【优化探究系列】2019届高考数学(文)一轮复习-课时作业-第六章 第二节 基本不等式

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课时作业 A 组——基础对点练1.若对任意x >0,xx 2+3x +1≤a 恒成立,即a 的取值范围是( )A .a ≥15B .a >15C .a <15D .a ≤15解析:因为对任意x >0,xx 2+3x +1≤a 恒成立,所以对x ∈(0,+∞),a ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫x x 2+3x +1max , 而对x ∈(0,+∞),x x 2+3x +1=1x +1x+3≤12x ·1x+3=15, 当且仅当x =1x 时等号成立,∴a ≥15.答案:A2.(2018·厦门一中检测)设0<a <b ,则下列不等式中正确的是( ) A .a <b <ab <a +b2B .a <ab <a +b2<bC .a <ab <b <a +b2D.ab <a <a +b2<b解析:因为0<a <b ,所以a -ab =a (a -b )<0,故a <ab ;b -a +b 2=b -a2>0,故b >a +b2;由基本不等式知a +b2>ab ,综上所述,a <ab <a +b2<b ,故选B.答案:B3.(2018·山东名校调研)若正数x ,y 满足3x +y =5xy ,则4x +3y 的最小值是( ) A .2 B .3 C .4D .5解析:由3x +y =5xy ,得3x +y xy =3y +1x =5,所以4x +3y =(4x +3y )·15(3y +1x )=15(4+9+3y x +12x y )≥15(4+9+236)=5,当且仅当3y x =12xy,即y =2x 时,“=”成立,故4x +3y 的最小值为5.答案:D4.若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( ) A .a +b ≥2abB.1a +1b>1abC.b a +ab≥2D .a 2+b 2>2ab解析:因为ab >0,所以b a >0,a b >0,所以b a +a b ≥2b a ·ab=2,当且仅当a =b 时取等号. 答案:C5.下列不等式一定成立的是( )A .lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+14>lg x (x >0)B .sin x +1sin x ≥2(x ≠k π,k ∈Z)C .x 2+1≥2|x |(x ∈R)D.1x 2+1>1(x ∈R) 解析:对选项A ,当x >0时,x 2+14-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122≥0,∴lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+14≥lg x ,故不成立;对选项B ,当sin x <0时显然不成立;对选项C ,x 2+1=|x |2+1≥2|x |,一定成立;对选项D ,∵x 2+1≥1,∴0<1x 2+1≤1,故不成立. 答案:C6.若实数a ,b 满足1a +2b=ab ,则ab 的最小值为( )A. 2 B .2 C .2 2D .4解析:法一:由已知得1a +2b =b +2aab=ab ,且a >0,b >0,∴ab ab =b +2a ≥22ab ,∴ab ≥2 2. 法二:由题设易知a >0,b >0,∴ab =1a +2b ≥22ab,即ab ≥22,选C.答案:C7.(2018·天津模拟)若log 4(3a +4 b )=log 2ab ,则a +b 的最小值是( ) A .6+2 3 B .7+2 3 C .6+4 3D .7+4 3解析:因为log 4(3a +4b )=log 2ab ,所以log 4(3a +4b )=log 4(ab ),即3a +4b =ab ,且⎩⎨⎧3a +4b >0,ab >0,即a >0,b >0,所以4a +3b =1(a >0,b >0),a +b =(a +b )·(4a +3b )=7+4b a +3ab ≥7+24b a ·3ab=7+43,当且仅当4b a =3ab时取等号,故选D.答案:D8.(2018·银川一中检测)对一切实数x ,不等式x 2+a |x |+1≥0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-2)B .[-2,+∞)C . [-2,2]D .[0,+∞)解析:当x =0时,不等式x 2+a |x |+1≥0恒成立,此时a ∈R ,当x ≠0时,则有a ≥-1-|x |2|x |=-(|x |+1|x |),设f (x )=-(|x |+1|x |),则a ≥f (x )max ,由基本不等式得|x |+1|x |≥2(当且仅当|x |=1时取等号),则f (x )max=-2,故a ≥-2.故选B. 答案:B9.当x >0时,函数f (x )=2xx 2+1有( )A .最小值1B .最大值1C .最小值2D .最大值2解析:f (x )=2x +1x≤22x ·1x=1.当且仅当x =1x ,x >0即x =1时取等号.所以f (x )有最大值1.答案:B10.(2018·南昌调研)已知a ,b ∈R ,且ab ≠0,则下列结论恒成立的是( )A .a +b ≥2abB .a 2+b 2>2abC.a b +ba ≥2 D .|ab +b a|≥2解析:对于A ,当a ,b 为负数时,a +b ≥2ab 不成立; 对于B ,当a =b 时,a 2+b 2>2ab 不成立;对于C ,当a ,b 异号时,b a +ab≥2不成立;对于D ,因为b a ,a b 同号,所以|b a +a b |=|b a |+|a b|≥2 |b a |·|a b |=2(当且仅当|a |=|b |时取等号),即|b a +a b|≥2恒成立. 答案:D11.