文档内容
2.2 基本不等式(精讲)(提升版)
思维导图考点呈现
例题剖析
考点一 基本不等式常考形式
【例1-1】(2022·河北石家庄·高三阶段练习)(多选)已知 , ,且 ,则( )
A. 的最小值是1 B. 的最小值是
C. 的最小值是4 D. 的最小值是5
【答案】BC
【解析】由已知,得 ,则 ,当且仅当 时取等号,所以 的最大值是 ,
所以选项A错误;
,当且仅当 , 时取等号,所以 的最小值是 ,
所以选项B正确;
,当且仅当 时取等号,所以 的最小值是4,所以选项C正确;
,当且仅当 时取等号,所以 的最小值是 ,
所以选项D错误.故选:BC.【例1-2】(2022·全国·模拟预测)已知a,b为非负数,且满足 ,则 的最大值为
( )
A.40 B. C.42 D.
【答案】D
【解析】
,
又 ,当且仅当 时取“=”,则 ,
所以当 时, 的最大值为 .故选:D
【例1-3】(2022·全国·高三专题练习)已知正实数 满足 ,则 的最小值为( )
A.9 B. C.10 D.无最小值
【答案】A
【解析】由 ,得 ,即 ,
所以: ,
当且仅当 ,即 时等号成立,所以 的最小值为 ,故选:A
【例1-4】(2022·全国·高三专题练习)已知实数 ,满足 ,若不等式
对任意的正实数 恒成立,那么实数m的最大值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【解析】设 ,则 ,当 时, ,所以函数 在 上为增函数,
∵ ∴ ,即 ,又 ,
∴ ,∴
当且仅当 时等号成立,∵不等式 对任意的正实数 恒成立,∴ ,故选:D.
【一隅三反】
1.(2022·海南)(多选)已知 , 是正实数,则下列选项正确的是( )
A.若 ,则 有最小值2 B.若 ,则 有最大值5
C.若 ,则 有最大值 D. 有最小值
【答案】AC
【解析】对于A, , , ,
,当且仅当 ,即 时取等号,则 有最小值2,故A正确;
对于B, , , , ,
当且仅当 ,即 时取等号,则 有最大值4,故B错误;
对于C, , , ,
,
当且仅当 ,即 时取等号,则则 有最大值 ,故C正确;对于D,当 时, ,故D错误;故选:AC
2.(2022·全国·高三专题练习(理))若a,b,c均为正实数,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为a,b均为正实数,
则
,
当且仅当 ,且 ,即 时取等号,则 的最大值为 .故选:A.
3.(2022·全国·高三专题练习)已知三次函数 在 上单调递增,则
最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 在 上单调递增, 恒成立,
, , , , ,
令 ,设 ,
则 ,, , (当且仅当 ,即 时取等号),
,即 的最小值为 .故选: .
4.(2022·全国·高三专题练习)若两个正实数 , 满足 且存在这样的 , 使不等式
有解,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由 知, ,
当且仅当 时,等号成立,则使不等式 有解,只需满足 即可,
解得 故选:C
5.(2022·全国·高三专题练习)若实数 满足 ,则 的最大值为________.
【答案】
【解析】由 ,得 ,
设 ,其中 .
则 ,从而 ,
记 ,则 ,不妨设 ,则 ,
当且仅当 ,即 时取等号,即最大值为 .故答案为: .
考点二 基本不等式与其他知识综合
【例2-1】(2022·河南许昌)若直线 被圆 截得的弦长为
,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】圆的标准方程为 ,圆心为 ,半径为 ,若直线被截得弦长为 ,说明圆
心在直线: 上,即 ,即 ,∴
,
当且仅当 ,即 时,等号成立.故选:D.
【例2-2】.(2022·全国·高三专题练习)设 ,则函数 的最大值为___________.
