答案:B利用基本不等式时先要确定成立的条件,有的要适当变形处理. 题型二 利用基本不等式求最值[教材P45例2] 例2 已知x,y都是正数,求证:
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2错误!; (2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值错误!S2. 【证明】 因为x,y都是正数,所以错误!≥错误!. (1)当积xy等于定值P时,错误!≥错误!, 所以x+y≥2错误!,
当且仅当x=y时,上式等号成立.于是,当x=y时,和x+y有最小值2错误!. (2)当和x+y等于定值S时,错误!≤错误!, 所以xy≤错误!S2,
当且仅当x=y时,上式等号成立.于是,当x=y时,积xy有最大值错误!S2. 积是定值,和有最小值. 和是定值,积有最大值. 教材反思
1.利用基本不等式求最值的策略
2.通过消元法利用基本不等式求最值的方法
消元法,即根据条件建立两个量之间的函数关系,然后代入代数式转化为函数的最值求解.有时会出现多元的问题,解决方法是消元后利用基本不等式求解.
特别提醒:利用基本不等式求函数最值,千万不要忽视等号成立的条件.
跟踪训练2 (1)已知x>0,y>0,且x+y=8,则 (1+x)(1+y)的最大值为( )
A.16 B.25 C.9 D.36
(2)若正实数x,y满足x+2y+2xy—8=0,则x+2y的最小值( ) A.3 B.4 C.错误! D.错误!
解析:(1)因为x>0,y>0,且x+y=8,
所以(1+x)(1+y)=1+x+y+xy=9+xy≤9+错误!2=9+42=25, 因此当且仅当x=y=4时, (1+x)·(1+y)取最大值25.
(2)因为正实数x,y满足x+2y+2xy—8=0, 所以x+2y+错误!2—8≥0. 设x+2y=t>0, 所以t+错误!t2—8≥0, 所以t2+4t—32≥0, 即(t+8)(t—4)≥0, 所以t≥4,
故x+2y的最小值为4. 答案:(1)B (2)B 错误!
1.展开(1+x)(1+y)⇒将x+y=8代入⇒用基本不等式求最值.
2.利用基本不等式得x+2y+错误!2—8≥0⇒设x+2y=t>0,解不等式求出x+2y的最小值.
易错点 利用基本不等式求最值
例 若正数x,y满足x+3y=5xy,则3x+4y的最小值是( ) A.错误! B.错误! C.5 D.6
【错解】 由x+3y=5xy⇒5xy≥2错误!,
因为x>0,y>0,所以25x2y2≥12xy,即xy≥错误!. 所以3x+4y≥2错误!≥2错误!=错误!, 当且仅当3x=4y时取等号, 故3x+4y的最小值是错误!.
错误的根本原因是忽视了两次使用基本不等式,等号成立的条件必须一致.
【正解】 由x+3y=5xy可得错误!+错误!=1,所以3x+4y=(3x+4y)错误!=错误!+错误!+错误!+错误!≥错误!+2错误!=错误!+错误!=5,
当且仅当x=1,y=错误!时取等号, 故3x+4y的最小值是5. 答案:C
课时作业 8
一、选择题
1.给出下列条件:1ab>0;2ab<0;3a>0,b>0;4a<0,b<0,其中能使错误!+错误!≥2成立的条件有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:当错误!,错误!均为正数时,错误!+错误!≥2,故只须a、b同号即可,∴134均可以.
答案:C
2.已知t>0,则y=错误!的最小值为( ) A.—1 B.—2 C.2 D.—5
解析:依题意得y=t+错误!—4≥2错误!—4=—2,等号成立时t=1,即函数y=错误!(t>0)的最小值是—2.
答案:B
3.若a≥0,b≥0,且a+b=2,则( ) A.ab≤错误! B.ab≥错误! C.a2+b2≥2 D.a2+b2≤3 解析:∵a2+b2≥2ab,
∴(a2+b2)+(a2+b2)≥(a2+b2)+2ab, 即2(a2+b2)≥(a+b)2=4, ∴a2+b2≥2. 答案:C
4.若a,b都是正数,则错误!错误!的最小值为( ) A.7 B.8 C.9 D.10
解析:因为a,b都是正数,所以错误!错误!=5+错误!+错误!≥5+2错误!=9,当且仅当b=2a>0时取等号.
答案:C 二、填空题
5.不等式a2+1≥2a中等号成立的条件是________.
解析:当a2+1=2a,即(a—1)2=0时“=”成立,此时a=1. 答案:a=1
6.设a+b=M(a>0,b>0),M为常数,且ab的最大值为2,则M等于________. 解析:因为a+b=M(a>0,b>0), 由基本不等式可得,ab≤错误!2=错误!, 因为ab的最大值为2,
所以错误!=2,M>0,所以M=2错误!. 答案:2错误!
7.已知x>0,y>0,且错误!+错误!=1,则3x+4y的最小值是________. 解析:因为x>0,y>0,错误!+错误!=1,
所以3x+4y=(3x+4y)错误!=13+错误!+错误!≥13+3×2错误!=25(当且仅当x=2y=5时取等号),
所以(3x+4y)min=25. 答案:25 三、解答题
8.已知x<错误!,求f(x)=4x—2+错误!的最大值. 解析:因为x<错误!,所以4x—5<0,5—4x>0.
f(x)=4x—5+3+错误!=—错误!+3
≤—2错误!+3=1.
当且仅当5—4x=错误!时等号成立, 又5—4x>0,
所以5—4x=1,x=1. 所以f(x)max=f(1)=1.
9.已知函数f(x)=4x+错误!(x>0,a>0)在x=3时取得最小值,求a的值. 解析:因为f(x)=4x+错误!≥2错误!=4错误!, 当且仅当4x=错误!,即4x2=a时,f(x)取得最小值. 又因为x=3,所以a=4×32=36. [尖子生题库]
10.已知x∈错误!,求函数y=错误!+错误!的最小值.
解析:y=错误!+错误!=错误!·(2x+1—2x)=10+2·错误!+8·错误!, 而x∈错误!,2·错误!+8·错误!≥2错误!=8, 当且仅当2·错误!=8·错误!,
即x=错误!∈错误!时取到等号,则y≥18, 所以函数y=错误!+错误!的最小值为18.