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专题2.7均值不等式及其应用(高效培优讲义)(解析版)_2027高中必刷题_必刷题2027_2027高一高二必刷题_数学_YZ-133-高中数学同步精讲B版高一二三基础+培优讲义+专题练习word版电子_2026版

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文档文本内容

专题2.7  均值不等式及其应用 
 
教学目标
1. 理解两个实数的平方和不小于它们积的2 倍这一重要不等式的证明,并能从几何意
义的角度去解释,形成数形结合的完美统一.
2. 理解两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数定理的证明,及其几何意义,
会用这两个重要不等式解决简单的实际应用题.
3. 通过定理的证明培养学生的逻辑推理能力,通过定理的应用揭示数学的应用价值.
教学重难点
教学重点:1.均值不等式定理的证明和应用.
2.会用均值不等式解决简单的最大(小)问题.
教学难点:注意运用定理求最大(小)值的条件
知识点01 均值不等式
均值不等式(一正,二定,三相等,特别注意“一正”,“三相等”这两类陷阱)
均值不等式:
,
,(当且仅当a=b 时,取“=”号)其中
叫做正数
,
的几何平均数;
叫做正数
,
的算数平均数.
如果
a,b∈R ,有a2+b2≥2ab (当且仅当a=b 时,取“=”号)
特别的,如果
,用
分别代替
,代入a2+b2≥2ab ,可得:
,当且仅
当a=b 时,“=”号成立.
【即学即练】下列结论正确的是(    )
A.若
,且
,则
B.当
时,
C.当
时,
的最小值为2
D.当
时,
【答案】B
【分析】利用基本不等式的条件、取等号的条件逐项判断.
【详解】对于A,当
时,
显然不成立,A 错误;
对于B,当
时,
,
,当且仅当
时取等号,B 正确;
对于C,当
时,
,当且仅当
时取等号,而
,不能取到等号,C 错误;
对于D,取
,
,D 错误.
故选:B
知识点02 利用均值不等式求最值
①已知
,
是正数,如果积
等于定值
,那么当且仅当
时,和
有最小值
;
②已知
,
是正数,如果和
等于定值
,那么当且仅当
时,积
有最大值
;
【即学即练】已知
,求
的最大值;
【答案】
【分析】利用基本不等式,结合构造和为定值来求积的最大值,并注意说明取等号条件.
【详解】∵
,∴
,
∴
,
∴当且仅当
,
即
时,
.
题型01 对均值不等式的理解  
【典例1】设a,b∈R,下列不等式中恒成立的是(  )
A.
B.
C.a2+b2>2ab
D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式的性质即可判断,注意“一正二定三相等”的法则.
【详解】A 选项当
时不成立;
B 选项当
时不成立;
C 选项当
时不成立;
D 选项
 =
 +
,令
,
在区间
上单调递增,所以
成立,故D 正确.
故选:D
【点睛】本题考查了基本不等式的性质、“一正二定三相等”的法则,属于基础题.
【变式1】若
满足
,则下列不等式正确的是(     )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】AB 通过分析a,b 符号,可判断选项正误;
C 由基本不等式可判断选项正误;
D 由作差法结合AB 分析可判断选项正误.
【详解】对于AB,因
,则a,b 同号,当a,b 都为负数时,
显然
,
,故AB 错误;
对于C,由基本不等式,因
,则
,
,
当且仅当
时取等号,故C 正确;
对于D,
,则当a,b 都为负数时,
,故D 错误.
故选:C
【变式2】“
”是“
”的(    )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.
既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据均值不等式,可知当
时,
成立,可验证充分性;根据举特值
法可判断必要性.
【详解】当
时,
,当且仅当
即
时取等号,所以充分性成立;
当
时,
成立,不满足
,所以必要性不成立.
所以“
”是“
”的充分不必要条件.
故选:
.
【变式3】不等式
中,等号成立的条件是(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式的取等条件即可求解.
【详解】由基本不等式可知
,当且仅当
,
即
时等号成立,
故选:
.
