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专题04 基本不等式
№考向解读
考点精析
➊
真题精讲
➋
模拟精练
➌
专题训练
➍
备战2024 高考数学一轮复习
(新高
考)
1
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专题04 基本不等式
命题解读
命题预测
复习建议
基本不等式是高考的一个重
点,根据近几年的高考分
析,基本不等式的考察主要
是利用基本不等式求最值,
求未知参数的范围等等,题
目难度主要集中在中难度
上,基本不等式牵扯到的知
识点比较多,主要集中在导
数、数列、三角函数、解析
几何等等。
预计2024 年的高考对于基本
不等式的考察还是和往年一
样,变化不是很大,主要集
中在应用上。
集合复习策略:
1.理解基本不等式以及几个
重要的不等式;
2.掌握基本不等式求最值等
方面的应用。
→➊考点精析←
一、基本不等式
1.基本不等式√ab≤a+b
2
(1)基本不等式成立的条件: a>0,b>0.
(2)等号成立的条件:当且仅当a=b 时取等号.
2.几个重要的不等式
(1)a2+b2≥2ab (a,b∈R).
(2)b
a
+a
b
≥2a,b 同号).
(3)ab≤a+b
2
2(a,b∈R).
(4) a+b
2
2≤a
2+b
2
2
(a,b∈R).
3.算术平均数与几何平均数
设a>0,b>0,则a,b 的算术平均数为a+b
2
,几何平均数为√ab,基本不等式可叙述为:
两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
4.利用基本不等式求最值问题
已知x>0,y>0,则
2
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(1)如果积xy 是定值p,那么当且仅当x=y 时,x+y 有最小值,是2√p (简记:积定和最小).
(2)如果和x+y 是定值p,那么当且仅当x=y 时,xy 有最大值,是p
2
4
(简记:和定积最大).
二、基本不等式应用
1.基本不等式与函数相结合,在函数中的应用;
2.基本不等式在求解恒成立问题中的应用,以及求解未知参数等问题。
→➋真题精讲←
1. 【2023 浙江三模】已知不等式
对任意实数
、
恒成立,则实数
的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
.
若
,则
,从而
无最小值,不合乎题意;
若
,则
,
.
①当
时,
无最小值,不合乎题意;
②当
时,
,则
不恒成立;
③当
时,
,
当且仅当
时,等号成立.
3
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所以,
,解得
,因此,实数
的最小值为
.
故选C.
2.【2023 湖南省一模】函数
的图像恒过定点
,若点
在
直线
上,其中
,则
的最小值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【解析】由题意可得函数
的图象恒过定点
,
又点
在直线
上,∴
,
∴
=
,
当且仅当
,即
等号成立,
所以
的最小值为
.
故选B.
→➌模拟精练←
1.(2023 春·广东揭阳·高三校考阶段练习)已知实数
,且
,则
的最小值是( )
A.0
B.1
C.2
D.4
【答案】B
【解析】
,等式
恒成立,
4
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,
由于
,所以
,
,
,
当且仅当
时,即
时取等号.
,
,故
的最小值为1.
故选:
.
2.(2023·广东潮州·高三统考期末)正实数
满足
,且不等式
恒
成立,则实数
的取值范围( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】正实数
满足
,
则
,
当且仅当
,即
且
时,等号成立,则
时,
取到最小
值4,
要使不等式
恒成立,即
,解得
,
所以实数
的取值范围是
.
故选:C.
3.(2023 春·广东江门·高三江门市第一中学校考阶段练习)若
,且
,则下列不等式成立的是( )
5
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A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】对于A:
,
,
,
,
,
,故A 错
误;
对于B:
,
,
,
,
即
,
,故B 错误;
对于C:
,
,
,
,
,
,
,
,故C 错误;
对于D:
,
6
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,
即
,
两边开平方得:
,
同理可得
,
,
三式相加得
,
当且仅当
时取等号,故D 正确.
故选:D.
4.(2023·广东江门·高三江门市棠下中学校联考期末)已知
,且
,则
的最小值为( )
A.13
B.14
C.
D.
【答案】C
【解析】
,
,
,
,
7
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当且仅当
时,即
,而又
,所以
,
此时不等式可取等号.
所以
的最小值为
故选:C.
5.(2023 春·广东广州·高三统考阶段练习)已知
,
,且
,则
的最
小值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为
,
,且
,
所以
,当且仅当
,即
时等号成立,
故选:D.
6.(2023·山东烟台·统考三模)已知
且
,则( )
A.
的最大值为
B.
的最大值为2
C.
的最小值为6
D.
的最小值为4
【答案】BC
【分析】利用基本不等式可判断AB;先将
化为
,再妙用“1”可判断C;取
特值可判断D.
【详解】因为
,所以
,当且仅当
时,等号成
立,故
错误;
8
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因为
,所以
,
即
,
,当且仅当
时,等号成立,故B 正确;
由
得
,所以
,
因为
,
所以
,当且仅当
时,等号成立,故C 正确;
令
,则
,所以
的最小值不是4,D 错误.
故选:BC.
