资源简介 2.1.2 基本不等式选题明细表知识点、方法 题号基本不等式的理解 1,2,10应用基本不等式求最值 3,4,5,6,7,8,9,11应用基本不等式证明不等式及综合 12,13,14基础巩固1.数学里有一种证明方法叫做Proofs without words,也称之为无字证明,一般是指仅用图象语言而无需文字解释就能不证自明的数学命题,由于这种证明方法的特殊性,无字证明被认为比严格的数学证明更为优雅.现有如图所示图形,在等腰直角三角形△ABC中,点O为斜边AB的中点,点D为斜边AB上异于顶点的一个动点,设AD=a,BD=b,则该图形可以完成的无字证明为( C )A.≥(a>0,b>0)B.≤(a>0,b>0)C.≤(a>0,b>0)D.a2+b2≥2(a>0,b>0)解析:由题意得AB=AD+BD=a+b,CO=(a+b),OD=OB-DB=(a+b)-b=(a-b),Rt△OCD中,CD2=OC2+OD2=+=,因为OC≤CD,所以(a+b)≤,当且仅当a=b时,取等号.故选C.2.(多选题)已知实数a,b,判断下列不等式中一定正确的是( CD )A.≥ B.a+≥2C.|+|≥2 D.2(a2+b2)≥(a+b)2解析:当a<0,b<0时,≥不成立;当a<0时,a+≥2不成立;|+|=||+||≥2,2(a2+b2)-(a+b)2=a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,故2(a2+b2)≥(a+b)2,故选CD.3.若a>0,b>0,+=1,则ab的最小值是( B )A.2 B.4 C.8 D.16解析:因为1=+≥2,当a=b时取等号,所以≥2,所以ab≥4.故选B.4.若x>0,则有( B )A.最小值3 B.最小值7C.最大值3 D.最大值7解析:因为x>0,所以=3x++1≥2+1=7,当且仅当3x=即x=1时取等号.故选B.5.(2021·北京高三期中)函数y=x+(x>1)的最小值是 ,此时x= . 解析:因为x>1,所以x-1>0,由基本不等式可得y=x-1++1≥2+1=2+1=3,当且仅当x-1=即x=2时,函数取得最小值3.答案:3 26.(2021·浙江高二期中)已知x,y为正实数,且x+2y=3,则+的最小值为 ,的最大值为 . 解析:+=(x+2y)(+)=×(7++)≥×(7+2)=,当且仅当x=,y=时取到最小值;=≤=,当且仅当x=,y=时,取到最大值.答案: 能力提升7.已知a>0,b>0,则++2的最小值是( C )A.2 B.2C.4 D.5解析:因为a>0,b>0,所以++2 ≥2+2≥4=4,当且仅当a=b=1时,等号成立.故选C.8.(多选题)下列各选项中,最大值是的是( BC )A.y=x2+B.y=x,x∈[0,1]C.y=D.y=x+(x>-2)解析:y=x2+≥2==,当且仅当x2=时取等号,因此A无最大值;y2=x2(1-x2)≤()2=,y≥0,所以y≤,当且仅当x=时取等号,B正确;x=0时,y=0,x≠0时,y=≤,当且仅当x=±1时取等号,C正确;y=x+2+-2≥2-2=2,x>-2,当且仅当x=0时取等号,D错误,故选BC.9.2x2+的最小值是( C )A.36 B.6C.11 D.12解析:因为2x2+=(2x2+1)+-1≥2-1=11,当且仅当2x2+1=6即x=±时取等号.故选C.10.(多选题)若实数a>0,b>0,a·b=1,则下列选项的不等式中,正确的有( ABCD )A.a+b≥2 B.+≥2C.a2+b2≥2 D.+≥2解析:由于a>0,b>0,a·b=1,由基本不等式得a+b≥2=2,+≥2=2,a2+b2≥2ab=2,+≥2=2,上述不等式当且仅当a=b=1时,等号成立.所以ABCD四个选项都正确.故选ABCD.11.已知x>0,y>0,且x+y=8,则(1+x)(1+y)的最大值为 . 