【变式4】下列结论正确的是(  )
A.当x<2 时,x+
≥4
B.当x≥2 时,x+
的最小值是2
C.当x>0 时,
+
≥4
D.当x>0 时,x+
的最小值为1
【答案】C
【详解】
当x=0 时,x+
=-,故A 错误;当x>0 时,x+≥2
,当且仅当x=
时等号成立,故B 错误;
当x>0 时,
+
≥4,当且仅当
=
,即x=4 时等号成立,故C 正确;当x>-1 时,x+1+
-
1≥2-1=1,当且仅当x+1=
,即x=0 时等号成立,故D 错误.故选C.
题型02 由均值不等式比较大小 
【典例1】已知
,设
,
,则
与
的大小关系是(    )
A.
B.
C.
D.不确定
【答案】A
【详解】
,当且仅当
时,等号成立,故
.
【变式1】设a、b 为正数,且
,比较ab 的值与
的大小(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据基本不等式结合已知条件分析判断即可.
【详解】因为
,所以
,
当且仅当
且
,即
且
时,取等号.
故选:A.
【变式2】(多选)已知a,
,
,
,则(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【分析】应用基本不等式判断
的符号、求
的范围,即可得答案.
【详解】对于A,B:由题知
,
,
所以
,当且仅当
时取等号,
因为
,则
,即
,故
, A 错误, B 正确;
对于C,D:因为
,所以
,
当且仅当
即
时取等号,所以
,C 正确,D 错误.
故选:BC
【变式3】比较大小:
        2(填“
”“
”“
”或“
”).
【答案】
【分析】利用基本不等式即可得解.
【详解】因为
,则
,
所以
,
当且仅当
,即
时,等号成立,
所以
.
故答案为:
.
题型03 由均值不等式证明不等关系 
【典例1】(1)已知
,
,
,求证:
;
(2)已知
、
、都是正实数,且
,求证:
.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意结合不等式的性质分析证明;
(2)根据题意利用乘“1”法,结合基本不等式分析证明.
【详解】(1)因为
,则
,
又因为
,则
,可得
,
又
,所以
;
(2)因为
、
、都是正实数,且
,
则
,
当且仅当
,即
时,等号成立,
所以
.
【变式1】(1)比较
与
的大小;
(2)证明不等式:
【答案】(1)
;(2)证明见解析.
【分析】(1)利用作差法,判断差的正负比较大小即得.
(2)利用基本不等式证明不等式即可.
【详解】(1)
,所以
.
(2)
,当且仅当
时取等号,所以
.
【变式2】已知正实数
,
满足
.
(1)求
的最小值;
(2)证明:
.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用“ ”的代换方法,结合基本不等式求得
的最小值;
(2)利用基本不等式求得
,然后利用综合法证得不等式成立.
【详解】(1)因为
,所以
,
当且仅当
,
时,等号成立,
故
的最小值为
.
(2)由
,可得
,
当且仅当
时,等号成立,
则
,
当且仅当
时,等号成立,
则
,从而
.
【变式3】证明:
(1)若
,求证:
;
(2)若
,求证:
.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用作差法,即可证明;
(2)利用基本不等式,即可证明.
【详解】(1)证明:由
得
,
故
,
所以
;
(2)证明:由题意
,故
,
故
,即
.
【变式4】(1)已知
,求
的最大值;
(2)已知
,
都是正数,且
,求证:
.
【答案】(1)
;(2)证明见解析.
【分析】利用基本不等式求积的最大值及证明不等式.
【详解】(1)已知
,由基本不等式,
得
,
当且仅当
,即
时取等号,
所以
的最大值为
.
(2)证明:已知
,
都是正数,且
,由基本不等式,
得
,当且仅当
时等号成立,
因为
,所以
.
题型04 利用均值不等式求积的最大值 
【典例1】(1)已知
,求
的最大值;
(2)已知正实数
满足
,求
的最大值.
【答案】(1)
;(2)
【分析】(1)利用基本不等式可求得结果;(2)利用基本不等式可求得结果.
【详解】(1)因为
,所以
,所以
,
当且仅当
,即
时等号成立.
因此,当
时,
取到最大值
.
(2)由
,解得
,
当且仅当
时,取等号.
所以
的最大值为10.
【变式1】利用基本不等式求下列式子的最值:
(1)若
,求
的最小值;
(2)已知
,且
,求
的最大值;
(3)若
,求
的最大值.
