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第 03 讲 基本不等式
目录
第一部分:题型篇....................................................1
题型一:重点考查基本不等式成的条件...............................1
题型二:重点考查直接使用基本不等式(无需凑配)...................5
题型三:重点考查通过凑配整体使用基本不等式.......................6
题型四:重点考查代入消元使用基本不等式...........................8
题型五:重点考查通过换元化繁为简使用基本不等式..................11
题型六:重点考查“1”的整体代入.................................14
题型七:重点考查二次与二次(一次)的商式变形....................17
第二部分:应用篇...................................................20
应用一:恒成立重要工具之一:基本不等式..........................20
应用二:最值重要工具之一:基本不等式............................24
应用三:对钩函数更胜基本不等式..................................29
第三部分:易错篇...................................................32
易错点一:基本不等式使用时忽略了“一正”“三相等”..............32第一部分:题型篇
题型一:重点考查基本不等式成的条件
典型例题
例题1.(2023·陕西宝鸡·统考二模)设 , ,则“ ”是“ ”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件 C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】若 ,则 成立,当且仅当 时取等,
若 ,不妨设 ,则 不成立,
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故选:C.
例题2.(2023·全国·高三对口高考)下列结论正确的是( )
A. 有最小值2 B. 有最小值2
C. 时, 有最大值-2 D. 时, 有最小值2
【答案】C
【详解】解:对于A,没有说 是正数,所以 可以取到负值,故A错误;
对于B,要 取到最小值2,需满足 ,此时 ,不可能成立,故B
错误;
对于C, , ,当且仅当 时,等号成
立,故C正确;
对于D, ,故D错误.
故选;C.
例题3.(多选)(2023·全国·高三专题练习)在下列函数中,最小值是2的函数有( )
A. B.C. D.
【答案】AD
【详解】对于选项A:∵x2>0,∴由基本不等式可得 ,当且仅当 ,即x=1或 时,
等号成立,故选项A正确;
对于选项B:∵ ,∴0< <1,由基本不等式可得 ,当且仅当 ,即
时,等号成立,但是 取不到1,所以等号不能成立,故选项B不正确;
对于选项C:由基本不等式可得 ,当且仅当
,即 时,等号成立,显然不可能取到,故选项C不正确;
对于选项D:∵3x>0,∴由基本不等式可得 ,当且仅当 ,即x=
log 2时,等号成立,故选项D正确.
3
故选:AD.
精练核心考点
1.(2023·全国·高三专题练习)下列不等式的证明过程正确的是( )
A.若 ,则
B.若 ,则
C.若 则
D.若 ,且 ,则
【答案】D
【详解】对于A选项,当 时, ,所以A选项错误.
对于B选项,如 时, ,所以B选项错误.
对于C选项,由于 ,则 , ,所以C选项错误.
对于D选项,根据基本不等式成立的条件可知D选项正确.故选:D
2.(多选)(2023春·黑龙江哈尔滨·高二校考阶段练习)下列说法中正确的有( )
A.不等式 恒成立
B.存在实数 ,使得不等式 成立
C.若 , ,则
D.若 , 且 ,则
【答案】BCD
【详解】解:不等式 只有在a,b都为非负数的时候才恒成立,
故A错误;
当 时, ,
故B正确;
若 ,
则由基本不等式得 ,
当且仅当 即 时,等号成立,
故C正确;
因为 , ,且 ,
所以 ,
所以
当且仅当 且 时取等号,即 时取等号;
故D正确.
故选:BCD.
3.(多选)(2023春·四川宜宾·高一四川省宜宾市第四中学校校考开学考试)下列说法正确的是( )A. 的最小值是
B. 的最小值是
C. 的最小值是
D. 的最小值是
【答案】AB
【详解】当 时, (当且仅当 ,即 时取等号),A正确;
,因为 ,所以 ,B正确;
,当且仅当 ,即 时,等号成立,显然不
成立,故C错误;
当 时, ,D错误.
