名称 | 2013版高中数学全程学习方略(人教A版必修5)配套课件:第三章 不等式(10份打包) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 28.4MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教新课标A版 | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2014-02-26 07:51:32 |
0,y>0,且x+2y=1,求证: ≥3+
【证明】∵x>0,y>0,且x+2y=1,
∴
当且仅当 时,等号成立.
又x+2y=1,故此时
∴课件44张PPT。【思考】【点拨】 利用基本不等式求最值
【名师指津】利用基本不等式求函数的最值时,定值条件
的构造技巧
(1)用基本不等式求函数的最值是高中数学的重点,也是
近几年高考的一个热点.三个必要条件:即一正、二定、三
相等更是相关考题瞄准的焦点.在具体的题目中,“正数”
条件往往易从题设中获得解决,“相等”条件也易验证确定,而要获得“定值”条件却常常被设计为一个难点,它需要一定的灵活性和变形技巧.因此,“定值”条件决定着基本不等式应用的可行性,这是解题成败的关键.
(2)常用构造定值条件的技巧变换:
①加项变换;②拆项变换;③统一变元;④平方后利用基本不等式.
【特别提醒】利用基本不等式求最值时,强调三要素:
(1)正数;(2)定值;(3)等号成立的条件.【例1】已知x<2,求函数f(x)=x+ 的最大值.
【审题指导】通过题目的条件x<2与分母x-2可得x-2<0,不符合基本不等式的条件要求,那么怎样变换可使题目符合基本不等式的条件要求呢?这就是解这个题的关键点.【规范解答】∵x<2,∴2-x>0
∴f(x)=x+ =-[(2-x)+ ]+2
≤ +2=-2,
当且仅当2-x= 即x=0时,等号成立.
∴x+ 取得最大值-2.【互动探究】若把条件“x<2”改为“x>2”,怎样求函数
f(x)=x+ 的最小值.
【解析】∵x>2,∴x-2>0.
∴f(x)=x+ =x-2+ +2
≥ +2=6,
当且仅当x-2= ,即x=4时,等号成立.
∴x+ 的最小值为6.【变式训练】已知0【解析】∵0 0,
则y= ×4x(1-4x)
≤
当且仅当4x=1-4x,即x= 时,ymax=【例2】已知x>1,求函数y= 的最小值.
【审题指导】由题目可获取以下主要信息:(1)函数解析式为分式且分子的次数高于分母的次数;(2)由x>1得x-1 >0.解答本题可先对分子添项凑出因式x-1,将分子中变量分离出来,再添项凑出乘积为定值的形式,用基本不等式求最值.【规范解答】y=
≥2+2=4(x-1>0),
当且仅当 =x-1,即(x-1)2=1时,等式成立,
∵x>1,∴当x=2时ymin=4.【互动探究】将条件“x>1”改为“x≥3”,y= 的最小值
还是4吗?若不是,应该是多少?
【解析】由原题知x=2时取等号,故x≥3时,y= 的最小值
不是4.
y= =x-1+ +2.
令t=x-1,则x≥3时,t≥2.
y=t+ +2,
任取t1>t2≥2,则y1-y2=(t1+ +2)-(t2+ +2)
=(t1-t2)+( - )=(t1-t2)+
=(t1-t2)(1- )=(t1-t2)·
∵t1>t2≥2,∴t1-t2>0,t1t2>4>1,
∴y1-y2>0,即y1>y2.
∴y=t+ +2在[2,+∞)上单调递增.
∴当t=2时ymin= 此时x=3.【误区警示】在利用基本不等式求函数最值时,一定要注意函数取得最值时等号是否成立,否则就会出错.【变式训练】求函数f(x)= (x>0)的值域.
【解析】∵x>0,∴f(x)=
∵x+ ≥2,∴0< ∴0当且仅当x= 即x=1时取等号.
∴函数f(x)= (x>0)的值域为(0,1].【例】已知x>0,y>0,且xy=4x+y+12,求xy的最小值.
【审题指导】解答本题可以利用基本不等式构造出关于
的一元二次不等式;也可以利用已知条件将y用x表示出来.
减少变元后利用基本不等式.【规范解答】方法一:∵x>0,y>0,
∴xy=4x+y+12≥4 +12.
∴( )2-4 -12≥0,∴( -6)( +2)≥0,
∴ ≥6,当且仅当4x=y时, =6.
由4x=y且xy=4x+y+12得x=3,y=12.
此时xy有最小值36.方法二:由xy=4x+y+12得(x-1)y=12+4x,
∵x>0,y>0,∴x>1,∴y=
将y= 代入xy得
xy= (x>1),令t=x-1>0,得
xy=
≥ +20=36.
当且仅当 =4t,即t=2时取等号,即x=3,
y=12时,xy有最小值36.【变式备选】设x,y∈R,a>1,b>1,若ax=by=2,2a+b=8,则
的最大值为_________.
【解析】由ax=by=2得x=loga2,y=logb2,
∴ =log2a+log2b=log2ab,
又a>1,b>1,∴8=2a+b≥ 即ab≤8,当且仅当2a=b,即
a=2,b=4时取等号,所以 =log2ab≤log28=3,故
( )max =3.
答案:3 利用基本不等式解应用题
【名师指津】利用基本不等式解决实际问题的步骤.
