基本不等式精选练习题答案
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《基本不等式》同步测试一、选择题,本大题共10小题,每小题4分,满分40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 若a ∈R ,下列不等式恒成立的是 ( )A .21a a +>B .2111a <+ C .296a a +> D .2lg(1)lg |2|a a +>2. 若0a b <<且1a b +=,则下列四个数中最大的是 ( )A.12B.22a b + C.2ab D.a3. 设x >0,则133y x x=--的最大值为 ( ) A.3 B.332- C.3-23 D.-14. 设,,5,33x y x y x y ∈+=+R 且则的最小值是( )A. 10B. 63C. 46D. 183 5. 若x , y 是正数,且141x y+=,则xy 有 ( ) A.最大值16 B.最小值116 C.最小值16 D.最大值1166. 若a , b , c ∈R ,且ab +bc +ca =1, 则下列不等式成立的是 ( )A .2222a b c ++≥B .2()3a b c ++≥C .11123abc++≥ D .3a b c ++≤7. 若x >0, y >0,且x +y ≤4,则下列不等式中恒成立的是 ( )A .114x y ≤+B .111x y +≥ C .2xy ≥ D .11xy ≥8. a ,b 是正数,则2,,2a babab a b++三个数的大小顺序是 ( ) A.22a b ab ab a b +≤≤+ B.22a b abab a b+≤≤+ C.22ab a b ab a b +≤≤+ D.22ab a bab a b +≤≤+ 9. 某产品的产量第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,设这两年平均增长率为x ,则有( ) A.2p q x += B.2p q x +< C.2p q x +≤ D.2p qx +≥ 10. 下列函数中,最小值为4的是 ( )A.4y x x =+B.4sin sin y x x=+ (0)x π<< C.e 4e x x y -=+ D.3log 4log 3x y x =+二、填空题, 本大题共4小题,每小题3分,满分12分,把正确的答案写在题中横线上. 11. 函数21y x x =-的最大值为 .12. 建造一个容积为18m 3, 深为2m 的长方形无盖水池,如果池底和池壁每m 2 的造价为200元和150元,那么池的最低造价为 元.13. 若直角三角形斜边长是1,则其内切圆半径的最大值是 .14. 若x , y 为非零实数,代数式22228()15x y x yy x y x+-++的值恒为正,对吗?答 .三、解答题, 本大题共4小题,每小题12分,共48分,解答应写出必要的文字说明、证明过程和演算步骤. 15. 已知:2222,(,0)x y a m n b a b +=+=>, 求mx +ny 的最大值.16. 设a , b , c (0,),∈+∞且a +b +c =1,求证:111(1)(1)(1)8.a b c ---≥17. 已知正数a , b 满足a +b =1(1)求ab 的取值范围;(2)求1ab ab+的最小值. 18. 是否存在常数c ,使得不等式2222x y x yc x y x y x y x y+≤≤+++++对任意正数x , y 恒成立?试证明你的结论.《基本不等式》综合检测一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案ABCDCABCCC二.填空题 11.12 12.3600 13. 212- 14.对 三、解答题15.ab 16. 略 17. (1)10,4⎛⎤⎥⎝⎦(2)174 18.存在,23c =。
基本不等式练习题一、选择题1.在下列各函数中,最小值等于2的函数是( ) A .y =x +1x B .y =cos x +1cos x ⎝⎛⎭⎫0<x <π2 C .y =x 2+3x 2+2D .y =e x +4ex -2[答案] D[解析] x <0时,y =x +1x ≤-2,故A 错;∵0<x <π2,∴0<cos x <1,∴y =cos x +1cos x ≥2中等号不成立,故B 错;∵x 2+2≥2,∴y =x 2+2+1x 2+2≥2中等号也取不到,故C 错,∴选D.2.已知x >0,y >0,且2x +1y =1,若x +2y >m 2+2m 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .m ≥4或m ≤-2B .m ≥2或m ≤-4C .-2<m <4D .-4<m <2 [答案] D[解析] ∵x >0,y >0,且2x +1y =1,∴x +2y =(x +2y )(2x +1y )=4+4y x +xy≥4+24y x ·x y =8,当且仅当4y x =xy,即x =2y 时取等号,又2x +1y =1,∴x =4,y =2,∴(x +2y )min =8,要使x +2y >m 2+2m 恒成立,只需(x+2y )min >m 2+2m ,即8>m 2+2m ,解得-4<m <2.3.(2010·广西柳州市模考)设a ,b ∈R ,则“a +b =1”是“4ab ≤1”的( ) A .充分不必要条件B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不是充分条件也不是必要条件 [答案] A[解析] a ,b 中有一个不是正数时,若a +b =1,显然有4ab ≤1成立,a ,b 都是正数时,由1=a +b ≥2ab 得4ab ≤1成立,故a +b =1⇒4ab ≤1,但当4ab ≤1成立时,未必有a +b =1,如a =-5,b =1满足4ab ≤1,但-5+1≠1,故选A.4.若a >0,b >0,a ,b 的等差中项是12,且α=a +1a ,β=b +1b ,则α+β的最小值为( )A .2B .3C .4D .5 [答案] D[解析] ∵12为a 、b 的等差中项,∴a +b =12×2=1.a +1a +b +1b ⇒1+1a +1b =1+a +b ab =1+1ab , ∵ab ≤a +b 2,∴ab ≤(a +b )24=14.∴原式≥1+4.∴α+β的最小值为5.故选D.5.若直线2ax -by +2=0(a >0,b >0)被圆x 2+y 2+2x -4y +1=0截得的弦长为4,则1a +1b的最小值是( ) A .1 B .2 C .3 D .4[答案] D[解析] 圆(x +1)2+(y -2)2=4,∵弦长为4,故为直径,即直线过圆心(-1,2),∴a +b =1.∴1a +1b =⎝⎛⎭⎫1a +1b (a +b )=2+b a +a b ≥4.当且仅当a =b =12时取等号. 6.已知c 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的半焦距,则b +c a 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(2,+∞)C .(1,2)D .(1,2][答案] D[解析] 由题设条件知,a <b +c ,∴b +ca>1,∵a 2=b 2+c 2,∴(b +c )2a 2=b 2+c 2+2bc a 2≤2(b 2+c 2)a 2=2,∴b +ca≤ 2.故选D.二、填空题7.已知t >0,则函数y =t 2-4t +1t 的最小值为________.[答案] -2[解析] y =t 2-4t +1t =t +1t -4因为t >0,y =t +1t -4≥2t ·1t-4=-2. 等号在t =1t,即t =1时成立.8.已知正数a ,b ,c 满足:a +2b +c =1则1a +1b +1c 的最小值为________.[答案] 6+4 2 [解析]1a +1b +1c =a +2b +c a +a +2b +c b +a +2b +c c=⎝⎛⎭⎫2b a +a b +⎝⎛⎭⎫c a +a c +⎝⎛⎭⎫c b +2b c +4≥22+2+22+4=6+42,等号在2b a =a b ,c a =a c ,c b =2bc 同时成立时成立.即a =c =2b =1-22时等号成立. 9.设圆x 2+y 2=1的一条切线与x 轴、y 轴分别交于点A ,B ,则AB 的最小值为______. [答案] 2[解析] 由条件知切线在两轴上的截距存在,且不为零,故设切线方程为x a +yb =1,则ab a 2+b2=1,∴a 2b 2=a 2+b 2≥2ab ,切线与两轴交于点A (a,0)和(0,b ),不妨设a >0,b >0,∴ab ≥2,则AB =|AB |=a 2+b 2≥2ab ≥2.三、解答题10.(1)已知a >0,b >0,且4a +b =1,求ab 的最大值; (2)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,求3x +4y 的最小值; (3)已知x <54,求f (x )=4x -2+145x -的最大值。
