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基本(均值)不等式的巧学妙用

2017-12-29王石萌

试题与研究·教学论坛 2017年30期
关键词:技巧

王石萌

在历年的高考数学试卷中,基本不等式作为一名“常客”,曾经以不同的面孔戏谑了众多考生。作为一名高三学生,短短三个月的亲密接触,使我对它终于有了一个全面系统的了解,下面对其简单地做一概括。

1.基本不等式:≤

(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.利用基本不等式求函数的最值

(1)积为定值,和有最小值:若ab为定值p,则当且仅当a=b时,a+b有最小值2。(积定和最小)

(2)和為定值,积有最大值:若a+b为定值p,则当且仅当a=b时,ab有最大值。(和定积最大)

(3)运用前提:“一正二定三相等”。

下面略举几例附加说明:

例1 已知函数f(x)=4x+,求在下列条件下函数的最值

(1)x>0 (2)x<0 (3)x≥2 (4)0

解析:(1)当x>0时,f(x)=4x+≥2=12,当且仅当4x=,即x=时等号成立。∴f(x)有最小值12。

(2)当x<0时,f(x)=4x+=--4x-≤-12,当且仅当-4x=-,即x=-时等号成立。∴f(x)有最大值-12。

(3)当x≥2时,f(x)=4x+在[,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(2)=8+=12。

(4)当0

注:由(3)(4)可知,当等号不成立时,“对号函数”f(x)=4x+的单调区间来帮忙。

例2 (1)设0

(2)若a<1,求a+的最大值。

解:(1)y=4x(3-2x)=2·2x·(3-2x)≤2·2=

当且仅当2x=3-2x。即x=时等号成立。

(2)y=a+=a-1++1=-1-a++1≤ -2+1=-1

当且仅当1-a=。即1-a=1,a=0时等号成立。

注:在运用均值不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足不等式中积(和)不为定值时,凑配法转化为定值。“正”“定”“等”的条件缺一不可。

例3 (1)设x,y∈(0,+∞),且2x+8y-xy=0,求x+y的最小值。

(2)已知向量a=(m,1-n),b=(1,2),其中m>0,n>0,若a//b,则+的最小值为_______

解:法一:(1)由2x+8y-xy=0得y(x-8)=2x

∵x>0,y>0,∴x-8>0,y=,

∴x+y=x+=x+=x+2+=x-8++10≥2+10=18

当且仅当x-8=,即x=12时,等号成立。

∴x+y的最小值是18。

法二:由2x+8y-xy=0及x,y∈(0,+∞)得+=1

∴x+y=(x+y)+=++10≥2+10=18

当且仅当=,即x=2y=12时等号成立。∴x+y的最小值是18。

(2)∵向量a=(m,1-n),b=(1,2)。a//b。

∴2m-(1-n)=0,即2m+n=1

又m>0,n>0

∴+=+(2m+n)=3++≥3+2=3+2

当且仅当=。即m=1-,n=-1时等号成立。

∴+的最小值为3+2。

注:解决本题的技巧是熟练均值不等式的形式特点。

在应用时若不满足条件,则需要进行相应的变形技巧,以便得到均值不等式所需要的“和”或“积”为定值的形式。……

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