【答案】(1)4
(2)
(3)
【分析】(1)利用基本不等式即可求解.
(2)利用基本不等式即可求解.
(3)利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)因为
,所以
,当且仅当
时取等号,
故最小值为4,此时
.
(2)因为
,
所以
,当且仅当
时取等,
故
最大值为
.
(3)因为
,
所以
,当且仅当
时取等号,
故所求最大值为
.
【变式2】设
,
,且
,则
的最大值.
【答案】
【分析】运用基本不等式进行求解即可.
【详解】由
,
可得
,
.
由基本不等式可得:
,
因为
,所以
,
即
.当且仅当
即
,
时,等号成立.
故xy 的最大值为
.
【变式3】求下列各式的最值
(1)当
时,求
的最小值;
(2)已知
,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由
,结合基本不等式求解即可;
(2)由
,结合基本不等式求解即可.
【详解】(1)因为
,所以
,
则
,
当且仅当
,即
时,取等号,
所以
的最小值为;
(2)因为
,所以
,
则
,
当且仅当
,即
时,取等号,
所以
的最大值为
.
【变式4】(1)已知
,
,
,求
的最小值;
(2)已知
,求
的最大值.
【答案】(1)
;(2)
.
【分析】利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)因为
,
,
,
所以
,
当且仅当
,即
时等号成立,
故
的最小值为
;
(2)因为
,所以
,
所以
,
当且仅当
,即
时等号成立,
故
的最大值为
.
题型05 利用均值不等式求和的最小值 
【典例1】已知
,求
的最大值;
【答案】1
【分析】将
变形为
,然后利用基本不等式求解最大值即可.
【详解】∵
,
∴
,
∴
,
当且仅当
,即
时,上式等号成立,
故当
时,
.
【变式1】(1)已知
,求函数
的最小值及取最小值时
的值;
(2)已知
,求函数
的最大值及取最大值时
的值.
【答案】(1)最小值为12,
,(2)最大值为
,
【分析】(1)由基本不等求解即可;
(2)使用配凑法,由基本不等式求解即可;
【详解】(1)因为
,
,
当且仅当
,即
时,取得最小值;
所以函数
的最小值为12,此时
;
(2)因为
,
,
当且仅当
,即
时,取得最大值,
所以函数
的最大值为
,此时
;
【变式2】(1)已知
,求
的最小值;
(2)已知
是正实数,且
,求
的最小值.
【答案】(1)7;(2)
.
【分析】(1)由题可知,
,利用基本不等式即可求解;
(2)利用基本不等式“1 的妙用”即可求解.
【详解】(1)
,即
,
,
当且仅当
,即
时取等号,
的最小值为7.
(2)
.
当且仅当
,即
时取等号.
的最小值为
.
【变式3】(1)已知
,求
的最大值;
(2)已知两正数
,
满足
,分别求
和
的最小值.
【答案】(1)
;(2)
的最小值为16,
的最小值为9.
【分析】(1)构造得
,再利用基本不等式即可;
(2)直接利用利用基本不等式构造出一元二次不等式即可求出
的最值,再利用乘“1”即可求出
的
最值.
【详解】(1)因为
,则
,
则
,
当且仅当
,即
时等号成立.
故其最大值为
.
(2)因为
,则
,解得
或
(舍去),
当且仅当
时等号成立;
,则
,
则
,
当且仅当
时等号成立.
【变式4】已知
.
(1)求
的最小值;
(2)求
的最小值
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接利用基本不等式的变形,然后解不等式即可;
(2)利用
,结合二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)
,
,
,
即
,
解得
或
(舍,
当且仅当
且
,
即
时等号成立,
的最小值为
.
(2)
,
令
,则
,故
,
故当
时,
取最小值
,此时
,
故
的最小值为
.
题型06 利用均值不等式求二次与二次(一次)商式的最值 
【典例1】当
时,函数
的最小值是        .
【答案】
【分析】先将函数
变形为
,再利用基本不等式即可求出.
【详解】
,
,当且仅当
,即
时取等号.
函数
的最小值是
.
故答案为:
.
【点睛】本题主要考查基本不等式的应用,属于基础题.
【变式1】若
,则函数
的值域为      .
【答案】
【分析】化简函数解析式为
,结合基本不等式可求得函数
的值域.
