王莉敏
基本不等式不僅是高中數(shù)學(xué)課程的重要內(nèi)容,而且也是近幾年高考的熱點內(nèi)容;同時,基本不等式作為一種解題的重要工具,與其他數(shù)學(xué)知識易于交匯,所以,它越來越受各種高中數(shù)學(xué)考試命題者的青睞;但在應(yīng)用基本不等式解決問題時,常常需要配合一定的變形與轉(zhuǎn)化技巧,既有難度又較為靈活.就以上問題,筆者在平時的教學(xué)與解題中總結(jié)與歸納了幾條技巧,以饗讀者.
一、配湊
例1.函數(shù)y=x(a-2x)(x>0,a為大于2x的常數(shù))的最大值為 ? .
解:∵a>2x, ∴a-2x>0. f(x)min=4
則y=x(a-2x)=(2x)·(a-2x)≤()2=,
當(dāng)且僅當(dāng)2x=a-2x,即x=時等號成立,∴ymax=.
例2.(2011年重慶卷·文)若函數(shù)f(x)=x+(x>2)在x=a處取最小值,則a=( ?)
A.1+ ?B.1+ ?C.3 ?D.4
解:∵x>2,∴x-2>0則f(x)=(x-2)++2≥+2=3
當(dāng)且僅當(dāng)x-2=,即x=3時等號成立,此時f(x)min=4,a=3,故選擇C.
二、“1”的代換
例3.(2015年福建卷·文)若直線+=1(a>0,b>0)過點(1,1),則a+b的最小值等于( ?)
A.2 ? B.3 ? C.4 ? D.5
解:由已知,得+=1,則a+b=(+)(a+b)=2++≥2+2=4,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=2時取等號,∴(a+b)min=4,故選C.
例4.函數(shù)f(x)=+(0<x<)的最小值為
解:∵0<x<,∴1-2x>0,且2x+(1-2x)=1,則f(x)=+=[2x+(1-2x)](+)=13++≥13+2=25
當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=時,f(x)min=25.
三、分離常數(shù)
例5.函數(shù)y=(x>-1)的最小值為
解:y===(x+1)++5
∵x>-1,∴x+1>0,∴(x+1)++5≥2+5=9,當(dāng)且僅當(dāng)(x+1)=,即x=1時等號成立,∴x=1時,ymin=9.
四、換元
例6.設(shè)a、b、c>0,求證:++≥.
證明:令a+b=x,a+c=y,b+c=z,解得a=,b=,c=則++=++
=(+++++-3)≥(2+2+
2-3)=(2+2+2-3)=
當(dāng)且僅當(dāng)x=y=z,即a=b=c時等號成立.
例7.(2009年希望杯數(shù)學(xué)邀請賽高一第二試卷第Ⅱ類第18題)若+=4,則2x+3y的取值范圍是
解:令u=,ν=,則有2x+1≥0,u≥0,3y-2≥0,ν≥0,其中u+ν=4,u2+ν2=2x+3y-1,其中2x+3y-1≥0,
∵u2+ν2=(u+v)2-2uν=16-2uν≤16,且0≤2uν≤=8,
∴u2+ν2∈[8,16],故2x+3y=u2+ν2+1∈[9,17].
五、串求
例8.(2010年四川卷·文)設(shè)a>b>0,則a2++的最小值是( ?)
A.1 ? B.2 ? C.3 ? D.4
解:∵a>b>0,令z=a2++
∴z=a2+=a2+≥a2+=a2+≥2=4
當(dāng)且僅當(dāng)a=2b=時等號成立,此時zmin=4,故選D.
六、平方
例9.已知sinxcosy=,則cosxsiny的取值范圍為
解:∵sin2xcos2y=,∴cos2xsin2y=(1-sin2x)(1-cos2y)=(1-sin2x)(1-)=-(sin2x+)≤-2=
當(dāng)且僅當(dāng)sinx=±時,等號成立.∴cosxsiny∈[-,].
七、分類討論
例10.(2013年天津卷·文)設(shè)a+b=2,b>0則+的最小值為 ? .
解:∵a+b=2,b>0 ∴b=2-a>0,得a<2,令t=+=+.
①當(dāng)0<a<2時t=+=++≥+2=,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即b=2a,a=∈(0,2)時,tmin=
②當(dāng)a<0時,t=--=-+(-)+(-)≥-+2=
當(dāng)且僅當(dāng)-=-,即b=-2a,a=-2時,tmin=
綜上,∵>,∴(+)min=.
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