设f (x )=ln x,0<a <b ,若p =f (ab ),q =f (a +b2),r =12(f (a )+f (b )),则下列关系式中正确的是( ) A .q =r <p B .p =r <q C .q =r >p D .p =r >q解析:∵0<a <b ,∴a +b2>ab ,又f (x )=ln x 在(0,+∞)上单调递增,故f (ab )<f (a +b2),即q >p ,∴r=12(f (a )+f (b ))=12(ln a +ln b )=ln ab =f (ab )=p ,∴p =r <q .故选B. 答案:B12.已知正实数a ,b 满足a +b =4,则1a +1+1b +3的最小值为__________.解析:∵a +b =4,∴a +1+b +3=8, ∴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,∴1a +1+1b +3的最小值为12. 答案:1213.已知函数f (x )=4x +a x(x >0,a >0)在x =3时取得最小值,则a =__________.解析:f (x )=4x +a x≥24x ·a x =4a ,当且仅当4x =a x,即a =4x 2时取等号,则由题意知a =4×32=36.答案:3614.(2018·邯郸质检)已知x ,y ∈(0,+∞),2x -3=(12)y ,则1x +4y的最小值为________. 解析:2x -3=(12)y =2-y ,∴x -3=-y ,∴x +y =3.又x ,y ∈(0,+∞),所以1x +4y =13(1x +4y )(x +y )=13(5+y x +4x y )≥13(5+2 y x ·4x y )=3(当且仅当y x =4xy,即y =2x 时取等号). 答案:315.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________(单位:元).解析:设底面的相邻两边长分别为x m ,y m ,总造价为T 元,则V =xy ·1=4⇒xy =4.T =4×20+(2x +2y )×1×10=80+20(x +y )≥80+20×2xy =80+20×4=160(当且仅当x =y 时取等号). 故该容器的最低总造价是160元. 答案:160B 组——能力提升练1.设正实数x ,y 满足x >12,y >1,不等式4x 2y -1+y22x -1≥m 恒成立,则m 的最大值为( )A .2 2B .4 2C .8D .16解析:依题意得,2x -1>0,y -1>0,4x 2y -1+y 22x -1=[2x -1+1]2y -1+[y -1+1]22x -1≥42x -1y -1+4y -12x -1≥4×22x -1y -1×y -12x -1=8,即4x 2y -1+y22x -1≥8,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧2x -1=1y -1=12x -1y -1=y -12x -1,即⎩⎨⎧x =1y =2时,取等号,因此4x 2y -1+y22x -1的最小值是8,m ≤8,m 的最大值是8,选C.答案:C2.若a ,b ,c ∈ (0,+∞),且ab +ac +bc +25=6-a 2,则2a +b +c 的最小值为( )A.5-1B.5+1 C .25+2D .25-2解析:由题意,得a 2+ab +ac +bc =6-25,所以24-85=4(a 2+ab +ac +bc )≤4a 2+4ab +b 2+c 2+4ac +2bc =(2a +b +c )2,当且仅当b =c 时等号成立,所以2a +b +c ≥25-2,所以2a +b +c 的最小值为25-2,故选D. 答案:D3.(2018·保定调研)设△ABC 的内角A , B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且C =π3,a +b =λ,若△ABC 面积的最大值为93,则λ的值为( )A .8B .12C .16D .21解析:S △ABC =12ab sin C =34ab ≤34·(a +b 2)2=316λ2=93,当且仅当a =b 时取“=”,解得λ=12.答案:B4.已知x ,y 都是正数,且x +y =1,则4x +2+1y +1的最小值为( ) A.1315 B .2C.94D .3解析:由题意知,x +2>0,y +1>0,(x +2)+(y +1)=4,则4x +2+1y +1=14⎝⎛⎭⎪⎫5+4y +1x +2+x +2y +1≥14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5+2 4y +1x +2·x +2y +1=94,当且仅当x =23, y =13时,4x +2+1y +1取最小值94.答案:C 5.3-aa +6(-6≤a ≤3)的最大值为( )A .9B.92 C .3D.322解析:因为-6≤a ≤3,所以3-a ≥0,a +6≥0,则由基本不等式可知,3-aa +6≤3-a +a +62=92,当且仅当a =-32时等号成立. 答案:B6.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且2a cos(B -π3)=b +c ,△ABC 的外接圆半径为3,则△ABC 周长的取值范围为( ) A .(3,9] B .(6,8] C .(6,9]D .(3,8]解析:由2a cos(B -π3)=b +c ,得a cos B +3a sin B =b +c ,由正弦定理得3sin A sin B +sin A cos B =sin B +sin(A +B ),即3sin A sin B =sin B +cos A sin B ,又sin B ≠0,∴3sin A -cos A =1,∴sin(A -π6)=12,由0<A <π得-π6<A -π6<5π6,∴A -π6=π6,∴A =π3.又△ABC 的外接圆半径为3,∴23=a sin A ⇒a =23sin A =3.b +c =23sin B +23sin C =23[sin B +sin(2π3-B )]=23(32sin B +32cos B )=6(32sin B +12cos B )=6sin(B +π6),由0<B <2π3得,π6<B +π6<5π6,故3<6sin(B +π6)≤6,∴6<a +b +c ≤9.