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1、1吉林省东北师范大学附属中学 2015 届高考一轮复习 基本不等式及其应用教案 理知识梳理:1、基本不等式(1)重要不等式:如果 a,b ,那么 + 2ab.当且仅当 a=b 时,等号成立. 22(2)基本不等式: 如果 a,b0.那么+2 ,当且仅当 a=b时 ,等号成立 .可以表述为两正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.2、重要结论:(1)a+ 2 (a ) 11 0 当且仅当 a= ,等号成立 .(2)a+ 2(a ) 11 0)当且仅当 a=,等号成立 .(4) 、 + ab+bc+ca22+2 ,当且仅当 a=,等号成立 .(5) 、 ( a,b0.)21+1+2 2+22当且仅
2、当 a=,等号成立 .(6) 、 +2222(+)23、如果 a,b ,那么 (不等式证+3 3,当且仅当 a=,等号成立 .明选讲内容)4、推广:对于 n 个正数 它们的算术平均数不小于它们的几何平1, 2 , 3 , , 均数.即1 +2+3 +3 12 3 ,当且仅当 1=2 =3 = 时等号成立 .二、题型探究探究一:利用基本不等式求最值:例 1:(1)x,y ,x+y=S(和为定值) ,则当 x=y 时,积 xy 取得最大值 ;+24(2)x,y , xy=P(积为定值) ,则当 x=y 时,和 x+y 取得最小值 2+ 即:和定,积最大;积定,和最小。2应用基本不等式的条件:(1)
3、 、一正:各项为正数;(2) 、二正:“和”或“积”为定值;(3) 、三等:等号一定能取到,这三个条件缺一不可。例 2:解答下列问题(1) 已知 x ,求 x+ 的最小值;242(2) 已知 0 ,求函数 f(x)=x(8-3x)的最大值;0, 049的最小值探究二:基本不等式的实际应用在应用基本不等式解决实际问题时,要注意以下四点:(1) 、先理解意,设变量时一般把要求的最值的变量定为函数;(2) 、建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最值问题;(3) 、在定义域内,求出函数的最值;(4) 、正确写了答案。例 3:某单位建造一间地面面积为 12 平方米的背面靠墙的矩形小房,由于地理位
4、置的限制,房子侧面的长度 x 不得超过 a 米,房屋正面的造价为 400 元/ 平方米,房屋侧面的造价为 150 元/ 平方米,屋顶和地面的造价费用合计 5800 元,如果墙高为 3 米,且不房屋背面的费用。(1) 、把房屋总选价 y 表示为 x 的函数,并写出该函数的定义域;(2) 、当侧面的长度为多少时?房屋的总造价最低,最低造价是多少?3三、方法提升基本不等式(也称均值定理)具有将“和式” , “积式”相互转化的功能,应用比较广泛,为了用好该不等式,首先要正确理解该不等式中的三人条件(三要素)正(各项或各因式为正值) 、定(“和”或“积”为定值) 、等(各项或各因式都能取得相等的值,即具
5、备等号成立的条件) ,简称“一正,二定,三相等” ,这三个条件缺一不可,当然还要牢记结论:和定,积最大;积定,和最小。但是在具体问题中,往往所给的条件并非“标准”的“一正,二定,三相等” , (或隐藏在所给条件中) ,所以要对各项或各式作适应的变形,通过凑,拆,添项等技巧,对“原始”条件进行调整、转化,使其符合标准的正、定、等。如果等号在变形的时候不成立,这时可以改用“对勾函数”来解决不能应用基本不等式求解的情形。四、反思感悟五、课时作业1(2009 年高考重庆卷)已知 a0, b0,则 2 的最小值是()1a 1b abA2 B2 C4 D52解析:选 C. 2 2 2 4.当且仅当Erro
6、r! 时,等号成立,1a 1b ab 2ab ab 22即 a b1 时,不等式取最小值 4.2设点 P( ,1)( t0),则| |(O 为坐标原点)的最小值是()t2 2t OP A3 B5 C. D.3 5解析:选 D.由已知得| | OP (f(t,2) f(2,t)2 1 ,当 t2 时取得等 号(2r(f(t,2)f(2,t)2 1 53(原创题)若 a0, b0, a, b 的等差中项是 ,且 a , b ,则12 1a 1b 的最小值为()A2 B3 C4 D5解析:选 D.因为 a b1,所以 a b 1 1a 1b 1a 1b11 1 5,故选 D.ba ab44若 a b