7.(2023 春·广东珠海·高三珠海市第一中学校考阶段练习)若正数a,b 满足
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABC
【解析】A 选项:根据基本不等式,
,
当且仅当
时,等号成立,故A 对;
B 选项:因为
,所以
,
所以
,
,
同理,
,所以
,
所以
,
当且仅当
时,等号成立,故B 对;
9
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C 选项:因为
,所以
,
所以
,
又因为
,
,
所以
,
,
,
,
,
所以
,故C 对;
D 选项:
,所以
,化简得
,
当且仅当
时,等号成立,故D 错误;
故选:ABC.
8.(2023 春·广东·高三校联考阶段练习)若直线
经过点
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【解析】因为直线
经过点
,则
,所以
,
对于
,因为
,
所以
当且仅当
时等号成立,故
选项
错误;
对于
,因为
当且仅当
时等号成立,所以
,则
,故选项
正确;
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对于
,
,
当
,
时等号成立,故选项
正确;
对于
,因为
,
,所以
,且
,
由
可得:
,
,当
,
时等号
成立,故选项
正确;
故选:
.
9.(2023·山东日照·三模)设
且
,则
的最小值为
_________.
【答案】
【分析】由已知条件可知
,且
,再展开
,并利用基本不等式求其最小值.
【详解】因为
,
所以
,
,
因为
,所以
,
所以
,
当且仅当
,即
,
时取得最小值.
11
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故答案为:
.
10.(2023·山东济南·统考三模)已知正数
满足
,则
的最小值为
___________.
【答案】18
【分析】对等式进行变形,再根据基本不等式进行求解即可.
【详解】因为
,则
,又
,
是正数,
所以
,
当
取得等号,即
且
时取等号,
所以
的最小值为
,
故答案为:
.
11.(2023 春·广东江门·高三校联考开学考试)已知正数x,y,z 满足
,当
取最大值时,
的最小值为______.
【答案】
【解析】因为
,
所以
,
因为
,所以
,当且仅当
,
时等号成立,
所以当
,
时,
取最大值
,
所以当
取最大值时,
,
,
,
12
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所以
,
所以当
时,
取最小值
.
故答案为:
.
12.(2023·广东·高三校联考期末)已知a,b 都是正数,则
的最小值是
______.
【答案】2
【解析】因为
均为正实数,故设
,
,则
联立解得
,
,
,
当且仅当
,即
,即
,即
时取等号,
故答案为:2.
13.(2023·广东·高三校联考阶段练习)已知
,且
,则
的最小值
是_____.
【答案】25
【解析】因为
,且
,
所以
,
当且仅当
,即
时,等号成立,
故答案为:25
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14.(2023·江苏常州·校考二模)在
中,
所对的边分别为
,且
,其中
是三角形外接圆半径,且
不为直角.
(1)若
,求
的大小;
(2)求
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦定理和正弦定理即可求出
的大小.
(2)运用正弦定理和二倍角的余弦公式,化简,再利用基本不等式求解
的最小值.
【详解】(1)在
中,
,
进而
,
,
,
又
不为直角,则
,
,
,
.
(2)由(1)知,
转化为
,又
,
,
.
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,
当且仅当
,即
时,等号成立,
的最小值为
.
→➍专题训练←
1.(多选)若a,b 为非零实数,则以下不等式中恒成立的是( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
【分析】利用求差法证明选项AB 正确;举反例否定选项CD.
【详解】选项A:由
,可得
.判断正
确;
选项B:由
,可得
.判断正
确;
选项C:当
时,
,由
,可得
.判断
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错误;
选项D:当
时,
.判断错误.
故选:AB
2.已知
,则
的最小值是 .
【答案】
【解析】∵
∴
且
∴
,当且仅当
,即
时取等号.∴
的最小值为
.
故答案为
.
3. 已知
,且
,则
的最小值为 .
【答案】4
【解析】
,
,
,当且仅当
=4 时取等号,
结合
,解得
,或
时,等号成立.
故答案为4
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4. 设
,则
的最小值为______.
【答案】
【解析】
,
当且仅当
,即
时成立,
故所求的最小值为
。
5.已知a,b∈R,且a-3b+6=0,则2a+ 1
8
b的最小值为 .
【答案】1
4
【解析】由已知得a-3b=-6,由基本不等式得2a+ 1
8
b≥2√2
a-3b= 2
2
3=1
4 ,当且仅当a=-3,b=1 时
取等号.
6. 已知
为正数,且满足
,证明:
(1)
(2)
【解析】(1)
,
.
由基本不等式可得:
,
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于是得到
.
(2)由基本不等式得到:
,
,
.
于是得到
7.已知函数
,不等式
的解集为
.
(1)解不等式
;
(2)若
,
,
,求证:
.
【解析】(1)由
,得
,
的解集为
,
则
,
,得
.
不等式
可化为
,
则
或
或
,
解得
或
或
,
所以原不等式的解集为
或
.
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(2)因为
,
,
所以
,即
.
所以
,
当且仅当
,即
,
时取等号.
所以不等式得证.
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