基本不等式1.函数y =x +1x (x >0)的值域为( ).A .(-∞,-2]∪[2,+∞)B .(0,+∞)C .[2,+∞)D .(2,+∞)2.下列不等式:①a 2+1>2a ;②a +b ab≤2;③x 2+1x 2+1≥1,其中正确的个数是 ( ).A .0B .1C .2D .33.若a >0,b >0,且a +2b -2=0,则ab 的最大值为( ).A.12 B .1 C .2 D .44.(2011·重庆)若函数f (x )=x +1x -2(x >2)在x =a 处取最小值,则a =( ). A .1+ 2 B .1+ 3 C .3 D .45.已知t >0,则函数y =t 2-4t +1t的最小值为________. 利用基本不等式求最值【例1】►(1)已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +1y 的最小值为________;(2)当x >0时,则f (x )=2x x 2+1的最大值为________. 【训练1】 (1)已知x >1,则f (x )=x +1x -1的最小值为________. (2)已知0<x <25,则y =2x -5x 2的最大值为________.(3)若x ,y ∈(0,+∞)且2x +8y -xy =0,则x +y 的最小值为________.利用基本不等式证明不等式【例2】►已知a >0,b >0,c >0,求证:bc a +ca b +ab c ≥a +b +c .【训练2】 已知a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1.求证:1a +1b +1c ≥9.利用基本不等式解决恒成立问题【例3】►(2010·山东)若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是________.【训练3】 (2011·宿州模拟)已知x >0,y >0,xy =x +2y ,若xy ≥m -2恒成立,则实数m 的最大值是________.考向三 利用基本不等式解实际问题【例3】►某单位建造一间地面面积为12 m 2的背面靠墙的矩形小房,由于地理位置的限制,房子侧面的长度x 不得超过5 m .房屋正面的造价为400元/m 2,房屋侧面的造价为150元/m 2,屋顶和地面的造价费用合计为5 800元,如果墙高为3 m ,且不计房屋背面的费用.当侧面的长度为多少时,总造价最低?(2010·四川)设a >b >0,则a 2+1ab +1a (a -b )的最小值是( ). A .1 B .2 C .3 D .4双基自测1.答案 C2.解析 ①②不正确,③正确,x 2+1x 2+1=(x 2+1)+1x 2+1-1≥2-1=1.答案 B 3.解析 ∵a >0,b >0,a +2b =2,∴a +2b =2≥22ab ,即ab ≤12.答案 A4.解析 当x >2时,x -2>0,f (x )=(x -2)+1x -2+2≥2 (x -2)×1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2(x >2),即x =3时取等号,即当f (x )取得最小值时,x =3,即a =3.答案 C5.解析 ∵t >0,∴y =t 2-4t +1t =t +1t-4≥2-4=-2,当且仅当t =1时取等号.答案 -2【例1】解析 (1)∵x >0,y >0,且2x +y =1,∴1x +1y =2x +y x +2x +y y =3+y x +2x y ≥3+2 2.当且仅当y x =2x y 时,取等号.(2)∵x >0,∴f (x )=2x x 2+1=2x +1x≤22=1,当且仅当x =1x ,即x =1时取等号.答案 (1)3+22 (2)1【训练1】.解析 (1)∵x >1,∴f (x )=(x -1)+1x -1+1≥2+1=3 当且仅当x =2时取等号.(2)y =2x -5x 2=x (2-5x )=15·5x ·(2-5x ),∵0<x <25,∴5x <2,2-5x >0,∴5x (2-5x )≤⎝ ⎛⎭⎪⎫5x +2-5x 22=1,∴y ≤15,当且仅当5x =2-5x , 即x =15时,y max =15.(3)由2x +8y -xy =0,得2x +8y =xy ,∴2y +8x =1,∴x +y =(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫8x +2y =10+8y x +2x y =10+2⎝ ⎛⎭⎪⎫4y x +x y ≥10+2×2× 4y x ·x y =18, 当且仅当4y x =x y ,即x =2y 时取等号,又2x +8y -xy =0,∴x =12,y =6,∴当x =12,y =6时,x +y 取最小值18.答案 (1)3 (2)15 (3)18【例2】证明 ∵a >0,b >0,c >0,∴bc a +ca b ≥2 bc a ·ca b =2c ;bc a +ab c ≥2 bc a ·ab c =2b ;ca b +ab c ≥2 ca b ·ab c =2a .以上三式相加得:2⎝ ⎛⎭⎪⎫bc a +ca b +ab c ≥2(a +b +c ),即bc a +ca b +ab c ≥a +b +c .【训练2】 证明 ∵a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1,∴1a +1b +1c =a +b +c a +a +b +c b +a +b +c c =3+b a +c a +a b +c b +a c +b c =3+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b +⎝ ⎛⎭⎪⎫c a +a c +⎝ ⎛⎭⎪⎫c b +b c≥3+2+2+2=9,当且仅当a =b =c =13时,取等号.解析 若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,只需求得y =x x 2+3x +1的最大值即可,因为x >0,所以y =x x 2+3x +1=1x +1x +3≤12 x ·1x=15,当且仅当x =1时取等号,所以a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫15,+∞答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫15,+∞ 【训练3】解析 由x >0,y >0,xy =x +2y ≥2 2xy ,得xy ≥8,于是由m -2≤xy 恒成立,得m -2≤8,m ≤10,故m 的最大值为10.答案 10【例3.解 由题意可得,造价y =3(2x ×150+12x ×400)+5 800=900⎝ ⎛⎭⎪⎫x +16x +5 800(0<x ≤5),则y =900⎝ ⎛⎭⎪⎫x +16x +5 800≥900×2x ×16x +5 800=13 000(元), 当且仅当x =16x ,即x =4时取等号.故当侧面的长度为4米时,总造价最低.【示例】.正解 ∵a >0,b >0,且a +b =1,∴1a +2b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +2b (a +b )=1+2+b a +2a b ≥3+2 b a ·2a b =3+2 2. 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =1,b a =2a b,即⎩⎨⎧a =2-1,b =2-2时,1a +2b 的最小值为3+2 2. 【试一试】尝试解答] a 2+1ab +1a (a -b )=a 2-ab +ab +1ab +1a (a -b )=a (a -b )+1a (a -b )+ab +1ab ≥2 a (a -b )·1a (a -b )+2 ab ·1ab =2+2=4.当且仅当a (a -b )=1a (a -b )且ab =1ab ,即a =2b 时,等号成立.答案 D。
基本不等式30题解析一、多选题1.(23-24高一下·山东济宁·阶段练习)已知正实数,x y 满足2x y xy +=,则()A .16xy ≥B .29x y +≥C .6x y +>D .1831x y+≥-2.(21-22高一下·全国·开学考试)下列不等式一定成立的是()A .()21lg lg 04x x x ⎛⎫+≥> ⎝⎭B .()lgeln 21lg x x x+>>C .()21012x x x ≥>+D .()1121x x <∈+R 【答案】AD【分析】结合对数函数的单调性利用基本不等式判断A ,举反例判断BC ,根据指数函数的有界性判断D.3.(23-24高一上·安徽芜湖·阶段练习)已知,a b 均为实数,则()222a b a b ab+++的可能值为()A .43B .34C .1D .24.(22-23高一下·陕西西安·阶段练习)若62,63a b ==,则下列不等关系正确的有()A2B .114a b+>C .2212a b +>D .14ab <【答案】BCD【分析】根据题意分析可知()1,,0,1a b a b +=∈,结合不等式性质以及基本不等式逐项5.(23-24高三下·河南·阶段练习)已知位于第一象限的点(),a b 在曲线1x y+=上,则()A .()()111a b --=-B .4ab ≥C .49a b +≤D .221223a b +≥6.(23-24高一下·云南·阶段练习)已知p q 、为函数()lg f x x t =-的两个不相同的零点,则下列式子一定正确的是()A .222p q +<B .228p q +>C .33log log 0p q ⋅<D .1pq =由图可知,当0t >时,直线设p q <,则01p q <<<,由由()lg 0f q q t =-=,可得lg 对于A 选项,222p q pq +>=对于B 选项,2222p q p ++>对于C 选项,33log log 1p <=对于D 选项,由上可知1pq =故选:CD.7.(2024高三·全国·专题练习)已知x ≥1,则下列函数的最小值为2的有()A .22x y x =+B .2y =C .13y x x=-D .411y x x =-++【答案】ACD 【详解】因为x ≥1,所以+≥2(当且仅当x =2时取等号);y ==+>2,等号取不到;因为函数y =3x -在[1,+∞)上单调递增,所以3x -≥2;因为x ≥1,所以y =x -1+=x +1+-2≥4-2=2(当且仅当x =1时取等号).