基本不等式及其应用(二)【自主学习】

基本不等式及其应用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)a 2＋b 2≥2ab (a ，b ∈R )． (2)b a ＋ab ≥2(a ，b 同号)． (3)ab ≤⎝⎛⎭⎫a ＋b 22(a ，b ∈R )．(4)a 2＋b 22≥⎝⎛⎭⎫a ＋b 22 (a ，b ∈R )． 以上不等式等号成立的条件均为a ＝b . 3．算术平均数与几何平均数设a >0，b >0，则a ，b 的算术平均数为a ＋b 2，几何平均数为ab ，基本不等式可叙述为两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数． 4．利用基本不等式求最值问题 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p 24.(简记：和定积最大)概念方法微思考1．若两个正数的和为定值，则这两个正数的积一定有最大值吗？提示 不一定．若这两个正数能相等，则这两个数的积一定有最大值；若这两个正数不相等，则这两个正数的积无最大值．2．函数y ＝x ＋1x的最小值是2吗？提示 不是．因为函数y ＝x ＋1x 的定义域是{x |x ≠0}，当x <0时，y <0，所以函数y ＝x ＋1x 无最小值．1．（2020•上海）下列等式恒成立的是( ) A ．222a b ab + B ．222a b ab +-C ．2||a b ab +D ．222a b ab +-【答案】B【解析】A ．显然当0a <，0b >时，不等式222a b ab +不成立，故A 错误；B ．2()0a b +，2220a b ab ∴++，222a b ab ∴+-，故B 正确；C ．显然当0a <，0b <时，不等式2||a b ab +不成立，故C 错误；D ．显然当0a >，0b >时，不等式222a b ab +-不成立，故D 错误．故选B ．2．（2020•海南）已知0a >，0b >，且1a b +=，则( ) A ．2212a b + B ．122a b ->C ．22log log 2a b +-D 2【答案】ABD【解析】①已知0a >，0b >，且1a b +=，所以222()22a b a b ++，则2212a b +，故A 正确． ②利用分析法：要证122a b ->，只需证明1a b ->-即可，即1a b >-，由于0a >，0b >，且1a b +=，所以：0a >，10b -<，故B 正确．③22222log log log log ()22a b a b ab ++==-，故C 错误． ④由于0a >，0b >，且1a b +=，利用分析法：要证2成立，只需对关系式进行平方，整理得2a b ++，即1，故122a b +=，当且仅当12a b ==时，等号成立．故D 正确． 故选ABD ．3．（2020•天津）已知0a >，0b >，且1ab =，则11822a b a b+++的最小值为_________． 【答案】4【解析】0a >，0b >，且1ab =， 则118882422222a b a b a b a b a b ab a b a b a b+++++=+=+=++++，当且仅当82a b a b+=+，即2a =+，2b =2a =，2b =取等号， 故答案为：4．4．（2020•江苏）已知22451(,)x y y x y R +=∈，则22x y +的最小值是_________． 【答案】45【解析】方法一、由22451x y y +=，可得42215y x y -=，由20x ，可得2(0y ∈，1]，则44222222211411(4)555y y x y y y y y y-++=+==+221142455y y =，当且仅当212y =，2310x =， 可得22x y +的最小值为45； 方法二、222222222254254(5)4()()24x y y x y y x y ++=+=+，故2245x y +， 当且仅当222542x y y +==，即212y =，2310x =时取得等号，可得22x y +的最小值为45． 故答案为：45． 5．（2019•上海）若x ，y R +∈，且123y x +=，则yx的最大值为_________． 【答案】98【解析】113222y y x x =+，∴29()822y x =； 故答案为：98．6．（2019•天津）设0x >，0y >，24x y +=，则(1)(21)x y xy++的最小值为_________．【答案】92【解析】0x >，0y >，24x y +=， 则(1)(21)2212552x y xy x y xy xy xy xy xy++++++===+； 0x >，0y >，24x y +=，由基本不等式有：4222x y xy =+， 02xy ∴<， 552xy， 故：5592222xy ++=； （当且仅当22x y ==时，即：2x =，1y =时，等号成立）， 故(1)(21)x y xy ++的最小值为92；故答案为：92． 7．（2019•天津）设0x >，0y >，25x y +=的最小值为_________．【答案】【解析】0x >，0y >，25x y +=，==；由基本不等式有：6224xyxy=；当且仅当时，即：3xy =，25x y +=时，即：31x y =⎧⎨=⎩或232x y =⎧⎪⎨=⎪⎩时；等号成立，；故答案为：8．