基本不等式复习三大注意事项
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专题7.3 基本不等式【核心素养分析】1.了解基本不等式的证明过程;2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 【知识梳理】知识点一 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 . 知识点二 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 +b 22≤a 2+b22(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 +b2,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. 【典例剖析】 高频考点一 利用基本不等式求最值【例1】【2020·江苏卷】已知22451(,)x y y x y +=∈R ,则22x y +的最小值是 ▲ .【举一反三】(2020·江苏省南京模拟)函数y =x 2+2x -1(x >1)的最小值为________【方法技巧】利用基本不等式解决条件最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要有三种思路: (1)对条件使用基本不等式直接求解.(直接法)(2)针对待求最值的式子,通过拆项(添项)、分离常数、变系数、凑因子等方法配凑出和或积为常数的两项,然后用基本不等式求解.(配凑法)(3)已知条件中有值为1的式子,把待求最值的式子和值为1的式子相乘,再用基本不等式求解.(常数代换法)【变式探究】(2019·天津卷)设x >0,y >0,x +2y =4,则(x +1)(2y +1)xy 的最小值为 .【变式探究】(2020·辽宁省葫芦岛模拟)已知a >0,b >0,且2a +b =ab -1,则a +2b 的最小值为( ) A .5+2 6B .8 2C .5D .9高频考点二 利用基本不等式解决实际问题【例2】【2019·北京卷】李明自主创业,在网上经营一家水果店,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;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__________.,,,,,,,,【方法技巧】利用基本不等式解决实际问题的三个注意点 (1)设变量时,一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. (2)解应用题时,一定要注意变量的实际意义及其取值范围.(3)在应用基本不等式求函数最值时,若等号取不到,可利用函数的单调性求解.【变式探究】(2020·山西省大同模拟)经测算,某型号汽车在匀速行驶过程中每小时耗油量y (L)与速度x (km /h )(50≤x ≤120)的关系可近似表示为y =⎩⎨⎧175(x 2-130x +4 900),x ∈[50,80),12-x60,x ∈[80,120].(1)该型号汽车的速度为多少时,可使得每小时耗油量最少?(2)已知A ,B 两地相距120 km ,假定该型号汽车匀速从A 地驶向B 地,则汽车速度为多少时总耗油量最少?专题7.3 基本不等式【核心素养分析】1.了解基本不等式的证明过程;2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 【知识梳理】知识点一 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 . 知识点二 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 +b 22≤a 2+b22(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 +b2,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. 【典例剖析】高频考点一 利用基本不等式求最值【例1】【2020·江苏卷】已知22451(,)x y y x y +=∈R ,则22x y +的最小值是 ▲ . 【答案】45【解析】∵22451x y y +=∴0y ≠且42215y x y -=∴422222222114144+2555555y y y x y y y y y-+=+=≥⋅=,当且仅当221455y y =,即2231,102x y ==时取等号. ∴22xy +的最小值为45. 