故选ACD.8.(2024高三·全国·专题练习)(多选)已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若b =1,且a 2-c 2=2,则下列结论正确的是()A .a <32B .tan A +3tanC =0C .角B 的最大值为3πD .△ABC 的外接圆面积的最小值为π9.(23-24高一下·重庆·阶段练习)如图所示,在ABC 中,4BC =,且M 点为BC 边的中点,则下列结论正确的有()A .设G 是AM 的中点,则0GA GB GC ++=B .sin sin BAM ACCAM AB∠=∠C .若π3BAC ∠=,则AM的最小值为D .若π6BAM ∠=,则AC 边的最小值为2【详解】对于B ,分别在ABM 和ACM △中由正弦定理可得sin sin sin sin AMB BAMAC CM AMC CAM ⎧=⎪⎪∠∠⎨⎪=⎪∠∠⎩,因为2πBM CM AMB AMC ==⎧⎨∠+∠=⎩,则sinsin AB CAMAC BAM ∠=∠,正确;对于C ,在ABC 中,由余弦定理可得2216b c bc +-=,所以22162b c bc bc +=+≥,则16bc ≤,当且仅当4bc ==时取等,又2AB AC AM +=,所以AM AM ===,当且仅当4b c ==时取等,故AM 最大值为对于D ,在ABM 中,由正弦定理可得242πsin 6R==,故ABM 的外接圆圆O 的半径为2R =,则点A 在优弧 BM上运动,则AC 的最小值为2OC R R -=-=-,正确.故选:BD10.(2024·贵州毕节·二模)已知252100a b ==,则下列式子中正确的有()A .211a b+=B .121a b+=C .8ab >D .29a b +>【答案】BCD 【分析】由指对互化得到25log 100a =,2log 100b =,进而结合对数运算性质和基本不等式的应用即可求解.【详解】11.(2024·江苏·一模)已知,x y ∈R ,且123x =,124y =,则()A .y x >B .1x y +>C .14xy <D <【答案】ACD 【分析】用对数表示x ,y ,利用对数函数的性质、对数的计算、基本不等式等即可逐项计算得到答案.【详解】12.(23-24高一下·安徽宿州·开学考试)若正实数,a b 满足1a b +=,则下列选项中正确的是()A .ab 有最大值14B .122a b->C .14a b+的最小值是10D【答案】AB 【分析】利用均值不等式和“1”的妙用判断ACD ,由12a b b -=-讨论b 的范围判断B 即可.【详解】选项A :因为,a b 为正实数,所以2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭,当且仅当12a b ==时等号成立,所以ab 有最大值14,A 说法正确;选项B :由1a b +=可得12a b b -=-,因为,a b 为正实数,所以01b <<,1121b -<-<,所以1212222a b b --<=<,B 说法正确;选项C :由题意可得()14144559a b a b a b a b b a ⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭,当且仅当4a bb a =,即13a =,23b =时等号成立,所以14a b +的最小值是9,C 说法错误;选项D :由A 得212a b =++=+≤,当且仅当12a b ==,不存在最小值,D 说法错误;故选:AB13.(23-24高一上·江苏连云港·期末)下列各函数中,最小值为2的是()A .2610y x x =-+B .3y x =-+C .1y xx=+D .2y =14.(23-24高三下·广东·阶段练习)若0a >,0b >,8a b +=,则下列不等式恒成立的是()A 4≤B 4+≥C .2232a b +≥D .1498a b +≥【详解】15.(23-24高一下·河南信阳·阶段练习)已知0x >,0y >,且24x y +=,则()A .ln ln ln2x y +≤B .248x y +<C .1294x y +≥D .324e e x x y-≥16.(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)下列函数中,最小值是4的有()A .()134x f x x=++B .()f x =C .()()31011f x x x x=+<<D .()f x =17.(23-24高三下·重庆大足·阶段练习)设正实数0x >,0y >,且满足3x y xy ++=,则()A .413x y +≥B .9xy ≤C .2218x y +≤D .1123x y +≥18.(2024·贵州贵阳·一模)已知0,0a b >>,且2a b +=,则()A .22a b+≥B .112a b+≥C .22log log 1a b +≤D .222a b +≥【答案】ABCD【分析】首先结合选项变形,再根据基本不等式,即可判断选项.19.(2024·河南信阳·一模)已知正数,m n 满足322m n+=,则()A .12mn ≥B .222m n +≥C .32m n +≥D .2,(0,),()2m n m n mn mn-∃∈+∞≥20.(23-24高一上·广东茂名·期中)下面命题正确的是()A .“1a >”是“11a<”的充分不必要条件B .命题“x ∃∈R ,使20x ax a ++<”是假命题,则实数a 的取值范围为04a ≤≤C .不等式21x>的解集是(),2-∞D .设a +∈R ,则24a a+的最小值为4.21.(23-24高三上·湖南常德·期末)已知0a b >>,则下列不等式一定成立的是()A .11a ba b >++B .2ab a b +C .()ln 2a b ab ++>D .111ln 1ln a b<22.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知0a b >>,则下列不等式可能成立,也可能不成立的是()A .22()(1)a b b +>+B .11b b a a ->-2223.(23-24高一上·浙江·期末)设正实数,a b满足2a b+=,则()A.11a b+的最小值为2B.1122a b a b+++的最大值为23C2D.3ab b-的最大值为1424.(23-24高三下·河北·阶段练习)已知正数,a b 满足()()111a b --=,则下列选项正确的是()A .111a b+=B .25ab b+³C .4a b +≥D .228a b +≥25.(22-23高一上·江苏宿迁·期中)已知3824a b ==,则a ,b 满足的关系是()A .111a b+=B .112a b+=C .()()22112a b -+-<D .()()22112a b -+->26.(23-24高一上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是()A .若a b >,则22a b >B .44ππcos sin 882-=27.(23-24高一上·安徽马鞍山·期末)若,m n 均为正数,且满足22m n +=,则()A .mn的最大值为12B .11m n+的最小值为3+C .24m n +的最小值为4D .2mm n+的最小值为1+28.(23-24高三下·云南昆明·阶段练习)已知0a b >>,下列说法正确的是()A .11a b b a+>+B .2b a a b+>C .若0c >,则b b ca a c+<+D .若c d >,则a c b d->-【答案】ABC29.(23-24高三上·海南·期末)已知0,0a b >>,且4a b ab +-=,则()A .3a b +≥B .104ab <≤或94ab ≥C .221(1)(1)2a b -+-≤D .11413a b <+≤或114a b+≥试卷第21页,共21页30.(23-24高一上·浙江杭州·期中)已知0,0a b >>,且1a b +=,则()A .41ab >B .2728a b +≥C .41912a b +≥D 2≤。
高中数学必修5基本不等式精选题目(附答案)1.重要不等式当a ,b 是任意实数时,有a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 2.基本不等式(1)有关概念:当a ,b 均为正数时,把a +b2叫做正数a ,b 的算术平均数,把ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.(2)不等式:当a ,b 是任意正实数时,a ,b 的几何平均数不大于它们的算术平均数,即ab ≤a +b2,当且仅当a =b 时,等号成立.(3)变形:ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22,a +b ≥2ab (其中a >0,b >0,当且仅当a=b 时等号成立).题型一:利用基本不等式比较大小1.已知m =a +1a -2(a >2),n =22-b 2(b ≠0),则m ,n 之间的大小关系是( ) A .m >n B .m <n C .m =nD .不确定2.若a >b >1,P =lg a ·lg b ,Q =12(lg a +lg b ),R =lg a +b 2,则P ,Q ,R 的大小关系是________.题型二:利用基本不等式证明不等式3.已知a ,b ,c 均为正实数, 求证:2b +3c -a a +a +3c -2b 2b +a +2b -3c3c ≥3.4.已知a ,b ,c 为正实数, 且a +b +c =1,求证:⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1≥8.