基本不等式学习任务单
【学习目标】
学习目标
能够使用基本不等式解决生活中的最值问题,提高用数学手段解答现实生活中的问题的能力和意识,达到数学建模核心素养水平一、逻辑推理核心素养水平二的层次.
【重点难点】
1.能够运用基本不等式解决生活中的最值问题(难点);
2.能够对式子进行变形,构造定值;
3.会用基本不等式解决恒成立问题(重点)。
【学法提示】讲授法、探究法
【自主学习】
一.基本不等式与最值
已知x、y都是正数,
1.若积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值_____.
2.若和 x+y是定值S,那么当x=y时,积xy有最大值_____.
二.运用基本不等式求最值的三个条件:
1.“一正”:x,y必须是 ;
2.“二定”:求积xy的最大值时,应看和x+y是否为 ;求和x+y的最小值时,应看积xy是否为 .
3.“三相等”:当且仅当x=y时,等号成立。
三.通过变形构造定值的方法
如果题目中基本不等式不能满足“和为定值”或“积为定值”,就不能直接用基本不等式求最值。需要通过变形,构造定值,常见方法有:配项法;配系数法;分式型基本不等式;常值代换法“1”的代换。
【小试牛刀】
1.思辨解析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若a>0,b>0,且a+b=16,则ab≤64.( )
(2)若ab=2,则a+b的最小值为2.( )
(3)当x>1时,函数y=x+≥2,所以函数y的最小值是2.( )
(4)若x∈R,则x2+2+≥2.( )
2.若x>0,则x+的最小值是________.
【经典例题】题型一 利用基本不等式解决实际应用问题
例1 (1)用篱笆围一个面积为100m2的矩形菜园,当这个矩形的边长为多少时,所用篱笆最短?最短篱笆的长度为多少?
(2)用一段长为36m的篱笆围成一个矩形菜园,当这个矩形的边长为多少时,菜园的面积最大?最大面积为多少?
例2、某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m。如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,那么怎样设计水池能使总造价是多少?
题型二 利用基本不等式求最值
例3当x>0时,y=+4x的最小值为( )
A.4 B.8 C.8 D.16
题型三 变形构造定值—配项法
点拨:以拼凑出和是定值或积是定值的形式为目标,根据代数式的结构特征,利用系数的变化或对常数的调整进行巧妙变形,注意做到等价变形.一般地,形如f(x) =ax+b+的函数求最值时可以考虑配凑法.
例4 当x>1时,求函数y=x+最小值。
题型四 变形构造定值—配系数法
点拨:求积的最大值时,通过因式中的系数变形,使两个因式的和为定值。变形的过程中要保证恒等变形。
例5 已知0<x<,求f(x)=x(1-2x)的最大值。
题型五 变形构造定值—分式型基本不等式
点拨:分式型基本不等式有两种形式
当分子次数高于分母次数时,将分母当成整体,将分子改写成含有分母整体的形式,便可构造出积为定值的形式,利用基本不等式求解。
当分子次数低于分母次数时,分子分母同时除以分子,将分子化为常数,分母利用基本不等式求解。
例6 已知x>0,则函数的最小值为_______.
题型六 变形构造定值—常值代换法“1”的代换
点拨:利用“1”的代换构造积为定值的形式,一般形如“已知ax+by(或+)为定值,求cx+dy(或+)的最值(其中a,b,c,d均为常参数)”时可用常值代换处理.
例7 。
【达标检测】
1.已知0A. B. C. D.
2.已知一次函数mx+ny=-2过点(-1,-2)(m>0,n>0).则+的最小值为( )
A.3 B.2 C. D.
3.已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,则m的最大值等于( )
A.10 B.9 C.8 D.7
4.某公司一年购买某种货物400吨,每次都购买x吨,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x万元,要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x=________吨.
5.已知4x+(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a=________.