第10讲 2.2基本不等式
学习目标
第10讲 2.2基本不等式



| 课程标准 | 学习目标 |
| ①掌握重要的不等式、基本不等式(均值不等式)的内容,成立条件及公式的证明。 ②利用基本不等式的性质及变形求相关函数的最值及证明。 | 通过本节课的学习,要求掌握基本不等式成立的条件,运用基本不等式这一重要的工具解决与最值有关的问题,会用基本不等式解决简单问题的证明. |



知识点一:基本不等式(一正,二定,三相等,特别注意“一正”,“三相等”这两类陷阱)
基本不等式:,,(当且仅当时,取“”号)其中叫做正数,的几何平均数;叫做正数,的算数平均数.
如果,有(当且仅当时,取“”号)
特别的,如果,用分别代替,代入,可得:,当且仅当时,“”号成立.
知识点二:利用基本不等式求最值
①已知,是正数,如果积等于定值,那么当且仅当时,和有最小值;
②已知,是正数,如果和等于定值,那么当且仅当时,积有最大值;
题型精讲
【即学即练1】(23-24高一上·广东潮州·期中)已知,则的最大值是( )
A.B.C.D.
题型01对基本不等式的理解
【典例1】(23-24高一上·上海普陀·期中)下列不等式中等号可以取到的是( )
A.B.
C.D.
【典例2】(23-24高一上·安徽淮南·阶段练习)下列推导过程中,正确的有 .(填写序号)①若,则,的最小值为2;②若,则;③若,,则;④若对,恒成立,则的取值范围是.
【变式1】(多选)(23-24高一上·福建莆田·阶段练习)下列判断正确的有( )
A.B.
C.D.
【变式2】(多选)(23-24高一上·广东江门·阶段练习)下列命题中正确的是( )
A.当时,
B.若,则的最小值是
C.当时,
D.的最小值是
题型02由基本不等式比较大小
【典例1】(2024·黑龙江哈尔滨·一模)已知某商品近期价格起伏较大,假设第一周和第二周的该商品的单价分别为m元和n元,甲、乙两人购买该商品的方式不同,甲每周购买100元的该商品,乙每周购买20件该商品,若甲、乙两次购买平均单价分别为,则( )
A.B.C.D.的大小无法确定
【典例2】(多选)(23-24高一上·广东茂名·期末)小王从甲地到乙地往返的速度分别为和,其全程的平均速度为,则( )
A.B.
C.D.
【变式1】(23-24高二·全国·课后作业)已知且,那么( )
A.B.
C.D.
【变式2】(多选)(23-24高一·全国·单元测试)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈里奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若a,b,,则下列命题正确的是( )
A.若,则B.若,则
C.若,,则D.若,则
题型03由基本不等式证明不等关系
【典例1】(23-24高一·全国·随堂练习)设,,求证下列不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【典例2】(2024高三·全国·专题练习)已知,,,求证:
(1);
(2).
【变式1】(23-24高一·全国·课堂例题)设a,b为正数,证明下列不等式成立:
(1);
(2).
【变式2】(2024·四川雅安·模拟预测)已知,,且,证明:
(1);
(2).
题型04利用基本不等式求积的最大值
【典例1】(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)已知,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【典例2】(23-24高一上·江苏连云港·阶段练习)已知,求:
(1)的最大值;
(2)的最大值.
【变式1】(23-24高一上·安徽·期末)若正数满足,则的最大值为( )
A.6B.9C.D.
【变式2】(23-24高一上·湖北咸宁·阶段练习)已知,则的最大值为( )
A.B.C.D.
【变式3】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)设,求函数的最大值.
题型05利用基本不等式求和的最小值
【典例1】(23-24高一上·湖南娄底·期末)已知,则的最小值为( )
A.5B.3C.D.或3
【典例2】(23-24高三下·山东菏泽·阶段练习)已知,,,则的最小值为
【变式1】(23-24高一下·浙江·期中)若实数,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【变式2】(23-24高一上·北京·期中)若, 则的最小值是 ; 此时的值为 .
【变式3】(23-24高一上·北京平谷·期末)已知函数,那么当 时,函数取得最小值为 .
题型06利用基本不等式求二次与二次(一次)商式的最值
【典例1】(23-24高一上·辽宁沈阳·阶段练习)已知正实数x,则的最大值是( )
A.B.C.D.
【典例2】(23-24高一上·安徽芜湖·阶段练习)求解下列各题:
(1)求的最大值;
(2)求的最小值.
