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- 2021-06-16 发布
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第二单元 等式与不等式
第 15 课 均值不等式的应用
一、基础巩固
1.若 a>1,则 a+ 1
a-1的最小值是( )
A.2 B.a C.2 a
a-1 D.3
【答案】D
【解析】∵a>1,∴a-1>0,∴a+ 1
a-1=a-1+ 1
a-1+1≥2 a-1· 1
a-1+1=3.
2.已知 x<0,则 y=x+1
x-2 有( )
A.最大值为 0 B.最小值为 0
C.最大值为-4 D.最小值为-4
【答案】C
【解析】∵x<0,∴y=-
-x+ 1
-x -2≤-2-2=-4,当且仅当-x= 1
-x,即 x=-1 时取等号.
3.设 x>0,则 y=3-3x-1
x的最大值是( )
A.3 B.-3 2
C.3-2 3 D.-1
【答案】C
【解析】∵x>0,∴y=3- 3x+1
x ≤3-2 3x·1
x=3-2 3.当且仅当 3x=1
x,且 x>0,即 x= 3
3 时,等
号成立.
4.若 x>0,y>0,且1
x+4
y=1,则 x+y 的最小值是( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【解析】x+y=(x+y)· 1
x+4
y =1+y
x+4x
y +4
=5+y
x+4x
y ≥5+2 y
x·4x
y =5+4=9.
当且仅当
1
x+4
y=1,
y
x=4x
y ,
即
x=3,
y=6
时等号成立,故 x+y 的最小值为 9.
5. 若关于 x 的不等式 2 162 abxxba 对任意的 0 , 0ab恒成立,则实数 x 的取值范围是( )
A. { 2 0 }xx B. {20}xxx 或
C.{ 4 2}xx D. {42}xxx 或
【答案】C
【解析】因为 0 , 0ab,所以 1616 28abab
baba (当且仅当 4a b 时等号成立),所以由题
意,得 2 28xx,解得 42x ,故选 C.
6. 若 0 , 0xy,则 112 2xyxy 的最小值是( )
A. 32 B. 42 C.4 D.2
【答案】A
【解析】 111122 222 223 222xyxyxyxy ,当且仅当 22,22xy时等号成立.
7. 某工厂第一年产量为 A ,第二年增长率为 (0)aa ,第三年的增长率为 (0)bb ,这两年的平均增长率
为 x ,则( )
A. 2
abx B. 2
abx C. 2
abx D. 2
abx
【答案】B
【解析】 这两年的平均增长率为 2,(1)(1)(1)xAxAab , 22(1)(1)(1)xab ,
111(1 )(1 )1 22
aba bxab ,
2
abx ,当且仅当11ab ,即 ab 时取等号.
8. 已知 ,,abc均为正实数,求证: 2 2 2 2 2 2 2a b b c c a a b c .
【答案】见解析
【解析】∵ 222a b ab ,当且仅当 ab 时等号成立,
∴ 2222222abaabbab ,
∴ 2
22
2
abab ,
∴ 22
2
abab ,①
同理 22
2
bcbc ,②
22
2
caca .③
①+②+③,得
222222 222 2
2
abcabbccaabc ,当且仅当 abc的时等号成立.
二、拓展提升
9. 若实数 ,ab满足 0ab ,则 2214abab的最小值为( )
A. 8 B.6 C.4 D.2
【答案】C
【解析】实数 ,ab满足 0ab ,则 2211444abab abab ,当且仅当 2ab 且 1
2ab 时等号成立.故
选 C.
10. 设 0,1,ab若 2ab,则 41
1ab
的最小值为______.
【答案】9
【解析】因为 ,且 ,
10b ∴ 且 ( 1) 1ab ,
4 1 4 1( )[ ( 1)]11aba b a b ∴
4( 1) 4( 1)5 5 2 911
bbaa
a b a b
,
当且仅当 4(1)
1
b a
ab
时取等号,
结合 (1)1ab 可解得 2
3a 且 4
3b ,
故所求最小值为 9
故答案为:9
11. 若实数 x,y 满足 x2+y2+xy=1,则 x+y 的最大值是________.
【答案】2 3
3
【解析】x2+y2+xy=(x+y)2-xy=1,∴(x+y)2=xy+1≤
x+y
2
2+1.∴3
4(x+y)2≤1.
12. 在下面等号右侧两个分数的分母方块处,各填上一个正整数,并且使这两个正整数的和最小,1=
1
□+9
□,试求这两个数.
【答案】见解析
【解析】设1
a+9
b=1,a,b∈N*,
∴a+b=(a+b)·1=(a+b) 1
a+9
b
=1+9+b
a+9a
b
≥10+2 b
a·9a
b
=10+2×3=16,
当且仅当b
a=9a
b ,即 b=3a 时等号成立.
又1
a+9
b=1,∴1
a+ 9
3a=1,∴a=4,b=12.
这两个数分别是 4,12.