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- 2021-06-16 发布
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第三章 3.4 第 2 课时
一、选择题
1.已知正数 a、b 满足 ab=10,则 a+b 的最小值是( )
A.10 B.25
C.5 D.2 10
[答案] D
[解析] a+b≥2 ab=2 10,等号在 a=b= 10时成立,∴选 D.
2.已知 m、n∈R,m2+n2=100,则 mn 的最大值是( )
A.100 B.50
C.20 D.10
[答案] B
[解析] 由 m2+n2≥2mn 得,mn≤m2+n2
2
=50,等号在 m=n=5 2时成立,故选 B.
3.若 a>0,b>0 且 a+b=4,则下列不等式恒成立的是( )
A. 1
ab>1
2 B.1
a
+1
b
≤1
C. ab≥2 D. 1
a2+b2
≤1
8
[答案] D
[解析] ∵a>0,b>0,a+b=4,∴ ab≤a+b
2
=2,
∴ab≤4,∴ 1
ab
≥1
4
,
∴1
a
+1
b
=a+b
ab
= 4
ab
≥1,故 A、B、C 均错,选 D.
4.已知正数 x、y 满足1
x
+4
y
=1,则 xy 有( )
A.最小值 1
16 B.最大值 16
C.最小值 16 D.最大值 1
16
[答案] C
[解析] ∵x>0,y>0,∴1
x
+4
y
≥2 4
xy
=4 1
xy
,又∵1
x
+4
y
=1,
∴4 1
xy
≤1,
∴ 1
xy
≤ 1
16
,
∴xy≥16,故选 C.
5.设 a、b 是实数,且 a+b=3,则 2a+2b 的最小值是( )
A.6 B.4 2
C.2 6 D.8
[答案] B
[解析] ∵2a>0,2b>0,a+b=3,
∴2a+2b≥2 2a·2b=2 2a+b=2 23=4 2,
等号成立时,2a=2b,∴a=b=3
2.
6.实数 x、y 满足 x+2y=4,则 3x+9y 的最小值为( )
A.18 B.12
C.2 3 D.4 3
[答案] A
[解析] ∵x+2y=4,∴3x+9y=3x+32y
≥2 3x·32y=2 3x+2y=2 34=18,
等号在 3x=32y 即 x=2y 时成立.
∵x+2y=4,∴x=2,y=1 时取到最小值 18.
二、填空题
7.已知5
x
+3
y
=2(x>0,y>0),则 xy 的最小值是________.
[答案] 5
[解析] ∵x>0,y>0,5
x
+3
y
=2,
∴2≥2 15
xy
,∴xy≥15,
当且仅当5
x
=3
y
,且5
x
+3
y
=2,即 x=5,y=3 时,取等号.
8.建造一个容积为 8 m3,深为 2 m 的长方体无盖水池,如果池底和池壁的造价分别为每
平方米 120 元和 80 元,那么水池的最低总造价为__________元.
[答案] 1 760
[解析] 设水池池底的一边长为 x m,则另一边长为4
x m,则总造价为:
y=480+80× 2x+2×4
x ×2=480+320 x+4
x
≥480+320×2 x×4
x
=1 760.
当且仅当 x=4
x
即 x=2 时,y 取最小值 1 760.
所以水池的最低总造价为 1 760 元.
三、解答题
9.已知 a、b、c∈R+,求证:a2
b
+b2
c
+c2
a
≥a+b+c.
[证明] ∵a、b、c∈R+,a2
b
,b2
c
,c2
a
均大于 0,
又a2
b
+b≥2 a2
b ·b=2a,
b2
c
+c≥2 b2
c ·c=2b,
c2
a
+a≥2 c2
a·a=2c,
三式相加得a2
b
+b+b2
c
+c+c2
a
+a≥2a+2b+2c,
∴a2
b
+b2
c
+c2
a
≥a+b+c.
10.已知 a、b、c∈R,求证: a2+b2+ b2+c2+ c2+a2≥ 2(a+b+c).
[证明] ∵a+b
2
≤ a2+b2
2
,∴ a2+b2≥a+b
2
= 2
2 (a+b)(a,b∈R 等号在 a=b 时成立).
同理 b2+c2≥ 2
2 (b+c)(等号在 b=c 时成立).
a2+c2≥ 2
2 (a+c)(等号在 a=c 时成立).