【答案】
【解析】因为 , ,
函数 ,当且仅当 等号
成立.故最大值为 .【例2-3】(2022·山东·广饶一中)直角三角形 中, 是斜边 上一点,且满足 ,点 、
在过点 的直线上,若 , , ,则下列结论错误的是( )
A. 为常数 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 、 的值可以为 ,
【答案】B
【解析】如下图所示:
由 ,可得 , ,
若 , , ,则 , , ,
、 、 三点共线, , ,故A正确;
所以 , 时,也满足 ,则D选项正确;
,当且仅当 时,等号成立,C成立;
,当且仅当 时,即 ,
时等号成立,故B选项错误.故选:B【一隅三反】
1.(2022·江西·临川一中)已知 是正实数,函数 的图象经过点 ,则 的最小值
为( )
A. B.9 C. D.2
【答案】B
【解析】由函数 的图象经过 ,则 ,即 .
,当且仅当 时取到等号.
故选:B.
2.(2022·江西·模拟预测(理))在正项等比数列 中, ,前三项的和为7,若存在m, 使
得 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设等比数列 的公比为q,
前三项的和为7,则 ,即 ,解得 或 (舍去),
又由 ,得 ,即 ,得 ,
所以 ,当且仅当 时,等号成立,且m, ,
故选:B
3.(2022·安徽省舒城中学)如图,在 中, 是线段 上的一点,且 ,过点 的直线分
别交直线 , 于点 , ,若 , ,则 的最小值是( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由条件可得 ,
∵ ∴ ,
因为 三点共线,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ ,则 ;
当且仅当 ,即 时取等号,故 的最小值是 ;故选:C.
4.(2022·广东·广州六中高一期末)己知第二象限角 的终边上有异于原点的两点 , ,且
,若 ,则 的最小值为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】B
【解析】因为 ,所以 ,
又第二象限角 的终边上有异于原点的两点 , ,所以 ,则 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,故选:B5.(2021·江苏·扬州大学附属中学)不等式 的解集为 ,则 的最大值为
____________.
【答案】
【解析】当 时,即不等式 的解集为 ,则 , ,
要使得 有意义,此时 ,则 ;
当 时,若不等式 的解集为 ,则 ,即 ,
所以, ,
因为 ,则 ,
当 时,则 ,此时 ;
当 时,则 ,令 ,则 ,
当且仅当 时,等号成立.综上所述, 的最大值为 .故答案为: .
6.(2022·安徽·合肥一中)已知圆 的半径为3, , 为该圆的两条切线, 为切点,则 的
最小值为___________.
【答案】
【解析】如图所示,设 ( ), ,
则 , , ,,
当且仅当 即 时等号成立,
∴ 的最小值是 .
故答案为: .
7.(2021·四川达州·一模(文))定义在 上的函数 满足 ,当 时,
.设 在 上最小值为 ,则 ___________.
【答案】
【解析】当 时,
因为 ,所以
当且仅当 ,即 时,取等号;所以当 时, ;又 所以 ;
当 时,则 ,所以 ;
又 在 上最小值为 ,所以
当 时,则 所以
即 ,所以
所以数列 是以 为首项,3为公差的等差数列,即 所以 .故答案为: .
考点三 连用两次基本不等式
【例3】(2021·广东河源·模拟预测)函数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 (当且仅当 ,即 时等号成立),
(当且仅当 ,即 时等号成立).
两个等号可以同时成立, 的最小值为 .故选:C.
【一隅三反】
1.(2022·全国·高三专题练习)若a, , ,则 的最大值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】A
【解析】 ,当且仅当 时,等号成立;又 ,当且仅当 时,即 ,等号成立;
,解得 , ,
所以 的最大值为
故选:A
2.(2022·全国·高三专题练习)已知实数 满足 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若ab+c取最小值,则ab异号,c<0,根据题意得: ,
又由 ,即有 ,
,
当 , 分别取 时,等号成立,即 的最小值为-5,故选:D
3.若a,b∈R,ab>0,则的最小值为________.
【答案】4
【解析】因为ab>0,所以≥==4ab+≥2=4,当且仅当时取等号,故的最小值是4.