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...
基本不等式
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...
基本不等式變形技巧的應用 1
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