（2018•上海）已知实数1x 、2x 、1y 、2y 满足：22111x y +=，22221x y +=，121212x x y y +=，的最大值为_________． +【解析】设1(A x ，1)y ，2(B x ，2)y ， 1(OA x =，1)y ，2(OB x =，2)y ，由22111x y +=，22221x y +=，121212x x y y +=， 可得A ，B 两点在圆221x y +=上， 且111cos 2OA OB AOB =⨯⨯∠=， 即有60AOB ∠=︒，即三角形OAB 为等边三角形，1AB =，A ，B 两点 到直线10x y +-=的距离1d 与2d 之和，要求之和的最大值，显然A ，B 在第三象限，AB 所在直线与直线1x y +=平行， 可设:0AB x y t ++=，(0)t >，由圆心O到直线AB的距离d=，可得1=，解得t=，1+=，9．（2018•天津）已知a，b R∈，且360a b-+=，则128ab+的最小值为_________．【答案】14【解析】a，b R∈，且360a b-+=，可得：36b a=+，则66611111222228222224a a a ab a a a++=+=+=，当且仅当6122aa+=．即3a=-时取等号．函数的最小值为：14．故答案为：14．1．（2020•衡阳三模）已知a，b R+∈，22a b+=，则1ab a+的最小值为() A．32B1C．52D．【答案】B【解析】由a，b R+∈，22a b+=，∴1211222a a ab a bb a b ab a++=+=+++，（当且仅当b=即2a=2b=时取等号），故则1ab a+1+，故选B．2．（2020•道里区校级四模）若正实数a，b满足112a b+=ab的最小值为()A B．C．4 D．8【答案】A【解析】正实数a，b满足111222a b ab+，解可得，2ab ，当且仅当112a b=时取等号， 则ab故选A ．3．（2020•道里区校级四模）若实数a ，b 满足122()lg lga lgb a b+=+，则ab 的最小值为( )AB．C ．32lg D ．2lg【答案】B【解析】因为122()lg lga lgb a b+=+，所以1222a b ab +=，当且仅当12a b=时取等号， 解可得，22ab ． 故选B ．4．（2020•衡阳三模）已知a ，(0,)b ∈+∞，22a b +=，则1a b a+的取值范围是( ) A ．(0,)+∞ B ．1,)+∞C ．5[,)2+∞D ．)+∞【答案】B【解析】已知a ，(0,)b ∈+∞，22a b +=，∴12121122ba a a ab a b b a ba b a b a++=+=+++=， 当且仅当2a bb a=，即2a =2b =时，取=号， 故选B ．5．（2020•贵阳模拟）已知a ，b 均为正数，函数2()log f x a x b =+的图象过点(4,1)，则2a bab+的最小值为( ) A ．6 B ．7C ．8D ．9【答案】D【解析】由题意可得，2log 41a b +=即21a b +=，0a >，0b >， 则2121222()(2)59a b a b a b ab b a b a b a +=+=++=++，当且仅当22a bb a=且21ab +=即13a b ==时取等号， 故选D ．6．（2020•镇海区校级模拟）若0a >，0b >，且11a b+22a b +的最小值为( ) A ．2B ．C ．4D ．【解析】0a >，0b >，且11a b+∴112a b，可得2ab ．当且仅当a b =时取等号．2224a b ab ∴+，当且仅当a b =时取等号．则22a b +的最小值为4， 故选C ．7．（2020•辽宁三模）若441x y +=，则x y +的取值范围是( ) A ．(-∞，1]- B ．[1-，)-∞ C ．(-∞，1] D ．[1，)-∞【答案】A【解析】由基本不等式可得，若441x y +=， 有14424424x y x y x =+=， 即11444x y+-=， 根据指数函数4x y =是单调递增函数可得， 1x y +-，故x y +的取值范围是(-∞，1]-， 故选A ．8．（2020•潮州二模）若直线220(0,0)ax by a b -+=>>过圆222410x y x y ++-+=的圆心，则91a b+的最小值是( ) A ．16 B ．10 C ．12D ．14【答案】A【解析】由题意可得圆222410x y x y ++-+=的圆心(1,2)-， 故2220a b --+=即1a b +=，(0,0)a b >>， 则919199()()1010216b a a b a b a b a b a b+=++=+++=， 当且仅当9b a a b =且1a b +=即14b =，34a =时取等号．故选A ．9．（2020•石家庄模拟）a ，b 是两个互不相等的正数，则下列三个代数式中，最大的一个是( ) ①11()()a b b a ++，②22a b a b +++，③22()2a b ab ab a b+++A ．必定是①B ．必定是②C ．必定是③D ．不能确定【解析】因为0a >，0b >，所以①1111()()11224a b ab ab b a ab ab ++=++++=，（当且仅当1ab ab=时，取等号）， ②222222a b a b a b +++=+，（当且仅当22a b a b +=+时，取等号）， ③222()(2)422a b ab a b ab a b ab a b +++=++，（当且仅当22a b abab a b+=+时，取等号）， 综上可知，①>②，③>②，但①和③不能确定大小． 故选D ．10．（2020•葫芦岛模拟）若圆22(2)(1)5x y -+-=关于直线10(0,0)ax by a b +-=>>对称，则21a b+的最小值为( )A ．4B ．C ．9D ．【答案】C【解析】由题意可知，圆心(2,1)在直线10ax by +-=， 则21a b +=， 又因为0a >，0b >， 所以212122()(2)5549b a a b a b a b a b+=++=+++=， 当且仅当22b a a b =且21a b +=即13a =，13b =时取等号，此时取得最小值9． 