题型三:利用基本不等式求最值5.已知lg a +lg b =2,求a +b 的最小值.6.已知x >0,y >0,且2x +3y =6,求xy 的最大值.7.已知x >0,y >0,1x +9y =1,求x +y 的最小值.8.已知a >0,b >0,2a +1b =16,若不等式2a +b ≥9m 恒成立,则m 的最大值为( )A .8B .7C .6D .5题型四:利用基本不等式解应用题9.某单位决定投资3 200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:(1)仓库面积S 的最大允许值是多少?(2)为使S 达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长?巩固练习:1.下列结论正确的是( ) A .当x >0且x ≠1时,lg x +1lg x ≥2 B .当x >0时,x +1x≥2 C .当x ≥2时,x +1x 的最小值为2 D .当0<x ≤2时,x -1x 无最大值2.下列各式中,对任何实数x 都成立的一个式子是( ) A .lg(x 2+1)≥lg(2x ) B .x 2+1>2x C.1x 2+1≤1 D .x +1x ≥23.设a ,b 为正数,且a +b ≤4,则下列各式中正确的一个是( ) A.1a +1b <1 B.1a +1b ≥1 C.1a +1b <2D.1a +1b ≥24.四个不相等的正数a ,b ,c ,d 成等差数列,则( ) A.a +d2>bcB.a +d2<bcC.a+d2=bc D.a+d2≤bc5.若x>0,y>0,且2x+8y=1,则xy有()A.最大值64B.最小值1 64C.最小值12D.最小值646.若a>0,b>0,且1a+1b=ab,则a3+b3的最小值为________.7.(2017·江苏高考)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x的值是________.8.若对任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,则a的取值范围是________.9.(1)已知x<3,求f(x)=4x-3+x的最大值;参考答案:1.解:因为a>2,所以a-2>0,又因为m=a+1a-2=(a-2)+1a-2+2,所以m≥2(a-2)·1a-2+2=4,由b≠0,得b2≠0,所以2-b2<2,n=22-b2<4,综上可知m>n.2.解:因为a>b>1,所以lg a>lg b>0,所以Q=12(lg a+lg b)>lg a·lg b=P;Q=12(lg a+lg b)=lg a+lg b=lg ab<lga+b2=R.所以P<Q<R.3.[证明]∵a,b,c均为正实数,∴2ba+a2b≥2(当且仅当a=2b时等号成立),3c a+a3c≥2(当且仅当a=3c时等号成立),3c 2b +2b3c ≥2(当且仅当2b =3c 时等号成立),将上述三式相加得⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b +⎝ ⎛⎭⎪⎫3c a +a 3c +⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2b +2b 3c ≥6(当且仅当a =2b =3c时等号成立),∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b -1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3c a +a 3c -1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2b +2b 3c -1≥3(当且仅当a =2b =3c 时等号成立),即2b +3c -a a +a +3c -2b 2b +a +2b -3c 3c ≥3(当且仅当a =2b =3c 时等号成立).4.证明:因为a ,b ,c 为正实数,且a +b +c =1, 所以1a -1=1-a a =b +c a ≥2bc a . 同理,1b -1≥2ac b ,1c -1≥2abc . 上述三个不等式两边均为正,相乘得⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1≥2bc a ·2ac b ·2abc =8,当且仅当a =b =c =13时,取等号.5.解:由lg a +lg b =2可得lg ab =2, 即ab =100,且a >0,b >0,因此由基本不等式可得a +b ≥2ab =2100 =20, 当且仅当a =b =10时,a +b 取到最小值20. 6.解:∵x >0,y >0,2x +3y =6, ∴xy =16(2x ·3y )≤16·⎝⎛⎭⎪⎫2x +3y 22=16·⎝ ⎛⎭⎪⎫622=32,当且仅当2x =3y ,即x =32,y =1时,xy 取到最大值32. 7.解:∵1x +9y =1, ∴x +y =(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +9y=1+9x y +y x +9=y x +9xy +10, 又∵x >0,y >0, ∴y x +9xy +10≥2y x ·9xy +10=16,当且仅当y x =9xy ,即y =3x 时,等号成立. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,1x +9y=1,得⎩⎨⎧x =4,y =12,即当x =4,y =12时,x +y 取得最小值16.8.解析:选C 由已知,可得6⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b =1,∴2a +b =6⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b ·(2a +b )=6⎝ ⎛⎭⎪⎫5+2a b +2b a ≥6×(5+4)=54,当且仅当2a b =2b a 时等号成立,∴9m ≤54,即m ≤6,故选C.9.[解] (1)设铁栅长为x 米,一堵砖墙长为y 米,而顶部面积为S =xy ,依题意得,40x +2×45y +20xy =3 200,由基本不等式得3 200≥240x ×90y +20xy =120xy +20xy , =120S +20S .所以S +6S -160≤0,即(S -10)(S +16)≤0, 故S ≤10,从而S ≤100,所以S 的最大允许值是100平方米,(2)取得最大值的条件是40x =90y 且xy =100, 求得x =15,即铁栅的长是15米. 练习:1.解析:选B A 中,当0<x <1时,lg x <0,lg x +1lg x ≥2不成立;由基本不等式知B 正确;C 中,由对勾函数的单调性,知x +1x 的最小值为52;D 中,由函数f (x )=x -1x 在区间(0,2]上单调递增,知x -1x 的最大值为32,故选B.2.解析:选C 对于A ,当x ≤0时,无意义,故A 不恒成立;对于B ,当x =1时,x 2+1=2x ,故B 不成立;对于D ,当x <0时,不成立.对于C ,x 2+1≥1,∴1x 2+1≤1成立.故选C. 3.解析:选B 因为ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22≤⎝ ⎛⎭⎪⎫422=4,所以1a +1b ≥21ab ≥214=1.4.解析:选A 因为a ,b ,c ,d 成等差数列,则a +d =b +c ,又因为a ,b ,c ,d 均大于0且不相等,所以b +c >2bc ,故a +d2>bc .5.解析:选D 由题意xy =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +8y xy =2y +8x ≥22y ·8x =8xy ,∴xy ≥8,即xy 有最小值64,等号成立的条件是x =4,y =16.6.解析:∵a >0,b >0,∴ab =1a +1b ≥21ab ,即ab ≥2,当且仅当a =b =2时取等号,∴a 3+b 3≥2(ab )3≥223=42,当且仅当a =b =2时取等号,则a 3+b 3的最小值为4 2.7.解析:由题意,一年购买600x 次,则总运费与总存储费用之和为600x ×6+4x =4⎝ ⎛⎭⎪⎫900x +x ≥8900x ·x =240,当且仅当x =30时取等号,故总运费与总存储费用之和最小时x 的值是30.8.解析:因为x >0,所以x +1x ≥2.当且仅当x =1时取等号, 所以有xx 2+3x +1=1x +1x +3≤12+3=15, 即x x 2+3x +1的最大值为15,故a ≥15. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫15,+∞(2)已知x ,y 是正实数,且x +y =4,求1x +3y 的最小值. 9.解:(1)∵x <3, ∴x -3<0,∴f (x )=4x -3+x =4x -3+(x -3)+3 =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤43-x +(3-x )+3≤-243-x·(3-x )+3=-1, 当且仅当43-x=3-x , 即x =1时取等号, ∴f (x )的最大值为-1. (2)∵x ,y 是正实数,∴(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +3y =4+⎝ ⎛⎭⎪⎫y x +3x y ≥4+2 3.当且仅当y x =3xy ,即x =2(3-1),y =2(3-3)时取“=”号. 又x +y =4, ∴1x +3y ≥1+32, 故1x +3y 的最小值为1+32.。