三式相加得 a2+b2+ b2+c2+ a2+c2
≥ 2
2 (a+b)+ 2
2 (b+c)+ 2
2 (a+c)
= 2(a+b+c)(等号在 a=b=c 时成立).
一、选择题
1.设 x+3y-2=0,则 3x+27y+1 的最小值为( )
A.7 B.33 9
C.1+2 2 D.5
[答案] A
[解析] 由已知得 x+3y=2,
3x>0,27y>0,
∴3x+27y+1≥2 3x+3y+1=6+1=7,
当且仅当 3x=27y,
即 x=1,y=1
3
时等号成立.
2.已知 a>0,b>0,且 a+b=1,则
1
a2
-1 1
b2
-1 的最小值为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
[答案] D
[解析] ∵a+b=1,a>0,b>0,
∴ab≤1
4
,等号在 a=b=1
2
时成立.
∴
1
a2
-1 1
b2
-1 =1-a2
a2 ·1-b2
b2
=1+a·b
a2 ·1+ba
b2
=1+a1+b
ab
=2+ab
ab
= 2
ab
+1≥2
1
4
+1=9,故选 D.
3.若直线 2ax-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.1
4 B.1
2
C.2 D.4
[答案] D
[解析] 圆的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=4,∴圆的直径为 4,而直线被圆截得的弦长为
4,则直线应过圆心(-1,2),∴-2a-2b+2=0,即 a+b=1,
∴1
a
+1
b
=
1
a
+1
b (a+b)=1+1+b
a
+a
b
≥2+2 b
a
×a
b
=4 (等号在 a=b=1
2
时成立).
故所求最小值为 4,选 D.
4.设 a、b 是两个实数,且 a≠b,①a5+b5>a3b2+a2b3,②a2+b2≥2(a-b-1),③a
b
+b
a>2.
上述三个式子恒成立的有( )
A.0 个 B.1 个
C.2 个 D.3 个
[答案] B
[解析] ①a5+b5-(a3b2+a2b3)=a3(a2-b2)+b3(b2-a2)=(a2-b2)(a3-b3)=(a-b)2(a+
b)(a2+ab+b2)>0 不恒成立;(a2+b2)-2(a-b-1)=a2-2a+b2+2b+2=(a-1)2+(b+1)2≥0
恒成立;a
b
+b
a>2 或a
b
+b
a<-2,故选 B.
二、填空题
5.已知不等式(x+y)(1
x
+a
y)≥9 对任意正实数 x、y 恒成立,则正实数 a 的最小值为________.
[答案] 4
[解析] ∵a>0,∴(x+y)(1
x
+a
y)
=1+a+y
x
+xa
y
≥1+a+2 a,
由条件知 a+2 a+1=9,∴a=4.
6.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=1,∴(x+y)2=xy+1.
又∵xy≤(x+y
2
)2,
∴(x+y)2≤(x+y
2
)2+1,
即3
4(x+y)2≤1.
∴(x+y)2≤4
3.
∴-2 3
3
≤x+y≤2 3
3 .
∴x+y 的最大值为2 3
3 .
三、解答题
7.已知 a、b 均为正实数,且 2a+8b-ab=0,求 a+b 的最小值.
[解析] ∵2a+8b-ab=0,∴8
a
+2
b
=1,又 a>0,b>0,
∴a+b=(a+b)(8
a
+2
b)=10+8b
a
+2a
b
≥10+2 8b
a ·2a
b
=18,当且仅当8b
a
=2a
b
,即 a=2b 时,等号成立.
由
a=2b
8
a
+2
b
=1 ,得 a=12
b=6
.
∴当 a=12,b=6 时,a+b 取最小值 18.
8.某单位决定投资 3 200 元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,
正面用铁栅,每米长造价 40 元,两侧墙砌砖,每米长造价 45 元,顶部每平方米造价 20 元.试
求:
(1)仓库面积 S 的取值范围是多少?
(2)为使 S 达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计多长?
[解析] (1)设正面铁栅长 x m,侧面长为 y m,总造价为 z 元,则 z=40x+2×45y+20xy
=40x+90y+20xy,仓库面积 S=xy.
由条件知 z≤3 200,即 4x+9y+2xy≤320.
∵x>0,y>0,
∴4x+9y≥2 4x·9y=12 xy.
∴6 S+S≤160,即( S)2+6 S-160≤0.
∴0< S≤10,∴0
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