故选C ．11．（2020•韶关二模）已知0x >，0y >，且121x y+=，则2x y +的最小值是( ) A ．7 B ．8C ．9D ．10【答案】C【解析】根据题意，若0x >，0y >，且121x y+=， 则122222(2)()552549y x x y x y x y x y +=++=+++⨯=+=， 当且仅当3x y ==时，等号成立， 故2x y +的最小值是9； 故选C ．12．（2020•诸暨市模拟）已知22log (4)2log a b +=，则a b +的最小值是( )A ．2B 1C ．94D ．52【答案】C【解析】222log (4)2log log (4)a b ab +==， 44a b ab ∴+=，且0a >，0b >，∴144b a+=， 则11414149()()(5)(25)4444a b a a b a b b a b a b a +=++=+++=；当且仅当244a b a b ab =⎧⎨+=⎩即3234a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时取=，则a b +的最小值是94， 故选C ．13．（2020•湘潭四模）直线220(0,0)ax by a b +-=>>过函数1()11f x x x =++-图象的对称中心，则41a b +的最小值为( ) A ．9 B ．4C ．8D ．10【答案】A【解析】函数1()11f x x x =++-图象的对称中心为(1,2)，所以1a b +=， 41414()()415249b a a b a b a b a b +=++=++++=，当且仅当223a b ==时等号成立； 故选A ．14．（2020•重庆模拟）已知a ，0b >，22a b +=，则1b a b+的取值范围是( ) A ．(0,)+∞ B ．[2，)+∞ C ．1,)+∞ D．)+∞【答案】C【解析】a ，0b >，22a b +=，∴21211222b a bb a b a a b a b a b++=+++=， 当且仅当2b aa b=，即2a =，2b =时等号成立， 故选C ．15．（2020•滨海新区模拟）已知正实数a ，b 满足1a b +=，则2241a b a b+++的最小值为( ) A ．13 B ．11C ．10D ．9【答案】C【解析】由224141411a b a b a b a b a b+++=+++=++ 1a b +=，∴414144()()5259b a b a a b a b a b a b a b +=++=++⨯=，当且仅当13b =，23a =时取等号． ∴2241a b a b+++的最小值为9110+= 故选C ．16．（2020•河东区一模）已知实数a 、b ，0ab >，则22224aba b a b +++的最大值为( )A ．16B ．14C ．17D ．6【答案】A【解析】由于2220a b ab +>， 所以222222424ababa b a b ab a b +++++，故：22114246222ab ab a b ab ababab==+++++，（当且仅当a b =时，等号成立）． 故选A ．17．（2020•辽阳二模）已知0a >，0b >，32a b ab +=，则23a b +的最小值为( ) A ．20 B ．24 C ．25 D ．28【答案】C【解析】因为0a >，0b >，32a b ab +=，所以321b a+=，则32666623()(23)1321325a b a a b a b b a b a b +=++=++⨯=，当且仅当5a b ==时，等号成立． 故选C ．18．（2020•大连一模）已知0a >，0b >，111a b+=，则a b +的最小值为( ) A ．14B ．12C ．2D ．4【答案】D 【解析】111a b+=， 11()()112214b aa b a b a b a b∴+=+⨯+=++++=，当且仅当b aa b=时等号成立， a b ∴+的最小值为4．故选D ．19．（2020•浙江模拟）对于0c >，当非零实数a ，b 满足224240a ab b c -+-=，且使|2|a b +最大时，345a b c-+的最小值为( )A ．12-B ．12C ．2-D ．2【答案】C【解析】224240a ab b c -+-=， ∴2215()4416c b a b =-+，由柯西不等式得，22222215[()][2][2()]|2|416415b ba b a b a b -++-+=+ 故当|2|a b +最大时，有4462b a -=， 32a b ∴=，210c b =， ∴22234534511211()(2)2310222a b c b b b b bb -+=-+=-=--， 12b =时，取得最小值为2-． 故选C ．20．（2020•吉林模拟）若24loglog 1x y +=，则2x y +的最小值为( )A ．2B ．C ．4D ．【答案】C【解析】因为2224444log log log log log ()1x y x y x y +=+==， 24(0,0)x y x y ∴=>>，则2224x y x y +=，当且仅当22x y ==时等号成立，则2x y +的最小值为4．故选C ．21．（2020•天津二模）已知0x >，0y >，23x y +=，则2x y xy +的最小值为__________．【解析】因为0x >，0y >，23x y +=，则21211212333333xy x x x y x y x xy y x y x y x yx ++=+=+⨯=+++=，当且仅当23x y y x ==x =y =时取等号，。

