.
由基本不等式得ba+ab≥2,当且仅当ba=ab,即a=b时等号成立,故选C.
3.选B (x+y)1x+ay=1+a+yx+axy≥1+a+2a,∴当1+a+2a≥9时不等式恒成立,故a+1≥3,a≥4.
4.选B ∵a>1,b>1,∴lg a>0,lg b>0.
lg a·lg b≤lg a+lg b24=lg ab24=1.
当且仅当a=b=10时取等号.
5.选D ∵AB=OB-OA=(a-1,1),
AC=OC-OA=(-b-1,2),
若A,B,C三点共线,
则有AB∥AC,
∴(a-1)×2-1×(-b-1)=0,
∴2a+b=1,
又a>0,b>0,
∴2a+1b=2a+1b·(2a+b)
=5+2ba+2ab≥5+2 2ba×2ab=9,
当且仅当 2ba=2ab,2a+b=1,即a=b=13时等号成立.故选D.
6.选A ∵x>1,∴x-1>0.
∴y=x2+2x-1=x2-2x+2x+2x-1=x2-2x+1+2x-1+3x-1
=x-12+2x-1+3x-1=x-1+3x-1+2