必修1 第二章 方程与不等式 2.2 第1课时

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高一数学课时作业 2.2 基本不等式 第1课时 基本不等式 学习目标 1.掌握基本不等式及推导过程.2.能熟练运用基本不等式比较两实数的大小.3.能初步运用基本不等式进行证明和求最值.

知识点 基本不等式 1.如果a>0,b>0,ab≤a+b2,当且仅当a=b时,等号成立. 其中a+b2叫做正数a,b的算术平均数,ab叫做正数a,b的几何平均数. 2.变形:ab≤a+b22,a,b∈R,当且仅当a=b时,等号成立. a+b≥2ab,a,b都是正数,当且仅当a=b时,等号成立.

1.对于任意a,b∈R,a2+b2≥2ab.( √ ) 2.n∈N*时,n+2n>22.( √ ) 3.x≠0时,x+1x≥2.( × ) 4.若a>0,则a3+1a2的最小值为2a.( × )

一、利用基本不等式比较大小 例1 某工厂生产某种产品,第一年产量为A,第二年的增长率为a,第三年的增长率为b,这两年的平均增长率为x(a,b,x均大于零),则( )

A.x=a+b2 B.x≤a+b2 C.x>a+b2 D.x≥a+b2 考点 基本不等式比较大小 题点 利用基本不等式比较大小 高一数学课时作业

答案 B 解析 第二年产量为A+A·a=A(1+a), 第三年产量为A(1+a)+A(1+a)·b=A(1+a)(1+b). 若平均增长率为x,则第三年产量为A(1+x)2. 依题意有A(1+x)2=A(1+a)(1+b), ∵a>0,b>0,x>0,

∴(1+x)2=(1+a)(1+b)≤1+a+1+b22,

∴1+x≤2+a+b2=1+a+b2,∴x≤a+b2. 反思感悟 基本不等式a+b2≥ab一端为和,一端为积,使用基本不等式比较大小要善于利用这个桥梁化和为积或者化积为和. 跟踪训练1 若0解 ∵0∴a+b>2ab,a2+b2>2ab, ∴四个数中最大的应从a+b,a2+b2中选择. 而a2+b2-(a+b)=a(a-1)+b(b-1), ∵0∴a(a-1)<0,b(b-1)<0, ∴a2+b2-(a+b)<0, 即a2+b2二、利用基本不等式直接求最值

例2 (1)当x>0时,求12x+4x的最小值;

(2)当x<0时,求12x+4x的最大值; (3)当x>1时,求2x+8x-1的最小值; (4)已知4x+ax(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,求a的值. 解 (1)∵x>0,∴12x>0,4x>0. ∴12x+4x≥212x·4x=83. 当且仅当12x=4x,即x=3时取最小值83, 高一数学课时作业

∴当x>0时,12x+4x的最小值为83. (2)∵x<0,∴-x>0. 则12-x+(-4x)≥212-x·-4x=83, 当且仅当12-x=-4x时,即x=-3时取等号. ∴12x+4x≤-83. ∴当x<0时,12x+4x的最大值为-83. (3)2x+8x-1=2x-1+4x-1+2, ∵x>1,∴x-1>0, ∴2x+8x-1≥2×24+2=10,

当且仅当x-1=4x-1,即x=3时,取等号. (4)4x+ax≥24x·ax=4a, 当且仅当4x=ax,即a=4x2=36时取等号, ∴a=36. 反思感悟 在利用基本不等式求最值时要注意三点: 一是各项均为正;二是寻求定值,求和式最小值时应使积为定值,求积式最大值时应使和为定值(恰当变形,合理拆分项或配凑因式是常用的解题技巧);三是考虑等号成立的条件是否具备. 跟踪训练2 已知x>0,y>0,且x+y=8,则(1+x)·(1+y)的最大值为( ) A.16 B.25 C.9 D.36 答案 B 解析 因为x>0,y>0,且x+y=8,

所以(1+x)(1+y)=1+x+y+xy=9+xy≤9+x+y22=9+42=25, 因此当且仅当x=y=4时, (1+x)·(1+y)取最大值25. 三、用基本不等式证明不等式 例3 已知a,b,c都是正数,求证:a+b+c-ab-bc-ac≥0. 证明 ∵a,b,c都是正数, 高一数学课时作业

∴a+b≥2ab,b+c≥2bc,a+c≥2ac, ∴a+b+b+c+a+c≥2(ab+bc+ac), ∴a+b+c≥ab+bc+ac, 即a+b+c-ab-bc-ac≥0. 反思感悟 利用基本不等式证明不等式的策略与注意事项 (1)策略:从已证不等式和问题的已知条件出发,借助不等式的性质和有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后转化为所求问题,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”. (2)注意事项: ①多次使用基本不等式时,要注意等号能否成立;②累加法是不等式证明中的一种常用方法,证明不等式时注意使用;③对不能直接使用基本不等式的证明可重新组合,形成基本不等式模型,再使用.