【举一反三】(2020·江苏省南京模拟)函数y =x 2+2x -1(x >1)的最小值为________【答案】23+2【解析】∵x >1,∴x -1>0,∴y =x 2+2x -1=(x 2-2x +1)+(2x -2)+3x -1=(x -1)2+2(x -1)+3x -1=(x -1)+3x -1+2≥23+2.当且仅当x -1=3x -1,即x =3+1时,等号成立.【方法技巧】利用基本不等式解决条件最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要有三种思路: (1)对条件使用基本不等式直接求解.(直接法)(2)针对待求最值的式子,通过拆项(添项)、分离常数、变系数、凑因子等方法配凑出和或积为常数的两项,然后用基本不等式求解.(配凑法)(3)已知条件中有值为1的式子,把待求最值的式子和值为1的式子相乘,再用基本不等式求解.(常数代换法)【变式探究】(2019·天津卷)设x >0,y >0,x +2y =4,则(x +1)(2y +1)xy 的最小值为 .【答案】92【解析】(x +1)(2y +1)xy =2xy +x +2y +1xy =2xy +5xy =2+5xy ,∵x >0,y >0且x +2y =4, ∴4=x +2y ≥22xy ,∴xy ≤2,∴1xy ≥12,∴2+5xy ≥2+52=92.【变式探究】(2020·辽宁省葫芦岛模拟)已知a >0,b >0,且2a +b =ab -1,则a +2b 的最小值为( ) A .5+2 6 B .8 2 C .5 D .9【答案】A【答案】∵a >0,b >0,且2a +b =ab -1, ∴a =b +1b -2>0,∴b >2,∴a +2b =b +1b -2+2b =2(b -2)+3b -2+5≥5+22(b -2)·3b -2=5+2 6.当且仅当2(b -2)=3b -2,即b =2+62时取等号.∴a +2b 的最小值为5+26,故选A 。
基本不等式----三大注意事项例题解答基本不等式是高中阶段的重要内容,是学生不容易掌握的重点知识之一,关键是其变形灵活,形式多姿多样,基本不等式“(0,0)2a b ab a b +≥>>”沟通了两个正数的“和”与“积”之间的关系,利用它可以解决求最值或者不等式证明问题.在运用基本不等式解题时,我们常常会遇到题中某些式子不便于套用公式,或者不便于利用题设条件,此时需要对题中的式子适当进行拼凑变形,造条件满足应用情境后再解决问题. 因此需要掌握一些变形技巧,注意三大方面. 一个技巧:运用公式解题时,既要掌握公式的正用,也要注意公式的逆用,例如222a b ab +≥逆用就是222a b ab +≤,2a b ab +≥ (0,0)a b >>逆用就是2()2a b ab +≤等. 两个变形: (1) 2221122a b a b ab a b ++≤≤≤+ (,)a b R +∈,即调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数;(当且仅当a b =时取等号) (2) 222()22a b a b ab ++≤≤ (,)a b R ∈(当且仅当a b =时取等号). 三个注意(1)使用基本不等式求最值,其失误的真正原因是其存在前提“一正、二定、三相等”的忽视.要利用基本不等式求最值,这三个条件缺一不可.(2)在运用基本不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”“定”“等”的条件.(3)连续使用公式时取等号的条件很严格,要求同时满足任何一次的字母取值存在且一致.例题.一、注意运用不等式链例1 已知0a >,0b >,1a b +=,求11a b +的最大值. 解析:由0a >,0b >,又2112a b a b +≤+,因为1a b +=,所以21112a b ≤+,所以11a b +4≥,当且仅当12a b ==时,等号成立. 评注:本题利用基本不等式链简化了问题,是题目的证明思路一目了然.二、注意结论成立的条件 对2221122a b a b ab a b++≤≤≤+来讲,一是要求,a b R +∈,二是和或积或平方和为定值,三是等号要成立即a b =.即所谓的一正、二定、三相等;但是对不等式222()22a b a b ab ++≤≤来讲,a b R ∈均可.例2 求函数()()y x x x=++49的最值. 