答案:C7.若2x+2y=1,则x +y 的取值范围是( ) A .[0,2]B .[-2,0]C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]解析:∵2x +2y ≥22x ·2y =22x +y (当且仅当2x =2y 时等号成立),∴2x +y ≤12,∴2x +y≤14,x +y ≤-2,故选D. 答案:D8.若两个正实数x ,y 满足1x +4y =1,且不等式x +y 4<m 2-3m 有解,则实数m 的取值范围是( )A .(-1,4)B .(-∞,-1)∪(4,+∞)C .(-4,1)D .(-∞,0)∪(3,+∞)解析:∵不等式x +y 4<m 2-3m 有解,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4min <m 2-3m ,∵x >0,y >0,且1x +4y =1,∴x +y 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +4y =4x y +y4x+2≥24xy ·y 4x +2=4,当且仅当4x y =y4x,即x =2,y =8时取等号, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4min =4,∴m 2-3m >4,即(m +1)(m -4)>0,解得m <-1或m >4,故实数m 的取值范围是 (-∞,-1)∪(4,+∞). 答案:B9.设正实数x ,y ,z 满足x 2-3xy +4y 2-z =0.则当xy z取得最大值时,2x +1y -2z的最大值为( )A .0B .1 C.94 D .3解析:xy z =xy x 2-3xy +4y 2=1x y +4y x-3≤14-3=1,当且仅当x =2y 时等号成立,此时z =2y 2,2x +1y -2z=-1y 2+2y=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1y-12+1≤1,当且仅当y =1时等号成立,故所求的最大值为1.答案:B10.设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是( ) A.92B.72 C .22+12D .22-12解析:a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n 1+n2,∴S n +8a n=n 1+n2+8n=12⎝ ⎛⎭⎪⎫n +16n +1≥12⎝ ⎛⎭⎪⎫2n ·16n+1=92, 当且仅当n =4时取等号. ∴S n +8a n 的最小值是92,故选A. 答案:A11.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且sin A -sin B =c sin A -sin Ca +b,b =3,则△ABC 的面积的最大值为( ) A.334 B.34 C.332D.32解析:根据正弦定理由sin A -sin B =c sin A -sin C a +b 可得a -b =c a -c a +b,得a 2-b 2=c (a -c ),即a 2+c 2-b 2=ac ,故a 2+c 2-b 22ac =12=cos B ,∵B ∈(0,π),∴B =π3.又由b =3,可得a 2+c 2=ac +3,故a 2+c 2=ac +3≥2ac ,即ac ≤3,当且仅当a =c =3时取等号,故ac 的最大值为3,这时△ABC 的面积取得最大值,为12×3×sin π3=334.答案:A12.(2018·宝鸡模拟)某工厂需要建造一个仓库,根据市场调研分析,运费与工厂和仓库之间的距离成正比,仓储费与工厂和仓库之间的距离成反比,当工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费为5万元,当工厂和仓库之间的距离为________千米时,运费与仓储费之和最小,最小为________万元.解析:设工厂和仓库之间的距离为x 千米,运费为y 1万元,仓储费为y 2万元,则y 1=k 1x (k 1≠0),y 2=k 2x(k 2≠0),∵工厂和仓库之间的距离为4千米时,运费为20万元,仓储费用为5万元,∴k 1=5,k 2=20,∴运费与仓储费之和为⎝⎛⎭⎪⎫5x +20x 万元,∵5x +20x≥25x ×20x =20,当且仅当5x =20x,即x =2时,运费与仓储费之和最小,为20万元. 答案:2 2013.(2018·青岛模拟)已知实数x ,y 均大于零,且x +2y =4,则log 2x +log 2y 的最大值为__________.解析:因为log 2x +log 2y =log 22xy -1≤log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2y 22-1=2-1=1,当且仅当x =2y =2,即x =2,y =1时等号成立,所以log 2x +log 2y 的最大值为1. 答案:114.在希腊数学家海伦的著作《测地术》中记载了著名的海伦公式,利用三角形的三条边长求三角形面积,若三角形的三边长分别为a ,b ,c ,其面积S =pp -a p -b p -c ,这里p =12(a +b+c ).已知在△ABC 中,BC =6,AB =2AC ,则其面积取最大值时,sin A =________.解析:已知在△ABC 中,BC =6,AB =2AC ,所以三角形的三边长为a =6,c =2b ,p =12(6+b +2b )=3+3b2,其面积 S =p p -ap -bp -c=3+3b 23b 2-33b2+3-b 3+3b2-2b=3+3b 23b 2-3b2+33-b2= 9b 24-99-b 24=34b 2-436-b2≤34×b 2-4+36-b 22=12,【优化探究系列】2019届高考数学(文)一轮复习【优化探究系列】2019届高考数学(文)一轮复习 当且仅当b 2-4=36-b 2,即b =25时取等号,此时a =6,b =25,c =45,三角形存在,cos A =b 2+c 2-a 22bc =45,所以sin A =35. 答案:35。