【变式1】(23-24高二下·浙江绍兴·期中)若 ,则有( )
A.最大值B.最小值C.最大值D.最小值
【变式2】(23-24高一上·江西南昌·期末)当时,函数的最小值为 .
【变式3】(22-23高一上·甘肃金昌·阶段练习)求解下列各题:
(1)求的最小值;
题型07利用基本不等式求条件等式求最值
【典例1】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知正实数满足,则的最小值为 .
【典例2】(2024高三下·上海·竞赛)若正实数满足,则的最小值是 .
【变式1】(2024·浙江嘉兴·二模)若正数满足,则的最小值是( )
A.B.C.D.2
【变式2】(23-24高三上·上海松江·阶段练习)设正实数x、y、z满足,则的最大值为 .
题型08 基本不等式中的恒成立问题
【典例1】(23-24高一上·陕西西安·期中)若,,且,恒成立,则实数的范围是( )
A.B.或
C.或D.
【典例2】(23-24高三上·上海黄浦·期中)若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【变式1】(23-24高一上·贵州安顺·期末)若不等式恒成立,则实数的最大值为( )
A.2B.3C.4D.9
【变式2】(23-24高二上·湖南·期中)已知实数,且满足,若不等式恒成立,则实数的最大值为( )
A.9B.12C.16D.25
【变式3】(23-24高一上·湖南邵阳·阶段练习)若命题“,为真命题,则的最小值为 .
题型09基本不等式的应用
【典例1】(2024·广东韶关·二模)在工程中估算平整一块矩形场地的工程量W(单位:平方米)的计算公式是,在不测量长和宽的情况下,若只知道这块矩形场地的面积是10000平方米,每平方米收费1元,请估算平整完这块场地所需的最少费用(单位:元)是( )
A.10000B.10480C.10816D.10818
【典例2】(23-24高一上·浙江·期中)第19届亚洲运动会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,某杭州纪念品商家为了迎合亚运会拟举行促销活动.经调查测算,商品的年销售量(万件)与年促销费用(万元)满足如下关系:(为常数),如果不搞促销活动,则商品年销售量为万件.已知商家每年固定投入万元(门店租赁、水电费用等),商品的进货价为元/件,商家对商品的售价定为每件产品的年平均成本的倍(产品成本包括固定投入和产品进货投入).
(1)将该产品的年利润(万元)表示为促销费用(万元)的函数(利润=销售额-产品成本-促销费用);
(2)当促销费用(万元)为何值时,该商家能够获得利润最大?此时利润最大值为多少?
【变式1】(23-24高一上·河南洛阳·阶段练习)某合作社需要分装一批蔬菜.已知这批蔬菜只由一名男社员分装时,需要12天完成,只由一名女社员分装时,需要18天完成.为了让市民尽快吃到这批蔬菜,要求一天内分装完毕.由于现有的男、女社员人数都不足以单独完成任务,所以需要若干名男社员和若干名女社员共同分装.已知分装这种蔬菜时会不可避免地造成一些损耗.根据以往经验,这批蔬菜分装完毕后,参与任务的所有男社员会损耗蔬菜共80千克,参与任务的所有女社员会损耗蔬菜共30千克.则参与分装蔬菜的男社员的平均损耗蔬菜量(千克)与女社员的平均损耗蔬菜量(千克)之和的最小值为( )
A.10B.15C.30D.45
【变式2】(23-24高三下·青海西宁·阶段练习)某厂计划建造一个容积为,深为的长方体无盖水池.若池底的造价为元每平方米,池壁的造价为元每平方米,则这个水池的最低造价为 元.
【变式3】(23-24高一上·青海西宁·期末)某工厂分批生产某种产品,每批产品的生产准备费用为1800元.若每批生产件产品,每件产品每天的仓储费用为2元,且每件产品平均仓储时间为天,设平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和为元.
(1)写出关于的函数解析式;
(2)当为何值时,有最小值?最小值是多少?
【典例1】(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)方程在区间内有解,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【典例2】(23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习)世界公认的三大著名数学家为阿基米德、牛顿、高斯,其中享有“数学王子”美誉的高斯提出了取整函数表示不超过的最大整数,例如.已知,则函数的取值范围为( )
A.B.C.D.
【变式1】(22-23高一下·云南普洱·阶段练习)函数的最小值为( )
A.2B.C.3D.以上都不对
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)函数y=x+(x≥2)取得最小值时的x值为 .