基本不等式及应用的实际应用情况背景介绍基本不等式是数学中常见的一类不等式，它们可以帮助我们描述和解决各种实际问题，从而在许多领域中发挥着重要作用。

基本不等式包括线性不等式、二次函数不等式和绝对值不等式等。

在实际应用中，我们经常需要根据给定的条件和目标，通过建立和求解基本不等式来得到满足特定条件的解集。

应用过程下面将分别介绍线性不等式、二次函数不等式和绝对值不等式的应用过程及效果。

1. 线性不等式线性不等式是形如ax + b > 0或ax + b < 0的一次方程组，其中a、b为已知系数，x为未知数。

线性不等式在实际应用中广泛存在，例如：a. 生产问题假设某工厂生产两种产品A和B，并且单位时间内生产A产品所需的材料成本为10元，生产B产品所需的材料成本为20元。

如果工厂每天最多能使用500元购买原材料，而单位时间内生产A产品利润为5元，生产B产品利润为8元。

我们需要确定每种产品的最大生产量，以最大化利润。

设A产品的生产量为x，B产品的生产量为y。

根据题目中的条件，我们可以列出以下不等式：10x + 20y ≤ 500 （材料成本限制）5x + 8y ≥ 0 （利润要求）通过求解这个线性不等式组，我们可以得到A和B产品的最大生产量，从而实现最大化利润。

b. 资金问题假设某人有两个银行账户A和B，在一段时间内账户A每天存款增加10元，账户B 每天存款增加15元。

如果初始时两个账户的余额分别为1000元和2000元，并且他希望在一定时间后至少有6000元的总余额。

我们需要确定这个时间段内至少需要存款多少天。

设经过x天后，账户A和B的余额分别为a和b。

根据题目中的条件，我们可以列出以下不等式：a = 1000 + 10xb = 2000 + 15x a + b ≥ 6000通过求解这个线性不等式组，我们可以得到至少需要存款多少天才能达到目标总余额。

2. 二次函数不等式二次函数不等式是形如ax^2 + bx + c > 0或ax^2 + bx + c < 0的二次方程，其中a、b、c为已知系数，x为未知数。

(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 .知识点二几个重要的不等式(1)a 2＋b 2≥2ab (a ，b ∈R)；(2)b a ＋a b ≥2(a ，b 同号)；(3)ab ≤⎝⎛⎭⎫a ＋b 22(a ，b ∈R)；(4)⎝⎛⎭⎫a ＋b 22≤a 2＋b 22(a ，b ∈R)；(5)2ab a ＋b ≤ab ≤a ＋b 2≤ a 2＋b 22(a ＞0，b ＞0)．知识点三算术平均数与几何平均数设a ＞0，b ＞0，则a ，b 的算术平均数为a ＋b 2，几何平均数为ab ，基本不等式可叙述为：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数．知识点四利用基本不等式求最值问题已知x ＞0，y ＞0，则(1)如果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x ＋y 是定值q ，那么当且仅当x ＝y 时，xy 有最大值是q 24(简记：和定积最大)．【特别提醒】1.此结论应用的前提是“一正”“二定”“三相等”.“一正”指正数，“二定”指求最值时和或积为定值，“三相等”指等号成立.2.连续使用基本不等式时，牢记等号要同时成立. 考点一利用基本不等式求最值【典例1】（江西临川一中2019届模拟）已知x ＜54，则f (x )＝4x －2＋14x －5的最大值为_______ 【答案】1【解析】因为x ＜54，所以5－4x ＞0， 则f (x )＝4x －2＋14x －5＝－⎝⎛⎭⎫5－4x ＋15－4x ＋3≤－2＋3＝1.当且仅当5－4x ＝15－4x ，即x ＝1时，取等号． 故f (x )＝4x －2＋14x －5的最大值为1. 【方法技巧】【方法技巧】1.通过拼凑法利用基本不等式求最值的实质及关键点通过拼凑法利用基本不等式求最值的实质及关键点拼凑法就是将相关代数式进行适当的变形，通过添项、拆项等方法凑成和为定值或积为定值的形式，然后利用基本不等式求解最值的方法．拼凑法的实质是代数式的灵活变形，拼系数、凑常数是关键．2.通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤(1)根据已知条件或其变形确定定值(常数)；(2)把确定的定值(常数)变形为1；(3)把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相除，进而构造和或积为定值的形式；的表达式与所求最值的表达式相乘或相除，进而构造和或积为定值的形式；(4)利用基本不等式求解最值．利用基本不等式求解最值．【变式1】（山东潍坊一中2019届模拟）已知x ＞0，y ＞0，x ＋3y ＋xy ＝9，则x ＋3y 的最小值为________．【答案】6【解析】由已知得x ＋3y ＝9－xy ，因为x ＞0，y ＞0，所以x ＋3y ≥23xy ，所以3xy ≤⎝⎛⎭⎫x ＋3y 22，当且仅当x ＝3y ，即x ＝3，y ＝1时取等号，即(x ＋3y )2＋12(x ＋3y )－108≥0. 令x ＋3y ＝t ，则t ＞0且t 2＋12t －108≥0，得t ≥6，即x ＋3y 的最小值为6.【方法技巧】通过消元法利用基本不等式求最值的策略【方法技巧】通过消元法利用基本不等式求最值的策略当所求最值的代数式中的变量比较多时，通常是考虑利用已知条件消去部分变量后，凑出“和为常数”或“积为常数”，最后利用基本不等式求最值．，最后利用基本不等式求最值．考点二 利用基本不等式解决实际问题【典例2】【2019年高考北京卷理数】年高考北京卷理数】李明自主创业，李明自主创业，李明自主创业，在网上经营一家水果店，在网上经营一家水果店，在网上经营一家水果店，销售的水果中有草莓、销售的水果中有草莓、京白梨、西瓜、桃，价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒．为增加销量，李明对这四种水果进行促销：一次购买水果的总价达到120元，顾客就少付x 元．每笔订单顾客网上支付成功后，李明会得到支付款的80%．①当x =10时，顾客一次购买草莓和西瓜各1盒，需要支付__________元；元；②在促销活动中，为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折，则x 的最大值为__________．【答案】①130 ；②15.【解析】（1）x=10，顾客一次购买草莓和西瓜各一盒，需要支付60+80-10=130元.（2）设顾客一次购买水果的促销前总价为y 元，120y <元时，李明得到的金额为80%y ⨯，符合要求.120y ≥元时，有()80%70%y x y -⨯≥⨯恒成立，即()87,8yy x y x -≥≤，即min 158y x ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭元，所以x 的最大值为15。

