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- 2021-06-16 发布
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高考达标检测(二十八) 基本不等式
一、选择题
1.“a>0,b>0”是“ab<
a+b
2 2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:选 D 因为当 a>0,b>0 时,
a+b
2 2≥ab,
所以当 a=b 时,“ab<
a+b
2 2”不成立,
当“ab<
a+b
2 2”时,a,b 可以异号,所以“a>0,b>0”不一定成立,
故“a>0,b>0”是“ab<
a+b
2 2”的既不充分也不必要条件.
2.已知向量 a=(3,2),b=(x,1-y)且 a∥b,若 x,y 均为正数,则3
x
+2
y
的最小值是( )
A.24 B.8
C.8
3 D.5
3
解析:选 B ∵a=(3,2),b=(x,1-y)且 a∥b,
∴3(1-y)=2x,即 2x+3y=3.
∴2
3x+y=1,
∴3
x
+2
y
=
3
x
+2
y
2
3x+y =2+2+3y
x
+4x
3y
≥4+2 3y
x ·4x
3y
=8,
当且仅当 x=3
4
,y=1
2
时取等号,
故3
x
+2
y
的最小值是 8.
3.若直线 ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆 x2+y2+2x-4y+1=0 截得的弦长为 4,则
1
a
+1
b
的最小值为( )
A.3
2
+ 2 B. 2
C.1
4 D.3
2
+2 2
解析:选 A 因为直线 ax-by+2=0 被圆 x2+y2+2x-4y+1=0 截得的弦长为 4,圆
的圆心为(-1,2),半径为 2,所以直线 ax-by+2=0 过圆心(-1,2),则有 a+2b=2,所以
1
a
+1
b
=1
2(a+2b)
1
a
+1
b =1
2
3+2b
a
+a
b ≥3
2
+ 2,当且仅当2b
a
=a
b
时,等号成立.故1
a
+1
b
的最小
值为3
2
+ 2.
4.(2018·开封摸底考试)已知 x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则 x+2y 的最小值是( )
A.3 B.4
C.9
2 D.11
2
解析:选 B 由题意得 x+2y=8-x·2y≥8-
x+2y
2 2,当且仅当 x=2y 时,等号成立,
整理得(x+2y)2+4(x+2y)-32≥0,即(x+2y-4)(x+2y+8)≥0,又 x+2y>0,所以 x+2y≥4,
所以 x+2y 的最小值为 4.
5.设 x>0,y>0 且 x+4y=40,则 lg x+lg y 的最大值是( )
A.40 B.10
C.4 D.2
解析:选 D ∵x>0,y>0 且 x+4y=40,∴40≥2 x·4y,即 xy≤100,当且仅当 x=4y
=20 时取等号.则 lg x+lg y=lg(xy)≤lg 100=2,因此其最大值是 2.
6.不等式 x2+2x1,b>2,
则 2
a-1
+ 1
b-2
≥2 2
a-1
· 1
b-2
=2 2
ab-2a-b+2
=2,
当且仅当 2
a-1
= 1
b-2
,即 a=b=3 时,等号成立,故 2
a-1
+ 1
b-2
的最小值为 2.
8.(2018·洛阳统考)若正实数 x,y,z 满足 x2+4y2=z+3xy,则当xy
z
取最大值时,1
x
+ 1
2y
-1
z
的最大值为( )
A.2 B.3
2
C.1 D.1
2
解析:选 D ∵z=x2+4y2-3xy,x,y,z∈(0,+∞),
∴xy
z
= xy
x2+4y2-3xy
= 1
x
y
+4y
x
-3
≤1(当且仅当 x=2y 时等号成立),
此时1
x
+ 1
2y
-1
z
=1
y
- 1
2y2
,令1
y
=t>0,
则1
x
+ 1
2y
-1
z
=t-1
2t2=-1
2(t-1)2+1
2
≤1
2(当且仅当 t=1 时等号成立).
二、填空题
9.已知 a>0,b>0,圆 C:(x-2)2+(y+1)2=5 关于直线 ax-by-1=0 对称,则3
b
+2
a
的
最小值为________.
解析:由 a>0,b>0,圆 C:(x-2)2+(y+1)2=5 关于直线 ax-by-1=0 对称,
可得 2a+b-1=0,
所以3
b
+2
a
=
3
b
+2
a (2a+b)=6a
b
+2b
a
+7≥2 6a
b ·2b
a
+7=4 3+7,
当且仅当6a
b
=2b
a
且 2a+b-1=0,即 a=2- 3,b=2 3-3 时取等号.
故3
b
+2
a
的最小值为 7+4 3.
答案:7+4 3
10.(2018·湖南长郡中学月考)设正项等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 S2 017=4 034,
则 1
a9
+ 9
a2 009
的最小值为________.
