数学培优讲义(均值不等式)
- 格式:doc
- 大小:95.00 KB
- 文档页数:4
均值不等式均值不等式又名基本不等式、均值定理、重要不等式。
是求范围问题最有利的工具之一,在形式上均值不等式比较简单,但是其变化多样、使用灵活。
尤其要注意它的使用条件(正、定、等)。
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b a =时取“=”)(3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3. 均值不等式链:若b a 、都是正数,则2211222b a b a ab b a +≤+≤≤+,当且仅当b a =时等号成立。
(注:以上四个式子分别为:调和平均数、几何平均数、代数平均数、加权(平方)平均数)一、 基本技巧技巧1:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
技巧2:分离配凑例 求2710(1)1x x y x x ++=>-+的值域。
技巧3:利用函数单调性例 求函数2y =的值域。
技巧4:整体代换例 已知0,0x y >>,且191x y +=,求x y +的最小值。
典型例题1. 若正实数X ,Y 满足2X+Y+6=XY , 则XY 的最小值是2. 已知x >0,y >0,x,a,b,y 成等差数列,x,c,d,y 成等比数列,则()cdb a 2+的最小值是( )A.0B.1C.2D. 43. 若不等式x 2+ax+4≥0对一切x ∈(0,1]恒成立,则a 的取值范围为( )A.[)+∞,0B.[)+∞-,4C.[)+∞-,5D.[]4,4-4. 若直线2ax+by-2=0 (a,b ∈R +)平分圆x 2+y 2-2x-4y-6=0,则a 2+b1的最小值是( )A.1B.5C.42D.3+225. 已知x>0,y>0,x+2y+3xy=8,则x+2y 的最小值是 .6. 已知,x y R +∈,且满足134xy +=,则xy 的最大值为 .7. 设0,0.a b >>1133a b a b+与的等比中项,则的最小值为( ) A 8 B 4 C 1 D 148. 若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是 ( ) A. 245 B. 285C.5D.6 9. 若0,0,2a b a b >>+=,则下列不等式对一切满足条件的,a b 恒成立的是 (写出所有正确命题的编号).①1ab ≤; ≤ ③ 222a b +≥; ④333a b +≥;⑤112a b+≥ 10.设0a >b >,则()211a ab a a b ++-的最小值是( ) (A )1 (B )2 (C )3 (D )411.下列命题中正确的是A 、1y xx=+的最小值是2 B 、2y =的最小值是2C 、423(0)y x x x =-->的最大值是2-D 、423(0)y x x x =-->的最小值是2-12. 若21x y +=,则24x y +的最小值是______。
高一数学辅导讲义----均值不等式【高考导航】历年来高考以选择题或填空题的形式考查利用均值不等式求最值的问题.利用均值不等式求最值的前提是“一正二定三相等”.需通过变形技巧,得到“和”或“积”为定值的情形.均值不等式作为求最值的工具,渗透在许多方面,应用非常广泛【知识要点】1、主要公式:(1)重要不等式若a b R ∈、,则222a b ab +≥22(2||2)a b ab ab +≥≥或(当且仅当a b =时取等号)。
(2)均值不等式如果a b 、都是正数,那么 2a b +≥(当仅当a b =时取等号)。
(其中2a b +叫做a b 、a b 、的几何平均数) (3)变形:①ab ≤222a b +,②ab ≤2()2a b +;222a b +≥2()2a b + 2、最值定理:若,,,,x y R x y S xy P +∈+==则:①如果P 是定值, 那么当x y =时,S 的值最小;②如果S 是定值, 那么当x y =时,P 的值最大.注意:使用均值不等式求最值时要注意以下几点:①前提:“一正、二定、三相等”,如果没有满足前提,则应根据题目创设条件;还要注意选择恰当的公式;②“和定积最大,积定和最小”,可用来求最值;③均值不等式具有放缩功能,如果有多处用到,请注意每处取等的条件是否一致。
【思维方法】1、用均值不等式求函数最值时,关键在于将函数变形为两项的和或积,使这两项的和或积或平方和为定值,然后用公式求出最值;2、利用均值不等式求最值时一定要注意使用条件:一正二定三相等,三者缺一不可。
如均值不等式法无效,一般可改用单调性法求解。
【基础自测】1.已知0,x ≠当x 为何值时,2281x x +有最小值?最小值为多少? 2、若,a b R ∈,且0ab >,则下列不等式中,恒成立的是 ( )A 、222a b ab +>B 、a b +≥、11a b +>、2b a a b +≥ 3、下列函数中,最小值为22的是( )A 、x x y 2+=B 、)0(sin 2sin π<<+=x x x yC 、x x e e y -+=2D 、2log 2log 2x x y +=【应用举例】 例1、已知0,x >则423x x --是否存在最大最小值?若存在,则求出其最值。
一元二次不等式讲义
一目标:
1.利用均值定理求极值.
2.了解均值不等式在证明不等式中的简单应用
3.ab b
a a
b b a ≥+≥+2222和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 “当且仅当”的含义是等价
二、例题讲解
(1)已知x ≠0,当x 取什么值时,x 2+
281x 的值最小,最小值是多少?