错解: ()()y x x x x x x =++=++4913362=++≥+⋅=133********x x x x 当且仅当x x=36即x =±6时取等号. 所以当x =±6时,y 的最小值为25,此函数没有最大值.错因分析: 上述解题过程中应用了基本不等式,却忽略了应用基本不等式求最值时的条件—两个数都应大于零,因而导致错误.因为函数()()y x x x =++49的定义域为(,0)(0,)-∞+∞,所以必须对x 的正负加以分类讨论.正解: (1)当x >0时,25362133613=⋅+≥++=x x x x y , 当且仅当x x=36即6=x 时取等号.所以当x =6时,y min =25. (2)当x <0时,->->x x 0360,, ()()-+-⎛⎝ ⎫⎭⎪≥--⎛⎝ ⎫⎭⎪=x x x x 3623612, 11213)]36()[(13=-≤-+--=∴x x y .当且仅当-=-x x36,即x =-6时取等号,所以当x =-6时,y max =-=13121.评注:在利用基本不等式链时,一定要注意使用范围.例3 已知0,0x y >>,且191x y+=,求x y +的最小值. 错解:0,0x y >>,且191x y +=,∴()1992212x y x y xy x y xy ⎛⎫+=++≥= ⎪⎝⎭. 故 ()min 12x y += .错因分析:解法中两次连用基本不等式,在2x y xy +≥等号成立条件是x y =,在1992x y xy+≥等号成立条件是19x y=即9y x =,取等号的条件的不一致,产生错误. 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 += . 评注:在利用基本不等式处理问题时,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.三、注意要掌握三种拼凑方法由基本不等式链可以看出在运用基本不等式解决问题时主要是凑定和、定积或平方和为常数.例4 当04x <<时,求(82)y x x =-的最大值.解析:由04x <<知,820x ->,利用基本不等式求最值,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.211282(82)[2(82)]()8222x x y x x x x +-=-=-≤=. 当282x x =-,即2x =时取等号 ,所以当2x =时,(82)y x x =-的最大值为8.评注:本题无法直接运用基本不等式,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用基本不等式求最大值. 例5 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值. 解析: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.例6 已知x ,y 为正实数,且2212y x +=,求21x y +的最大值. 解析:因条件和结论分别是二次和一次,故采用公式222a b ab +≤.同时还应化简21y +中前面的系数为12,22211122222y y x y x x ++==+.下面将x ,2122y +分别看成两个因式:则2211222y x y x +=+2212222y x ++≤324=, 当且仅当2122y x =+且2212y x +=,即32x =,22y =时,等号成立. 所以21x y +的最大值为324. 评注:本题注意到适当添加常数配凑后,两项的平方和为常数,故而进行变形利用基本不等式链解决问题.。
高三不等式知识点归纳总结不等式在高中数学中占有重要的地位,它是数学中一种常见的关系式。
在高三数学学习过程中,我们需要掌握并灵活运用各种不等式知识点,以提升解题能力。
本文将对高三不等式相关知识进行归纳总结,帮助大家系统地掌握不等式的内容。
一、基本不等式基本不等式是不等式的基础,它通过对大小关系的描述,为其他类型不等式的证明提供了依据。
常见的基本不等式有以下几种:1. 正数不等式:若a>0,则a的平方大于0,即a²>0;a与-b的乘积小于0,即ab<0。
2. 负数不等式:若a<0,则a的平方大于0,即a²>0;a与-b的乘积小于0,即ab>0。
3. 平方不等式:若a>b≥0,则a的平方大于b的平方,即a²>b²。
4. 平均不等式:若a1,a2,...,an为正数,则它们的算术平均大于等于它们的几何平均,即(a1+a2+...+an)/n≥(a1*a2*...*an)^(1/n)。