解析:由等差数列的前 n 项和公式,得 S2 017=2 017a1+a2 017
2
=4 034,
则 a1+a2 017=4.由等差数列的性质得 a9+a2 009=4,
所以 1
a9
+ 9
a2 009
=1
4
4
a9
+9×4
a2 009 =1
4
a9+a2 009
a9
+9a9+a2 009
a2 009
=1
4
a2 009
a9
+ 9a9
a2 009 +10≥1
4
2 a2 009
a9
× 9a9
a2 009
+10 =4,
当且仅当 a2 009=3a9 时等号成立.故 1
a9
+ 9
a2 009
的最小值为 4.
答案:4
11.如图,动点 A 在函数 y=1
x(x<0)的图象上,动点 B 在函数 y=
2
x(x>0)的图象上,过点 A,B 分别向 x 轴,y 轴作垂线,垂足分别为
A1,A2,B1,B2,若|A1B1|=4,则|A2B2|的最小值为________.
解析:设 A a,1
a ,B b,2
b ,a<0,b>0,
因为|A1B1|=4,所以 b-a=4,
故|A2B2|=2
b
-1
a
=1
4
[b+-a]·
2
b
+ 1
-a =1
4
3+-2a
b
+ b
-a ≥1
4(3+2 2),
当且仅当 b2=2a2,即 a=4-4 2,b=8-4 2时,|A2B2|取得最小值3+2 2
4
.
答案:3+2 2
4
12.(2017·江苏高考)某公司一年购买某种货物 600 吨,每次购买 x 吨,运费为 6 万元/
次,一年的总存储费用为 4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则 x 的值是
________.
解析:由题意,一年购买600
x
次,则总运费与总存储费用之和为600
x
×6+4x=
4
900
x
+x ≥8 900
x ·x=240,当且仅当 x=30 时取等号,故总运费与总存储费用之和最小
时 x 的值是 30.
答案:30
三、解答题
13.已知 x>0,y>0,且 x+8y-xy=0.
(1)当 x,y 分别为何值时,xy 取得最小值?
(2)当 x,y 分别为何值时,x+y 取得最小值?
解:(1)∵x>0,y>0,且 x+8y-xy=0,
∴xy=x+8y≥4 2xy,当且仅当 x=8y,即 x=16,y=2 时取等号,
∴xy≥32.
∴xy 的最小值为 32.
(2)∵x+8y-xy=0,∴8
x
+1
y
=1,
∴x+y=(x+y)
8
x
+1
y =9+x
y
+8y
x
≥9+4 2,当且仅当x
y
=8y
x
,即 y=1+2 2,x=8+
2 2时取等号.
因此 x+y 的最小值为 9+4 2.
14.某工地决定建造一批房型为长方体、房高为 2.5 m 的简易房,房的前后墙用 2.5 m
高的彩色钢板,两侧墙用 2.5 m 高的复合钢板.两种钢板的价格都用长度来计算(即:钢板
的高均为 2.5m.用钢板的长度乘以单价就是这块钢板的价格).已知彩色钢板每米单价为
450 元.复合钢板每米单价为 200 元,房的地面不需另买材料,房顶用其他材料建造,每平
方米材料费 200 元,每套房的材料费控制在 32 000 元以内.
(1)设房前面墙的长为 x(m),两侧墙的长为 y(m),建造一套房所需材料费为 P(元),试
用 x,y 表示 P;
(2)试求一套简易房面积 S 的最大值是多少?当 S 最大时,前面墙的长度应设计为多少
米?
解:(1)依题得,P=2x×450+2y×200+xy×200=900x+400y+200xy,
即 P=900x+400y+200xy.
(2)∵S=xy,∴P=900x+400y+200xy≥2 900×400S+200S=200S+1 200 S,
又因为 P≤32 000,所以 200S+1 200 S≤32 000,
解得 0< S≤10,
∴0y>z,且 1
x-y
+ 1
y-z
≥ n
x-z(n∈N)恒成立,则 n 的最大值为________.
解析:因为 x>y>z,所以 x-y>0,y-z>0,x-z>0,
不等式 1
x-y
+ 1
y-z
≥ n
x-z
恒成立等价于 n≤(x-z) 1
x-y
+ 1
y-z
恒成立.
因为 x-z=(x-y)+(y-z)≥2 x-yy-z, 1
x-y
+ 1
y-z
≥2 1
x-y
× 1
y-z
,
所以(x-z) 1
x-y
+ 1
y-z
≥2 x-yy-z·2 1
x-y
× 1
y-z
=4(当且仅当 x-y=y-z 时等
号成立),则要使 n≤(x-z)· 1
x-y
+ 1
y-z
恒成立,只需使 n≤4(n∈N),故 n 的最大值为 4.
答案:4
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