解析:因为x>0,y>0,所以1+x>0,1+y>0,所以(1+x)(1+y)≤[]2=(+1)2=25,当且仅当x=y,即x=y=4时取等号.答案:2512.若正数a,b满足5ab=a+b+3,则ab的取值范围是 . 解析:因为a,b为正数,所以5ab=a+b+3≥2+3,化为5-2-3≥0,解得≤-(舍去)或≥1,即ab≥1.当且仅当a=b=1时取等号.所以ab的取值范围是{ab|ab≥1}.答案:{ab|ab≥1}13.(2022·福建高二期末)设a>0,b>0,c>0,证明:(1)+≥;(2)++≥++.证明:(1)因为a>0,b>0,所以(a+b)(+)≥2·2=4,当且仅当a=b时等号成立,所以+≥.(2)由(1)可得+≥,同理可得+≥,+≥,三式相加,得2(++)≥++,所以++≥++.应用创新14.(多选题)(2021·江苏南京高一期中)已知a>1,b>1,且ab-(a+b)=1,那么下列结论正确的有( BD )A.a+b有最大值2+2B.a+b有最小值2+2C.ab有最大值+1D.ab有最小值2+3解析:令a+b=s,ab=t,由题意可得s>2,t>1,t-s=1,由基本不等式得s≥2,则t-1≥2,由t>1可得t2-2t+1≥4t,则t≥3+2,当a=b=+1时取等号;s≥2,由s>2可得s2-4s-4≥0,则s≥2+2,当a=b=+1时取等号.故选BD.21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共40张PPT)2.1.2 基本不等式核心知识目标 核心素养目标1.能描述并证明基本不等式,能对基本不等式进行几何解释.2.能利用基本不等式的性质证明其他不等式.3.能利用基本不等式求简单的最大值或最小值问题及条件最值问题. 1.通过基本不等式及几何解释的学习,达成数学抽象、逻辑推理及直观想象的核心素养.2.通过利用基本不等式证明不等式,发展逻辑推理与数学运算的核心素养.知识探究·素养启迪基本不等式(1)定理:对任意a,b∈R,必有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立.(2)推论:对任意a,b≥0,必有 ,当且仅当 时等号成立.上述定理和推论中的不等式通常称为基本不等式.知识探究a=b算术平均数小试身手CCD答案:16课堂探究·素养培育探究角度1 直接应用基本不等式求最值[例1] (1)已知0探究点一利用基本不等式求最值(3)已知两个正数m,n,满足mn=3,求m+3n的最小值;答案:2答案:4[即时训练1-2] 若x>0,y>0且xy=1,则x+4y的最小值是 . [即时训练1-4] 已知-1答案:4方法总结(2)二定:化不等式的一边为定值.(3)三相等:必须存在“=”号的条件.以上三点缺一不可.方法总结(1)使用基本不等式求一个式子的最值时,若所给式子不满足直接应用基本不等式的条件,可以利用“拼凑项”的方法变形后应用基本不等式求解.(2)拼凑法求解最值,其实质就是先通过代数式变形,拼凑出和或积为常数的两项,然后利用基本不等式求解最值.拼凑后要保证各量满足基本不等式“一正,二定,三相等”的条件,尤其是要注意验证等号成立的条件.探究点二应用基本不等式证明不等式[即时训练3-1] 已知a,b,c是全不相等的正实数,方法总结利用基本不等式证明不等式的策略从待证不等式及问题的已知条件出发,借助不等式的性质及有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后转化为所求问题,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”.一般地,若所证不等式一端出现“和式”,而另一端出现“积式”,这便是应用基本不等式的“题眼”,可尝试用基本不等式证明.易错警示利用基本不等式证明不等式的注意点(1)多次使用基本不等式时,要注意等号能否成立;(2)累加法是不等式证明中的一种常用方法,证明不等式时注意使用;(3)对不能直接使用基本不等式的证明可重新组合,形成基本不等式模型,再使用.