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利用基本不等式求最值

壹****1
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利用基本不等式求最值_第1页
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从等式出发进行放缩例 1 设 x , y 均为正实数,且  +   =1 ,则 xy 的最小值为 .分析 条件中的等式展开后是一个关于x+ y和xy的等式,利用基本不等式x+ y> 2  可以将等式转化为关于xy 的不等式,再通过解不等式求出 xy 的最小值 .解 由   +   =1 ,整理得 x+y+8=xy.. x >0 , y>0 , x+ y>2  (当且仅当 x=y 时取等号).「. xy >2   +8, 即(  -1) 2A9,解得   < -2 (舍去)或   R4.于是可得 xy > 16 (当且 仅当 x=y=4 时取等号) ,则 xy 的最小值为 16.二、配凑成和或积为定值的形式例 2 (1)若函数f (x) =   +ax (a>0 , x>1 )的最小值为 3,则 a 的值为(2)已知 a> 0, b>0, a2+   =1 ,贝U a  的最大值为 .分析 问题( 1)中函数 f ( x )可拆成f ( x ) =   +a( x-1 ) +a 的形式,   ?a( x-1 )为定值 .问题(2)中的a   可凑成   ?   的形式, a2+(   +   )为定值 .解 (1) a>0 , x>1 , f (x) =   +a (x-1 ) +a>2   +a =2  + a (当且仅当x=1+   时取等号) . 由 2   + a=3 ,得 a=1.(2) a>0, b> 0, a2+   =1 , . . a   =   ?   &   [a2+(   +   ) ]=   (当且仅当 a=   , b=   时取等号) , 则 a  的最大值为   .三、代入消元例 3 设正实数x, y, z 满足 x2-3xy+4y2-z=0 ,则当   取得最小值时, x+2y-z 的最大值为 .分析 题中变量较多,可将z 用 x , y 表示,再代入目标函数,问题便可解决.解 由已知有 z=x2-3xy+4y2 , x >0 , y>0 , z>0 ,   =   =   +  -3 >2  -3=1(当且仅当   =   ,即 x=2y 时取等号).当   取得最小值时, z=2y2 , x+2y-z= 4y-2y2= -2 (y-1 ) 2 +2,则当y =1, x=z=2时, x+2y-z 取得最大值2.四、平方后拉近条件与目标的关系例 4 已知x, y 为实数,若4x2+y2+xy =1 ,则 2x+y 的最大值为 .分析 条件是关于x , y 的二次等式,而要求的是关于x , y 的一个一次式的最大值. 如果将这个一次式平方,就可以立即发现它们之间的关系 .解 .1 4x2+y2+xy =1 , • . 1-xy = 4x2+y2 > 2   >4xy,可得 xy<  .由(2x+y)2= 4x2+y2+4xy =1+3xy<  ,得 2x+yW  ;(当且仅当 x=  , y =   时取等号) .,2x+y的最大值为 .五、常数 1 的逆代例 5 设 x , y 为正实数,且x+y =1 ,则   +   的最小值为 .分析 由于   +   的分母含有x+2 和 y+1 ,所以需要在这个代数式后面乘以(x+2) +(y+1 ) ,以便 形成互为倒数的形式. 由于   =1 ,所以在原代数式中乘以 1,即乘以   ,其值不变,这就是1 的逆代 .解x+y =1, x > 0, y> 0,   +   =   +   =x+2+  + y+1+   -6=   +   -2=(   +   ) ?   -2=   [5+  +   ]-2 >   [5+2   ]-2=  (当且仅当 x=   , y=  时取等号) ,则   +   的最小值为   .六、换元法例6若对满足a>b>c 的任意实数 a, b, c,不等式   +   >  都 成立,求实数 m的最大值.分析 由 a>b>c 知, a-b>0 , b-c>0 ,故可设 a-b=x , b-c=y ,从而 x >0 , y>0 , a-c= x+y ,这样就可以将原不等式转化为同学们熟悉的形式.解 设 a-b=x , b-c=y ,则 a-c= x+y.1 .- a>b>c , x >0 , y>0 ,贝U   +   >   可转化为  +   >  ,即(  +   ) (x+y) > m.-.1 (   +   ) (x+y) =2+   +   >2+2   = 4(当且仅当 x=y时取等号),,4,即m的最大值为4.七、与函数单调性联合使用例 7 已知实数 a <0 , b<0 , 且 ab=1. ( 1 ) 求   的最大值 ; ( 2) 求   的 最小值 .分析 由ab=1,可知a2+b2= (a+b) 2-2 ,所以 和  都可以看成 a+b的函数,从而可以先由基本不等式求出 a+b 的取值范围,再根据函数的单调性求出最值.解a <0 , b<0 ,且 ab=1 ,(-a) + (-b) > 2   =2. .. a+bw -2.设 a+b=x,则 a2+b2= (a+b) 2-2ab= x2-2 , x<-2.(1)   =   = x-   ,函数 y = x-   在(-00, -2]上是增函 数,x-   < -2+1=-1 ,则  的最大值为-1.(2)   =   =   ,函数 y =x+   在(-00, -2]上是增函数, x+   < -  ,贝U  的最小值为- .八、多次放缩成定值例 8 已知 a>b>0 ,求 a2+   的最小值 .分析 由于 b+( a-b )为定值,所以可求出 b( a-b )的最大值,然后由基本不等式求出题中所给代数式的最小值.解a>b>0 ,0于是可得a2+   >a2+  > 2   =4,当且仅当b=a-b , a2=  ,即 a =  , b=  时取等号,则 a2+  的最小值为4.。

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