7、2,则 3a3 b的最小值是()A18 B6 C2 D23 43解析:选 B.3a3 b2 2 6.3a3b 3a b5已知 x0,12x 1 11 2x 12根据基本不等式可得(12 x) 2,当且仅当 12 x 即 x0 时取等号,11 2x 11 2x则 ymax1.正确答案为 C.6(2009 年高考天津卷)设 a0, b0,若 是 3a与 3b的等比中项,则 的最小值31a 1b为()A8 B4 C1 D.14解析:选 B.由题意知 3a3b3,即 3a b3,所以 a b1.因为 a0, b0,所以 ( )(a b)2 22 4,1a 1b 1a 1b ba ab baab当且仅当
8、 a b 时,等号成立7在面积为 S(S 为定值)的扇形中,当扇形中心角为 ,半径为 r 时,扇形周长最小,这时 , r 的值分别是()A 1, r B 2, rS 4SC 2, r D 2, r3S S解析:选 D.S r 2 ,又扇形周长 P2 r r 2( r )4 ,12 2Sr2 Sr S当 P 最小时, r r ,此时 2.Sr S8已知圆 x2 y22 x4 y10 关于直线 2ax by20( a0, b0)对称,则 4a的最小值是()1bA4 B6 C8 D9解析:选 D.由圆的对称性可得,直线 2ax by20 必过圆心(1,2),所以 a b1.所以 52 59,当且仅当
9、 4a 1b 4(a b)a a bb 4ba ab 4baab 4ba,即 a2 b 时取等号,故选 D.ab9已知 00,所以 y5 x(34 x)20 x( x)20( )234 34 34 x 34 x2,4516当且仅当 x x,即 x 时等号成立答案:34 38 451610.如下图,某药店有一架不准确的天平(其两臂长不相等)和一个 10 克的砝码,一个患者想要买 20 克的中药,售货员先将砝码放在左盘上,放置药品于右盘上,待平衡后交给患者;然后又将砝码放在右盘上,放置药品于左盘上,待平衡后再交给患者设患者一次实际购买的药量为 m(克),则 m_20 克(请选择填“”或“2 20,
10、所以填m1m2“”答案:11已知不等式( x y)( )9 对任意的正实数 x、 y 恒成立,求正数 a 的最小1x ay值解:( x y)( )1 a a12 (a0),要使原不等式恒成立,1x ay axy yx a则只需 a12 9,即( 2)( 4) 0,故 2,即 a4,正数 a 的最a a a a小值是 4.12.已知 M 是 ABC 内的一点,且 2 , BAC30,若 MBC, MCA 和AB AC 3MAB 的面积分别为 , x, y,则 的最小值是()12 1x 4yA20 B18 C16 D9解析:选 B.由已知得 bccos BAC2 bc4,故 SAB AC 3ABC
11、 x y bcsinA1 x y ,而 2( )(x y)12 12 12 1x 4y 1x 4y2(5 )2(52 )18,故选 B.yx 4xy yx4xy13设 x1, y1,且 lg(xy)4,则 lgxlgy 的最大值为_解析: x1, y1,lg x0,lg y0,6lg xlgy( )2 4(当且仅当 lgxlg y2,即 x y100 时取lgx lgy2 lg2(xy)4等号),当 x y100 时,lg xlgy 有最大值 4.答案:414设正数 a, b 满足条件 a b3,则直线( a b)x aby0 的斜率的取值范围是_解析:由 k ,3 a b2 , ab( )2
12、, k .a bab 3ab ab 32 3ab 43答案:(, 4315当 a0, a1 时,函数 f(x)log a(x1)1 的图象恒过定点 A,若点 A 在直线mx y n0 上,则 4m2 n的最小值是_解析: A(2,1),故 2m n1.4 m2 n2 2 2 .4m2n 22m n 2当且仅当 4m2 n,即 2m n,即 n , m 时取等号4 m2 n的最小值为 2 .12 14 2答案:2 216(1)设 00.32 y4 x(32 x)22 x(32 x)2 2 .2x (3 2x)2 92当且仅当 2x32 x,即 x 时,等号成立 (0, ),34 34 32函数
13、y4 x(32 x)(00, x 2 30,当且仅当 x ,225x x225x 225x即 x15 时,上式等号成立所以当 x15 时, y 有最小值 2000 元因此该楼房建为 15 层时,每平方米的平均综合费用最小18.已知某物体的温度 (单位:摄氏度)随时间 t(单位:分钟)的变化规律是: m2t2 1 t(t0,并 且 m0)(1)如果 m2,求经过多少时间,物体的温度为 5 摄氏度;(2)若物体的温度总不低于 2 摄氏度,求 m 的取值范围解:(1)依题意可得 522 t2 1 t,即 2(2t)252 t20.亦即(22 t1)(2t2)0,又 t0,得 2t2, t1.故经过 1 分钟该物体的温度为 5 摄氏度(2)法一:问题等价于 m2t2 1 t2( t0)恒成立 m2t2 1 t m2t22 t2