【典例1】(23-24高一上·贵州六盘水·期末)当时,不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
【典例2】(23-24高一上·安徽芜湖·阶段练习)(1)已知a,,比较与的大小,并说明理由.
(2)已知,求的最小值,并求取到最小值时x的值.
【变式1】(23-24高二下·天津滨海新·阶段练习)已知,则的最大值为( )
A.B.0C.4D.8
【变式2】(23-24高一上·安徽合肥·期末)若不等式对任意恒成立,则实数的最大值是 .
【典例1】(23-24高二下·重庆·阶段练习)已知,,,则的最小值为 .
【典例2】(2024·全国·模拟预测)已知,,则的最小值为 .
【变式1】(2024高二下·浙江·学业考试)已知正实数,满足,则的最小值为 .
【变式2】(23-24高一上·甘肃庆阳·期末)已知,,.
(1)求的最大值;
【典例1】(23-24高二下·天津滨海新·阶段练习)若,,且,则的最小值为 .
【典例2】(23-24高一下·黑龙江大庆·开学考试)若正数满足,则的最小值为
【变式1】(2024·安徽·模拟预测)已知,且,则的最小值为( )
A.2B.4C.8D.
【变式2】(多选)(23-24高一下·山东济宁·阶段练习)已知正实数满足,则( )
A.B.C.D.
【典例1】(2024高三上·河南·专题练习)已知,且,则的最小值是( )
A.2B.3C.4D.9
【典例2】(2024·陕西西安·三模)已知,,则的最小值为 .
【变式1】(2024·山西·三模)已知正实数x,y满足,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)已知,,且.
(1)求的最小值;
【典例1】(多选)(23-24高一上·辽宁大连·阶段练习)下列运用基本不等式求最值,正确的有( )
A.若,则
B.因为,所以
C.(且)
D.若,,则
【典例2】(多选)(23-24高一上·山东济南·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.的最小值是
B.的最小值是
C.的最小值是
D.的最小值是
【变式1】(23-24高一·江苏·课后作业)证明:
(1);
(2).
强化训练
一、单选题
1.(23-24高一上·广东潮州·期末)设,则函数的最小值为( )
A.6B.7C.10D.11
2.(23-24高一上·新疆·期中)已知,则的最小值是( )
A.3B.C.6D.0
3.(23-24高一上·广东佛山·期中)函数,的最小值为( )
A.1B.2C.3D.5
4.(23-24高一上·四川成都·阶段练习)已知,则的最大值为( )
A.8B.16C.2D.4
5.(23-24高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习)设,则函数,的最小值为( )
A.7B.8C.14D.15
6.(2024·福建·模拟预测)已知,,则使成立的一个充分不必要条件是( )
A.B.
C.D.
7.(2024·河南南阳·一模)已知正实数满足,则的最小值为( )
A.8B.9C.10D.11
8.(23-24高三下·江苏扬州·开学考试)已知实数,,满足,则的最小值为( )
A.B.C.D.
二、多选题
9.(23-24高一上·山东临沂·期末)下列命题中正确的是( )
A.若,则B.
C.若且,则D.
10.(23-24高一上·江苏盐城·期末)设,,已知,,则下列说法正确的是( )
A.有最小值B.没有最大值
C.有最大值为D.有最小值为
三、填空题
11.(2024·天津·模拟预测)若,,且,则的最小值为
12.(23-24高一下·河北张家口·开学考试)设且,则的最小值为 .
四、解答题
13.(23-24高一上·青海海东·期中)已知,,且.
(1)求的最小值;
(2)若恒成立,求的最大值.
14.(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)(1)已知,求函数的最小值;
(2)已知正数满足,求的最小值.
1.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知,则下列选项中,能使取得最小值18的为( )
A.B.C.D.
2.(2024·四川成都·三模)设,若,则实数的最大值为( )
A.B.4C.D.
3.(23-24高二下·天津滨海新·阶段练习)若,,且,则的最小值为 .
4.(23-24高三下·江苏南通·开学考试)设正整数,有穷数列满足,且,定义积值
(1)若时,数列与数列的S的值分别为,
①试比较与的大小关系;
②若数列的S满足,请写出一个满足条件的
(2)若时,数列存在使得,将,分别调整为,,其它2个,令数列调整前后的积值分别为,写出的大小关系并给出证明;
(3)求的最大值,并确定S取最大值时所满足的条件,并进行证明.