故选:AB.
题型二:重点考查直接使用基本不等式(无需凑配)
典型例题
例题1.(2023秋·辽宁·高三辽河油田第二高级中学校考期末)若对任意的 恒
成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】 ,而当 时, ,当且仅当 ,即
时取等号,
则 ,所以m的取值范围是 .
故选:C
例题2.(2023秋·北京西城·高一北京八中校考期末)已知 ,则 的最小值为( )A. B.2 C. D.4
【答案】C
【详解】因为 ,则 ,当且仅当 ,即 时取“=”,
所以 的最小值为 .
故选:C
例题3.(2023·高一课时练习)已知 ,则 的最大值是______.
【答案】
【详解】∵ ,
∴ ,当且仅当 时等号成立,
∴ 的最大值是 .
故答案为: .
精练核心考点
1.(2023·天津南开·统考一模)已知实数 ,则 的最小值为___________.
【答案】
【详解】∵ , , ,
∴ ,当且仅当 即 时取等号.
故答案为: .
2.(2023·高一课时练习)不等式 中等号成立的条件是______.
【答案】
【详解】由题知, ,
所以 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时,取等号,
所以等号成立的条件是 ,
故答案为:
3.(2023春·上海徐汇·高三位育中学校考开学考试)函数 的值域为_________.【答案】
【详解】因为 ,所以 ,当且仅当 时取等号.
故答案为: .
题型三:重点考查通过凑配整体使用基本不等式
典型例题
例题1.(2023·江苏宿迁·江苏省沭阳高级中学校考模拟预测)当 时,不等式 恒成立,
则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为 ,所以 ,
所以 ,当且仅当 时取等号,
故 的最小值为3.
因为当 时,不等式 恒成立,
所以 .
故选:D.
例题2.(2023·高一课时练习)若正实数 、 满足 ,则 的最小值为______.
【答案】4
【详解】解:因为 、 且 ,
所以 ,当且仅当 ,即 、 时取等号;
故答案为:
例题3.(2023春·北京大兴·高三校考开学考试)已知 ,则当 ___________时, 取得最
小值.
【答案】
【详解】解:因为 ,所以 ,
所以 ,当且仅当 ,即 时等号成立,
所以当 时, 取得最小值.
故答案为: .
例题4.(2023·全国·高三专题练习)已知 ,求 的最大值.
【答案】
【详解】因为 ,所以 ,所以 ,
当且仅当 即 时,等号成立,当 时, 的最大值为
精练核心考点
1.(2023·全国·高三专题练习)已知正数 , 满足 ,则 的最大值为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【详解】 , 为正数, ,则 ,当且仅当 时取等
号,
所以当 时, 取得最大值9.
故选:C
2.(2023春·内蒙古呼伦贝尔·高一校考阶段练习)若 ,则 的最小值为___________.
【答案】0
【详解】由 ,得 ,
所以 ,
当且仅当 即 时等号成立.
故答案为:0
3.(2023·全国·高三专题练习)已知 ,则 的最小值是__________
【答案】1【详解】 ,
,
当且仅当 , 时,等号成立.
故答案为:1.
4.(2023秋·天津·高一统考期末)若 ,则 的最小值为______.
【答案】
【详解】 ,
当且仅当 ,即 时,取得最小值.
故答案为: .
题型四:重点考查代入消元使用基本不等式
典型例题
例题1.(2023·全国·高三专题练习)若正数 , 满足 ,则 的最小值是
( ).
A.3 B.6 C. D.
【答案】B
【详解】解:因为正数 满足 ,所以 ,
所以 ,当且仅当 ,即 时,等号成立.
故选:B
例题2.(2023秋·江西吉安·高一永丰县永丰中学校考期末)设 , , ,则
( )
A. 有最大值8 B. 有最小值6
C. 有最大值16 D. 有最小值12
【答案】C
【详解】 , , ,所以 ,
则
,当且仅当 ,即 时取等号,
所以 有最小值8,排除A、B选项;
,当且仅当 时取等号,
所以 的最大值为 ,
故选:C.
