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函数的最值是函数这一章节中的重要内容,它的重要性不仅在题型多样、方法灵活上,更主要的是其在实际生活及生产实践中的应用。高考应用题几乎都与最值问题有关,一元二次函数是函数应用求最值的常用方法,而基本不等式是解决此类实际问题的有力工具。利用基本不等式求函数最值的方法使用范围较广泛,既可适用于已学过的二次函数,又可适用于分式函数、高次函数、无理函数。
两个基本不等式:
(1)若a,b∈R,则a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号)
(2) 若a,b∈R+,则 ■≥■(当且仅当a=b时取“=”号)
其中■和■分别叫做正数a、b的算术平均数和几何平均数。基本不等式可以叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。
利用基本不等式求最值需注意的问题:
⑴各数(或式)均为正;
⑵和或积为定值;
⑶等号能否成立,即“一正、二定、三相等”,这三个条件缺一不可。
基本不等式的几种变形公式:
对于基本不等式,不仅要记住原始形式,而且还要掌握它的几种常见变形形式及公式的逆用等,如:设a,b∈R+,则■≤■≤■≤■(调和均值≤几何均值≤算术均值≤平方均值),当且仅当a=b时等号成立。
题型一 利用基本不等式证明不等式
例1 求证:对于任意实数a、b、c,有a2+b2+c2≥ab+bc+ca当且仅当a=b=c时等号成立.
证明:由基本不等式(1),得a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2,
对应相加,得 2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca),即a2+b2+c2≥ab+bc+ca,当且仅当a=b=c时等号成立。
题型二、利用基本不等式求最值或者取值范围
例2 已知ab=1,求a+b的取值范围。
解:若a,b﹥0,a+b≥2■=2,当且仅当a=b=1时,等号成立。若a,b﹤0,a+b=-[(-a)+(-b)]≤-2■=-2,当且仅当a=b=-1时,等号成立。综上,a+b的范围为:a+b≤-2或a+b≥2。
例3 求下列函数的最值
(1)x﹥0,求y=■的最小值,若x<0呢?
解:因为x>0,所以f(x)=■=x+■≥2■=4,当且仅当x=■,即x=2时 ,f(x)min=4。
若x<0,f (x)=■=-[(-x)+(■)]
≤-2■=-4,
当且仅当-x=■ 即x=-2时f(x)min=-4。
(2)求 y=t+■的最小值,t∈(0,n],n﹥0。
■
因為当0﹤n≤2时,y在(0.n]在上单调递减,所以当t=n时,ymin=n+■,而当n>2时,y在(2,n]上单调递增。所以当t=2时,ymin=2+■=4。
题型三、基本不等式在实际问题中的应用
例4 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4 800m3,深为3 m,如果池底每1m2的造价为150元,池壁每1m2的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多少元?
解:设水池底面一边的长度为xm,水池的总造价为l元,根据题意,得
l=240 000+720(x+■)≥240 000+720×■=240 000+720×2×40=297 600。
当x=■,即x=40时,l有最小值297 600。
答:当水池的底面是边长为40 m的正方形时,水池的总造价最低,最低总造价是297 600元。◆(作者单位:江西省南昌县莲塘第二中学)
责任编辑:周瑜芽
两个基本不等式:
(1)若a,b∈R,则a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号)
(2) 若a,b∈R+,则 ■≥■(当且仅当a=b时取“=”号)
其中■和■分别叫做正数a、b的算术平均数和几何平均数。基本不等式可以叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。
利用基本不等式求最值需注意的问题:
⑴各数(或式)均为正;
⑵和或积为定值;
⑶等号能否成立,即“一正、二定、三相等”,这三个条件缺一不可。
基本不等式的几种变形公式:
对于基本不等式,不仅要记住原始形式,而且还要掌握它的几种常见变形形式及公式的逆用等,如:设a,b∈R+,则■≤■≤■≤■(调和均值≤几何均值≤算术均值≤平方均值),当且仅当a=b时等号成立。
题型一 利用基本不等式证明不等式
例1 求证:对于任意实数a、b、c,有a2+b2+c2≥ab+bc+ca当且仅当a=b=c时等号成立.
证明:由基本不等式(1),得a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2,
对应相加,得 2(a2+b2+c2)≥2(ab+bc+ca),即a2+b2+c2≥ab+bc+ca,当且仅当a=b=c时等号成立。
题型二、利用基本不等式求最值或者取值范围
例2 已知ab=1,求a+b的取值范围。
解:若a,b﹥0,a+b≥2■=2,当且仅当a=b=1时,等号成立。若a,b﹤0,a+b=-[(-a)+(-b)]≤-2■=-2,当且仅当a=b=-1时,等号成立。综上,a+b的范围为:a+b≤-2或a+b≥2。
例3 求下列函数的最值
(1)x﹥0,求y=■的最小值,若x<0呢?
解:因为x>0,所以f(x)=■=x+■≥2■=4,当且仅当x=■,即x=2时 ,f(x)min=4。
若x<0,f (x)=■=-[(-x)+(■)]
≤-2■=-4,
当且仅当-x=■ 即x=-2时f(x)min=-4。
(2)求 y=t+■的最小值,t∈(0,n],n﹥0。
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因為当0﹤n≤2时,y在(0.n]在上单调递减,所以当t=n时,ymin=n+■,而当n>2时,y在(2,n]上单调递增。所以当t=2时,ymin=2+■=4。
题型三、基本不等式在实际问题中的应用
例4 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4 800m3,深为3 m,如果池底每1m2的造价为150元,池壁每1m2的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多少元?
解:设水池底面一边的长度为xm,水池的总造价为l元,根据题意,得
l=240 000+720(x+■)≥240 000+720×■=240 000+720×2×40=297 600。
当x=■,即x=40时,l有最小值297 600。
答:当水池的底面是边长为40 m的正方形时,水池的总造价最低,最低总造价是297 600元。◆(作者单位:江西省南昌县莲塘第二中学)
责任编辑:周瑜芽