方法总结备用例题[例3] 已知a,b,c为正数,且a+b+c=1,求证:(1-a)(1-b)(1-c)≥8abc.课堂达标C答案:5答案:b=3a答案:否 x取值不确定(或x不一定为正数)2.1.2 基本不等式核心知识目标 核心素养目标1.能描述并证明基本不等式,能对基本不等式进行几何解释. 2.能利用基本不等式的性质证明其他不等式. 3.能利用基本不等式求简单的最大值或最小值问题及条件最值问题. 1.通过基本不等式及几何解释的学习,达成数学抽象、逻辑推理及直观想象的核心素养. 2.通过利用基本不等式证明不等式,发展逻辑推理与数学运算的核心素养. 基本不等式(1)定理:对任意a,b∈R,必有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立.(2)推论:对任意a,b≥0,必有≥,当且仅当a=b时等号成立.上述定理和推论中的不等式通常称为基本不等式.(3)一般地,对于正数a,b,称为a,b的算术平均数,称为a,b的几何平均数.1.下列不等式正确的是( C )A.a+≥2B.(-a)+(-)≤-2C.a2+≥2D.(-a)2+(-)2≤-2解析:C中,由题意得a2>0,故a2+≥2成立.故选C.2.下列等式中最小值为4的是( C )A.y=x+ B.y=2t+C.y=4t+(t>0) D.y=t+解析:A中x=-1时,y=-5<4,B中t=-1时,y=-3<4,C中y=4t+≥2=4,当且仅当t=时等号成立,D中t=-1时,y=-2<4.故选C.3.下列不等式中,正确的是( D )A.a+≥4 B.a2+b2≥4abC.≥ D.x2+≥2解析:a<0,则a+≥4不成立,故A错;a=1,b=1,则a2+b2<4ab,故B错;a=4,b=16,则<,故C错;由基本不等式可知D项正确.故选D.4.已知x>-1,则的最小值为 . 解析:===(x+1)++10,因为x>-1,所以x+1>0,所以(x+1)++10≥2+10=16.当且仅当x+1=,即x=2时,等号成立.答案:16 利用基本不等式求最值探究角度1 直接应用基本不等式求最值[例1] (1)已知0(2)求y=4x+(x>0)的最小值;(3)已知两个正数m,n,满足mn=3,求m+3n的最小值;(4)已知+=2(a>0,b>0),求ab的最小值.解:(1)因为0所以y=x(1-x)≤()2=,当且仅当x=1-x,即x=时,等号成立,所以y的最大值为.(2)因为x>0,所以y=4x+≥2=20,当且仅当4x=,即x=时,等号成立.所以y的最小值为20.(3)因为m>0,n>0,mn=3,m+3n≥2=2·=6,当且仅当即m=3,n=1时,等号成立.所以m+3n的最小值为6.(4)因为+=2(a>0,b>0),所以2=+≥2,即ab≥6,当且仅当=,且+=2,即a=3,b=2时,取等号.所以ab的最小值是6.[即时训练11] 已知x>2,则y=+x-2的最小值为 . 解析:因为x>2,所以x-2>0,所以y=+x-2≥2=2,当且仅当x-2=,即x=3时取等号.答案:2[即时训练12] 若x>0,y>0且xy=1,则x+4y的最小值是 . 解析:因为x>0,y>0,且xy=1,所以x+4y≥2=2=4,当且仅当x=4y,即x=2,y=时取等号.答案:4[即时训练13] 若a>0,x>0,且a为常数,则y=x+有最 值,其值为 . 解析:因为a>0,x>0,所以x+≥2=,当且仅当x=,即x=时取等号.答案:小 [即时训练14] 已知-1解析:因为-1所以1+x>0,3-x>0,所以≤=2.所以(1+x)(3-x)≤4,当且仅当1+x=3-x,即x=1时取等号.答案:4利用基本不等式求最值,必须按照“一正,二定,三相等”的原则,即(1)一正:符合基本不等式≥成立的前提条件,即a>0,b>0.(2)二定:化不等式的一边为定值.(3)三相等:必须存在“=”号的条件.以上三点缺一不可.