基本不等式的10种题型解法分析

作者: 严慧健 王妍辉

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基本不等式可以作为不等式论的基本定理,它成为 支撑其他许多非常重要结果的基石,同时也是解决许多最值问题的有力工具。近几年高考题中也经常出现利用基本不等式解题的题目,富有趣味性和挑战性,为国家选拔人才起了一定的作用。在生活实践中,为了解决一些最优问题,经常会用到基本不等式,从而简化程序,达到选择最佳方案解决问题。下面我们来介绍十种常见的解题方法:

01、直接法

【分析】:设a>0,b>0,则a,b的算术平均数为a+b2,几何平均数为ab,基本不等式可叙述为:a+b2 ab,即两个正数的算术平均数不小于几何平均数。

例题1、若a、b都是整数,则 的最小值为。

[解析]原式= ,当且仅当 时,即b=2a时,取“=”

02、配凑法

【分析】:加上一个数或减去一个数使和(积)为定值,然后利用基本不等式求解;

1、通过凑项、拆项、变系数等方式凑成和为定值或积为定值的形式;

2、注意验证取得的条件。

例2、设0<x<32,则函数y=4x(3-2x)的最大值为( )

A.94B.4  C.92D.9

[解析] y=4x(3-2x)=2·2x·(3-2x)≤2·(2x+3-2x2)2=92.

当且仅当2x=3-2x,即x=34时取等号,∴当x=34时,ymax=92.

03、乘“1”法

【分析】:乘“1”法是指凑出1,利用乘“1”后值不变的性质,通过变形后达到运用不等式的条件,即积为定值。

主要解决形如“x+y=t,求 得最值”问题,先将 转化为 ,再利用基本不等式求最值。

例3、已知a>0,b>0,且a+b=2,则2a+12b的最小值是( )

A.1  B.2  C.94D.92

[解析]: 因为a>0,b>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,当且仅当a=43,b=23时,等号成立.

04、其他代换

【分析】:通过“1”的代换,把求解的目标化为可以利用基本不等式来求最值的式子,达到解题目的。

例4、已知实数x>0,y>0,且满足x+y=1,则   的最小值为

[解析]: = =2+ ≥2+2 =2+2 ,当且仅当 时,即x= y=2- 时,取“=”

05、同除法

【分析】:两边同除以一个式子,再利用乘“1”法通过变形后达到运用基本不等式来解题。

例5、已知a>0,b>0,且a+2b=3ab,则ab的最小值

[解析]:左右两边同除以ab,得

所以

当且仅当 , 即 时,取“=”

06、和积互消

【分析】:和利用一次基本不等式,从而出现平方,再利用一元二次不等式达到解题目的。

例6:已知x、y都是正数,且满足x+2y+xy=30,则xy的最大值为

[解析]:因为 ,所以 ,

令 则

即 ,因为t>0,所以 所以

当xy=18时,又x=2y,所以x=6,y=3

因此当x=6,y=3时,xy取最大值18.

07、构造分母

【分析】:根据所求式子的结构特点,利用待定系数法把已知用所求式子的分母表示,在进行字母代换来简化,再利用基本不等式解题。

例7、已知正实数x、y满足4x+3y=4,则 的最小值为

[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

=

当且仅当 时,取“=”

08、分离分子型

【分析】:根据分子及分母的特点,对分子进行变形,从而出现积为定值,最后利用基本不等式解题。

例8、若4x>y>0,则 的最小值为

[解析]:原式

当且仅当3y=4x时取“=”

09、消元法

【分析】:当所求最值的代数式中的变量计较多事,通常利用已知条件消除部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”,再利用基本不等式解题。

例9、若正数x,y满足x2+6xy-1=0,则x+2y的最

小值是____________.

[解析]: 因为正数x,y满足x2+6xy-1=0,所以y=1-x26x.由x>0,y>0,即x>0,1-x26x>0,解得0<x<1.所以x+2y=x+1-x23x=2x3+13x≥22x3·13x=223,当且仅当2x3=13x,即x=22,y=212时取等号.故x+2y的最小值为223.

10、同乘方程型

【分析】:根据已知条件两边同乘以所求的式子,转化为一元二次不等式求解。

例10、已知为xy正数,且 ,则 的最大值为

[解析]: ,同乘 得:

所以

上式可化为

解得