例题3.(2023春·河北承德·高三河北省隆化存瑞中学校考阶段练习)若 ,且
,则 的最小值为_________.
【答案】3
【详解】因为 ,所以 ,
,当且仅当 时,等号成立.
故答案为:3.
精练核心考点
1.(2023·全国·高三专题练习)已知正数x,y满足x2+2xy-3=0,则2x+y的最小值是( )
A.1 B.3
C.6 D.12
【答案】B
【详解】解:∵x2+2xy-3=0,∴y= ,
∴2x+y=2x+ 2 =3,
当且仅当 ,即x=1时取等号.
故选:B.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知 ,则 的最小值是( )A.14 B. C.8 D.
【答案】A
【详解】因为 ,则 ,
于是得 ,
当且仅当 ,即 时取“=”,
所以当 时, 取最小值14.
故选:A
3.(2023·全国·高三专题练习)若正数 , 满足 ,则 的最小值为________.
【答案】
【详解】解:因为正数 , 满足 ,
则有 ,即 ,
,即 ,
所以 ,
当且仅当 即 ,又 ,
即 , 时取得最小值,且最小值为 .
故答案为: .
题型五:重点考查通过换元化繁为简使用基本不等式
典型例题
例题1.(2023秋·浙江杭州·高一杭州市长河高级中学校考期末)若 , ,且
,则 的最小值为( )
A.4 B. C. D.
【答案】C
【详解】设 ,则 ,且 ,题目转化为已知 ,求 的最小值,
即 ,
而 ,
当且仅当 ,即 时等式成立.
所以 .
故选:C.
例题2.(多选)(2023·云南红河·统考一模)已知 , ,且 ,则下列说法正确
的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】对于A:由 ,得 ,当且仅当 时,等号成立
,解得 ,即 ,故A不正确;
对于B:由 ,得 ,当且仅当 时,等号成立即
,解得 ,或 (舍去),故B正确;
对于C: ,
令 , ,即 ,故C正确;
对于D, ,令 , ,即 ,故D不正
确,
故选:BC.
例题3.(2023春·浙江衢州·高一校考阶段练习)设 , 是正实数,且 ,则 的最
大值是________.
【答案】
【详解】令 ,则 ,
可得 ,即 ,且 ,
∵ ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,
可得 ,
∴ ,
即 的最大值是 .
故答案为: .
精练核心考点
1.(2023·全国·高三专题练习)已知 ,且 ,则 的最小值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【详解】因为 ,所以 ,令 ,则 且
,代入 中得:
当 即 时取“=”,
所以最小值为1.
故选:B
2.(多选)(2023春·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)已知 , 为正实数,且 ,则
( )A. 的最大值为2 B. 的最小值为5
C. 的最小值为 D.
【答案】AC
【详解】依题意,
对于A:因为 ,
所以 ,
当且仅当 时取等号,
令 ,则有 ,
解得 ,又因为 ,
所以 ,即 ,
的最大值为2,故A选项正确;
对于B:因为 ,
所以 ,
当且仅当 时取等号,
令 ,则有 ,
解得 或 (舍去),
即 ,所以 的最小值为4,
故B选项错误;
对于C:因为 ,
所以 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时等式成立,
所以 的最小值为 ,故C选项正确;
对于D:当 , 时, ,
所以D选项错误;
故选:AC.
3.(多选)(2023秋·广东广州·高三广州市培英中学校考期末)若实数 满足 ,则的值可以是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】BC
【详解】 , ,设 ,则由题意得
,即 .因为 ,即 ,当且仅当
,即 时等号成立,解得 ,所以 的取值范围是
故选:BC.
题型六:重点考查“1”的整体代入
典型例题
例题1.(2023·湖北·荆州中学校联考二模)已知 , ,且 ,那么 的最小值
为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【详解】因为 , , ,
则
.
当且仅当 即 时取等.
故选:C.
