基本不等式 题型练习-2023届高三数学一轮复习(含解析)

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基本不等式 题型练习-2023届高三数学一轮复习(含解析)

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1.基本不等式题型练习
例:已知实数a,b满足a>0,b>0,a+b=2,则下列结论正确的有( )
A.的最小值为 B.的最小值为3
C.的最大值为3 D.的最小值为2
1.若a,b∈(0,+∞),且,则的最小值为   .
2.设x、y∈R,a>0,b>0,若ax=by=3,a+2b=,则的最大值为    .
3.已知a>0,且a2﹣b+4=0,则(  )
A.有最大值 B.有最大值 C.有最小值 D.有最小值
4.若a,b∈R,ab>0,则的最大值为   .
5.已知0,则的最小值是   .
6.设m>n>0,那么的最小值是    .
7.若正实数a,b满足a+b=1,则函数f(x)=abx2+(3b+1)x﹣36ab的零点的最大值为   .
8.已知a,b∈(0,+∞),且a2+3ab+4b2=7,则a+2b的最大值为   .
9.已知x,y∈R且满足2x2﹣y2+xy=2,则x2+2y2的最小值是   .
10.若正数a,b满足a+b+2=ab,则+的最小值是   .
11.已知正实数a,b满足2a+b=4,则的最小值是   .
12.若实数a,b满足,则的最小值为   .
13.已知实数a>0,b>0,,则的最小值是   .
14.已知实数a,b满足,且a>2b,则的最小值为   .
15.已知正数x,y满足,则x+y的最小值与最大值的和为   .
16.若a>1,b>0,则的最小值为    .
17.已知a,b,c∈R+,且a>4,ab+ac=4,则的最小值是   .
18.已知正实数x,y满足,,则x+2y的最小值   .
答案:
一.基本不等式(共17小题)
1.若a,b∈(0,+∞),且,则的最小值为(  )
A.9 B.3 C.1 D.
【分析】结合基本不等式得到()()=b+4+1+=5+b+≥5+2=9,进而求解结论.
【解答】解:∵a,b∈(0,+∞),且,
()()=b+4+1+=5+b+≥5+2=9,当且仅当b=时等号成立,
∴9()≥9,
故≥1,
即的最小值为1.
故选:C.
【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,属于中档题.
2.设x、y∈R,a>0,b>0,若ax=by=3,a+2b=,则的最大值为  1 .
【分析】由ax=by=3化简得+=log3ab,再由基本不等式可得2ab≤=6,从而可得ab≤3,从而确定最大值.
【解答】解:∵ax=by=3,
∴x=loga3,y=logb3,
∴=log3a,=log3b,
∴+=log3a+log3b=log3ab,
∵2ab≤=6,
∴ab≤3,故ab的最大值为3,
当且仅当a=2b=时,等号成立,
故+=log3ab≤log33=1,
故+的最大值为1,
故答案为:1.
【点评】本题考查了对数式与指数式的互化,对数函数的单调性及基本不等式在求最值中的应用,同时考查了整体思想与转化思想的应用,属于中档题.
3.已知a>0,且a2﹣b+4=0,则(  )
A.有最大值 B.有最大值
C.有最小值 D.有最小值
【分析】由a2﹣b+4=0可得b=a2+4,则a+b=a2+a+4,即=,从而=3﹣=3﹣=3﹣,进一步结合a>0即可利用基本不等式进行求解.
【解答】解:由a2﹣b+4=0,得b=a2+4,则a+b=a2+a+4,即=,
又a>0,所以=3﹣=3﹣=3﹣≥3﹣=3﹣=,
当且仅当a=,即a=2,b=8时等号成立,所以有最小值,无最大值,
故选:D.
【点评】本题考查基本不等式的运用,考查学生的逻辑推理和运算求解的能力,属于基础题.
4.若a,b∈R,ab>0,则的最大值为(  )
A. B. C.2 D.4
【分析】利用基本不等式求解即可.
【解答】解:因为a4+4b4=(a2)2+(2b2)2≥4a2b2,
当且仅当a2=2b2时取等号,
所以,
又,
当且仅当,即时取等号,
联立方程组,解得,
所以,
当且仅当时取等号,
则的最大值为.
故选:A.
【点评】本题考查了基本不等式的理解与应用,主要考查了基本不等式求解最值的应用,在使用基本不等式求解最值时要满足三个条件:一正、二定、三相等,属于中档题.
5.已知0,则的最小值是(  )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】根据=2()(x+)﹣1,利用基本不等式求解即可.
【解答】解:因为0,所以=+=﹣1
=2()(x+)﹣1=2(2+)﹣1≥2(2+2)﹣1=7,
当且仅当,即x=时取等号,此时的最小值是7.
故选:C.
【点评】本题考查了利用基本不等式求解最值,考查了转化思想,属于基础题.
6.设m>n>0,那么的最小值是  8 .
【分析】由已知结合基本不等式即可求解.
【解答】解:m>n>0,则===8,
当且仅当m﹣n=n且,即m=1,n=时取等号.
故答案为:8.
【点评】本题主要考查了利用基本不等式求解最值,属于基础题.
7.若正实数a,b满足a+b=1,则函数f(x)=abx2+(3b+1)x﹣36ab的零点的最大值为(  )
A. B. C.2 D.3
【分析】令f(x)=0整理得,利用基本不等式“I”的代换可得,求解不等式即可判断.
【解答】解:f(x)=0,则
则,