二、一元一次不等式一元一次不等式是形如ax+b>0或ax+b<0的不等式,其中a和b为常数。
我们可以通过移项和分析a的正负来求解不等式。
1. 求解步骤:a) 对不等式进行变形,将不等式变为ax>c的形式,其中c为常数。
b) 根据a的正负确定不等式的方向,若a>0,则不等式为单调递增,解集为x>c/a;若a<0,则不等式为单调递减,解集为x<c/a。
2. 注意事项:a) 在乘以或除以负数的过程中,需注意不等式方向的变化。
b) 当a为0时,不等式变为bx>c,若b>0,则不等式为恒成立;若b<0,则不等式无解。
三、一元二次不等式一元二次不等式是形如ax²+bx+c>0或ax²+bx+c<0的不等式,其中a、b和c为常数。
我们可以通过求解二次方程和分析a的正负来求解不等式。
学习基本不等式的几个注意点作者:张春琦来源:《新高考·高二数学》2017年第08期不等式a+b/2≥(a>0,b>0)在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式以及解决实际问题方面有广泛的应用,其重要性不言而喻。
复习阶段,我们需要勤总结、细归纳,下面和大家谈谈需要注意的地方。
1.注意基本不等式适用的条件。
(l)当两个正数的积为定值时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定值时,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)要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足三个求最值的条件“一正,二定,三取等”。
误区分析错解忽略了“一正”的判断,也就是说要确定考虑的对象(本题中为“x”和“2/x”两者)为正值;若为负,则添加负号来运算。
2.注意基本不等式几个常用变形。
即为两个正数a,b的调和平均数、几何平均数、算术平均数、均方根之间的关系(平方平均≥算术平均≥几何平均≥调和平均)。
3.注意有些不等式中参数的取值范围可以拓展到一切实数。
以上都可以将参数a,b推广到实数集,其证明可以用代数法,也可以用几何法,同学们白行证明。
本题还可以将a,c看作是方程X2+(b-9)X十24-b(9-b)=0的两个根,用判别式大于或等于零就能求出b的取值范围。
若将上题变式为:a+b+c=9,a2十b2+C2=57,求实数b的取值范围。
4.注意维数的拓展,将二元拓展到多元不等式。
由此得到以下两个二元他多元不等式链(其中各变量取正值):这与立体几何中长方体的体对角线长、表面积、体积的最值有关。
5.注意不等式的加密拓展。
我们还可以对(*)中的a,b赋值,得到如下一些结论,命制新的考题。
6.感受基本不等式背后的意蕴。
实际上考生答题的情况并不好,为什么呢?因为教材上没有现成的结论,大量的练习也不能解决这类问题,若穷尽所有能够组成三角形的情况计算,费事费力,显然不是好的解法,也有违背命题组的初衷,那么这道题究竟考什么呢?其实,基本不等式不仅仅是两个平均数的大小比较,应用也不仅仅只是“一正,二定,三取等”求最值,它的本质是两个正数的几何平均数与算术平均数的大小关系,二者相等只是那样一个时刻(当且仅当),从其证明过程不难看出另有意蕴,即当等号不成立时,二者相差多少。
《基本不等式》知识清单一、基本不等式的形式基本不等式是高中数学中的一个重要知识点,它有两种常见形式:1、对于任意两个正实数 a 和 b,有\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\),当且仅当\(a = b\)时,等号成立。
2、如果\(a\gt 0\),\(b\gt 0\),则\(\sqrt{ab} \leq \frac{a + b}{2}\),当且仅当\(a = b\)时,等号成立。
这两个形式本质上是等价的,它们都反映了两个正数的算术平均数不小于几何平均数的重要关系。
二、基本不等式的证明我们先来证明第一个形式\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\)。
因为\((\sqrt{a} \sqrt{b})^2 \geq 0\),展开得到:\\begin{align}a 2\sqrt{ab} +b &\geq 0\\a +b &\geq 2\sqrt{ab}\end{align}\当且仅当\(\sqrt{a} \sqrt{b} = 0\),即\(a = b\)时,等号成立。
