第2章 2.2 第2课时
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A组·基础巩固
1.已知实数x,y>0,且+y=1,则2x+的最小值是( )
A.6 B.3+2
C.2+3 D.1+
【解析】 方法一:由+y=1得y=1-=.因为x>0,y>0,所以x-1>0,所以2x+=2x+=2x+=2x+1+=2(x-1)++3≥2+3=2+3,当且仅当2(x-1)=,即x=1+时,等号成立,所以2x+的最小值是3+2.
方法二:因为x>0,y>0,所以2x+=·=2+2xy++1≥3+2=3+2,当且仅当即时,等号成立,所以2x+的最小值是3+2.故选B.
2.设a>0,b>0,a+4b=1,则使不等式t≤恒成立的实数t的取值范围是( )
A.t≤8 B.t≥8
C.t≤9 D.t≥9
【解析】 因为a>0,b>0,所以t≤等价于t≤+,只需t≤min,而+=·(a+4b)=++5≥2+5=9,当且仅当即a=2b=时等号成立.所以t≤9.故选C.
3.(多选)有下列4个关于不等式的结论,其中正确的是( )
A.若x<0,则x+≤-2
B.若x∈R,则≥2
C.若x∈R且x≠0,则≥2
D.若a>1,则(1+a)≥4
【解析】 若x<0,则x+=-≤-2=-2,当且仅当x=-1时取等号,A正确;若x∈R,则==+≥2=2,当且仅当x=0时取等号,B正确;当x>0时,x+≥2=2,当且仅当x=1时取等号,结合选项A,x∈R且x≠0时,则≥2,C正确;若a>0,则(1+a)=2+a+≥2+2=4,当且仅当a=1时取等号,但a>1,所以等号取不到,D错误.故选ABC.
4.已知x≥,则y=的最小值是 1 .
【解析】 ∵x≥,∴2x-4≥1>0,y==+=+≥2=1.当且仅当=,即x=3时取“=”.
5.已知x>0,y>0,x+8y=xy,求x+2y的最小值.
【解析】 因为x>0,y>0,x+8y=xy,
所以+=1,
所以x+2y=(x+2y)=10++≥10+2=18,
当且仅当即时等号成立.
所以x+2y的最小值为18.
B组·综合运用
6.一批救灾物资随51辆汽车从某市以v km/h的速度匀速直达灾区,已知两地公路线长400 km,为了安全起见,两辆汽车的间距不得小于 km(车长忽略不计),那么这批物资全部到达灾区,最少需要 10 h.
【解析】 当最后一辆汽车出发,第一辆汽车走了=小时,最后一辆车走完全程共需要小时,所以一共需要小时,结合基本不等式,计算最值,可得+≥2=10,当且仅当=,即v=80 km/h时等号成立,故最少需要10小时.
7.某厂家拟在2023年举行促销活动,经调查测算,某产品的年销售量(也即该产品的年产量)x万件与年促销费用m(m≥0)万元满足x=3-(k为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是1万件.已知2023年生产该产品的固定投入为8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金).
(1)将2023年该产品的利润y万元表示为年促销费用m万元的函数;
(2)该厂家2023年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?
【解析】 (1)由题意知,当m=0时,x=1,
∴1=3-k k=2,∴x=3-,
每件产品的销售价格为·(元),
∴2023年该产品的利润
y=x·-8-16x-m
=-+29(m≥0).
(2)∵m≥0时,+(m+1)≥2=8,
∴y≤-8+29=21,当且仅当=m+1,
即m=3时,ymax=21.
故该厂家2023年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大,最大利润为21万元.
C组·拓展提升
8.已知正实数x,y满足x+y=4.
(1)是否存在正实数x,y,使得xy=5?若存在,求出x,y的值;若不存在,请说明理由;
(2)求证:+≥,并说明等号成立的条件.
【解析】 (1)不存在.
因为正实数x,y满足x+y=4,
所以4=x+y≥2,所以xy≤4.
当且仅当x=y=2时,等号成立,
故不存在正实数x,y,使得xy=5.
(2)由x+y=4得(x+1)+(y+2)=7,
又因为x,y都是正实数,
所以+
=[(x+1)+(y+2)]·
=
≥=,
当且仅当=时,等号成立.
又因为x+y=4,所以x=,y=时等号成立.
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第二章 一元二次函数、方程和不等式
2.2 基本不等式
第2课时 基本不等式的应用
题型探究 提技能
角度1 构造法求最值
题型一
基本不等式的变形应用
1
[方法总结1]
构造法求最值就是将已知数学表达式变形,构造出和或积为定值的形式.
1
1
角度2 巧用“1”的代换求最值
2
[方法总结2]
常数代换法解题的关键是通过代数式的变形,构造和式或积式为定值的式子,然后利用基本不等式求解最值.应用此种方法求解最值时,应把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘求积或相除求商.
2
若x>0,y>0,xy=9x+y,求x+y的最小值.
即x+y的最小值为16.
题型二
利用基本不等式求参数范围
3
[方法总结3]
恒成立问题常采用分离参数的方法求解,若a≤y恒成立,则a≤ymin;若a≥y恒成立,则a≥ymax.将问题转化为求y的最值问题,可能会用到基本不等式.
当且仅当a=b时,等号成立,所以m≤9.
所以m的最大值为9.
3
4.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.
题型三
基本不等式的实际应用
(1)现有可围36 m长网的材料,问每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼面积最大? 已知a+b为定值,可用基本不等式求ab的最大值
(2)要使每间虎笼面积为24 m2,问每间虎笼的长、宽各设计为多少
已知ab为定值,可用基本不等式求a+b的最小值
时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小?
4
[方法总结4]
应用基本不等式解决实际问题的思路
1.先认真审题,设出变量,将实际问题抽象成数学问题;
2.建立相应的关系式,利用基本不等式求解;
3.根据实际背景写出答案.
【解析】 (1)设每间虎笼长x m,宽y m,
则由条件知:4x+6y=36,即2x+3y=18.
设每间虎笼面积为S,则S=xy.
故每间虎笼长4.5 m,宽3 m时,可使面积最大.
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,可使面积最大.
(2)设每间虎笼长x m,宽y m,
由条件知S=xy=24.设钢筋网总长为l,则l=4x+6y.
所以l=4x+6y=2(2x+3y)≥48.当且仅当2x=3y时,等号成立.
故每间虎笼长6 m,宽4 m时,可使钢筋网总长最小.
故每间虎笼长6 m,宽4 m时,可使钢筋网总长最小.
4
某公司购买一批机器投入生产,据市场分析,每台机器生产的产品可获得的总利润y(单位:万元)与机器运转时间x(单位:年)的关系为y=-x2+18x-25(x∈N*),则当每台机器运转______年时,年平均利润最大,最大值是______万元.
5
8
随堂检测 重反馈
A.6 B.8
C.9 D.3
3.已知x>0,y>0,且x+4y=1,则xy的最大值为________.
4.建造一个容积为8 m3,深为2 m的长方体无盖水池,如果池底和池壁的造价分别为120元/m2,80元/m2,那么水池的最低总造价为_______元.
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