探究角度2 变形后求最值[例2] (1)已知x>3,求y=2x+的最小值;(2)若x>1,求y=的最小值.解:(1)因为x>3,所以2x-6>0,所以y=2x+=(2x-6)++6≥2+6=2×2+6=10,当且仅当2x-6=,即x=4时取等号.所以y=2x+的最小值是10.(2)法一 因为x2+1=(x-1)2+2(x-1)+2,所以y===(x-1)++2,又因为x>1,所以x-1>0,所以y≥2+2=2+2,当且仅当x-1=,即x=+1时取等号.所以y=的最小值为2+2.法二 令t=x-1,故x=t+1,则由x>1知t>0,则y==t++2≥2+2,当且仅当t=,即x=+1时取等号.所以y=的最小值为2+2.[即时训练21] (1)已知x<,则y=4x-2+的最大值是( )A.2 B.3 C.1 D.(2)若0A. B. C.2 D.解析:(1)因为x<,所以4x-5<0,5-4x>0,所以y=4x-2+=(4x-5)++3=3-[(5-4x)+]≤3-2=3-2=1,当且仅当5-4x=,即x=1时,取等号.故选C.(2)因为0所以y=x≤()2=,当且仅当x=,即x=时取等号,所以y=x的最大值是.故选B.(1)使用基本不等式求一个式子的最值时,若所给式子不满足直接应用基本不等式的条件,可以利用“拼凑项”的方法变形后应用基本不等式求解.(2)拼凑法求解最值,其实质就是先通过代数式变形,拼凑出和或积为常数的两项,然后利用基本不等式求解最值.拼凑后要保证各量满足基本不等式“一正,二定,三相等”的条件,尤其是要注意验证等号成立的条件. 应用基本不等式证明不等式探究角度1 直接应用基本不等式证明[例3] 设a,b,c都是正数,试证明不等式:++≥6.证明:++=+++++=(+)+(+)+(+)≥2+2+2=6,当且仅当=,=,=,即a=b=c时取等号.[即时训练31] 已知a,b,c是全不相等的正实数,求证:++>3.证明:因为a,b,c全不相等,所以与,与,与全不相等,所以+>2,+>2,+>2,三式相加得,+++++>6,所以(+-1)+(+-1)+(+-1)>3,即++>3.利用基本不等式证明不等式的策略从待证不等式及问题的已知条件出发,借助不等式的性质及有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后转化为所求问题,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”.一般地,若所证不等式一端出现“和式”,而另一端出现“积式”,这便是应用基本不等式的“题眼”,可尝试用基本不等式证明.利用基本不等式证明不等式的注意点(1)多次使用基本不等式时,要注意等号能否成立;(2)累加法是不等式证明中的一种常用方法,证明不等式时注意使用;(3)对不能直接使用基本不等式的证明可重新组合,形成基本不等式模型,再使用.探究角度2 利用“1”的代换证明不等式[例4] 已知a>0,b>0,a+b=1,求证:(1+)(1+)≥9.证明:法一 因为a>0,b>0,a+b=1,所以1+=1+=2+.同理1+=2+.故(1+)(1+)=(2+)(2+)=5+2(+)≥5+4=9.所以(1+)(1+)≥9,当且仅当a=b=时取等号.法二 (1+)(1+)=1+++=1++=1+,因为a,b为正数,a+b=1,所以ab≤()2=,于是≥4,≥8.因此(1+)(1+)≥1+8=9,当且仅当a=b=时等号成立.[即时训练41] 已知a,b,c均大于0,且a+b+c=1,求证:++≥9.证明:因为a,b,c均大于0,且a+b+c=1,所以++=++=3+(+)+(+)+(+)≥3+2+2+2=9,当且仅当a=b=c=时,等号成立.证明不等式时,若已知条件中的等式一边含有常数(有时等式一边直接是“1”),常将等式变形为一边是“1”的形式后,利用“1”的代换求解,如已知条件中含a+b+c=1,若涉及(-1)(-1)等形式,需将,中的1用“a+b+c”代换,若已知条件中含a2,b2,c2的形式,需将1变形为(a+b+c)2等,要根据待证不等式特征进行“代换”.