对于第二个形式\(\sqrt{ab} \leq \frac{a + b}{2}\),证明如下:因为\((a b)^2 \geq 0\),所以\(a^2 2ab + b^2 \geq 0\),移项得到\(a^2 + 2ab + b^2 \geq 4ab\),即\((a + b)^2 \geq 4ab\)。
因为\(a\gt 0\),\(b\gt 0\),所以\(a + b \gt 0\),两边同时除以 4 得到:\\begin{align}\frac{(a + b)^2}{4} &\geq ab\\\frac{a + b}{2} &\geq \sqrt{ab}\end{align}\当且仅当\(a = b\)时,等号成立。
三、基本不等式的应用1、求最值基本不等式在求最值问题中有着广泛的应用。
例如,求函数\(y = x +\frac{1}{x}\)(\(x\gt 0\))的最小值。
基本不等式的“十”注意基本不等式是高中数学的重要内容之一,是培养学生逻辑推理能力的好手段.基本不等式作为函数的核心组成部分,在不等式的证明、求最值、求解参数问题等方面都有广泛的应用,主要以工具知识的出现.但要想灵活应用基本不等式解题,在学习中特别要注意以下几点.一、注意考纲要求利用均值定理求最值,考纲对均值定理要求是掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均的定理,并会简单的应用.高考中常与函数、三角、数列、解析几何、立体几何、应用问题等知识联系.二、注意基本不等式的结构特征均值不等式的主要两种形式:第一种形式:a ,b ∈R 时,a 2+b 2≥2ab=ab +ab (当且仅当a =b 时“=”号成立);第二种形式:a >0,b >0时,a +b ≥2ab =ab +ab (当且仅当a =b 时“=”号成立).两端的结构、数字具有如下特征:(1)次数相等;(2)项数相等或不等式右侧系数与左侧项数相等;(3)左和右积.这两个公式的结构完全一致,第二种形式可以将条件放宽为但a ≥0,b ≥0,因此在非负实数范围之内,两个公式均成立,当要解决的不等式具有上述特征时,考虑用均值不等式.三、注意从本质上认识基本不等式基本不等式在本质上体现两种转化:(1)在均值不等式中“当且仅当……等号成立”的“当且仅当”是“充要条件”的同义词,它给出了相等与不等的界,是相等与不等转化的突破口;(2)基本不等式的一端是两个正数的和,一端是两个正数的积,因此利用基本不等式可以达到两数和与积的不等转化.四、注意把握基本不等式的常见变式(1)ab≤a 2+b 22,ab≤(a +b 2)2,对不等式ab≤a 2+b 22,还有更一般的表达式:|ab|≤a 2+b 22; (2)若a ,b 同号,则a b +b a2(当且仅当a =b 时,取等号); (3)若x >0,则x +1x≥2(当且仅当x =1时,取等号). 五、注意联系等比数列与等差数列由数列知识可知,a +b 2称为a ,b 的等差中项,ab 称为正数a ,b 的等比中项,故算术平均数与几何平均数的定理又可叙述为:“两个正数的等比中项不大于它们的等差中项”.六、注意利用基本不等式求函数的最值的条件利用基本不等式求函数最值的方法使用范围较广泛,既可适用于已学过的二次函数,又可适用于分式函数,高次函数,无理函数,但必须注意其使用三个条件:(1)项项为正:a >0,b >0;(2)和定或积定:a +b 为定值或ab 为定值;(3)项项相等:“a =b ”,三个条件缺一不可.少了“项项为正”,就失去了利用均值定理的前提条件;少了“a +b 为定值或ab 为定值”,求出的不是一个常数,而是一个变量;少了“项项相等”,求出的最值就失去了基础,成了“空中楼阁”.七、注意多次利用基本不等式求最值的条件求解最值问题时,有时需要同时或连续多次使用均值不等式,这时一定要注意几次使用条件必须一致,即每次取得“=”号的条件一致,否则所求的最值是错误的.八、注意利用基本不等式求最值时常见凑配技巧在使用重要不等式证明问题时,根据所证不等式的结构,常常需要配合一定的变形技巧与转化策略,才可以使用重要不等式常用的初等变形手段有均匀裂项,增减项,配系数、平方、引参、换元、裂项、折幂等.一般说来,“见和想积,拆低次,凑积为定值,则和有最小值;见积想和,拆高次,凑和为定值,则积有最大值”.九、注意利用基本不等式证明不等式的条件利用均值定理a +b 2≥ab(a >0,b >0)证明不等式时,没有利用其求最值的条件强,一般只需满足一个条件:“项项为正:a >0,b >0”.十、注意基本不等式的实际应用问题新课标教材与传统教材最大的区别是,新教材淡化了不等式的证明,加强了不等式与日常生活的联系,如实际生活中的方案选择型、材料切割型、造价最低、利润最大等问题.这类问题首先应认真阅读题目、理解题目的意义,注意题目中的关键词和有关数据,然后将实际问题转化为数学问题,即数学建模,再运用均值不等式加以解决.。