【详解】因为
,则
,
所以
,
当且仅当
时,即当
时,等号成立, 
因此,
的值域为
.
故答案为:
.
【变式2】函数
 的最小值为      .
【答案】7
【分析】换元转化成基本不等式的形式,利用积为定值即可求和的最小值.
【详解】令
,
;则
 
 (当且仅当
,即
时,等号成立),
故函数
 ,
的最小值为
故答案为:7
【变式3】当
时,函数
的最小值为           .
【答案】
【分析】将函数解析式变形为
,利用基本不等式可求得结果.
【详解】因为
,则
,则
,
当且仅当
时,等号成立,
所以,当
时,函数
的最小值为
.
故答案为:
.
【变式4】若存在
,使
成立,则
的取值范围是           .
【答案】
【分析】依题意
,再利用基本不等式计算可得;
【详解】解:依题意存在
,使
成立,即存在
,使得
,即
,因为
,所以
,当且仅当
,即
时取等号,所以
,即
的最大值为
,所以
,即
;
故答案为:
题型07 利用均值不等式求条件等式求最值
【典例1】若
,则
的取值范围是       .
【答案】
【分析】直接利用基本不等式得到关于
的不等式,解出即可.
【详解】由基本不等式可知,
,
所以
,即
,解得
,当且仅当
时等号成立.
故答案为:
.
【变式1】已知
,则
的最小值是(    )
A.2
B.3
C.4
D.5
【答案】C
【分析】将
拼凑成
,再结合基本不等式即可求解.
【详解】原式
变形可得
,由
得
,
所以
,
当且仅当
即
时取等号;
所以
.
故选:C
【变式2】已知
,
,且
,则
的最小值为(    )
A.4
B.8
C.16
D.32
【答案】C
【分析】利用基本不等式转化为一元二次不等式即可求解.
【详解】由题意可知
,当
时等号成立,
即
,
令
,则
解得
或
舍
即
,
当且仅当
时,等号成立.
故选:C.
【变式3】已知实数
满足
,
,且
,则
的最大值为(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据题意结合基本不等式运算求解即可.
【详解】因为
,可得
,
又因为
,即
,整理可得
,
且
,
,则
,可得
,
当且仅当
,即
,
时,所以
取得最大值
.
故选:C.
【变式4】(多选)已知
,
,若
,则(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【分析】对于AB:根据题意利用基本不等式分析判断;对于CD:整理可得
,结合符号性分
析判断.
【详解】因为
,
,
,即
,
对于选项AB:因为
,即
,
整理可得
,解得
或
(舍去),
当且仅当
时,等号成立,故A 正确,B 错误;
对于选项CD:由
可得
,可得
,故C 正确;D 错误;
故选:AC.
题型08 均值不等式中的恒成立问题
【典例1】当
时,不等式
恒成立,则实数
的取值范围是      .
【答案】
【分析】先分离参数,再利用基本不等式求最值即可求解.
【详解】不等式
恒成立,
即
恒成立,
又
,
当且仅当
时取等号,
所以
,解得
.
故答案为:
【变式1】已知
,若不等式
恒成立,则
的最大值为(   )
A.
B.
C.
D.5
【答案】C
【分析】由题意可知
,利用基本不等式中“1”的用法求出
即可.
【详解】由不等式
恒成立可知,只需
小于等于
的最小值.
由
,
可得
,
当且仅当
,即
时取等号,
的最大值为
.
故选:C.
【变式2】若对任意
,不等式
恒成立.则实数m 的取值范围是(    )
A.
B.
或
C.
或
D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出
的最大值,再解关于m 的不等式即可作答.
【详解】解:当
时,
,则
,当且仅当
时取等号,
依题意,
,解得
或
,
所以实数m 的取值范围是
或
,
故选:B.
【变式3】若对任意的
,使得
均成立,则实数
的取值范围        .
【答案】
【分析】分离参数,利用基本不等式求
在
时的最小值即可确定实数
的取值范围.
【详解】对任意的
,使得
均成立,可转化为:
,
根据基本不等式,
时,
(当且仅当
时取等),
因此,
,
.
故答案为:
.
【变式4】已知正数
,
满足
,若
恒成立,则实数
的取值范围为        .
