
基本不等式可以作為不等式論的基本定理,它成為 支撐其他許多非常重要結果的基石,同時也是解決許多最值問題的有力工具。近幾年高考題中也經常出現利用基本不等式解題的題目,富有趣味性和挑戰性,為國家選拔人才起了一定的作用。在生活實踐中,為了解決一些最優問題,經常會用到基本不等式,從而簡化程序,達到選擇最佳方案解決問題。下面我們來介紹十種常見的解題方法:
01、直接法
【分析】:設a>0,bgt;0,則a,b的算術平均數為a+b2,幾何平均數為ab,基本不等式可敘述為:a+b2 ab,即兩個正數的算術平均數不小于幾何平均數。
例題1、若a、b都是整數,則 的最小值為。
[解析]原式= ,當且僅當 時,即b=2a時,取“=”
02、配湊法
【分析】:加上一個數或減去一個數使和(積)為定值,然后利用基本不等式求解;
1、通過湊項、拆項、變系數等方式湊成和為定值或積為定值的形式;
2、注意驗證取得的條件。
例2、設0lt;xlt;32,則函數y=4x(3-2x)的最大值為( )
A.94B.4" C.92D.9
[解析] y=4x(3-2x)=2·2x·(3-2x)≤2·(2x+3-2x2)2=92.
當且僅當2x=3-2x,即x=34時取等號,∴當x=34時,ymax=92.
03、乘“1”法
【分析】:乘“1”法是指湊出1,利用乘“1”后值不變的性質,通過變形后達到運用不等式的條件,即積為定值。
主要解決形如“x+y=t,求 得最值”問題,先將 轉化為 ,再利用基本不等式求最值。
例3、已知agt;0,bgt;0,且a+b=2,則2a+12b的最小值是( )
A.1" B.2" C.94D.92
[解析]: 因為agt;0,bgt;0,且a+b=2,所以a+b2=1,
所以2a+12b=12(a+b)(2a+12b)=12(2ba+a2b+52)
≥12×(2+52)=94,當且僅當a=43,b=23時,等號成立.
04、其他代換
【分析】:通過“1”的代換,把求解的目標化為可以利用基本不等式來求最值的式子,達到解題目的。
例4、已知實數xgt;0,ygt;0,且滿足x+y=1,則" "的最小值為
[解析]: = =2+ ≥2+2 =2+2 ,當且僅當 時,即x= y=2- 時,取“=”
05、同除法
【分析】:兩邊同除以一個式子,再利用乘“1”法通過變形后達到運用基本不等式來解題。
例5、已知agt;0,bgt;0,且a+2b=3ab,則ab的最小值
[解析]:左右兩邊同除以ab,得
所以
當且僅當 , 即 時,取“=”
06、和積互消
【分析】:和利用一次基本不等式,從而出現平方,再利用一元二次不等式達到解題目的。
例6:已知x、y都是正數,且滿足x+2y+xy=30,則xy的最大值為
[解析]:因為 ,所以 ,
令 則
即 ,因為tgt;0,所以 所以
當xy=18時,又x=2y,所以x=6,y=3
因此當x=6,y=3時,xy取最大值18.
07、構造分母
【分析】:根據所求式子的結構特點,利用待定系數法把已知用所求式子的分母表示,在進行字母代換來簡化,再利用基本不等式解題。
例7、已知正實數x、y滿足4x+3y=4,則 的最小值為
[解析]:由4x+3y=4得2(2x+1)+(3y+2)=8
令a=2x+1,b=3y+2,可得2a+b=8
原式
=
當且僅當 時,取“=”
08、分離分子型
【分析】:根據分子及分母的特點,對分子進行變形,從而出現積為定值,最后利用基本不等式解題。
例8、若4xgt;ygt;0,則 的最小值為
[解析]:原式
當且僅當3y=4x時取“=”
09、消元法
【分析】:當所求最值的代數式中的變量計較多事,通常利用已知條件消除部分變量后,湊出“和為常數”或“積為常數”,再利用基本不等式解題。
例9、若正數x,y滿足x2+6xy-1=0,則x+2y的最
小值是____________.
[解析]: 因為正數x,y滿足x2+6xy-1=0,所以y=1-x26x.由xgt;0,ygt;0,即xgt;0,1-x26xgt;0,解得0lt;xlt;1.所以x+2y=x+1-x23x=2x3+13x≥22x3·13x=223,當且僅當2x3=13x,即x=22,y=212時取等號.故x+2y的最小值為223.
10、同乘方程型
【分析】:根據已知條件兩邊同乘以所求的式子,轉化為一元二次不等式求解。
例10、已知為xy正數,且 ,則 的最大值為
[解析]: ,同乘 得:
所以
又
上式可化為
解得