基本不等式：ab ≤a ＋b2（二）[学习目标] 1.熟练掌握基本不等式及其变形的应用.2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.3.能够运用基本不等式解决生活中的应用问题．知识点一 基本不等式求最值 1．理论依据：(1)设x ，y 为正实数，若x ＋y ＝s (和s 为定值)，则当x ＝y 时，积xy 有最大值，且这个值为s 24. (2)设x ，y 为正实数，若xy ＝p (积p 为定值)，则当x ＝y 时，和x ＋y 有最小值，且这个值为2p .2．基本不等式求最值的条件： (1)x ，y 必须是正数；(2)求积xy 的最大值时，应看和x ＋y 是否为定值；求和x ＋y 的最小值时，应看积xy 是否为定值．(3)等号成立的条件是否满足．3．利用基本不等式求最值需注意的问题： (1)各数(或式)均为正． (2)和或积为定值．(3)判断等号能否成立，“一正、二定、三相等”这三个条件缺一不可．(4)当多次使用基本不等式时，一定要注意每次是否能保证等号成立，并且要注意取等号的条件的一致性．知识点二 基本不等式在实际中的应用基本不等式在实际中的应用是指利用基本不等式解决生产、科研和日常生活中的问题．解答不等式的应用题一般可分为四步：(1)阅读并理解材料；(2)建立数学模型；(3)讨论不等关系；(4)作出结论．题型一 利用基本不等式求最值例1 (1)已知x ≥52，则f (x )＝x 2－4x ＋52x －4有( )A ．最大值54B ．最小值54C ．最大值1D ．最小值1(2)已知t ＞0，则函数y ＝t 2－4t ＋1t的最小值为____．(3)已知x ，y ∈R ＋，且满足x 3＋y4＝1，则xy 的最大值为____．答案 (1)－2 (2)3 (3)3解析 (1)y ＝t 2＋1－4t t ＝t ＋1t－4≥2－4＝－2，当且仅当t ＝1t，即t ＝1或t ＝－1(舍)时，等号成立，∴y 的最小值为－2.(2)xy ＝12·⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3·y 4≤12·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x 3＋y 422＝12·⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝3，当且仅当x 3＝y 4＝12，即x ＝32，y ＝2时，等号成立，∴xy 的最大值为3.(3)f (x )＝x 2－4x ＋52x －4＝x －22＋12x －2＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －2＋1x －2≥1. 当且仅当x －2＝1x －2，即x ＝3时，等号成立． 跟踪训练1 (1)设a ＞b ＞0，则a 2＋1ab ＋1aa －b的最小值是( ) A ．1 B ．2 C ．3D ．4(2)已知x ，y 为正数，且2x ＋y ＝1，则1x ＋1y的最小值为________．答案 (1)D (2)3＋22解析 (1)a 2＋1ab ＋1aa －b＝a 2－ab ＋ab ＋1ab ＋1aa －b＝a (a －b )＋1aa －b＋ab ＋1ab≥2＋2＝4.当且仅当a (a －b )＝1且ab ＝1，即a ＝2，b ＝22时取“＝”． (2)由2x ＋y ＝1，得1x ＋1y ＝2x ＋y x ＋2x ＋yy＝3＋y x＋2xy ≥3＋2y x ·2xy＝3＋22， 当且仅当y x ＝2xy， 即x ＝2－22，y ＝2－1时，等号成立．题型二 基本不等式的综合应用例2 (1)已知x ＞1，y ＞1，且14ln x 、14、ln y 成等比数列，则xy ( )A ．有最大值eB ．有最大值eC ．有最小值eD ．有最小值e 答案 C解析 由题意得⎝ ⎛⎭⎪⎫142＝14ln x ln y ，∴ln x ln y ＝14，∵x ＞1，y ＞1，∴ln x ln y ＞0， 又ln(xy )＝ln x ln y ≥2ln x ln y ＝1， ∴xy ≥e，即xy 有最小值为e.(2)若对任意x ＞0，xx 2＋3x ＋1≤a 恒成立，求a 的取值范围．解 设f (x )＝x x 2＋3x ＋1＝1x ＋1x＋3，∵x ＞0，∴x ＋1x≥2，∴f (x )≤15，即f (x )max ＝15，∴a ≥15.跟踪训练2 (1)设a ＞0，b ＞0，若3是3a 与3b的等比中项，则1a ＋1b的最小值为( )A ．2B ．4C ．1(2)函数y ＝kx ＋2k －1的图象恒过定点A ，若点A 又在直线mx ＋ny ＋1＝0上，则mn 的最大值为________． 答案 (1)B (2)18解析 (1)由题意得，3a·3b＝(3)2，即a ＋b ＝1， ∴1a ＋1b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b (a ＋b )＝2＋b a ＋a b≥2＋2b a ·ab＝4， 当且仅当b a ＝a b ，即a ＝b ＝12时，等号成立．(2)y ＝k (x ＋2)－1必经过(－2，－1)，即点A (－2，－1)， 代入得－2m －n ＋1＝0， ∴2m ＋n ＝1，∴mn ＝12(2mn )≤12·⎝ ⎛⎭⎪⎫2m ＋n 22＝18，当且仅当2m ＝n ＝12时，等号成立．题型三 基本不等式的实际应用例3 要设计一张矩形广告，该广告含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中阴影部分)，这两栏的面积之和为18 000 cm 2，四周空白的宽度为10 cm ，两栏之间的中缝空白的宽度为5 cm ，请确定广告的高与宽的尺寸(单位：cm)，使矩形广告面积最小，并求出最小值．