【答案】
【分析】利用基本不等式“1”的妙用求出
的最小值,从而得到
,求出答案.
【详解】正数
,
满足
,
由基本不等式得
,
当且仅当
,即
时,等号成立,
则只需
,解得
,
故实数
的取值范围为
故答案为:
题型09 均值不等式的应用
【典例1】一批货物随17 列货车从A 市以
的速度匀速直达B 市.已知两地铁路线长
,为了安
全,两列货车的间距不得小于
(货车长度忽略不计),那么这批货物全部运到B 市最快需要
(   )
A.2 小时
B.4 小时
C.6 小时
D.8 小时
【答案】D
【详解】设这批货物从A 市全部运到B 市的时间为t,则
(小时),当且仅当
,即
时取等号.
【变式1】“物竞天择,适者生存”是大自然环境下选择的结果,森林中某些昆虫会通过向后跳跃的方式
来躲避偷袭的天敌.经某生物小组研究表明某类昆虫在水平速度为v(单位:分米/秒)时的跳跃高度H(单
位:米)近似满足
的等量关系,则该类昆虫的最大跳跃高度约为(    )
A.
米
B.
米
C.
米
D.
米
【答案】B
【分析】利用基本不等式可求昆虫的最大跳跃高度.
【详解】由
可知
,故
,
当且仅当
时,等号成立.于是该类昆虫的最大跳跃高度为0.25 米.
故选:B.
【变式2】某项研究表明:在考虑行车安全的情况下,某路段车流量
(单位时间内经过测量点的车辆数,
单位:辆
)与车流速度(假设车辆以相同速度行驶,单位:
)及平均车长(单位:
)的值
有关,其公式为
.若不限定车型,
,则最大车流量为(   )
A.1000 辆
B.1200 辆
C.1500 辆
D.1900 辆
【答案】D
【详解】
,当且仅当
,即
时,等号成立,
此时车流量最大为1900 辆
.
【变式3】港珠澳大桥通车后,经常往来于珠港澳三地的刘先生采用自驾出行.由于燃油的价格有升也有
降,现刘先生有两种加油方案,第一种方案是每次均加30 升的燃油,第二种方案是每次加200 元的燃油,
则下列说法正确的是(   )
A.采用第一种方案更划算
B.采用第二种方案更划算
C.两种方案一样划算
D.无法确定采用哪种方案更划算
【答案】B
【详解】任取其中两次加油,假设第一次的油价为m 元/升,第二次的油价为n 元/升.第一种方案的均价
为
;第二种方案的均价为
.因为
,当且仅当
时,等号成立,所以无论油价如何变化,第二种方案更划算.
【变式4】现有一家物流公司计划租地建造仓库储存货物,经过市场调查了解到下列信息:仓库每月土地
占地费
万元与仓库到车站的距离x 千米的函数关系近似为
;每月库存货物费
万元与x 的函数
关系近似为
.这家公司应该把仓库建在距离车站         千米处,才能使两项费用之和最少.
【答案】4
【分析】先根据题意找到两项费用与
的关系,然后利用基本不等式求解即可.
【详解】因为
,
所以总费用为
当且仅当
时等号成立,解得
或
(舍)
故答案为:4.
1.已知
,且
,
,则
的最小值是(   )
A.1
B.
C.2
D.
【答案】A
【分析】利用代换1 法,结合基本不等式即可求最小值.
【详解】由
,可得
,
又因为
,
,所以
,
当且仅当
时取等号,
故选:A.
2.已知
,则
的最小值是(   )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】C
【分析】利用基本不等式即可求解.
【详解】因
,则
,
则
,等号成立时
.
故
的最小值是.
故选:C
3.已知
,则
的最小值为(   )
A.1
B.4
C.8
D.16
【答案】C
【分析】由基本不等式可得答案.
【详解】
,当且仅当
,即
时取等号.
故选:C
4.已知
,则
的最小值是(    )
A.
B.1
C.4
D.7
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用基本不等式求出最小值.
【详解】由
,得
,则
,
当且仅当
,即
时取等号,所以
的最小值是
.
故选:A
5.已知实数
,
,且
,则
的最小值为(   )
A.8
B.16
C.5
D.10
【答案】A
【分析】根据基本不等式利用“1”的代换法求解.