∴,
而≥5+2=9,
当且仅当a=2b时取等,
∴,
∴x≤﹣12或 0<x≤3,
故选:D.
【点评】本题考查了二次函数的性质与图象,基本不等式的应用,属中档题.
8.已知a,b∈(0,+∞),且a2+3ab+4b2=7,则a+2b的最大值为(  )
A.2 B.3 C.2 D.3
【分析】先变形,再利用基本不等式求最值即可.
【解答】解:∵7=(a+2b)2﹣ab=(a+2b)2﹣a 2b
≥(a+2b)2﹣()2=,
则(a+2b)2≤8,即|a+2b|≤2,
又a,b∈(0,+∞),所以0<a+2b≤2
当且仅当a=2b=时取等号,
∴a+2b的最大值为2.
故选:C.
【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,属于中档题.
9.已知x,y∈R且满足2x2﹣y2+xy=2,则x2+2y2的最小值是  .
【分析】由已知可得2x﹣y)(x+y)=2,然后换元令2x﹣y=m,x+y=n,用含m,n的式子表示x,y,代入到所求式子后结合基本不等式可求.
【解答】解:2x2﹣y2+xy=2 (2x﹣y)(x+y)=2,
令2x﹣y=m,x+y=n,
则x=,y=,且mn=2,
所以x2+2y2=()2+2×()2=﹣=,
当且仅当时取等号,此时x2+2y2的最小值.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了利用基本不等式求解最值,换元法的应用可以简化基本运算,属于基础题.
10.若正数a,b满足a+b+2=ab,则+的最小值是 2 .
【分析】由已知得,a=>0,从而可得b>1,然后把a=代入所求式子,结合基本不等式即可求解.
【解答】解:因为正数a,b满足a+b+2=ab,
所以a=>0,
所以b>1,
则+==b﹣1+,
当且仅当b﹣1=,即b=1+时取等号,
故则+的最小值2.
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值中的应用,属于基础题.
11.已知正实数a,b满足2a+b=4,则的最小值是(  )
A. B.4 C. D.
【分析】根据已知得到2a+4+b=8,进而利用“1”的代换即可求解结论.
【解答】解:∵正实数a,b满足2a+b=4,
∴2a+4+b=8,
∴=+
=(+)×(2a+4+b)×
=(6++)
≥(6+2)=,当且仅当2a+4=b时等号成立.
故选:D.
【点评】本题考查了利用基本不等式求最值,关键是对“1”的代换,利用基本不等式求最值要注意:“一正、二定、三相等”,是基础题.
12.若实数a,b满足,则的最小值为(  )
A.6 B.4 C.3 D.2
【分析】先变形得到(2a﹣1)+(b﹣1)=1,再利用“1”的代换和基本不等式求最值即可.
【解答】解:∵,∴2a﹣1>0,b﹣1>0,
∴(2a﹣1)+(b﹣1)=1,
∴=++2=(+)[(2a﹣1)+(b﹣1)]+2
=++4≥2+4=6,
当且仅当=,即a=,b=时等号成立,
∴的最小值为6,
故选:A.
【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,属于中档题.
13.已知实数a>0,b>0,,则的最小值是  .
【分析】可根据得出,然后即可得出,然后根据基本不等式即可求出的最小值.
【解答】解:∵,
∴,且a>0,b>0,
∴=,当且仅当,即时取等号,
∴的最小值是.
故答案为:.
【点评】本题考查了分离常数法的运用,基本不等式求最值的方法,考查了计算能力,属于中档题.
14.已知实数a,b满足,且a>2b,则的最小值为(  )
A.1 B. C.4 D.
【分析】先得到ab=1,再合理变形得到=a﹣2b+,最后利用基本不等式求最值即可.
【解答】解:∵,∴=1﹣=,∴ab=1,
∵a>2b,∴a﹣2b>0,
∴==a﹣2b+≥2=4,
当且仅当a﹣2b=,即a=+1,b=时取等号,
∴的最小值为4,
故选:C.
【点评】本题考查了利用基本不等式求最值问题,合理变形是关键,属于中档题.
15.已知正数x,y满足,则x+y的最小值与最大值的和为(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
【分析】利用基本不等式变形得,,然后把进行变形代换,解二次不等式可求.
【解答】解:因为xy≤,当且仅当x=y时取等号,
所以,
所以,
又=x+y+,
所以x+y+≤5,
即(x+y)2﹣5(x+y)+4≤0,
解得,1≤x+y≤4.
所以x+y的最大值与最小值的和为5.
故选:B.
【点评】本题主要考查了基本不等式,不等式的性质在求解最值中的应用,解题的关键是公式的灵活应用,属于中档题.
16.若a>1,b>0,则的最小值为  2+1 .
【分析】两次利用基本不等式,即可求出的最小值.
【解答】解:当a>1,b>0时,
=+(a﹣1)++1
≥2++1=++1
≥2+1=2+1,
当且仅当,即a=1+且b=2时取“=”,
所以的最小值为2+1.
故答案为:2+1.
【点评】本题考查了利用基本不等式求最值的应用问题,也考查了运算求解能力与转化思想,是中档题.
17.已知a,b,c∈R+,且a>4,ab+ac=4,则的最小值是(  )
A.8 B.6 C.4 D.2
【分析】先由ab+ac=4,得b+c=,再把++转化为++=(+)+的形式,积为定值,利用基本不等式解决即可.
【解答】解:∵ab+ac=4,∴b+c=,
∴++=++=(+)+≥2=8,
当且仅当+=,即 +=4,又∵a>4,∴a=4+2时取等号,
∴++的最小值为8.
故选:A.
【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,注意一正,二定,三等的应用,属于中档题.

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