高考数学《基本不等式》真题练习含答案一、选择题1.函数y =2x +22x 的最小值为( )A .1B .2C .22D .4 答案:C解析:因为2x >0,所以y =2x +22x ≥22x ·22x =22 ,当且仅当2x =22x ,即x =12时取“=”.故选C.2.若a >0,b >0且2a +b =4,则1ab的最小值为( )A .2B .12C .4D .14答案:B解析:∵a >0,b >0,∴4=2a +b ≥22ab (当且仅当2a =b ,即:a =1,b =2时等号成立),∴0<ab ≤2,1ab ≥12 ,∴1ab 的最小值为12.3.下列结论正确的是( )A .当x >0且x ≠1时,lg x +1lg x≥2B .当x ∈⎝⎛⎦⎤0,π2 时,sin x +4sin x的最小值为4 C .当x >0时,x +1x ≥2D .当0<x ≤2时,x -1x无最大值答案:C解析:当x ∈(0,1)时,lg x <0,故A 不成立,对于B 中sin x +4sin x≥4,当且仅当sinx =2时等号成立,等号成立的条件不具备,故B 不正确;D 中y =x -1x在(0,2]上单调递增,故当x =2时,y 有最大值,故D 不正确;又x +1x ≥2x ·1x=2(当且仅当x =1x即x =1时等号成立).故C 正确. 4.下列不等式恒成立的是( )A .a 2+b 2≤2abB .a 2+b 2≥-2abC .a +b ≥2|ab |D .a +b ≥-2|ab | 答案:B解析:对于A ,C ,D ,当a =0,b =-1时,a 2+b 2>2ab ,a +b <2ab ,a +b <-2|ab | ,故A ,C ,D 错误;对于B ,因为a 2+b 2=|a |2+|b |2≥2|a |·|b |=2|ab |≥-2ab ,所以B 正确.故选B.5.若x >0,y >0,x +2y =1,则xy2x +y的最大值为( )A .14B .15C .19D .112答案:C解析:x +2y =1⇒y =1-x 2 ,则xy2x +y =x -x 23x +1 .∵x >0,y >0,x +2y =1,∴0<x <1.设3x +1=t (1<t <4),则x =t -13,原式=-t 2+5t -49t =59 -⎝⎛⎭⎫t 9+49t ≤59 -2481 =19 ,当且仅当t 9 =49t ,即t =2,x =13 ,y =13 时,取等号,则xy 2x +y 的最大值为19 ,故选C.6.已知a >0,b >0,c >0,且a 2+b 2+c 2=4,则ab +bc +ac 的最大值为( )A .8B .4C .2D .1 答案:B解析:∵a 2+b 2≥2ab ,a 2+c 2≥2ac ,b 2+c 2≥2bc ,∴2(a 2+b 2+c 2)≥2(ab +bc +ca ),∴ab +bc +ca ≤a 2+b 2+c 2=4.7.若直线x a +yb=1(a >0,b >0)过点(1,1),则a +b 的最小值等于( )A .2B .3C .4D .5 答案:C解析:因为直线x a +y b =1(a >0,b >0)过点(1,1),所以1a +1b=1.所以a +b =(a +b )·⎝⎛⎭⎫1a +1b =2+a b +b a ≥2+2a b ·b a =4,当且仅当a b =b a 即a =b =2时取“=”,故选C.8.若向量a =(x -1,2),b =(4,y ),a 与b 相互垂直,则9x +3y 的最小值为( ) A .12 B .2 C .3 D .6 答案:D解析:∵a ⊥b ,∴a ·b =(x -1,2)·(4,y )=4(x -1)+2y =0,即2x +y =2, ∴9x +3y =32x +3y ≥232x +y =232 =6,当且仅当2x =y =1时取等号,∴9x +3y 的最小值为6.9.用一段长8 cm 的铁丝围成一个矩形模型,则这个模型面积的最大值为( ) A .9 cm 2 B .16 cm 2 C .4 cm 2 D .5 cm 2 答案:C解析:设矩形模型的长和宽分别为x cm ,y cm ,则x >0,y >0,由题意可得2(x +y )=8,所以x +y =4,所以矩形模型的面积S =xy ≤(x +y )24 =424 =4(cm 2),当且仅当x =y =2时取等号,所以当矩形模型的长和宽都为2 cm 时,面积最大,为4 cm 2.故选C.二、填空题10.已知a ,b ∈R ,且a -3b +6=0,则2a +18b 的最小值为________.答案:14解析:∵a -3b +6=0,∴ a -3b =-6,∴ 2a +18b =2a +2-3b ≥22a ·2-3b =22a -3b=22-6 =14 .当且仅当2a =2-3b ,即a =-3,b =1时,2a +18b 取得最小值为14.11.已知函数f (x )=4x +ax(x >0,a >0)在x =3时取得最小值,则a =________.答案:36解析:∵x >0,a >0,∴4x +a x ≥24x ·ax=4 a ,当且仅当4x =a x ,即:x =a 2 时等号成立,由a2 =3,a =36.12.[2024·山东聊城一中高三测试]已知a >0,b >0,3a +b =2ab ,则a +b 的最小值为________.答案:2+3解析:由3a +b =2ab , 得32b +12a=1, ∴a +b =(a +b )⎝⎛⎭⎫32b +12a =2+b 2a +3a2b ≥2+2b 2a ·3a 2b =2+3 (当且仅当b 2a =3a2b即b =3 a 时等号成立).[能力提升]13.[2024·合肥一中高三测试]若a ,b 都是正数,则⎝⎛⎭⎫1+b a ⎝⎛⎭⎫1+4ab 的最小值为( ) A .7 B .8C .9D .10 答案:C解析:⎝⎛⎭⎫1+b a ⎝⎛⎭⎫1+4a b =5+b a +4ab≥5+2b a ·4a b =9(当且仅当b a =4ab即b =2a 时等号成立).14.(多选)已知a >0,b >0,且a +b =1,则( )A .a 2+b 2≥12B .2a -b >12C .log 2a +log 2b ≥-2D . a + b ≤2 答案:ABD解析:对于选项A ,∵a 2+b 2≥2ab ,∴2(a 2+b 2)≥a 2+b 2+2ab =(a +b )2=1,∴a 2+b 2≥12,正确;对于选项B ,易知0<a <1,0<b <1,∴-1<a -b <1,∴2a -b >2-1=12,正确;对于选项C ,令a =14 ,b =34 ,则log 214 +log 234 =-2+log 234 <-2,错误;对于选项D ,∵2 =2(a +b ) ,∴[2(a +b ) ]2-( a + b )2=a +b -2ab =( a - b )2≥0,∴ a + b ≤2 ,正确.故选ABD.15.(多选)已知a ,b ,c 为正实数,则( )A .若a >b ,则ab <a +c b +cB .若a +b =1,则b 2a +a 2b 的最小值为1C .若a >b >c ,则1a -b +1b -c ≥4a -cD .若a +b +c =3,则a 2+b 2+c 2的最小值为3 答案:BCD解析:因为a >b ,所以a b -a +c b +c =c (a -b )b (b +c ) >0,所以ab >a +c b +c ,选项A 不正确;因为a +b =1,所以b 2a +a 2b =⎝⎛⎭⎫b 2a +a +⎝⎛⎭⎫a 2b +b -(a +b )≥2b +2a -(a +b )=a +b =1,当且仅当a =b =12 时取等号,所以b 2a +a 2b的最小值为1,故选项B 正确;因为a >b >c ,所以a -b >0,b -c >0,a -c >0,所以(a -c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -b +1b -c =[](a -b )+(b -c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -b +1b -c =2+b -c a -b +a -b b -c≥2+2b -c a -b ·a -bb -c=4,当且仅当b -c =a -b 时取等号,所以1a -b +1b -c ≥4a -c,故选项C 正确;因为a 2+b 2+c 2=13 [(a 2+b 2+c 2)+(a 2+b 2)+(b 2+c 2)+(c 2+a 2)]≥13(a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca )=13 [(a +b )2+2(a +b )c +c 2]=13 (a +b +c )2=3,当且仅当a =b =c =1时等号成立,所以a 2+b 2+c 2的最小值为3,故选项D 正确.16.某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是________.答案:30解析:一年的总运费为6×600x =3 600x(万元).一年的总存储费用为4x 万元. 总运费与总存储费用的和为⎝⎛⎭⎫3 600x +4x 万元.因为3 600x +4x ≥2 3 600x ·4x =240,当且仅当3 600x =4x ,即x =30时取得等号,所以当x =30时,一年的总运费与总存储费用之和最小.。