初三数学知识点解不等式 1.符号:不等式两边都乘以或除以一个负数,要改变不等号的方向。
2.确定解集:比两个值都大,就比大的还大;比两个值都小,就比小的还小;比大的大,比小的小,无解;比小的大,比大的小,有解在中间。
三个或三个以上不等式组成的不等式组,可以类推。
3.另外,也可以在数轴上确定解集:把每个不等式的解集在数轴上表示出来,数轴上的点把数轴分成若干段,如果数轴的某一段上面表示解集的线的条数与不等式的个数一样,那么这段就是不等式组的解集。
有几个就要几个。
4.不等式两边相加或相减,同一个数或式子,不等号的方向不变。
(移项要变号)
5.不等式两边相乘或相除,同一个正数,不等号的方向不变。
(相当系数化1,这是得正数才能使用)
6.不等式两边乘或除以同一个负数,不等号的方向改变。
(或1个负数的时候要变号)。
不等式解题技巧不等式解题技巧不等式是数学中常见的一种关系式,其解题方法与方程有所不同。
本文将介绍一些不等式解题的技巧,希望能对学生们的学习有所帮助。
一、基本概念1. 不等式:用大于号(>)、小于号(<)、大于等于号(≥)、小于等于号(≤)连接两个数或两个式子的符号关系。
2. 解不等式:找出使得不等式成立的未知数范围。
3. 不等式的根:使得不等式成立的未知数取值。
二、基本性质1. 加减性质:若a>b,则a+c>b+c,a-c>b-c;若a<b,则a+c<b+c,a-c<b-c。
2. 乘除性质:若a>b>0,则ac>bc,a/c>b/c;若a<b<0,则ac<bc,a/c<b/c。
3. 取反性质:若-a<-b,则b<a;若-a>-b,则b>a。
4. 倒数性质:若0<a<b,则1/b<1/a;若-1<a<-b<0,则1/a<1/b。
三、一元一次不等式1. 基本形式:ax+b>c或ax+b<c,其中a≠0。
2. 解法:(1)将常数项移到一边,得到ax>c-b或ax<b-c;(2)根据a的正负性,分别解出x的范围。
3. 注意事项:(1)当a为正数时,不等式符号不变;当a为负数时,不等式符号取反。
(2)若要乘除以一个负数,则需改变不等式符号。
四、一元二次不等式1. 基本形式:ax²+bx+c>d或ax²+bx+c<d,其中a≠0。
2. 解法:(1)将常数项移到一边,得到ax²+bx+c-d>0或ax²+bx+c-d<0;(2)求出方程的根,即x=(-b±√(b²-4ac))/2a;(3)根据抛物线开口方向和顶点位置判断解的范围。
3. 注意事项:(1)当a>0时,开口向上;当a<0时,开口向下。
基本不等式复习三大注意事项
山东省邹平县第一中学 李锋 256200
基本不等式是高中阶段的重要内容,是学生不容易掌握的重点知识之一,关键是其变形
灵活,形式多姿多样,基本不等式“0,0)2
a b a b +≥>>”沟通了两个正数的“和”与“积”之间的关系,利用它可以解决求最值或者不等式证明问题.在运用基本不等式解题时,我们常常会遇到题中某些式子不便于套用公式,或者不便于利用题设条件,此时需要对题中的式子适当进行拼凑变形,造条件满足应用情境后再解决问题. 因此需要掌握一些变形技巧,注意三大方面.
一个技巧
运用公式解题时,既要掌握公式的正用,也要注意公式的逆用,例如222a b ab +≥逆用就是222a b ab +≤
,2a b +≥ (0,0)a b >>逆用就是2()2
a b ab +≤等.还要注意“添、拆项”技巧和公式等号成立的条件等.
两个变形
(1) 2
112a b a b +≤≤+(,)a b R +∈,即调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数;(当且仅当a b =时取等号) (2) 22
2()22
a b a b ab ++≤≤ (,)a b R ∈(当且仅当a b =时取等号). 这两个不等式链用处很大,注意掌握它们.
三个注意
(1)使用基本不等式求最值,其失误的真正原因是其存在前提“一正、二定、三相等”的忽视.要利用基本不等式求最值,这三个条件缺一不可.
(2)在运用基本不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”“定”“等”的条件.
(3)连续使用公式时取等号的条件很严格,要求同时满足任何一次的字母取值存在且一致.下面举例析之.
一、注意运用不等式链
从某种意义上来讲要学好基本不等式的变形关键是掌握上述两个不等式链.不等式中的常见变形主要围绕这两个基本不等式链进行.