例题2.(2023春·湖南邵阳·高一统考开学考试)若 , ,且 ,则 的最小
值为________.
【答案】3【详解】由题意得 , , ,
所以
,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
故答案为:3
例题3.(2023·安徽蚌埠·统考三模)已知实数 ,且 ,则 的最小值为
___________.
【答案】 ##0.5
【详解】 ,
,
,
当且仅当 时,取等号.
故答案为: .
4.(2023春·山东淄博·高一校考阶段练习)若 ,则 的最小值为__________.
【答案】9
【详解】 (当且
仅当 时等号成立)
故答案为:
精练核心考点
1.(2023春·广西·高三鹿寨县鹿寨中学校联考阶段练习)已知正实数x,y满足 ,则 的
最小值为( )
A. B. C.3 D.1【答案】C
【详解】因为 ,则
则 ,
当且仅当 即 时等号成立.
所以 的最小值为 .
故选:C.
2.(2023春·河北保定·高一定州市第二中学校考阶段练习)若正数 满足 ,则 的最小值
为( )
A.8 B. C.16 D.48
【答案】C
【详解】 ,
当且仅当 时等号成立.
故选:C
3.(2023·全国·高三专题练习)已知 都是正数,且 ,则 的最小值为__________.
【答案】 ##
【详解】因为 都是正数,且 ,则 ,
则
,
当且仅当 ,结合 ,即 , 时取等号,
故答案为:
4.(2023春·河北·高三统考阶段练习)已知实数 ,若 ,则 的最小值为__________.【答案】 ##
【详解】因为 , 且 ,
所以 ,
当且仅当 , ,即 时,取等号.
所以 的最小值为 .
故答案为:
题型七:重点考查二次与二次(一次)的商式变形
典型例题
例题1.(2023·河北沧州·高一泊头市第一中学校考阶段练习)若 ,则 的最大值是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为 ,所以
,
当且仅当 ,即 时,等号成立,
故选:B.
例题2.(2023·全国·高三专题练习)已知 ,且 ,则 最大值为______.
【答案】
【详解】解:由 且 ,可得 ,代入 ,
又 ,当且仅当 ,即 ,
又 ,可得 , 时,不等式取等,
即 的最大值为 ,
故答案为: .
例题3.(2022·全国·高三专题练习)已知 ,则 的最小值是________.
【答案】
【详解】当 时, ,
,
当且仅当 ,即当 时,等号成立,
因此,函数 的最小值为 .
故答案为: .
例题4.(2023·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨工业大学附属中学校校考阶段练习)求 的
最小值;
【答案】 ;
【详解】
当且仅当 即 时取等号, 此时取得最小值 ;
精练核心考点
1.(2023·辽宁大连·高一育明高中校考)“ ”是“关于 的不等式 ( )有解”的
( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由题意知 ,可得 ,则 ,
当且仅当 时,即 时,等号成立,
所以当 时, 的最小值为 ,
当 时,可得关于 的不等式 有解成立,即充分性成立,
反之:关于 的不等式 有解时, 不一定成立,即必要性不成立,
所以“ ”是“关于 的不等式 有解”的充分不必要条件.
故选:A.
2.(2023·全国·高一专题练习)若 ,则函数 的最小值为___________.
【答案】3
【详解】由题意, ,
因为 ,所以 ,当且仅当 ,即 时等号成立.
所以函数 的最小值为3.
故答案为:3.
3.(2023·江苏泰州·高一校考阶段练习)求函数 的最小值.
【答案】 ;
【详解】解: ,
,
,
当且仅当 时,即 时,函数有最小值 ;
4.(2023·高一课时练习)已知 ,求函数 的值域;
【答案】
【详解】设 ,因为 ,可得 ,且 ,故 ,
因为 ,可得 ,当且仅当 时,即 时,等号成立.
所以函数 的值域为 .
