用均值不等式 求条件最值题

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  高考题和各地的模拟题经常涉及多元函数的条件最值问题,这类问题对考生的能力要求较高,稍不注意就会产生错误. 为此,本文将这类问题的常见求解策略举例分析如下.
  直接放缩
  直接对条件求解式利用均值不等式进行放缩,此时应特别注意等号成立的条件.
  例1 (1)若,,则的最小值为____________.
  (2)已知正数满足,试求,的范围.
  解析 (1)∵,
  ∴.
  ∴,或.
  ∵,
  ∴.
  (2)方法一:∵,,
  .
  即
  解得,.
  当且仅当,,即时,等号成立.
  故的取值范围是.
  又,
  即
  解得,.
  当且仅当即,等号成立.
  故的取值范围是
  方法二:∵,,
  ,且.
  则.
  ∵,即.
  则
  .
  当且仅当时,等号成立.
  故的取值范围是.
  当且仅当时,等号成立.
  故的取值范围是.
  点评 第(2)问中,方法一是换元与放缩的结合,方法二是减元与函数思想的结合.
  合理配凑
  将已知等式合理变形、恰当配凑,使之能用条件且保证和(或积)为常数,其间渗透着换元的思想.
  例2 (1)已知,,且,则的最大值为 .
  (2)已知,,,则的最小值是( )
  A. 3 B. 4
  C. D.
  解析 (1)由题意得,
  .
  ,
  则.
  (2)因为,
  所以.
  整理得,.
  即.
  又,.
  当且仅当时,等号成立.
  答案 (1) (2)B
  “1”的代换与消元
  例3 已知正数满足,求的最小值.
  解析 方法1: (均值不等式法)由得,
  则
  .
  当且仅当即时,等号成立.
  故此函数的最小值是18.
  方法2:(消元法)由得,
  又,即
  ,故
  則
  .
  当且仅当,即时,等号成立.
  故此函数的最小值是18.
  例4 已知两正数满足,求的最小值.
  错解一 因为对,恒有.
  从而.
  所以的最小值是4.
  错解二 由题意得,.
  所以的最小值是.
  分析 错解一中,等号成立的条件是,且相矛盾. 错解二中,等号成立的条件是,这与相矛盾.
  正解 由题意得,
  =
  .
  令, 则.
  因为在上单调递减,
  故当时,有最小值.
  所以当时,有最小值.
  挖掘隐含条件
  例5 已知是不相等的正数,且,则的取值范围是( )
  A. B.
  C. D.
  解析 由得,
  .
  于是.
  故
  解得,.
  答案 B
  点评 本题容易漏掉这个隐含条件而误选A.
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