跟踪训练3 若实数a<0,求证:a+1a≤-2,并指出等号成立的条件. 证明 根据题意,a<0,则-a>0, 左式=a+1a=--a+-1a,

又由(-a)+-1a≥2-a×-1a=2, 则有a+1a≤-2, 当且仅当a=-1时,等号成立. 故a+1a≤-2,当且仅当a=-1时,等号成立.

1.若0A.a>a+b2>ab>b B.b>ab>a+b2>a C.b>a+b2>ab>a D.b>a>a+b2>ab 考点 基本不等式的理解 题点 基本不等式的理解 答案 C

解析 ∵0a+b,∴b>a+b2>ab. 又∵b>a>0,∴ab>a2, 高一数学课时作业

∴ab>a.故b>a+b2>ab>a. 2.下列不等式正确的是( ) A.a+1a≥2 B.(-a)+-1a≤-2 C.a2+1a2≥2 D.(-a)2+-1a2≤-2 答案 C 解析 ∵a2>0,故a2+1a2≥2成立. 3.下列等式中最小值为4的是( ) A.y=x+4x B.y=2t+1t C.y=4t+1t(t>0) D.y=t+1t 答案 C 解析 A中x=-1时,y=-5<4,B中t=-1时,y=-3<4,C中y=4t+1t≥24t·1t=4,当且仅当t=12时等号成立,D中t=-1时,y=-2<4.故选C. 4.下列不等式中,正确的是( ) A.a+4a≥4 B.a2+b2≥4ab

C.ab≥a+b2 D.x2+3x2≥23 答案 D 解析 a<0,则a+4a≥4不成立,故A错; a=1,b=1,则a2+b2<4ab,故B错; a=4,b=16,则ab由基本不等式可知D项正确. 5.已知x>-1,则x+10x+2x+1的最小值为________. 答案 16 解析 x+10x+2x+1=x+1+9x+1+1x+1

=x+12+10x+1+9x+1 高一数学课时作业

=(x+1)+9x+1+10, ∵x>-1,∴x+1>0, ∴(x+1)+9x+1+10≥29+10=16.

当且仅当x+1=9x+1, 即x=2时,等号成立.

1.知识清单: 两个不等式:a2+b2≥2ab(a,b∈R),a+b2≥ab(a,b都是正数). 2.方法归纳:通过拆项、加项配凑成基本不等式的形式. 3.常见误区:一正、二定、三相等,常缺少条件导致错误.

1.给出下列条件: ①ab>0;②ab<0;③a>0,b>0;④a<0,b<0.

其中可使ba+ab≥2成立的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C 解析 根据基本不等式的条件,a,b同号,

则ba>0,故选C. 2.a,b∈R,则a2+b2与2|ab|的大小关系是( ) A.a2+b2≥2|ab| B.a2+b2=2|ab| C.a2+b2≤2|ab| D.a2+b2>2|ab| 答案 A 解析 ∵a2+b2-2|ab|=(|a|-|b|)2≥0, ∴a2+b2≥2|ab|(当且仅当|a|=|b|时,等号成立). 3.若a,b∈R且ab>0,则下列不等式中恒成立的是( ) A.a2+b2>2ab B.a+b≥2ab

C.1a+1b>2ab D.ba+ab≥2 高一数学课时作业

答案 D 解析 ∵a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,∴A错误; 对于B,C,当a<0,b<0时,显然错误;

对于D,∵ab>0,∴ba+ab≥2 ba·ab=2, 当且仅当a=b=1时,等号成立. 4.若0

A.12 B.a2+b2 C.2ab D.a 答案 B

解析 a2+b2=(a+b)2-2ab≥(a+b)2-2·a+b22 =12. a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,∴a2+b2≥2ab. ∵05.已知a>0,b>0,且ab=2,那么( ) A.a+b≥4 B.a+b≤4 C.a2+b2≥4 D.a2+b2≤4 答案 C 解析 ∵a>0,b>0, ∴a+b≥2ab=22,故A,B均错误. a2+b2≥2ab=4,故选C.

6.已知a>b>c,则a-bb-c与a-c2的大小关系是____________________. 答案 a-bb-c≤a-c2 解析 因为a>b>c,所以a-b>0,b-c>0, 所以a-c2=a-b+b-c2≥a-bb-c, 当且仅当a-b=b-c时,等号成立. 7.设a,b为非零实数,给出下列不等式:

①a2+b22≥ab;②a2+b22≥a+b22;③a+b2≥aba+b;④ab+ba≥2.其中恒成立的是________.(填序号)