[例1] (1)若x≠0,求y=的最大值;(2)设a≥0,b≥0,a2+=1,求a的最大值.解:(1)因为x≠0,所以y==.因为x2+≥2,当x2=即x2=时取等号.所以≤=,所以y=的最大值为.(2)a2+=1 a2+=,a=·a·≤·=·=.当即时,a的最大值为.[例2] (1)a,b,c为正数,试证明:a2+b2≥(a+b)2;(2)利用(1)的结论证明:若a,b,c为正数,++≥(a+b+c).证明:(1)因为a2+b2≥2ab,当a=b时取等号,所以a2+b2+a2+b2≥a2+b2+2ab,所以2(a2+b2)≥(a+b)2,所以a2+b2≥(a+b)2.(2)由(1)知,a,b为正数时,≥(a+b).同理≥(b+c),≥(a+c).所以++≥(a+b+c),当a=b=c时取等号.[例3] 已知a,b,c为正数,且a+b+c=1,求证:(1-a)(1-b)(1-c)≥8abc.证明:(1-a)(1-b)(1-c)=(b+c)(a+c)(a+b)≥2·2·2=8abc.当且仅当b=c=a=时,等号成立. 1.已知正数a,b满足a2+b2=1,则ab的最大值为( C )A.1 B. C. D.解析:已知正数a,b满足a2+b2=1,则ab≤=,当且仅当a=b=时取等号.故选C.2.x2+的最小值是 . 解析:因为x2+=x2+1+-1≥2-1=5,当x2+1=3即x=±时取等号.答案:53.若ab>0,则+≥2取等号的条件是 . 解析:由+≥2=2知当=即b=3a时取等号.答案:b=3a4.某同学初学利用基本不等式求最值时的解法如下:“因为y=x+≥2=2,当且仅当x=,即x2=1时‘=’成立,所以y=x+的最小值为2.”你认为他的求解是否正确 (选填“是”与“否”),原因是 . 解析:不正确.因为利用基本不等式求最值,必须满足x与都是正数,而本题x可能为正,也可能为负.所以不能盲目“套用”基本不等式求解.正确解法应为当x>0时,y=x+≥2=2,当且仅当x=,即x=1时取“=”,y=x+的最小值是2;当x<0时,y=-(-x-)≤-2=-2,当且仅当x=,即x=-1时,取“=”,y=x+的最大值是-2.答案:否 x取值不确定(或x不一定为正数)选题明细表知识点、方法 题号基本不等式的理解 1,2,10应用基本不等式求最值 3,4,5,6,7,8,9,11应用基本不等式证明不等式及综合 12,13,14基础巩固1.数学里有一种证明方法叫做Proofs without words,也称之为无字证明,一般是指仅用图象语言而无需文字解释就能不证自明的数学命题,由于这种证明方法的特殊性,无字证明被认为比严格的数学证明更为优雅.现有如图所示图形,在等腰直角三角形△ABC中,点O为斜边AB的中点,点D为斜边AB上异于顶点的一个动点,设AD=a,BD=b,则该图形可以完成的无字证明为( C )A.≥(a>0,b>0)B.≤(a>0,b>0)C.≤(a>0,b>0)D.a2+b2≥2(a>0,b>0)解析:由题意得AB=AD+BD=a+b,CO=(a+b),OD=OB-DB=(a+b)-b=(a-b),Rt△OCD中,CD2=OC2+OD2=+=,因为OC≤CD,所以(a+b)≤,当且仅当a=b时,取等号.故选C.2.(多选题)已知实数a,b,判断下列不等式中一定正确的是( CD )A.≥ B.a+≥2C.|+|≥2 D.2(a2+b2)≥(a+b)2解析:当a<0,b<0时,≥不成立;当a<0时,a+≥2不成立;|+|=||+||≥2,2(a2+b2)-(a+b)2=a2+b2-2ab=(a-b)2≥0,故2(a2+b2)≥(a+b)2,故选CD.3.若a>0,b>0,+=1,则ab的最小值是( B )A.2 B.4 C.8 D.16解析:因为1=+≥2,当a=b时取等号,所以≥2,所以ab≥4.故选B.4.若x>0,则有( B )A.最小值3 B.