解 设矩形栏目的高为a cm ，宽为b cm ，ab ＝9 000.① 广告的高为a ＋20，宽为2b ＋25，其中a ＞0，b ＞0. 广告的面积S ＝(a ＋20)(2b ＋25)＝2ab ＋40b ＋25a ＋500 ＝18 500＋25a ＋40b ≥18 500＋225a ×40b ＝18 500＋2 1 000ab ＝24 500.当且仅当25a ＝40b 时，等号成立，此时b ＝58a ，代入①式得a ＝120，从而b ＝75，即当a＝120，b ＝75时，S 取得最小值24 500，故广告的高为140 cm ，宽为175 cm 时，可使广告的面积最小，最小值为24 500 cm 2.跟踪训练3 一批货物随17列货车从A 市以v 千米/时匀速直达B 市，已知两地铁路线长400千米，为了安全，两列货车的间距不得小于⎝ ⎛⎭⎪⎫v 202千米，那么这批货物全部运到B 市，最快需要________小时． 答案 8解析 设这批货物从A 市全部运到B 市的时间为t ，则t ＝400＋16⎝ ⎛⎭⎪⎫v 202v ＝400v ＋16v400≥2400v ×16v400＝8(小时)， 当且仅当400v ＝16v400，即v ＝100时，等号成立，此时t ＝8小时．1．下列函数中，最小值为4的函数是( )A ．y ＝x ＋4xB ．y ＝sin x ＋4sin x (0＜x ＜π)C ．y ＝e x＋4e－xD ．y ＝log 3x ＋log x 812．函数y ＝x 2－x ＋1x －1(x ＞1)在x ＝t 处取得最小值，则t 等于( )A ．1＋ 2B ．2C ．3D ．43．将一根铁丝切割成三段做一个面积为2 m 2、形状为直角三角形的框架，在下列四种长度的铁丝中，选用最合理(够用且浪费最少)的是( ) A ． m B ． m C ．7 m D ． m 4．函数f (x )＝x (4－2x )的最大值为________．5．当x ＜54时，函数y ＝4x －2＋14x －5的最大值为________．一、选择题1．已知正数x ，y 满足8x ＋1y＝1，则x ＋2y 的最小值是( )A ．18B ．16C ．8D ．102．已知点P (x ，y )在经过A (3,0)，B (1,1)两点的直线上，则2x＋4y的最小值为( ) A ．2 2 B ．4 2 C ．16 D ．不存在3．下列命题正确的是( ) A ．函数y ＝x ＋1x的最小值为2B ．若a ，b ∈R 且ab ＞0，则b a ＋a b≥2C ．函数x 2＋2＋1x 2＋2的最小值为2 D ．函数y ＝2－3x －4x的最小值为2－434．设x ，y 为正数，则(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋4y 的最小值为( )A ．7B ．8C ．9D ．105．已知a ，b ，c 都是正数，且a ＋2b ＋c ＝1，则1a ＋1b ＋1c的最小值是( )A ．3＋2 2B ．3－22C ．6－4 2D ．6＋426．已知a ＝(x －1,2)，b ＝(4，y )(x ，y 为正数)，若a ⊥b ，则xy 的最大值是( ) B ．－12C ．1D ．－17．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的最小值为( )C ．2D ．4 二、填空题8．设x >－1，则函数y ＝x ＋5x ＋2x ＋1的最小值是______．9．设a ＞b ＞c ，则a －c a －b ＋a －cb －c的最小值是________． 10．某汽车运输公司购买一批豪华大客车投入营运，据市场分析每辆车营运的总利润y (单位：10万元)与营运年数x (x ∈N *)为二次函数关系(二次函数的图象如图所示)，则每辆客车营运________年时，年平均利润最大．三、解答题11．已知x ，y ＞0，且x ＋2y ＋xy ＝30，求xy 的范围．12．已知正常数a ，b 和正变数x ，y 满足a ＋b ＝10，a x ＋b y＝1，x ＋y 的最小值为18，求a ，b 的值．13．某建筑公司用8 000万元购得一块空地，计划在该地块上建造一栋至少12层、每层4 000平方米的楼房．经初步估计得知，如果将楼房建为x (x ≥12)层，则每平方米的平均建筑费用为Q (x )＝3 000＋50x (单位：元)．为了使楼房每平方米的平均综合费用最少，该楼房应建为多少层每平方米的平均综合费用最小值是多少(注：平均综合费用＝平均建筑费用＋平均购地费用，平均购地费用＝购地总费用建筑总面积)当堂检测1．答案 C解析 A 中x ＝－1时，y ＝－5＜4，B 中y ＝4时，sin x ＝2，D 中x 与1的关系不确定，选C. 2．答案 B解析 y ＝x x －1＋1x －1＝x ＋1x －1＝x －1＋1x －1＋1≥2＋1＝3，当且仅当x －1＝1x －1，即x ＝2时，等号成立． 3．答案 C解析 设两直角边分别为a ，b ，直角三角形的框架的周长为l ，则12ab ＝2，∴ab ＝4，l ＝a＋b ＋a 2＋b 2≥2ab ＋2ab ＝4＋22≈(m)．∵要求够用且浪费最少，故选C. 4．答案 2解析 ①当x ∈(0,2)时， x,4－2x ＞0，f (x )＝x (4－2x )≤12⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x ＋4－2x 22＝2， 当且仅当2x ＝4－2x ，即x ＝1时，等号成立．