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使用“基本不等式”解题时易错点分析

2018-10-30黄翠花

考试周刊 2018年86期
关键词:易错点基本不等式解题方法

摘 要:作者结合多年的教学实践,在阐述基本不等式内容的基础上,阐述了基本不等式解题的易错点,然后典型例题分析了基本不等式的正确解法,以期为学生提供些许指导。

关键词:基本不等式;易错点;解题方法

基本不等式是高中数学的重要内容,许多函数最值、较为复杂的不等式、数列极限等问题都能找到基本不等式的影子,并通过使用基本不等式的性质来得到解答。基本不等式内容简单,但变式多样,而且在满足特定限制条件,即“一正,二定,三相等”时才能够使用,许多学生由于对基本不等式的使用条件理解不透彻,导致做题过程中出现错误。

一、 基本不等式的内容

(一) 基本不等式:a+b2≥ab

成立条件:a>0,b>0,当且仅当a=b时取等号。

(二) 利用基本不等式求最值问题:

已知x>0,y>0,则

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2p。(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p24。(简记:和定积最大)

这三个条件简称为“一正,二定,三相等”。

二、 典型例题剖析

(一) 忽视“一正”条件

例1 求函数f(x)=x+3x的最值。

错解:此式x与3x的积为定值3,因此根据积定和最小可知,

f(x)=x+3x≥2x·3x=23,所以函数的最大值为23。

错因:忽视了使用基本不等式时“一正a>0,b>0”的条件。

正解:函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),当x>0时,根据基本不等式可得:

f(x)=x+3x≥2x·3x=23,当且仅当x=3x,即x=3时,取等号;

当x<0时,-x>0,所以f(x)=x+3x=--x+(-3x)≤-2-x·-3x=-23,

只有当-x=-3x时,也即x=-3才能相等。

所以函数的最大值是23,最小值是-23。

现场纠错:1函数y=8-x2-2x(x>0)的最大值是 。

(二) 忽视“二定”条件

例2 若正数x,y满足x+3y=5xy,則3x+4y的最小值是( )

A. 245 B. 285

C. 5 D. 6

错解:由基本不等式:x+3y≥2x·3y=23xy,所以5xy≥23xy,解得xy≥1225,则3x+4y≥23x·4y≥212×1225=245。

所以选A。

出错原因:只有满足x和y为固定值的时候才能运用基本不等式,解题者忽视了这一条件,因此导致解题出错。

正解:因为x>0,y>0,由x+3y=5xy,得151y+3x=1。所以

3x+4y=15(3x+4y)1y+3x=135+153xy+12yx≥135+15×23xy·12yx=5。

只有当x=2y时取等号,所以3x+4y的最小值是5。选C。

现场纠错:2已知a>0,b>0,且a+b=1,求1a+2b的最小值。

(三) 忽视“三相等”条件

例3 已知函数f(x)=x2-2x+ax,x∈(0,2],其中常数a>0。求函数f(x)的最小值。

错解:f(x)=x2-2x+ax=x+ax-2≥2a-2,当且仅当x=ax,即x=a时取等号。所以函数f(x)的最小值为2a-2。

错因:没有考虑x=a是否能够成立。

分析,因x∈(0,2],所以只有当0

f(x)=x2-2x+ax=x+ax-2≥2a-2,当且仅当x=ax,即x=a时取等号。当0

当a≥2,即a≥4时,f(x)在(0,2]上单调递减,所以当x=2时,

f(x)取得最小值为a2。

综上所述:当0

现场纠错:3若函数f(x)=x+1x-2(x>2)在x=a处取得最小值,则a= 。

三、 结束语

上述情况为基本不等式常见的错误,错解的原因往往是考虑情况不到位,忽视常数的取值范围而直接去套用公式。因此学生一定要深刻理解“一正,二定,三相等”的本质含义和适用条件,做到解题时游刃有余。

参考文献:

[1]袁红.“基本不等式”教学设计[J].中国数学教育,2015(04).

[2]孙传平.运用基本不等式的三原则七策略[J].数学通讯,2014(11).

作者简介:

黄翠花,陕西省渭南市,渭南市杜桥中学。

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