必修一基本不等式练习(精选典题)一.选择题(共19小题)1.已知正数x,y满足x+y=1,则的最小值为()A.5B.C.D.22.若关于x的不等式ax2+bx﹣1>0的解集是{x|1<x<2},则不等式bx2+ax﹣1<0的解集是()A.B.{x|x<﹣1或C.D.或x>1}3.若a,b∈R+,且a+b=1,则的最小值为()A.B.5C.D.254.若正数a,b满足:lga+lgb=lg(a+b),则的最小值为()A.16B.9C.4D.15.若a>0,b>0,ab=a+b+1,则a+2b的最小值为()A.3+3B.3﹣3C.3+D.76.下列说法正确的是()A.的最小值为2B.的最小值为4,x∈(0,π)C.x2+1的最小值为2xD.4x(1﹣x)的最大值为17.不等式的解集为()A.[0,1]B.(0,1]C.(﹣∞,0]∪[1,+∞)D.(﹣∞,0)∪[1,+∞)8.若a>0,b>0,且a+2b﹣4=0,则ab的最大值为()A.B.1C.2D.49.已知a<b,则的最小值为()A.3B.2C.4D.110.若a<b<0,则下列结论中不恒成立的是()A.|a|>|b|B.>C.a2+b2>2ab D.()2>12.若不等式x2+ax+1≥0对任意x∈R恒成立,则实数a的取值范围是()A.[2,+∞)B.(﹣∞,﹣2]C.[﹣2,2]D.(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞)13.若m+n>0,则关于x的不等式(m﹣x)(n+x)>0的解集是()A.{x|﹣n<x<m}B.{x|x<﹣n或x>m}C.{x|﹣m<x<n}D.{x|x<﹣m或x>n} 14.关于x的方程x2﹣(a﹣1)x+4=0在区间[1,3]内有两个不等实根,则实数a的取值范围是()A.(4,5]B.[3,6]C.(5,]D.[)15.若不等式2x2+ax+2≥0对一切x∈(0,]恒成立,则a的最小值为()A.0B.﹣2C.﹣5D.﹣316.若关于x的不等式ax﹣1>0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式(ax﹣1)(x+2)≥0的解集是()A.[﹣2,+∞)B.[﹣2,1]C.(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞)D.(﹣∞,﹣2]∪[1,+∞)17.不等式ax2+bx+c>0的解集为(﹣4,1),则不等式b(x2+1)﹣a(x+3)+c>0的解集为()A.B.C.D.18.已知关于x的不等式ax2+x<0的解集中的整数恰有2个,则()A.<a≤B.≤a<C.<a≤或﹣≤a<﹣D.≤a<或﹣<a≤﹣19.若不等式(x﹣a)(1﹣x﹣a)<1对任意实数x成立,则()A.﹣1<a<1B.0<a<2C.D.二.解答题(共7小题)20.解下列不等式:(1)x4﹣x2﹣2≥0;(2).21.解关于x的不等式x2﹣(a+1)x+a≥0(a∈R).22.已知函数f(x)=ax2﹣(a2+1)x+a+b(a,b∈R).(Ⅰ)若f(x)≤0的解集为[﹣1,3],求a+b的值;(Ⅱ)若a∈[﹣1,0],b=0,求f(x)>0的解集.23.(1)已知a,b,c∈(0,+∞),且a+b+c=1,求证:;(2)解关于x的不等式:ax2﹣2≥2x﹣ax(a<0).24.若不等式ax2﹣bx+c>0的解集为{x|﹣3<x<2}.(1)求证:b+c=﹣7a;(2)求不等式cx2+bx+a<0的解集.25.已知函数f(x)=ax2﹣(2a+1)x+2.(1)当a=2时,解关于x的不等式f(x)≤0;(2)若a>0,解关于x的不等式f(x)≤0.26.已知关于x的不等式:x2﹣mx+m>0,其中m为参数.(1)若该不等式的解集为R,求m的取值范围;(2)当x>1时,该不等式恒成立,求m的取值范围.不等式练习参考答案一.选择题(共19小题)1.C;2.C;3.C;4.C;5.D;6.D;7.B;8.C;9.A;10.D;;12.C;13.A;14.C;15.C;16.D;17.B;18.B;19.D;二.解答题(共7小题)20.【解答】解:(1)将原不等式因式分解得(x2+1)(x2﹣2)≥0,∵x2+1>0,所以,x2﹣2≥0,解得x≤或x≥,因此,原不等式的解集为{x|x≤或x ≥};(2)由,得,化简得,等价于,解得x<﹣4或x≥﹣1,因此,原不等式的解集为{x|x<﹣4或x≥﹣1}.21.【解答】解:关于x的不等式x2﹣(a+1)x+a≥0化为(x﹣1)(x﹣a)≥0,不等式对应方程的实数根为a和1;当a>1时,不等式的解集为(﹣∞,1]∪[a,+∞);当a=1时,不等式的解集为R,当a<1时,不等式的解集为(﹣∞,a]∪[1,+∞).22.【解答】解:函数f(x)=ax2﹣(a2+1)x+a+b(a,b∈R).(Ⅰ)由f(x)≤0的解集为[﹣1,3],即方程ax2﹣(a2+1)x+a+b的两个根分别为﹣1,3.∴a>0∴,解得:a=1,b=﹣4.则a+b=﹣3.(Ⅱ)由b=0,可得f(x)=ax2﹣(a2+1)x+a=(ax﹣1)(x﹣a)∵a∈[﹣1,0],∴当a=0时,可得f(x)=﹣x,则f(x)>0,即﹣x>0,∴x<0∴解集为{x|x<0};∴当即a=﹣1时,f(x)>0,可得(x﹣a)2<0.此时无解;当a∈(﹣1,0)时,f(x)>0,即(ax ﹣1)(x﹣a)>0.∵∴解集为{x|<x<a};综上可得:当a∈(﹣1,0)时,不等式的解集为{x|<x<a};当a=﹣1时,不等式的无解;当a=0时,不等式的解集为{x|x<0}.23.【解答】解:(1)∵a+b+c=1,代入不等式的左端,∴====.∵a,b,c∈(0,+∞),∴.∴.∴(当且仅当时,等号成立).(2)原不等式可化为ax2+(a﹣2)x﹣2≥0,化简为(x+1)(ax﹣2)≥0.∵a<0,∴.1°当﹣2<a<0时,;2°当a=﹣2时,x=﹣1;3°当a<﹣2时,.综上所述,当﹣2<a<0时,解集为;当a=﹣2时,解集为{x|x=﹣1};当a<﹣2时,解集为.24.【解答】解:(1)证明:关于x的一元二次不等式ax2﹣bx+c>0的解集为{x|﹣3<x<2},∴a<0,且﹣3,2是一元二次方程ax2﹣bx+c=0的两个实数根,∴=﹣3+2=﹣1,=﹣3×2=﹣6;∴b=﹣a,c=﹣6a;∴b+c=﹣7a;(2)b=﹣a,c=﹣6a代入不等式cx2+bx+a <0,得﹣6ax2﹣ax+a<0,又a<0,则﹣6x2﹣x+1>0,化为6x2+x﹣1<0,解得﹣<x<;∴所求不等式的解集为{x|﹣<x<}.25.【解答】解:(1)当a=2时f(x)≤0可化为2x2﹣5x+2≤0,可得(2x﹣1)(x﹣2)≤0,解得,∴f(x)≤0的解集为;(2)不等式f(x)≤0可化为ax2﹣(2a+1)x+2≤0,a>0时,则不等式为a(x﹣)(x﹣2)≤0;①当时,有,解不等式得:;②当时,有,解不等式得:x=2;③当时,有,解不等式得:;综上:①时,不等式的解集为;②时,不等式的解集为{x|x=2};③时,不等式的解集为.26.【解答】解:(1)关于x的不等式x2﹣mx+m>0的解集为R,则△<0,即m2﹣4m<0;)解得0<m<4,∴m的取值范围是0<m<4;(2)当x>1时,关于x 的不等式x2﹣mx+m>0恒成立,等价于m<恒成立,设f(x)=,x>1;则f(x)=(x﹣1)++2≥2+2=4,当且仅当x=2时取“=”;∴m的取值范围是m<4.。
基本不等式(答案)【习题1】已知实数0,>y x 且2=xy ,则8482233+++y x y x 的最小值是 .【答案】1【习题2】若实数0>y ,x 且1=xy ,则y x 2+的最小值是 ,yx y x 2422++的最小值是 .【答案】 22,2【习题3】已知,x y 满足方程210x y --=,当x >353712x y x y m x y +-+-=+--的最小值为_______. 【答案】8【习题4】已知y x ,为实数,且1)2)((=-+y x y x ,则222y x +的最小值为_______.【答案】3322+【习题5】已知a b ∈R ,,45222=+-b ab a ,则a b +的取值范围为 .【答案】]22,22[-【习题6】已知a b ∈R ,,45222=+-b ab a ,则ab 的最小值为 .【答案】12【习题7】若实数y x ,满足02422=+++y y x x ,则y x +2的范围是 . 【答案】]0,2[-【习题8】ABC ∆的三边,,a b c 成等差,且22221a b c ,则b 的取值范围是 .【答案】]7,6(【习题9】已知,a b <二次不等式20ax bx c ++≥对任意实数x 恒成立,则24a b cM b a++=-的最小值为___________ 【答案】8【习题10】实数,x y 满足224545x xy y -+=,设22S x y =+,则maxmin11S S += .【答案】85【习题11】非零向量,a b 夹角为60,且1a b -=,则a b +的取值范围为 . 【答案】]3,1(【习题12】已知0,0<>b a ,且9)12)(14(-=+-b a ,若06)2(2≥---abx x b a 总成立,则正实数x的取值范围是_______. 【答案】),1[+∞【习题13】正实数y x ,满足111=+yx ,则2210x y xy +-的最小值为 . 【答案】36-【习题14】已知实数y x ,满足,32,0,0=+>>y x y x 则xyyx +3的最小值为 ,xy y x ++224 的最小值为 . 【答案】3627+;845【习题15】已知直线21ax by +=(其中0ab ≠)与圆221x y +=相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,且0120AOB ∠=,则2212a b +的最小值为 . 【答案】2【习题16】设R b a ∈,,满足43=+-ab b a ,则33-+b a 的最小值是______. 【答案】332-【习题17】已知正实数a ,b 满足:1a b +=,则222a ba b a b +++的最大值是 . 【答案】3332+ 【习题18】已知正数y x ,满足1≤xy ,则yx M 21111+++=的最小值为________. 【答案】222-【习题19】已知0>a ,0>b ,且12122=+++ba a ,则b a +的最小值是_______,此时=a _______. 