例1 已知0a >,0b >,1a b +=,求
11a b +的最大值. 解析:由0a >,0b >,又2112a b a b
+≤+,因为1a b +=,所以21112a b ≤+,所以
11a b +4≥,当且仅当12
a b ==时,等号成立. 评注:本题利用基本不等式链简化了问题,是题目的证明思路一目了然.
二、注意结论成立的条件
对2
112a b a b
+≤≤≤+一是要求,a b R +∈,二是和或积或平方和为定值,三是等号要成立即a b =.即所谓的一正、二定、三相等;但是对不等式22
2()22
a b a b ab ++≤≤来讲,a b R ∈均可. 例2 求函数()()y x x x
=++49的最值. 错解: ()()y x x x x x x
=++=++4913362=++≥+⋅=133********x x x x 当且仅当x x
=
36即x =±6时取等号. 所以当x =±6时,y 的最小值为25,此函数没有最大值. 错因分析: 上述解题过程中应用了基本不等式,却忽略了应用基本不等式求最值时的条件—两个数都应大于零,因而导致错误.因为函数()()y x x x
=++49的定义域为(,0)(0,)-∞+∞ ,所以必须对x 的正负加以分类讨论.
正解: (1)当x >0时,25362133613=⋅+≥+
+=x x x x y , 当且仅当x x
=36即6=x 时取等号.所以当x =6时,y min =25. (2)当x <0时,->-
>x x 0360,, ()()-+-⎛⎝ ⎫⎭⎪≥--⎛⎝ ⎫⎭⎪=x x x x 3623612, 11213)]36()[(13=-≤-+--=∴x
x y .当且仅当-=-x x 36,即x =-6时取等号,所以当x =-6时,y max =-=13121.
评注:在利用基本不等式链时,一定要注意使用范围.
例3 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 += .
错因分析:解法中两次连用基本不等式,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. 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 += . 评注:在利用基本不等式处理问题时,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.
三、要掌握三种拼凑方法
由基本不等式链可以看出在运用基本不等式解决问题时主要是凑定和、定积或平方和为常数.
例4 当04x <<时,求(82)y x x =-的最大值.
解析:由04x <<知,820x ->,利用基本不等式求最值,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.211282(82)[2(82)]()8222
x x y x x x x +-=-=-≤=. 当282x x =-,即2x =时取等号 ,所以当2x =时,(82)y x x =-的最大值为8.
评注:本题无法直接运用基本不等式求解,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用基本不等式求最大值.
例5 已知54
x <,求函数14245y x x =-+-的最大值. 解析:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1(42)45
x x -- 不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项,5,5404
x 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.
例6 、已知x ,y 为正实数,且2
2
12y x +=,求的最大值.
解析:因条件和结论分别是二次和一次,故采用公式222
a b ab +≤.
前面的系数为12,==.下面将x
两个因式:则=
2
2
1
22
2
y
x++
≤
4
=,
当且仅当x=
2
21
2
y
x+=
,即x=
y=时,等号成立.
所以
的最大值为
4
.
评注:本题注意到适当添加常数配凑后,两项的平方和为常数,故而进行变形利用基本不等式链解决问题.
链接练习
1、已知01
x
<<,求函数
41
1
y
x x
=+
-
的最小值.
解:因为01
x
<<,所以10
x
->.
所以[]
41414(1)
(1)59
111
x x
y x x
x x x x x x
-
⎛⎫
=+=+-+=++≥
⎪
---
⎝⎭
.
当且仅当
4(1)
1
x x
x x
-
=
-
时,即
2
3
x=,上式取“=”,故
min
9
y=.
2、已知0,0
a b
>>,328
a b
+=
.
解:利用不等关系
2
a b
+
≤
4
≤=,
=且328
a b
+=,即
4
3
a=,2
b=时,等号成立.
综上可见,许多貌似繁难的不等式问题,运用基本不等式链,恰当拼凑,可创造性地使用基本不等式,轻松获解.这样既开拓了学生的思路,又活跃了学生的思维,培养了学生的数学能力.。