第二部分:应用篇
应用一:恒成立重要工具之一:基本不等式
典型例题
例题1.(2023秋·江苏徐州·高一统考期末)关于 的不等式 的解集为单元素
集,且 ,若不等式 恒成立,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. 或 D. 或
【答案】A
【详解】由已知 ,又 ,∴ , ,
,当且仅当 时等号成立,所以 的
最小值是1,
不等式 恒成立,则 , ,解得 .
故选:A.
例题2.(多选)(2023秋·山东潍坊·高一统考期末)已知 ,且 ,若不等式
恒成立,则 的值可以为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】AB
【详解】要使不等式 恒成立,只需要 即可.
由 ,得 ,因为 ,所以 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
所以 的最小值为 ,即 ,
故 的最大值为 .
故选:AB.
例题3.(2023·辽宁·鞍山一中校联考模拟预测)若关于 的不等式 对任意 恒成立,
则正实数 的取值集合为______.
【答案】
【详解】∵ ,则 ,
原题意等价于 对任意 恒成立,
由 , ,则 ,
可得 ,
当且仅当 ,即 时取得等号,
∴ ,解得 .
故正实数 的取值集合为 .
故答案为: .
例题4.(2023秋·陕西西安·高一西北工业大学附属中学校考阶段练习)已知函数 .
(1)当 时,解关于 的不等式 .
(2)不等式 对任意 恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)【详解】(1)解: 等价于 ,
所以, 等价于 ,
因为 ,
所以,当 时, , 的解集为 ,
当 时, , 的解集为 ,
当 时, , 的解集为 ,
综上,当 时 的解集为 ;当 时, 的解集为 ;当 时,
的解集为 .
(2)解:因为不等式 对任意 恒成立,
所以 对任意 恒成立,即 对任意 恒成立,
因为 ,所以 ,
所以 对任意 恒成立,
因为 ,当且仅
当 ,即 , 时等号成立,
所以, ,即实数 的取值范围为
精练核心考点
1.(2023秋·河南信阳·高一信阳高中校考期末)若关于x的不等式 对于一切实
数x都成立,则实数a的范围是( )
A. ; B. ; C. ; D. .
【答案】C
【详解】关于x的不等式 对于一切实数x都成立,则 ,其中 .
又 ,则由基本不等式有:
,当且仅当 ,即 时取等
号.
则 .
故选:C
2.(多选)(2023·全国·高三专题练习)当 , , 时, 恒成立,则
的取值可能是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】AB
【详解】因为 , ,所以 ,当且仅当 时,等号成立.
因为 .
若 恒成立,则 ,解得 .
故选:AB.
3.(2023春·安徽·高一淮北一中校联考开学考试)已知正数x,y满足 ,若不等式 对任
意正数x,y恒成立,则实数m的取值范围为__________.
【答案】
【详解】因为 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时取等号,
所以实数m的取值范围为 .
故答案为: .
4.(2023秋·江西宜春·高一校考期末)已知 .
(1)当 且 时,求函数 的取值范围;
(2)若对任意的 , 恒成立,求实数 的取值范围.【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当 时, ,
令 ,由 ,得 , ,
当 时, ;当 时, ,
所以函数 的取值范围 .
(2)令 ,由 ,得 ,则 ,
对任意的 , 恒成立,即对任意的 , 恒成立,
则对任意的 , 恒成立,
因为 ,当且仅当 时等号成立,
则当 时, 取最大值 ,
所以实数 的取值范围
应用二:最值重要工具之一:基本不等式
典型例题
例题1.(2023春·安徽·高三安徽省临泉第一中学校联考阶段练习)公元前3世纪,古希腊数学家阿波
罗尼斯结合前人的研究成果,写出了经典之作《圆锥曲线论》,在此著作第七卷《平面轨迹》中,有众多
关于平面轨迹的问题,例如:平面内到两定点距离之比等于定值(不为1)的动点轨迹为圆.后来该轨迹被
人们称为阿波罗尼斯圆.已知平面内有两点 和 ,且该平面内的点 满足 ,若点
的轨迹关于直线 对称,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设点 的坐标为 ,因为 ,则 ,
即 ,
所以点 的轨迹方程为 ,
因为 点的轨迹关于直线 对称,所以圆心 在此直线上,即 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
故选:D.