【答案】212+;2【习题20】已知0,0a b >>,且1a b +=,则1122a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值是 ;221ab a +的最大值是 . 【答案】16;413- 【习题21】已知实数x ,y 满足3xy x y -+=,且1x >,则(8)y x +的最小值是 ( ) A .33 B .26 C .25 D .21 【答案】C【习题22】若实数,x y 满足2x y xy -+≥,则x y +的最小值是 . 【答案】2【习题23】已知实数a ,b 满足:1,2a b R ≥∈,且||1a b +≤,则12b a +的取值范围是 . 【答案】]23,12[-【习题24】实数y x ,满足22222=+-y xy x ,则222y x +的最小值是________.【答案】224-【习题25】已知实数R b a ∈,,若322=+-b ab a ,则1)1(222+++b a ab 的值域为 .【答案】]716,0[【习题26】设b a ,为正实数,则ba bb a a +++2的最小值为 . 【答案】222-【习题27】若正数,x y 满足35x y xy +=,则34x y +的最小值是 . 【答案】5【习题28】若存在正实数y ,使得yx x y xy 451+=-,则实数x 的最大值为_________. 【答案】51 【习题29】若0x >,0y >,则xyy x x ++2的最小值为___________.【答案】212-【习题30】已知正数y x ,满足yx yx xy 3+-=,则y 的最大值为__________,当且仅当___________.【答案】31;1=x 【习题31】已知,1,0=+>>b a b a 则bb a 214+-的最小值等于 . 【答案】9【习题32】已知)0,0(24122<<-+=y x xy y x ,则y x 2+的取值范围为__________.【答案】)1,2[--【习题33】已知实数y x ,满足322=++y xy x ,则xy 的最小值为________,22y xy x +-的最小值为_______. 【答案】3-,1【习题34】已知实数b a ,满足122=+-b ab a ,则)(|2|b a b a +-的取值范围是________.【答案】]3,3[-【习题35】已知0>a ,0>b ,且满足ab a b a +=+23,则b a +2的最小值为________.【答案】223+【习题36】已知非负实数y x ,满足92422222=+++y x y xy x ,则xy y x ++)(22的最大值为 .【答案】241+【习题37】若164622=++xy y x ,R y x ∈,,则22y x -的最大值为_______.【答案】51【习题38】设正实数y x ,,则21||y xy x ++-的最小值为( ) A. 47B. 2233C. 2D.32【答案】A【习题39】已知b a ,均为正数,且1=+b a ,1>c ,则12)121(2-+⋅-+c c ab a 的最小值为_________. 【答案】23【习题40】设实数0,0>>y x 且满足k y x =+,则使不等式2)22()1)(1(kk y y x x +≥++恒成立的k 的最大值为______. 【答案】522+【习题41】若1≥≥≥z y x ,且4=xyz ,则222222)(log )(log )(log z y x ++的取值范围是______.【答案】]4,34[【习题42】已知正实数y x ,满足4232=++y x xy ,则y x xy 45++的最小值为________. 【答案】55【习题43】已知实数y x ,满足yxyx9933+=+,则yx yx 332727++的取值范围是_________. 【答案】9[1,]8【习题44】已知实数b a ,满足1=ab ,且32≥>b a ,则22ba ba +-的最大值为___________. 【答案】3097【习题45】若正数b a ,满足111a b +=,则1911a b +--的最小值为( ) A .1 B .6 C .9 D .16【答案】B【习题46】若正实数,x y 满足244x y xy ++=,且不等式2(2)22340x y a a xy +++-≥恒成立,则实数a 的取值范围是 . 【答案】(]5,3,2⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭【习题47】已知y x ,为正实数,若12=+y x ,则xyxy x ++22的最小值为 .【答案】222+【习题48】若正数y x ,满足12422=+++y x y x ,则xy 的最大值为_________.【答案】432- 【习题49】若实数a 和b 满足132923242++=⨯+⋅-⨯babbaa, 则ba 32+的取值范围为__________________. 【答案】]2,1(【习题50】设+∈R b a ,,4222=-+b a b a ,则ba 11+的最小值是 【答案】24。
[基础巩固]1.不等式a 2+1≥2a 中等号成立的条件是( )A .a =±1B .a =1C .a =-1D .a =0解析 当a 2+1=2a ,即(a -1)2=0,即a =1时,“=”成立.答案 B2.已知a ,b ∈(0,1),且a ≠b ,下列各式中最大的是( )A .a 2+b 2B .2abC .2abD .a +b 解析 ∵a ,b ∈(0,1),∴a 2<a ,b 2<b ,∴a 2+b 2<a +b ,又a 2+b 2>2ab (∵a ≠b ),∴2ab <a 2+b 2<a +b .又∵a +b >2ab (∵a ≠b ),∴a +b 最大.答案 D3.下列不等式中正确的是( )A .a +4a≥4 B .a 2+b 2≥4ab C.ab ≥a +b 2 D .x 2+3x 2≥2 3 解析 a <0,则a +4a≥4不成立,故A 错; a =1,b =1,a 2+b 2<4ab ,故B 错;a =4,b =16,则ab <a +b 2,故C 错; 由基本不等式可知D 项正确.答案 D4.当a ,b ∈R 时,下列不等关系成立的是________.①a +b 2≥ab ;②a -b ≥2ab ; ③a 2+b 2≥2ab ;④a 2-b 2≥2ab .解析 根据x 2+y 22≥xy ,a +b 2≥ab 成立的条件判断,知①②④错,只有③正确. 答案 ③5.某工厂第一年的产量为A ,第二年的增长率为a ,第三年的增长率为b ,则这两年的平均增长率x 与增长率的平均值a +b 2的大小关系为________.解析 用两种方法求出第三年的产量分别为A (1+a )(1+b ),A (1+x )2,则有(1+x )2=(1+a )(1+b ).∴1+x = (1+a )(1+b )≤1+a +1+b 2=1+a +b 2,∴x ≤a +b 2.当且仅当a =b 时等号成立.答案 x ≤a +b 26.已知a ,b ,c 为正实数,且a +b =1.求证:1a +1b ≥4.证明 1a +1b =a +b a +a +b b =1+b a +a b +1=2+b a +a b ≥2+2 ba ·ab =4.当且仅当a =b 时“=”成立.[能力提升]7.(多选)有下列式子,正确的有( )A .a 2+1>2aB .⎪⎪⎪⎪x +1x ≥2 C.a +bab ≥2 D .x 2+1x 2+1≥1解析 ∵a 2-2a +1=(a -1)2≥0,∴a 2+1≥2a ,故A 不正确;对于B ,当x >0时,⎪⎪⎪⎪x +1x =x +1x ≥2(当且仅当x =1时取“=”);当x <0时,⎪⎪⎪⎪x +1x =-x -1x ≥2(当且仅当x =-1时取“=”),∴B 正确;对于C ,若a =b =-1,则a +bab =-2<2,故C 不正确;对于D ,x 2+1x 2+1=x 2+1+1x 2+1-1≥1(当且仅当x =0时取“=”),故D 正确.答案 BD8.(2022·佳木斯模拟)已知a >0,b >0,a 2+b 2-ab =4,下列不等式正确的个数有() ①1a +1b ≥1,②ab ≤4,③a +b ≤4,④a 2+b 2≤8.A .1B .2C .3D .4解析 因为a >0,b >0,a 2+b 2-ab =4,所以a 2+b 2=ab +4≥2ab ,得ab ≤4,当且仅当a =b 时取等号,②正确;由1a +1b ≥21ab ≥214=1,当且仅当a =b 时取等号,①正确; 由a 2+b 2-ab =4,得()a +b 2=3ab +4≤34()a +b 2+4,所以a +b ≤4,当且仅当a =b 时取等号,③正确;a 2+b 2=ab +4≤4+4=8,当且仅当a =b 时取等号,④正确.故选D.答案 D9.已知a >b >c ,则 (a -b )(b -c )与a -c 2的大小关系是________. 解析 ∵a >b >c ,∴a -b >0,b -c >0,∴(a -b )(b -c )≤(a -b )+(b -c )2=a -c 2. 答案 (a -b )(b -c )≤a -c 210.已知a ,b ,c 为不全相等的正实数,求证:a +b +c >ab +bc +ca . 证明 ∵a >0,b >0,c >0,∴a +b 2≥ab ,b +c 2≥bc ,c +a 2≥ca , ∴a +b 2+b +c 2+c +a 2≥ab +bc +ca , 即a +b +c ≥ab +bc +ca .由于a ,b ,c 不全相等,∴等号不成立,∴a +b +c >ab +bc +ca .[探索创新]11.已知a ,b 都是正数,求证: 21a +1b ≤ab ≤a +b 2≤ a 2+b 22. 证明 ∵1a +1b≥21ab , ∴11a +1b ≤121ab ,即21a +1b ≤ab . 又∵⎝⎛⎭⎫a +b 22=a 2+2ab +b 24≤a 2+a 2+b 2+b 24=a 2+b 22, ∴a +b 2≤ a 2+b 22. 又由基本不等式得a +b 2≥ab , 故21a +1b ≤ab ≤a +b 2≤ a 2+b 22(当且仅当a =b 时,等号成立).。
