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《高一第二学期数学练习五必修五基本不等式含答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、棉北中学高一数学练习五典题精讲例1(1)已知0<x<,求函数y=x(1-3x)的最大值;(2)求函数y=x+的值域.思路分析:(1)由极值定理,可知需构造某个和为定值,可考虑把括号内外x的系数变成互为相反数;(2)中,未指出x>0,因而不能直接使用基本不等式,需分x>0与x<0讨论.(1)解法一:∵0<x<,∴1-3x>0.∴y=x(1-3x)=·3x(1-3x)≤[]2=,当且仅当3x=1-3x,即x=时,等号成立.∴x=时,函数取得最大值.解法二:∵0<x<,∴-x>0.∴y=x(1-3x)=3x(-x)≤3[]2=,当且仅当x=-x,即x=时,等号成立.∴x=时,函数取得最
2、大值.(2)解:当x>0时,由基本不等式,得y=x+≥2=2,当且仅当x=1时,等号成立.∴y=x+≥2.当x<0时,y=x+=-[(-x)+].∵-x>0,∴(-x)+≥2,当且仅当-x=,即x=-1时,等号成立.∴y=x+≤-2.综上,可知函数y=x+的值域为(-∞,-2]∪[2,+∞).绿色通道:利用基本不等式求积的最大值,关键是构造和为定值,为使基本不等式成立创造条件,同时要注意等号成立的条件是否具备.例2已知x>0,y>0,且+=1,求x+y的最小值.思路分析:要求x+y的最小值,根据极值定理,应构建某个积为定值,这需要对条件进行必要的变形,下面给出三种解法,请仔细体会
3、.解法一:利用“1的代换”,∵+=1,∴x+y=(x+y)·(+)=10+.∵x>0,y>0,∴≥2=6.当且仅当,即y=3x时,取等号.又+=1,∴x=4,y=12.∴当x=4,y=12时,x+y取得最小值16.解法二:由+=1,得x=.∵x>0,y>0,∴11y>9.x+y=+y=y+=y++1=(y-9)++10.∵y>9,∴y-9>0.∴≥2=6.当且仅当y-9=,即y=12时,取得等号,此时x=4.∴当x=4,y=12时,x+y取得最小值16.解法三:由+=1,得y+9x=xy,∴(x-1)(y-9)=9.∴x+y=10+(x-1)+(y-9)≥10+2=16,当且仅当
4、x-1=y-9时取得等号.又+=1,∴x=4,y=12.∴当x=4,y=12时,x+y取得最小值16.绿色通道:本题给出了三种解法,都用到了基本不等式,且都对式子进行了变形,配凑出基本不等式满足的条件,这是经常需要使用的方法,要学会观察,学会变形,另外解法二,通过消元,化二元问题为一元问题,要注意根据被代换的变量的范围对另外一个变量的范围的影响.黑色陷阱:本题容易犯这样的错误:+≥2①,即≤1,∴≥6.∴x+y≥2≥2×6=12②.∴x+y的最小值是12.产生不同结果的原因是不等式①等号成立的条件是=,不等式②等号成立的条件是x=y.在同一个题目中连续运用了两次基本不等式,但是两
5、个基本不等式等号成立的条件不同,会导致错误结论.例3求f(x)=3+lgx+的最小值(0<x<1).思路分析:∵0<x<1,∴lgx<0,<0不满足各项必须是正数这一条件,不能直接应用基本不等式,正确的处理方法是加上负号变正数.解:∵0<x<1,∴lgx<0,<0.∴->0.∴(-lgx)+(-)≥2=4.∴lgx+≤-4.∴f(x)=3+lgx+≤3-4=-1.当且仅当lgx=,即x=时取得等号.则有f(x)=3+lgx+(0<x<1)的最小值为-1.黑色陷阱:本题容易忽略0<x<1这一个条件.例4如图3-4-1,动物园要围成相同的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙,其他各面用
6、钢筋网围成.图3-4-1(1)现有可围36m长网的材料,每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼面积最大?11(2)若使每间虎笼面积为24m2,则每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使围成四间虎笼的钢筋总长度最小?思路分析:设每间虎笼长为xm,宽为ym,则(1)是在4x+6y=36的前提下求xy的最大值;而(2)则是在xy=24的前提下来求4x+6y的最小值.解:(1)设每间虎笼长为xm,宽为ym,则由条件,知4x+6y=36,即2x+3y=18.设每间虎笼的面积为S,则S=xy.方法一:由于2x+3y≥2=2,∴2≤18,得xy≤,即S≤.当且仅当2x=3y时等号成立.由解得
7、故每间虎笼长为4.5m,宽为3m时,可使面积最大.方法二:由2x+3y=18,得x=9-y.∵x>0,∴0<y<6.S=xy=(9-y)y=(6-y)y.∵0<y<6,∴6-y>0.∴S≤[]2=.当且仅当6-y=y,即y=3时,等号成立,此时x=4.5.故每间虎笼长4.5m,宽3m时,可使面积最大.(2)由条件知S=xy=24.设钢筋网总长为l,则l=4x+6y.方法一:∵2x+3y≥2=2=24,∴l=4x+6y=2(2x+3y)≥48,当且仅当2x=3y时,等号成立.由解得