(2)已知x>1,求y=x+
11-x 的最小值
(3)已知x ∈R ,求y=
1222++x x 的最小值
(4)已知x>1,求y=x+
x 1+1
162+x x 的最小值
(5)求y=x 21x -的最大值
(6)要建一个底面积为12m 2,深为3m 的长方体无盖水池,如果底面造价每平方米600元,侧面造价每平方米400元,问怎样设计使总造价最低,最低总造价是多少元?
(7)一段长为Lm 的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,问这个矩形的长和宽各为多少时,菜园的面积最大,最大面积是多少?
(8)、若+
∈R c b a ,,,则c b a a c c b b a ++≥++2
22
(9)、已知a ,b ,c ,d 都是正数,求证:abcd bd ac cd ab 4))((≥++。
培优材料之五 均值不等式均值不等式22b a +≥ab 2,,(R b a ∈当且仅当b a =时取“=”)与2b a +≥ab b a ,( +∈R ,当且仅当b a =时取“=”运用均值不等式求最值,是中学数学中求最值的基本方法之一.众所周知用均值不等式求最值时,必须满足三个条件:①表达式中含变量的项是正的;②表达式中含变量的项之和(积)是定值;③表达式中含变量的项能够相等.以上三个条件通常简称为“一正二定三相等”.对于不满足“三个条件”的函数,如何通过变形使之满足“三个条件”是用均值不等式求最值的难点.1 化正——如果含变量的项是负的,通过添负号,将其化为正的,以便于使用均值不等式. 例1: 求函数()01633<+=x x x y 的最大值。
解: ()()()()8162163333-=-•--≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=x x x x y 由333416-=⇒-=-x xx , 所以当34-=x 时,8max -=y 练习:(1)求函数⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-∈+=)0,2cot tan πx x x y 时的最大值。
2.代换——三角函数代换例2:求函数()10191<<-+=x xx y 的最小值。
解: ∴<<,10x 设,sin 2θ=x 其中20πθ<<,于是16tan 9cot 210tan cot 10cos 9sin 1191222222=•+≥++=+=-+=θθθθθθx x y 由620tan 9cot 22πθπθθθ=<<=得及 所以当41=x 时,.16min =y 练习:(1)为已知422=+y x ,则y x 32+的取值范围是[]132132,-。
(2)已知0,0>>b a 且1222=+b a ,求21b a +的最大值243. 3.恰当配凑——如果积或和不是定值,则需要通过添拆项或配凑项构造常数。
数学培优讲义
均值不等式
均值不等式是高中数学的必修内容,它作为几个重要不等式之一在高考、数学竞赛中都有广泛的应用。
本节主要内容是两个、三个或n 个(n ∈N +)正数的算术平均数不小于它的几何平均数,借助均值不等式证明其它不等式以及求函数的最值。
主要的手段是合理地构造定和、定积、巧妙地利用等号的成立条件来实现证明和求最值。
定理1、),(222R b a ab b a ∈≥+
推论1、),(2+∈≥+R b a ab b a 2
2⎪⎭
⎫
⎝⎛+≤b a ab
推论2、 ),,(33+∈≥++R c b a abc c b a 3
3⎪⎭
⎫
⎝⎛++≤c b a abc
推论3、
),...,,(......212121+∈≥+++R a a a a a a n
a a a n n
n n
(等号成立的条件是n a a a =⋅⋅⋅==21)
例 题 分 析
例1、已知a 1,a 2,…, a n 是n 个正数,满足a 1.a 2…a n =1
求证:(1+ a 1)(1+ a 2)…(1+ a n )n 2≥
练习1、已知a 1,a 2,…, a n 是n 个正数,满足a 1.a 2…a n =1
求证:(2+ a 1)(2+ a 2)…(2+ a n )n 3≥
练习2、设a >b >0,那么a 2+)
(1
b a b -的最小值是_____
例2、(1)的最大值;
求函数设)cos 1(2
sin
,0αα
πα+=<<y (2)的最小值。
求(且已知))(,1)(,,,z y y x z y x xyz R z y x ++=++∈+
练习1、的最小值,求若b
b a a b a )(1
0-+>>
练习2、设a >b >c ,证明4≥--+--c
b c
a b a c a
练习3、设X 1, X 2…X n +
∈R ,求证≥++++-1
221
32
2221...X X X X X X X X n n n X 1+ X 2+…+ X n
练习4、的最小值,求设xz
y z x y z x z y x ++--->>)(27
2
例3、(1)证明:对任意实数a >1,b >1, 有
81
12
2≥-+-a b b a
()()()()()()43111111,
1,,,)2(333≥
++++++++=∈+b a c a c b c b a abc R c b a 求证:且、已知
(3)的最大值求且设2
32132
21321,1,0x x x x x x x x x x i +=++>
练习1、的最大值求且已知232323,1,,,+++++=++∈+c b a c b a R c b a
练习2、当a >1,b >1,c >1时,
121
112
22≥-+-+-a c c b b a
练习3、)(3
1
,1,,,222333c b a c b a c b a R c b a ++≥++=++∈+求证且已知
练习4、,1,,,=++∈+
c b a R c b a 且已知 ()()()
81
1112
42424≥-+-+-a
a c c c
b b b a 求证:
练习5 、+∈R c b a ,,,且,2
3
≥++ca bc ab 求证:423333≥++c b a
练习6、1,0,,=>abc c b a ,求证:2
3
)(1)(1)(13
33≥+++++b a c a c b c b a。