②当x ≤0或x ≥2时，f (x )≤0，故f (x )max ＝2.5．答案 1解析 ∵x ＜54，∴4x －5＜0， ∴y ＝4x －5＋14x －5＋3 ＝－⎣⎢⎡⎦⎥⎤5－4x ＋15－4x ＋3 ≤－25－4x ·15－4x ＋3＝1 当且仅当5－4x ＝15－4x，即x ＝1时，等号成立．课时精练答案一、选择题1．答案 A解析 x ＋2y ＝(x ＋2y )⎝ ⎛⎭⎪⎫8x ＋1y ＝10＋16y x ＋x y≥10＋216＝18，当且仅当16y x ＝x y，即x ＝4y 时，等号成立． 2．答案 B解析 ∵点P (x ，y )在直线AB 上，∴x ＋2y ＝3.∴2x ＋4y ≥22x ·4y ＝22x ＋2y ＝4 2.当且仅当2x ＝4y ，即x ＝32，y ＝34时，等号成立． 3．答案 B解析 A 错误，当x ＜0时或x ≠1时不成立；B 正确，因为ab ＞0，所以b a ＞0，a b ＞0，且b a＋a b≥2；C 错误，若运用基本不等式，需()x 2＋22＝1，x 2＝－1无实数解；D 错误，y ＝2－(3x ＋4x )≤2－43，故最大值为2－4 3. 4．答案 C解析 由于x ，y 为正数，故(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋4y ＝1＋4＋y x ＋4x y ≥9.当且仅当y x ＝4x y，即y ＝2x 时取“＝”．5．答案 D解析 1a ＋1b ＋1c ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ＋1c (a ＋2b ＋c ) ＝4＋2b a ＋c a ＋a b ＋c b ＋a c ＋2b c≥4＋2 2b a ·a b ＋2 c a ·a c ＋2 c b ·2b c＝6＋42， 当且仅当2b a ＝a b ，c a ＝a c ，c b ＝2b c时，等号成立， 即a 2＝c 2＝2b 2时，等号成立．6．答案 A解析 ∵a ⊥b 则a ·b ＝0，∴4(x －1)＋2y ＝0，∴2x ＋y ＝2，∴xy ＝12(2x )·y ≤12·⎝ ⎛⎭⎪⎫222＝12， 当且仅当2x ＝y 时，等号成立．7．答案 D解析 圆方程为(x ＋1)2＋(y －2)2＝4，圆心为(－1,2)，半径为2，若直线被截得弦长为4，说明圆心在直线上，即－2a －2b ＋2＝0，∴a ＋b ＝1，∴1a ＋1b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b (a ＋b ) ＝2＋b a ＋ab ≥2＋2＝4，当且仅当b a ＝ab，即a ＝b 时，等号成立． 二、填空题8．答案 9解析 ∵x >－1，∴x ＋1>0，设x ＋1＝t >0，则x ＝t －1，于是有y ＝t ＋4t ＋1t＝t 2＋5t ＋4t ＝t ＋4t ＋5 ≥2 t ·4t＋5＝9， 当且仅当t ＝4t，即t ＝2时取“＝”，此时x ＝1.∴当x ＝1时，函数y ＝x ＋5x ＋2x ＋1取得最小值9. 9．答案 4解析a －c a －b ＋a －c b －c ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a －b ＋1b －c [(a －b )＋(b －c )] ＝1＋1＋b －c a －b ＋a －b b －c ≥2＋2 b －c a －b ·a －b b －c＝4， 当且仅当b －c a －b ＝a －b b －c，即|a －b |＝|b －c |， 又a ＞b ＞c ，∴b ＝a ＋c2时，等号成立．10．答案 5解析 二次函数顶点为(6,11)，设为y ＝a (x －6)2＋11，代入(4,7)得a ＝－1， ∴y ＝－x 2＋12x －25， 年平均利润为y x ＝－x 2＋12x －25x＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋25x ＋12≤－2 x ·25x ＋12＝2， 当且仅当x ＝25x，即x ＝5时，等号成立． 三、解答题11．解 因为x ，y 是正实数，故30＝x ＋2y ＋xy ≥22xy ＋xy ，当且仅当x ＝2y ，即x ＝6，y ＝3时，等号成立．所以xy ＋22xy －30≤0.令xy ＝t ，则t ＞0，得t 2＋22t －30≤0，解得－52≤t ≤3 2.又t ＞0，知0＜xy ≤32，即xy 的范围是(0,18]． 12．解 因为x ＋y ＝(x ＋y )·1＝(x ＋y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫a x ＋b y ＝a ＋b ＋ay x ＋bx y≥a ＋b ＋2ab ＝(a ＋b )2， 当且仅当ay x ＝bx y ，即y x ＝b a时，等号成立， 所以x ＋y 的最小值为(a ＋b )2＝18，又a ＋b ＝10，所以ab ＝16.所以a ，b 是方程x 2－10x ＋16＝0的两根，所以a ＝2，b ＝8或a ＝8，b ＝2.13．解 设楼房每平方米的平均综合费用为f (x )元，依题意得，f (x )＝Q (x )＋8 000×10 0004 000x ＝50x ＋20 000x＋3 000(x ≥12，x ∈N *)， f (x )＝50x ＋20 000x＋3 000 ≥2 50x ·20 000x＋3 000＝5 000(元)． 当且仅当50x ＝20 000x，即x ＝20时上式取“＝”． 因此，当x ＝20时，f (x )取得最小值5 000(元)．所以为了使楼房每平方米的平均综合费用最少，该楼房应建为20层，每平方米的平均综合费用最小值为5 000元．。