【详解】∵
,
,且
,
∴
,当且仅当
,即
时等号成
立,
故选:A.
6.若正实数x,y 满足
,则
的最大值为(    )
A.3
B.2
C.1
D.0
【答案】D
【分析】整理等式,根据基本不等式,可得答案.
【详解】由
有
,则
,当且仅当
时,
等号成立.
故选:D.
7.已知正数
满足
,则
的最小值为(   )
A.2
B.3
C.4
D.5
【答案】C
【分析】由
,再利用基本不等求最小值即可.
【详解】由
(当且仅当
时取等号),
故选:C.
8.已知
为正数,
,则
的最小值为(    )
A.
B.8
C.
D.
【答案】C
【分析】
,然后根据基本不等式常数代换的解题方法求解即可.
【详解】因为
为正数,
,所以
,
所以
,
当且仅当
,即
时等号成立.
故选:C
9.(多选)下列命题为真命题的有(    )
A.若
,则
B.若
,则
C.
的最小值为2
D.
的最大值为5
【答案】AD
【分析】对于A:根据不等式的性质分析判断即可;对于BC:举反例说明即可;对于D:利用基本不等式
分析求解.
【详解】对于选项A:因为
,则
,
可得
,故A 正确;
对于选项B:例如
,则
,故B 错误;
对于选项C:例如
,则
,
可知2 不为
的最小值,故C 错误;
对于选项D:因为
,当且仅当
时,即
时,等号成立,
可得
,
所以
的最大值为5,故D 正确;
故选:AD.
10.(多选)若正实数a,b 满足
,则(   )
A.
有最大值
B.
有最大值
C.
的最小值是
D.
的最小值是
【答案】BCD
【分析】利用基本不等式可对A 项判断求解;利用
再结合A 项即可对B 项判断求
解;利用单位“1”可对C 项求解判断;D 项通过化简可得
,再结合单位“1”的
应用可得
,即可对D 项判断求解.
【详解】A:由题意得
,则
,当且仅当
时取等号,故A 项错误;
B:由
,则
,当且仅当
时取等号,故B 项正
确;
C:由
,当且仅当
,即
时取等
号,故C 项正确;
D:由
,则
,
则
,
当且仅当
时,即
时取等号,此时
,故D 项正确.
故选:BCD.
11.已知函数
,则
的最小值为      .
【答案】
【分析】将
整理为
,再根据基本不等式求解即可.
【详解】因为
,所以
,
则
,
当且仅当
,即
时等号成立.
故答案为:
12.已知
,且
,则
的最小值为        .
【答案】1
【分析】根据给定条件,利用基本不等式求出最小值.
【详解】由
,
,得
,
因此
,当且仅当
时取等号,
所以
的最小值为1.
故答案为:1
13.(1)已知实数
、
满足
,
.求
的取值范围.
(2)已知
,求
的最小值.
【答案】(1)
;(2)
.
【分析】(1)利用待定系数法得出
,再利用不等式的基本性质可求得
的取值范围;
(2)由已知条件得出
,结合基本不等式可求得
的最小值.
【详解】(1)设
,其中
、
,
所以
,解得
,
,即
,
因为
,
,所以
,
,
由不等式的基本性质可得
,即
,
因此,
的取值范围是
;
(2)因为
,即
,即
,
由基本不等式可得
,
所以
,
当且仅当
时,即当
时,等号成立,
故
的最小值为
.
14.已知
,求函数
的最小值.
【答案】2
【分析】利用基本不等式即可求解.
【详解】已知
,
∵
,∴
,
∴
,
当且仅当
,即
时,
有最小值2.
15.已知
,
,且
.
(1)求
的最大值;
(2)求
的最小值.
【答案】(1)4
(2)
【分析】(1)直接利用基本不等式即可求解,
(2)利用基本不等式的乘“1”法即可求解.
【详解】(1)因为
,
,所以
, 
当且仅当
时,等号成立. 
因为
,所以
,解得
, 
则
的最大值是4.
(2)因为
,所以
. 
因为
,
,所以
,
,所以
, 
当且仅当
,即
,
时,等号成立, 
所以
,所以
, 
则
,即
的最小值是