例题2.(2023·全国·高一专题练习)如图,在直角梯形 中, , ,
, ,动点 在边 上,且满足 ( , 均为正数),则 的最
小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,以A为原点, 所在直线为x轴, 所在直线为y轴建立平面直角坐标系,
则 , , , ,
则 , , ,
设 ,
则 .
因为 ,
所以 ,消去 ,得 ,因为 , ,所以 ,
当且仅当 时等号成立.
故 的最小值为 .
故选:D
例题3.(2023春·辽宁大连·高二大连市第一中学校考阶段练习)一个篮球运动员投篮一次得3分的概
率为 ,得2分的概率为 ,不得分的概率为 , ,且 ,已知他投篮一次得分的数
学期望为2,则 的最小值为______.
【答案】 ##
【详解】因为一位篮球运动员投篮一次得3分概率为 ,得2分概率为 ,不得分的概率为c,
,且 ,已知他投篮一次得分的数学期望为2,
则 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 , 时取等号,
所以 的最小值为 .
故答案为: .
例题4.(2023·全国·模拟预测)若函数 的图象恒过定点 ,且 ,
,当 有最小值时, ______.
【答案】4
【详解】由函数 的图象恒过定点 得 ,
即 .
解法一:
,
当且仅当 ,即 , 时取等号,此时 .解法二:
,
当且仅当 ,即 , 时取等号,此时 .
故答案为:4
精练核心考点
1.(2023春·宁夏·高三六盘山高级中学校考开学考试)已知函数 ( 且 )图像恒过的
定点 在直线 上,若关于 的不等式 恒成立,则实数 的取值范围为
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为函数 ( 且 )图像恒过的定点 ,
又因为定点 在直线 上,所以 ,
,
当且仅当 ,即 时,取等号,
所以 最小值为 ,
因为关于 的不等式 恒成立,所以 ,
所以 ,即得 , ,解得 ,
所以,实数 的取值范围为 .
故选:B.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知正项等比数列 满足 ,若存在 、 ,使得
,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设等比数列 的公比为 ,则 ,由 可得 ,解得 ,因为 ,则 , ,可得 ,
由已知 、 ,所以,
,
当且仅当 时,等号成立,
因此, 的最小值为 .
故选:D.
3.(2023春·上海闵行·高三上海市七宝中学校考阶段练习)已知函数 ,若正实数
满足 ,则 的最小值为__________.
【答案】16
【详解】由函数 ,
设 ,则 的定义域为 ,
,
则 ,所以 是奇函数,
则 ,
又因为正实数 满足 ,
所以 ,
,
当且仅当 时取到等号.
故答案为:16.
4.(2023春·安徽宿州·高一统考期中)平面内给定三个向量 ,且
.(1)求实数 关于 的表达式;
(2)如图,在 中, 为中线 的中点,过点 的直线与边 分别交于点 ( 不与 重
合).设向量 ,求 的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为 ,
所以 ,即 .
(2)由(1)可知, ,由题意可知 .
因为 ,
所以 ;
因为 三点共线,所以. .
所以 ,
当且仅当 时,取等号,
即 时, 取最小值 .
应用三:对钩函数更胜基本不等式
典型例题
例题1.(2023春·云南普洱·高一校考阶段练习)函数 的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.以上都不对【答案】B
【详解】令 ,则 ,
因为 在 上单调递增,
所以当 时 取得最小值 ,
故选:B
例题2.(2023春·辽宁鞍山·高一校联考阶段练习)已知关于 的不等式 的解集为
,其中 ,则 的最小值为( )
A.-2 B.1 C.2 D.