数学 基本不等式[基础题组练]1.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 ≥22.若正实数x ,y 满足x +y =2,且1xy ≥M 恒成立,则M 的最大值为( )A .1B .2C .3D .43.设x >0,则函数y =x +22x +1-32的最小值为( )A .0 B.12 C .1D.32 4.已知x >0,y >0,且4x +y =xy ,则x +y 的最小值为( ) A .8 B .9 C .12D .165.已知x >0,y >0,2x +y =3,则xy 的最大值为________. 6.(2017·高考江苏卷)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是________.7.函数y =x 2x +1(x >-1)的最小值为________.8.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.[综合题组练]1.若a >0,b >0,a +b =1a +1b ,则3a +81b 的最小值为( ) A .6 B .9 C .18D .242.不等式x 2+x <a b +ba 对任意a ,b ∈(0,+∞)恒成立,则实数x 的取值范围是( )A .(-2,0)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(-2,1)D .(-∞,-4)∪(2,+∞)3.已知x >0,y >0,且2x +4y +xy =1,则x +2y 的最小值是________. 4.已知正实数a ,b 满足a +b =4,则1a +1+1b +3的最小值为________.【参考答案】[基础题组练]1.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:选D.因为a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,所以A 错误.对于B ,C ,当a <0,b <0时,明显错误.对于D ,因为ab >0, 所以b a +a b≥2b a ·ab=2. 2.(2019·安徽省六校联考)若正实数x ,y 满足x +y =2,且1xy ≥M 恒成立,则M 的最大值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选A.因为正实数x ,y 满足x +y =2, 所以xy ≤(x +y )24=224=1,所以1xy ≥1;又1xy≥M 恒成立, 所以M ≤1,即M 的最大值为1.3.设x >0,则函数y =x +22x +1-32的最小值为( )A .0 B.12 C .1D.32解析:选A.y =x +22x +1-32=⎝⎛⎭⎫x +12+1x +12-2≥2⎝⎛⎭⎫x +12·1x +12-2=0,当且仅当x +12=1x +12,即x =12时等号成立.所以函数的最小值为0.故选A. 4.(2019·长春市质量检测(一))已知x >0,y >0,且4x +y =xy ,则x +y 的最小值为( ) A .8 B .9 C .12D .16解析:选B.由4x +y =xy 得4y +1x =1,则x +y =(x +y )⎝⎛⎭⎫4y +1x =4x y +y x +1+4≥24+5=9,当且仅当4x y =yx,即x =3,y =6时取“=”,故选B.5.已知x >0,y >0,2x +y =3,则xy 的最大值为________.解析:xy =2xy 2=12×2xy ≤12×⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +y 22=98,当且仅当2x =y =32时取等号. 答案:986.(2017·高考江苏卷)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是________.解析:一年购买600x 次,则总运费与总存储费用之和为600x ×6+4x =4⎝⎛⎭⎫900x +x ≥8900x·x =240,当且仅当x =30时取等号,故总运费与总存储费用之和最小时x 的值是30.答案:307.函数y =x 2x +1(x >-1)的最小值为________.解析:因为y =x 2-1+1x +1=x -1+1x +1=x +1+1x +1-2,x >-1,所以y ≥21-2=0,当且仅当x =0时,等号成立. 答案:08.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. 解:(1)由2x +8y -xy =0, 得8x +2y =1, 又x >0,y >0, 则1=8x +2y ≥28x ·2y =8xy. 得xy ≥64,当且仅当x =16,y =4时,等号成立. 所以xy 的最小值为64.(2)由2x +8y -xy =0,得8x +2y =1,则x +y =⎝⎛⎭⎫8x +2y ·(x +y ) =10+2x y +8yx≥10+22x y ·8yx=18. 当且仅当x =12且y =6时等号成立, 所以x +y 的最小值为18.[综合题组练]1.若a >0,b >0,a +b =1a +1b ,则3a +81b 的最小值为( )A .6B .9C .18D .24解析:选C.因为a >0,b >0,a +b =1a +1b ,所以ab (a +b )=a +b >0,所以ab =1.则3a +81b ≥23a ·34b =23a +4b ≥232a ·4b=18,当且仅当a =4b =2时取等号.所以3a +81b 的最小值为18.故选C.2.不等式x 2+x <a b +ba 对任意a ,b ∈(0,+∞)恒成立,则实数x 的取值范围是( )A .(-2,0)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(-2,1)D .(-∞,-4)∪(2,+∞)解析:选C.根据题意,由于不等式x 2+x <a b +ba对任意a ,b ∈(0,+∞)恒成立,则x 2+x <⎝⎛⎭⎫a b +b a min ,因为a b +b a ≥2 a b ·ba=2,当且仅当a =b 时等号成立,所以x 2+x <2,求解此一元二次不等式可知-2<x <1,所以x 的取值范围是(-2,1).3.已知x >0,y >0,且2x +4y +xy =1,则x +2y 的最小值是________.解析:令t =x +2y ,则2x +4y +xy =1可化为1=2x +4y +xy ≤2(x +2y )+12⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2y 22=2t+t 28.因为x >0,y >0,所以x +2y >0,即t >0,t 2+16t -8≥0,解得t ≥62-8.即x +2y 的最小值是62-8.答案:62-84.已知正实数a ,b 满足a +b =4,则1a +1+1b +3的最小值为________. 解析:因为a +b =4,所以a +1+b +3=8,所以1a +1+1b +3=18[(a +1)+(b +3)]⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1+1b +3=18⎝ ⎛⎭⎪⎫2+b +3a +1+a +1b +3≥18(2+2)=12,当且仅当a +1=b +3,即a =3,b =1时取等号,所以1a +1+1b +3的最小值为12.答案:12。
基本不等式精选练习题答案
基本不等式是初中数学中的重要内容,掌握它对于有关不等式的学习和应用都十分重要。
本文就给出一些基本不等式的精选练
习题及参考答案,以帮助读者更好地理解和应用基本不等式。
题目一:对于任意正整数 n,证明 1+1/2²+1/3²+……+1/n²>1+1/2+1/3+……+1/n。
解题思路:利用级数收敛性来证明,由于调和级数收敛,它的平方收敛,而级数 1+1/2²+1/3²+……+1/n²大于等于级数 1+1/2+1/3+……+1/n,即可得证。
题目二:对于任意三个正实数 a,b,c,证明 3(a^2+b^2+c^2)>(a+b+c)²。
解题思路:将不等式中的左边展开,可以得到 3(a^2+b^2+c^2)>a²+b²+c²+2(ab+bc+ca),再次进行变形可以得到 2(a^2+b^2+c^2- ab+bc+ca)>0,由此可以看出原不等式成立。
题目三:对于任意正实数 a,b,c,证明 a/b+b/c+c/a≥3。
解题思路:将不等式中的左边按照“平均数大于等于中间数”原理进行拆分,可以得到 a/b+b/c+c/a≥3(abc)^(1/3)/(abc)^(2/3),即可得证。
题目四:对于任意正实数 a,b,c,证明 a^2/b+b^2/c+
c^2/a≥a+b+c。
解题思路:将不等式左边的分子进行展开,可以得到 a^3c+
b^3a+c^3b≥a^2bc+ab^2c+abc^2,两边同时减去 a^2bc+ab^2c+abc^2 可以得到 a^3c+b^3a+c^3b-a^2bc-ab^2c-abc^2≥0,又根据爱德华·魏尔斯不等式 (a-b)^2(b-c)^2(c-a)^2≥0 可以得到 a^3c+b^3a+c^3b-a^2bc-ab^2c-abc^2≥(a-b)²(b-c)²(c-a)²≥0,即可得证。
以上是四道基本不等式的精选练习题及其解答,希望能够给初学者提供一些参考。
当然,除此之外还有许多有意思的基本不等式,读者可以进一步拓展和深化这个话题。