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巧用“1”的代换运用基本不等式
基础篇
使用“1”的代换解题的结构特征:
①都可转化为条件求最值问题,且已知是“和式”,所求也是“和式”,同时要求两和式是一整式,一分式(或化为分式);
②已知“和式”可变为常数“1”;
③两个“和式”都是齐次式或可变为齐次式。
符合上述特征的题目,通过“1”的代换轻松解决问题。
【使用情景】
直接使用“1”的代换
部分使用“1”的代换
构造“1”的代换
隐藏“1”的代换
直接使用“1”的代换
例1.已知,,且,求的最小值.
【解答】 ∵ ,,且,
∴
,
∴ 的最小值为12.
以上解法正确吗?为什么?
错因分析:
解法中两次连用基本不等式,
等号成立的条件是,即,
等号成立的条件是,
取等号的条件的不一致,产生错误.
总结:
在利用基本不等式处理问题时,列出等号成立条件是解题的必要步骤,而且是检验转换是否有误的一种方法.
正解:∵ ,,且,
∴
,
当且仅当时,上述等号成立,
又,,且,
∴ 当时,的最小值为12.
【解答】 ∵ ,,且,
∴
当且仅当时,上述等号成立,
又,,且,
∴ 当时,的最小值为12.
例1.已知,,且,求的最小值.
“和式”为齐次式,
且为分式,和为常数1
“和式”为齐次式,
且为整式
第一步:条件与所求式子相乘并展开
第二步:运用基本不等式求最值
第三步:验证等号成立的条件
例题2.设,,若,则的最小值是( ).
A. B. C. D.
∵ ,,且,
∴
当且仅当时,上述等号成立,
又,,且,
∴ 当时,的最小值为.
故选B.
【解答】
注意:当条件和式不为常数1时,应作如下变形:
例3.若正数满足,则的最小值是( ).
A. B. C. 5 D. 6
【审题视点】由于已知形为,符合“1”的代换法解题方针.
∵ ,,且,
∴,
∴
当且仅当时,上述等号成立,∴ 的最小值为.
故选C.
【解答】
互动1.
若正数满足,求的最小值,解答该题目时可以用“1”的代换吗?
A. 可以 B. 不可以 C. 不晓得
部分使用“1”的代换
若形如“已知,求(都为正数的最小值”,只需部分使用“1”的代换,
即
例4.设正数满足且,则的最小值为____________.
【审题视点】变形为,代入可得,运用基本不等式求解即可.
【解答】
∵,,且,
∴
当且仅当时,上述等号成立,
即当时,的最小值为.
互动2.
通过本次课程的学习,你理解用“1”的代换中“1”的含义吗?
A. 理解 B. 不理解 C. 似懂非懂
总结
特征:
已知,求形式.
“1”的代换解题策略:
利用已知的条件或将已知条件变形得到含“1”的式子,
将“1”代入后再利用基本不等式求最值.
注意:
1.“1”的代换是解决问题的关键,
代换变形后能使用基本不等式是代换的前提, 不能盲目变形.
2. 验证等号成立的条件.
感谢聆听