【答案】D
【详解】由题设, ,可得 ,且 ,则 ,
所以 ,当且仅当 时等号成立,故 ,
所以 ,当且仅当 时等号成立,显然等号取不到,
而 在 上递增,所以 ,当且仅当 ,即 时等号成立.
故选:D
例题3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 , ,若存在 ,任
意 ,使得 ,则实数 的取值范围是___________.
【答案】
【详解】若 在 上的最大值 , 在 上的最大值 ,
由题设,只需 即可.
在 上, 当且仅当 时等号成立,
由对勾函数的性质: 在 上递增,故 .在 上, 单调递增,则 ,
所以 ,可得 .
故答案为: .
精练核心考点
1.(2023秋·江苏苏州·高三统考期末)已知关于 的不等式 的解集为 ,
其中 ,则 的最小值为( )
A.-4 B.4 C.5 D.8
【答案】C
【详解】由 的解集为 ,
则 ,且 , 是方程 的两根,
由根与系数的关系知 ,
解得 , ,当且仅当 时等号成立,
故 , 设 ,
函数 在 上单调递增,
所以
所以 的最小值为5.
故选:C
2.(2023·全国·高三专题练习)函数y=x+ (x≥2)取得最小值时的x值为________.
【答案】2
【详解】依题意,
y=x+ =x+1+ -1(x≥2),
设x+1=t(t≥3).因为f(t)=t+ -1在[3,+∞)上单调递增,所以当t=3,即x=2时,y=x+ (x≥2)取得最小值.
故答案为:2.
3.(2023·全国·高三专题练习)函数f(x)= +1的最小值为________.
【答案】 +1
【详解】f(x)= +1= +1= + +1,
令 ,t∈[ ,+∞),
则函数f(x)可转化为g(t)=t+ +1,t∈[ ,+∞).令u(t)=t+ (t≥ ),
则由u(t)在[ ,+∞)上单调递增可知,u(t)≥ + = ,
则g(t)≥ ,
所以函数f(x)的最小值为 ;
故答案为: .
第三部分:易错篇
易错点一:基本不等式使用时忽略了“一正”“三相等”
基本不等式使用时勿忘使用条件“一正”,“三相等”
例题1.(多选)(2023秋·四川凉山·高一统考期末)下列不等式中正确的是( )
A.当 时, B.当 时,
C.当 , 时, D.当 , 时,
【答案】BCD【详解】当 时, ,可得 ,当且仅当 时取到等号;
当 时, ,可得 ,当且仅当 时取到等号,故A错误;
当 时,因为 为增函数,所以 ,故B正确;
当 , 时, ,当且仅当 时取到等号,故C正确;
当 , 时, ,即得 ,故D正确.
故选:BCD
例题2.(多选)(2023秋·宁夏银川·高一银川唐徕回民中学校考期末)下列结论错误的是(
)
A.函数 的最小值是2
B.当 时,函数 的最小值是4
C.当 时,函数 的最小值是5
D.当 且 时,函数 的最小值为2
【答案】ABD
【详解】对于A,当 时, ,所以A错误;
对于B, , ,
因为 在 上单调递减,所以 ,所以B错误;
对于C, ,
时, ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,所以 的最小值是5,C正确;
对于D,当 时, ,所以D错误.
故选:ABD.
例题3.(多选)(2023春·广西柳州·高二柳州市第三中学校考阶段练习)下列命题中,真命题的是(
)
A. , 是 的充分不必要条件;B.“ ”是“ ”的充要条件;
C.函数 的最小值为6;
D.命题“ , ”的否定是“ , ”。
【答案】AD
【详解】对于A,当 , 时, ,但是当 时,得到 , 不一定成立,例如,
,故 , 是 的充分不必要条件,故A正确;
对于B,若 ,则 ,若 ,则 ,所以“ ”是“ ”的充分不必要条件,故B错
误;
对于C, ,等号成立的条件是 ,
解得: ,不成立,所以等号不成立,所以函数 的最小值不是6,故C错误;
对于D,命题“ , ”的否定是“ , ”,故D正确.
故选:AD