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第3讲 第二章 2.3基本不等式复习讲义
1.平均值不等式
1.定理(平均值不等式):两个正数的算术平均值大于等于它们的几何平均值,即对于任意的正数,有,且等号当且仅当时成立.
其中叫做正数的算术平均值,叫做正数的几何平均值.
2. 定理(常用不等式):对于任意的实数,有,且等号当且仅当时成立.
3. 活用几个重要的不等式
(1) ;(2) (同号);(3) .
4. 利用基本不等式求最值问题
已知,则
(1) 如果是定值,那么当且仅当时,有最小值是(简记:积定和最小);
(2) 如果是定值,那么当且仅当时,有最大值是(简记:和定积最大).
总结:应用平均值不等式求最值要注意:“一定,二正,三相等”,忽略某个条件,就会出错.
运用以上结论求最值要注意下列三个条件:
① 一正:要求各数均为 正数????;
② 二定:要求和或积为 定值????;
③ 三相等:要保证具备 等号??成立的条件.
5. 重要不等式链
1)若,则≥≥≥.
2)设,则有≤≤≤(当且仅当时取等号).
其中为调和平均值,为几何平均值,为算术平均值,为平方平均值.
2. 三角不等式
定理(三角不等式) 对任意的实数a、b,有,且等号当且仅当时成立.
另有:
题型一、平均值不等式概念辨析
例1. 下面四个推导过程正确的有
(1)若为正实数,则;
(2)若,,则;
(3)若,,则;
(4)若,则.
【答案】(1)(3)
练1:设为正数,且,则下列各式中正确的一个是( )B
A. ; B.; C.; D..
【解析】因为ab≤,所以,当且仅当时等号成立.
练2.下列不等式的推导过程正确的是________.
①若,则;
②若,则;
③若,则.
【答案】②
题型二、利用平均值不等式比较大小
例2. (1)如果,,,,那么的大小顺序是( B )
A. B. C. D.
(2)设为非零实数,给出下列不等式:
①;②;③;④.
其中恒成立的是________.(填序号)【答案】 ①②
练1:设实数满足,则,,中最大的是______
【解析】因为,;所以,又因为,
又因为,且,所以,所以最大的是.
练2:比较大小:________2.(填“”“”“≥”或“≤”)【答案】≥
【解析】由题意,得≥1,,
当且仅当.即x=0时,等号成立.
题型三、利用平均值不等式证明不等式
例3. 已知,,求证:.
【解析】证明:法一 因为,所以.
同理.故.
所以,当且仅当a=b=时取等号.
法二 ,
因为为正数,所以,于是.
因此,当且仅当时等号成立.
练1:已知,且,求证:.
【解析】证明:由,则,
由于,则,即=2,
当且仅当时,等号成立,所以.
题型四、利用平均值不等式求最值问题
例4. 求下列式子的最值:
(1) ; (2) (); (3)
【解析】(1),当且仅当3x2=,即x=时取等号,
所以有最小值.
(2)因为,所以,
所以≤,当且仅当x=3-x即x=时取等号.
所以 ()有最大值.
(3)因为x0,所以≥2,当且仅当即时取等号.所以,所以有最大值-12.
练1:(1) 已知0x1,则取得最大值时x的值为________;
(2)已知,则的最大值为________;1
(3)函数()的最小值为________.
【解析】(1)=≤,当且仅当,即时,取等号.故所求x的值为.
(2)因为,所以,
则=-+3≤-2+3=1.当且仅当,即时,取等号.故的最大值为1.
(3)(分离常数法)y=
+2≥+2.当且仅当,即+1时,取等号.
练2:已知,,,则的最小值为________.
【答案】4.
【解析】因为,所以==2+2=4.当且仅当时,取等号.
练3:当时,函数的最大值为________.3
解:
当且仅当x=,即时取等号,所以函数y的最大值为3.
题型五、求参数的值(范围)
例5.已知在时取得最小值,则的值为________.36
【解析】,当且仅当,即时,等号成立,
故.
方法总结:求参数的值或取值范围的一般方法
(1)分离参数,转化为求代数式的最值问题.
(2)观察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,从而得参数的值或取值范围.
练1:已知,若不等式恒成立,则的最大值等于( B )
A.10 B.9 C.8 D.7
解:因为,所以2a+b0,所以要使恒成立,
只需m≤(2a+b)恒成立,而(2a+b)=4++1≥5+4=9,
当且仅当a=b时,等号成立,所以m≤9.故选B.
练2:若对任意的,不等式恒成立,则实数a的取值范围是_
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