最小值7C.最大值3 D.最大值7解析:因为x>0,所以=3x++1≥2+1=7,当且仅当3x=即x=1时取等号.故选B.5.(2021·北京高三期中)函数y=x+(x>1)的最小值是 ,此时x= . 解析:因为x>1,所以x-1>0,由基本不等式可得y=x-1++1≥2+1=2+1=3,当且仅当x-1=即x=2时,函数取得最小值3.答案:3 26.(2021·浙江高二期中)已知x,y为正实数,且x+2y=3,则+的最小值为 ,的最大值为 . 解析:+=(x+2y)(+)=×(7++)≥×(7+2)=,当且仅当x=,y=时取到最小值;=≤=,当且仅当x=,y=时,取到最大值.答案: 能力提升7.已知a>0,b>0,则++2的最小值是( C )A.2 B.2C.4 D.5解析:因为a>0,b>0,所以++2 ≥2+2≥4=4,当且仅当a=b=1时,等号成立.故选C.8.(多选题)下列各选项中,最大值是的是( BC )A.y=x2+B.y=x,x∈[0,1]C.y=D.y=x+(x>-2)解析:y=x2+≥2==,当且仅当x2=时取等号,因此A无最大值;y2=x2(1-x2)≤()2=,y≥0,所以y≤,当且仅当x=时取等号,B正确;x=0时,y=0,x≠0时,y=≤,当且仅当x=±1时取等号,C正确;y=x+2+-2≥2-2=2,x>-2,当且仅当x=0时取等号,D错误,故选BC.9.2x2+的最小值是( C )A.36 B.6C.11 D.12解析:因为2x2+=(2x2+1)+-1≥2-1=11,当且仅当2x2+1=6即x=±时取等号.故选C.10.(多选题)若实数a>0,b>0,a·b=1,则下列选项的不等式中,正确的有( ABCD )A.a+b≥2 B.+≥2C.a2+b2≥2 D.+≥2解析:由于a>0,b>0,a·b=1,由基本不等式得a+b≥2=2,+≥2=2,a2+b2≥2ab=2,+≥2=2,上述不等式当且仅当a=b=1时,等号成立.所以ABCD四个选项都正确.故选ABCD.11.已知x>0,y>0,且x+y=8,则(1+x)(1+y)的最大值为 . 解析:因为x>0,y>0,所以1+x>0,1+y>0,所以(1+x)(1+y)≤[]2=(+1)2=25,当且仅当x=y,即x=y=4时取等号.答案:2512.若正数a,b满足5ab=a+b+3,则ab的取值范围是 . 解析:因为a,b为正数,所以5ab=a+b+3≥2+3,化为5-2-3≥0,解得≤-(舍去)或≥1,即ab≥1.当且仅当a=b=1时取等号.所以ab的取值范围是{ab|ab≥1}.答案:{ab|ab≥1}13.(2022·福建高二期末)设a>0,b>0,c>0,证明:(1)+≥;(2)++≥++.证明:(1)因为a>0,b>0,所以(a+b)(+)≥2·2=4,当且仅当a=b时等号成立,所以+≥.(2)由(1)可得+≥,同理可得+≥,+≥,三式相加,得2(++)≥++,所以++≥++.应用创新14.(多选题)(2021·江苏南京高一期中)已知a>1,b>1,且ab-(a+b)=1,那么下列结论正确的有( BD )A.a+b有最大值2+2B.a+b有最小值2+2C.ab有最大值+1D.ab有最小值2+3解析:令a+b=s,ab=t,由题意可得s>2,t>1,t-s=1,由基本不等式得s≥2,则t-1≥2,由t>1可得t2-2t+1≥4t,则t≥3+2,当a=b=+1时取等号;s≥2,由s>2可得s2-4s-4≥0,则s≥2+2,当a=b=+1时取等号.故选BD.21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 湘教版高中数学必修第一册第2章一元二次函数、方程和不等式2.1.2基本不等式学案.docx 湘教版高中数学必修第一册第2章一元二次函数、方程和不等式2.1.2基本不等式课件.ppt 湘教版高中数学必修第一册第2章一元二次函数、方程和不等式2.1.2基本不等式课时练习含答案(教师用).docx