第2节 基本不等式及其应用1.重要不等式及几何意义重要不等式：如果,R a b ∈，那么222a b ab +≥（当且仅当a b =时取等号“=”）.基本不等式：如果,a b是正数，那么2a b+≥a b =时取等号“=”） 要点诠释：222a b ab +≥和2a b+≥ （1）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； （2）取等号“=” 的条件在形式上是相同的，都是“当且仅当a b =时取等号”。

（3）222a b ab +≥可以变形为：222a b ab +≤，2a b+≥2()2a b ab +≤. 2.如图，AB 是圆的直径，点C 是AB 上的一点，AC a =,BC b =，过点C 作DC AB ⊥交圆于点D ，连接AD 、BD .易证~Rt ACD Rt DCB ∆∆，那么2CD CA CB =⋅，即CD =这个圆的半径为2ba +，它大于或等于CD ，即ab ba ≥+2，其中当且仅当点C 与圆心重合，即a b = 时，等号成立. 3.2211222b a b a ab ba +≤+≤≤+，即平方平均数算数平均数几何平均数调和平均数≤≤≤，（均为正、b a ），可变形如下24)()2(2222b a b a ab b a ab +≤+≤≤+，即上式的平方形式，其中调和不常用。

4.利用均值不等式求最值遵循的原则：“一正二定三等”（1）正：使用均值不等式所涉及的项必须为正数，如果有负数则考虑变形或使用其它方法 （2）定：使用均值不等式求最值时，变形后的一侧不能还含有核心变量，例如：当0>x 求xx y 32+= 的最小值。

此时若直接使用均值不等式，则xx y 32+= x 42≥右侧依然含有x ，则无法找到最值 （3）等：若能利用均值不等式求得最值，则要保证等号成立，要注意以下两点：① 若求最值的过程中多次使用均值不等式，则均值不等式等号成立的条件必须能够同时成立（彼此① 若涉及的变量有初始范围要求，则使用均值不等式后要解出等号成立时变量的值，并验证是否符合初始范围。

2.4 基本不等式及其应用（二）成功的要领（学习要求）1.进一步掌握均值不等式定理；2.会应用此定理求某些函数的最值；成功的准备（课前预习）1．基本不等式1：2．基本不等式2：3.已知x，y都是正数，（1）如果积xy是定值P,那么当x=y时，和x+y有最值（2）如果和x+y是定值S,那么当x=y时，积xy有最值成功的探索（电子笔记）一．公式的等价变形：二．举例巩固：1,x> 1.已知：11xx+-求的最小值1,x≠2.已知：11xx+-求的取值范围.23.y2 2.2.yy≥=有一同学在计算故的最小值为请问：这个同学的解答过程对吗？如果错误，请指出错在哪里？14.1.4a b R a b ab+∈+=≤若、，且，求证：，并指出等号成立的条件5.当x取什么值时，代数式.0_____,x ___.x <<变式:若此时＝6.已知正数x 、y 满足2x+y=1，求11x y +的最小值.变式：121.:,,1,.x y Rx y x y+∈+=+已知且求的最小值11222.已知，，且，求的最小值a b R a b a b +∈+=+成功的尝试：（基础形成题） 251.,,10,x y R xy x y+∈=+已知求的最小值2.0,0,231,x y x y xy >>+=若求的最大值.04,x <<3.若102x <<4.若成功的延续（课后作业）1、求1 (3)3y x x x =+>-的最小值. 2、求(5) (05)y x x x =-<<的最大值.3、求1(14)(0)4y x x x =-<<的最大值. 4、求123 (0)y x x x=+<的最大值.5、若2x >，求1252y x x =-+-的最小值.6、若0x <，求21x x y x++=的最大值.7、求2y =的最小值.8（1）用篱笆围成一个面积为100m 2的矩形菜园，问这个矩形的长、宽各为多少时，所用篱笆最短。