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轻松搞定用基本不等式求最值

2019-12-24江苏省常州市第一中学

新世纪智能(数学备考) 2019年11期
关键词:值域正数定值

江苏省常州市第一中学 何 华

教材上直接给出定义:

这样简单的一个不等式,我们应该如何提炼出其中的奥妙呢?应用基本不等式可以来求某些函数的最值,那么在什么情况下会让你想起用,并能正确使用呢?下面结合具体的题目来聊聊咱们如何轻松搞定.

题13)的最大值为____.

题2若则a+b的最小值是_______.

题3在如图1所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为__________m.

图1

题4若△ABC的内角满足sinA+则cosC的最小值是_____.

莞然一笑见“正数”

应用基本不等式求最值,要注意满足条件(1):“一正数”,即在使用基本不等式时,各项必须为正数或0.

题1中因为-6≤a≤3,故有3-a≥0,a+6≥0;题2中由于真数大于0有从而得到a>0,b>0;题3中正数条件是显然的;题4需要用正弦定理与余弦定理化角为边,正数条件也就显然了(此时的心态是:我一见你就笑,你那正数条件太美妙,有你的出现,咱就联想基本不等式).没有正数条件的,简单,咱就转化呀,化负为正呗!当然,咱也要防止如下“腹黑”题的出现.

“腹黑”题1求函数的值域.

●解当x>0时2,当且仅当即x=1时等号成立.当x<0时,化负为正,-2,当且仅当,即x=-1时等号成立.所以函数的值域为(-∞,-2]∪[2,+∞).此题“黑”在x正负未定.

会心一笑寻“定值”

应用基本不等式求最值,要注意满足条件(2):“二定值”,即使用基本不等式进行放缩,最后所得到的值必须是一个定值.

题1中(3-a)+(a+6)=9,和为定值;题2中可变形得3a+4b=ab,则所以积为定值;题3中设矩形的另一边长为y,则,所以x+y=40,和为定值;题4要进行转化得,有积为定值.看到有定值条件的,咱就要会心一笑了,这定值条件太美妙,有你的出现,基本不等式.应用基本不等式解题方法多样,技巧强.有些还需要将所给表达式进行恰当的变形与转化,然后才能使用基本不等式来求最值.

“腹黑”题2已知x<2,求f(x)=的最值.

分析由x<2,可得分母2x-4=2(x-2)<0(一笑),分子上也可以配方得到(x-2)2+1,再对函数式进行分离可得,出现积为定值(二笑).

●解当且仅当即x=1时等号成立,故有最大值-1,没有最小值.

回眸一笑验“相等”

应用基本不等式求最值,要注意条件(3):“三相等”,即使用基本不等式时,等号必须能够取到.如果a,b是正数,那么(当且仅当a=b时取“=”).

“腹黑”题3求函数的最小值.

分析直接用基本不等式时,等号成立的条件为,即x2=-3,无解,所以等号不可能成立(此时的心态是:我回眸一笑,哼,想“黑”我,没门!),故不能直接用基本不等式求最小值,需另辟蹊径.当运用基本不等式求最值时,若等号成立的自变量不在定义域内或不存在时,就不能使用基本不等式求出最值,而是根据变量的范围用函数的单调性或用导数法求解.

●解令则2),易证函数在t∈[2,+∞)上是增函数,所以t=2时,即x=0时

“腹黑”题4若正数x,y满足2x+y=1,求的最小值.

错解因为1所以故的最小值

●分

●析这里,当且仅当2x=y时等号成立,而,当且仅当x=y时等号成立,这两个式子不可能同时成立,因此不是最小值(此时的心态是:我回眸一笑,想“黑”我,还是没门!).一道题,多次利用基本不等式,要检验等号成立的条件是否相同,否则等号不成立.

正解,当且仅等号成立.又2x+y=1,联立可解得故的最小值为

好了,前面的三个条件可以简称为:一正二定三相等.上面的三笑,你了解了吗?咱们再来完整回顾一下解答过程.

题1:因为-6≤a≤3,所以y=,当且仅当3-a=a+6,即时等号成立,故答案为.

题2:由,得3a+4b=ab,则所以(a+b)·当且仅当,即时等号成立,故其最小值是

题3:由图形关系可知三角形相似,设矩形的另一边长为y,则所以x+y=40,又有当且仅当x故=矩y形时面等积号最成大立时,x则x的+值x为=2400.,即x=20,

题4:设△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,则由正弦定理得故当且仅当即时等号成立.

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