基本不等式應用技巧之高階篇

2022-09-30 04:51:03 字數 1705 閱讀 7446

基本不等式在不等式的證明、求最大值、最小值的有些問題上給我們帶來了很大的方便,但有時很想用基本不等式,卻感到力不從心。這需要一點技巧,就是要能適當的配湊,即把相關的係數做適當的配湊。比如下面的例題1。

例題1. 已知,求函式的最大值。

解:因,所以。

這可以先調整式子的符號,但不是常數,所以必須對進行拆分。

當且僅當,即時取等號。

故當時,

但是有些題目的配湊並不是這麼顯然。我們應該如何去配湊,又有何規律可循呢?請看下面的例題2.

例題2. 設是不全為零的實數,求的最大值。

顯然我們只需考慮的情形,但直接使用基本不等式是不行的,我們假設可以找到相應的正引數滿足:

故依據取等號的條件得,

,引數就是我們要求的最大值。

消去我們得到乙個方程

此方程的最大根為我們所求的最大值

得到從這個例子我們可以看出,這種配湊是有規律的,關鍵是我們建立了乙個等式,這個等式建立的依據是等號成立的條件,目的就是為了取得最值。

我們再看一些類似的問題,請大家細心體會。

例題3. 設是不全為零的實數,求的最大值。

引入引數使其滿足:

依據取等號條件,我們有

消去引數我們得到乙個方程

解得這就是我們所求的最大值。因此,

當且僅當取等號。

再看看下面這個題目。

例題4. 設是正實數,求的最小值。

解:引進引數,使之滿足:

依據取等號的條件,有:

故的最小值4.

例題5. 設是正實數且滿足,求的最小值。

解:觀察題目的結構考慮到的對稱性,引進引數

由取等號的條件有:

解得 ,

所以,例題6. 設是正實數且滿足,求的最小值。

解:考慮到,為了使用基本不等式,我們引進引數:

則由取等號的條件:

所以例題7. 若對任意的正實數恆成立,求的最小值。

解:對任意的正實數恆成立,

所以對任意的正實數恆成立。

設由取等號條件:

消去,可以得到: 解得:

因此的最小值為。

例題8. 若且,求證:

分析:使用柯西不等式很簡單處理了,但我們還是玩一下基本不等式。

設考慮到取等號的條件,有

所以,例題9. 有一邊長為()的長方形紙板,在四個角各裁出乙個大小相同的正方形,把四邊折起做成乙個無蓋的盒子,要使盒子的容積最大,問裁去的正方形的邊長應為多少?

分析:這是乙個高考題,很古老了。可以利用函式和導數來解決。但我們也可以用基本不等式來處理它。

解:設裁去的正方形的邊長為,則做成的無蓋長方體容積為

, 引入引數 ,則

由取等號的條件得

當時,右邊為常數。

故當二者同時成立時,函式有最大值。

消去引數得到:

解之得故 例題10. 求函式的最小值。

分析:單變數函式優選求導數用單調性的方法。但本題也是可以使用基本不等式的。

解:引進引數》0,

則 由取等號的條件得:,

消去引數得,

化簡得,

解之得此時,例題11. 問()取何值時,取最大值。

解:引進引數,

由 由取等號成立的條件得:

所以所以基本不等式是乙個非常有用的結論,從上面的例子中我們可以看出,適當的配湊可以解決很多看似無法使用基本不等式解決的一些問題。同學們在學習基本不等式時時要細心體會,才能達到靈活應用的。

基本不等式應用

一 基本不等式 1.1 若,則 2 若,則 當且僅當時取 2.1 若,則 2 若,則 當且僅當時取 3 若,則 當且僅當時取 3.若,則 當且僅當時取 若,則 當且僅當時取 若,則 當且僅當時取 3.若,則 當且僅當時取 若,則 當且僅當時取 4.若,則 當且僅當時取 注 1 當兩個正數的積為定植時...

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教學重點 基本不等式成立的三個必要條件 一正二定三相等教學難點 積或 和 變換為定值的技巧 教學方法 師生探求,揭示規律 教學過程 基本不等式 當且僅當a b取等號 1 感受基本不等式成立的必要條件之一 正數例1.若 設計意圖 轉化為用基本不等式求解 2 感受基本不等式成立的必要條件之二 定值練習1...

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