解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问题转化为数学问题,再利用数学知识(函数及不等式性质等)解决问题,用基本不等式解决此类问题时,应按如下步骤进行:(1)先理解题意,设变量,设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数;
(2)建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题;
(3)在定义域内,求出函数的最大值或最小值;
(4)正确写出答案.
【特别提醒】在解题过程中,一定要注意自变量的取值范围. 【例3】如图所示,动物园要围成相同面积的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙,其他各面用钢筋网围成.
(1)现有可围36 m长的钢筋网的材料,每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼的面积最大?
(2)若使每间虎笼面积为24 m2,则每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最短?【审题指导】本题考查利用基本不等式解应用题问题,解答此类题,一定要分清哪是定值,哪是要求的最值,以及怎样利用基本不等式解决这个最值问题.【规范解答】(1)设每间虎笼长x m,宽为y m,则由条件得4x+6y=36,即2x+3y=18,
设每间虎笼面积为S,则S=xy.
方法一:∵2x+3y≥
∴ ≤18,则xy≤
即S≤ 当且仅当2x=3y时,等号成立,
由
故每间虎笼长为4.5 m,宽为3 m时,可使每间虎笼面积最大.方法二:∵2x+3y=18,∴x=9-
∵x>0,∴0S=xy=(9- )y= (6-y)y,
∵00,
∴S≤
当且仅当6-y=y,即y=3时,等号成立,此时x=4.5,故每间
虎笼长4.5 m,宽3 m时,可使每间虎笼面积最大.(2)由条件知S=xy=24,
设钢筋网总长为l,则l=4x+6y.
方法一:∵2x+3y≥ = =24,
∴l=4x+6y=2(2x+3y)≥48,
当且仅当2x=3y时,等号成立,
由
故每间虎笼长6 m,宽4 m时,可使钢筋网总长最短.方法二:由xy=24得x=
∴l=4x+6y= =48,
当且仅当 =y,即y=4时,等号成立,此时x=6.
故每间虎笼长6 m,宽4 m时,可使钢筋网总长最短.【变式训练】某单位用2 160万元购得一块空地,计划在该块
地上建造一栋至少10层、每层2 000平方米的楼房.经测算,如
果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为
560+48x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最
少,该楼房应建为多少层?
(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地
费用= ).【解题提示】楼房每平方米的平均综合费用包括两个方
面:
(1)每平方米的平均建筑费用;
(2)每平方米的平均购地费用.
【解析】设楼房每平方米的平均综合费用为f(x)元,
则f(x)=(560+48x)+
=560+48x+ (x≥10,x∈N*)
∵48x+ ≥ =1 440(当且仅当x=15时取“=”)∴f(x)=560+48x+ ≥560+1 440=2 000,
∴当x=15时,f(x)取最小值2 000.
答:为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为15层. 【典例】(12分)已知x∈(0,π),求函数y=sinx+ 的最小
值.
【审题指导】本题直接利用基本不等式,等号不成立,故应利用
函数单调性求最小值.
【规范解答】令t=sinx,由x∈(0,π)得t∈(0,1].
………………………………………………………………………2分
故原题实际转化为求函数y=t+ 在(0,1]上的最小值问题.
任取t1,t2,且0则f(t1)-f(t2)=t1+
=(t1-t2)· ………………………………………6分
∵t1-t2<0,t1t2-2<0,t1t2>0,∴f(t1)>f(t2).
即函数y=f(t)在(0,1]上单调递减. …………………8分
故当t=1时,函数y=f(t)有最小值,
ymin=f(1)=3. ………………………………………………10分
即函数y=sinx+ x∈(0,π)的最小值为3. ………12分 【误区警示】对解答本题时易犯的错误具体分析如下: 【即时训练】求函数y= 的最小值.
【解析】y=
令t= 则y=f(t)=t+ t∈[2,+∞).
易证f(t)=t+ 在[2,+∞)上为增函数.
∴ymin=f(2)=2+ 此时x=0,
∴当x=0时,ymin=1.已知p,q∈R,pq=100,则p2+q2的最小值是( )
(A)200 (B)100 (C)50 (D)20
【解析】选A.p2+q2≥2pq=200,当且仅当p=q=10或p=q=-10时等号成立.2.当x>0时,f(x)= +4x的最小值为( )
(A)4 (B)8 (C)8 (D)16
【解析】选C.∵x>0,∴ >0,4x>0,
∴f(x)=
当且仅当 =4x,即x= 时,f(x)取最小值
∴当x>0时,f(x)的最小值为 故选C.3.若x>1,y>1,且lgx+lgy=4,则lgx·lgy的最大值是( )
(A)4 (B)2 (C)1 (D)
【解析】选A.∵x>1,y>1,∴lgx>0,lgy>0.
∴lgx·lgy≤ =4,当且仅当lgx=lgy,即x=y=100时,取等号,故选A.4.已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y的最小值是_____.
【解析】∵2xy≤
∴8-(x+2y)≤
即(x+2y)2+4(x+2y)-32≥0.∴x+2y≥4或x+2y≤-8(舍),
当且仅当x=2,y=1时符号成立,∴x+2y的最小值为4.
答案:45.求函数y=x+ 的最小值.
【解析】设t=2x-1,∵x> ∴2x-1>0,即t>0,
∴
≥
当且仅当 即t=4,也即x= 时,取等号.
∴函数的最小值为