解:∵x>0,y>0,则5xy=x+3y≥2x·3y, ∴xy≥12
25,当且仅当x=3y时取等号.
xy的最小值为12
25
.
4.若正实数x,y满足2x+y+6=xy,则xy的最小值是________. 答案 18
解析 由x>0,y>0,2x+y+6=xy,得
xy≥22xy+6(当且仅当2x=y时,取“=”), 即(xy)2-22xy-6≥0, ∴(xy-32)·(xy+2)≥0. 又∵xy>0,∴xy≥32,即xy≥18. ∴xy的最小值为18.
例:已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y的最小值是
A.3 B.4 C.911
2 D.2 解析 依题意,得(x+1)(2y+1)=9, ∴(x+1)+(2y+1)≥2?x+1??2y+1?=6,
即x+2y≥4.
当且仅当???x+1=2y+1,????x+2y+2xy=8, 即?x=2,?时等号成立. ?y=1
∴x+2y的最小值是4.
3.若x,y∈(0,+∞),x+2y+xy=30. (1)求xy的取值范围; (2)求x+y的取值范围.
解:由x+2y+xy=30,(2+x)y=30-x, 则2+x≠0,y=30-x
2+x>0,0<x<30.
(1)xy=-x2+30x
x+2
=-x2-2x+32x+64-64x+2 =-x-64
x+2
+32
=-???x+2?+64
x+2??
+34≤18,当且仅当x=6时取等号,
因此xy的取值范围是(0,18]. (2)x+y=x+30-x32
2+x=x+x+2
-1
( )
∴?x=42-2,32
=x+2+-3≥82-3,当且仅当?时,等号成立,又x+y=x+2+
x+2?y=42-1
32
-3<30,因此x+y的取值范围是[82-3,30). x+2
16
例:已知a>b>0,则a2+的最小值是________.
b?a-b?
b+a-b?2a2?解析:∵a>b>0,∴b(a-b)≤
?2?=4,
当且仅当a=2b时等号成立.
161664
∴a2+≥a2+2=a2+2
aab?a-b?
4
64≥2a2·2=16,当且仅当a=22时等号成立.
a
16
∴当a=22,b=2时,a2+取得最小值16.
b?a-b?
y2
8.设x,y,z为正实数,满足x-2y+3z=0,则的最小值是________.
xzx+3z
解析:由已知条件可得y=,
2
22
y2x+9z+6xz所以=
xz4xz
1x9z?++6 =??4?zx1≥?2 4?
x9z?
×+6=3, zx?
y2
当且仅当x=y=3z时,取得最小值3.
xz答案:3
例:已知x>0,y>0,xy=x+2y,若xy≥m-2恒成立,则实数m的最大值是________. 解析:由x>0,y>0,xy=x+2y≥22xy,得xy≥8,于是由m-2≤xy恒成立,得m-2≤8,即m≤10.故m的最大值为10.
1.已知正数x,y满足x+22xy≤λ(x+y)恒成立,则实数λ的最小值为________. x+22xy解析:依题意得x+22xy≤x+(x+2y)=2(x+y),即≤2(当且仅当x=2y时取
x+yx+22xyx+22xy
等号),即的最大值是2;又λ≥,因此有λ≥2,即λ的最小值是2.
x+yx+y
答案:2
2
1.已知关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为
x-a________.
解析:因为x>a,所以2x+
22=2(x-a)++2a≥2x-ax-a2
2?x-a?·+2a=2a+4,
x-a
33
即2a+4≥7,所以a≥,即a的最小值为.
22
3
答案: 2
5.圆x2+y2+2x-4y+1=0关于直线2ax-by+2=0 (a,b∈R)对称,则ab的取值范围是 1-∞,? A.?4??答案 A
解析 由题可知直线2ax-by+2=0过圆心(-1,2),故可得a+b=1,又因ab≤?
2
1
0,? B.??4?
1
-,0? C.??4?
( )
1-∞,? D.?4??
a+b?
?2?
1
= (a=b时取等号). 4
1-∞,?. 故ab的取值范围是?4??
11
a+??b+?的最小值. 典例:(12分)已知a、b均为正实数,且a+b=1,求y=??a??b?易错分析 在求最值时两次使用基本不等式,其中的等号不能同时成立,导致最小值不能取到.
审题视角 (1)求函数最值问题,可以考虑利用基本不等式,但是利用基本不等式,必须保证“正、定、等”,而且还要符合已知条件.(2)可以考虑利用函数的单调性,但要注意变量的取值范围. 规范解答
11
a+??b+? 解 方法一 y=??a??b?1ba1
ab+?+?+?≥?ab+?+2 =?ab??ab??ab??
1?2?1
-3ab?2 =?ab+=4ab+
ab??ab??
a+b?1325?4-?2=.[10分] ≥?24ab·-3×2?2=?
ab???2?4
11125
a+??b+?取最小值,最小值为.[12分] 当且仅当a=b=时,y=??a??b?24
111aba+??b+?=ab+++ 方法二 y=??a??b?abba222
1a+b1?a+b?-2ab
=ab++=ab++ abababab2
=+ab-2.[8分] ab
1a+b?21
0,?. 令t=ab≤?=,即t∈??4??2?4
12
0,?上是单调递减的,[10分] 又f(t)=+t在??4?t
1331
∴当t=时,f(t)min=,此时,a=b=.
442
125
∴当a=b=时,y有最小值.[12分]
24
温馨提醒 (1)这类题目考生总感到比较容易下手.但是解这类题目却又常常出错.(2)利用基本不等式求最值,一定要注意应用条件:即一正、二定、三相等.否则求解时会出现等号成立、条件不具备而出错.(3)本题出错的原因前面已分析,关键是忽略了等号成立的条件. 方法与技巧
1.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,常常用于比较数(式)的大小或证明不等式,解决问题的关键是分析不等式两边的结构特点,选择好利用基本不等式的切入点.
2.恒等变形:为了利用基本不等式,有时对给定的代数式要进行适当变形.比如:
11
(1)当x>2时,x+=(x-2)++2≥2+2=4.
x-2x-2
81
(2)0 3313x+8-3x?216≤?3?2?=3. 失误与防范 1.使用基本不等式求最值,其失误的真正原因是对其前提“一正、二定、三相等”的忽视.要利用基本不等式求最值,这三个条件缺一不可. 2.在运用重要不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足重要不等式中“正”“定”“等”的条件. 3.连续使用公式时取等号的条件很严格,要求同时满足任何一次的字母取值存在且一致. 题型四:利用基本不等式整体换元 例2:若正数 a,b 满足 ab=a+b+3,求 ab 及 a+b 的取值范围. 思维突破:本题主要考查均值不等式在求最值时的运用,并体现了换元法、构造法等重要思想. 自主解答:方法一:由ab=a+b+3≥2ab+3, 即ab-2ab-3≥0. 即(ab-3)(ab+1)≥0. ∵ab≥0,∴ab+1≥1. 故ab-3≥0,∴ab≥9. 当且仅当a=b=3时取等号. 又∵ab≤ a+ba+b?2 ,∴ab=a+b+3≤?2?2?. 当且仅当a=b=3时取等号. 即(a+b)2-4(a+b)-12≥0, (a+b-6)(a+b+2)≥0. ∵a+b+2>0,有a+b-6≥0,即a+b≥6. ∴a+b的取值范围是[6,+∞). a+3 方法二:由ab=a+b+3,则b=. a-14a44 ab=a+=a+4+=a-1++5 a-1a-1a-1≥24 ?a-1?·+5=9, a-1 当且仅当a=b=3时取等号. ∴ab的取值范围是[9,+∞). a+3 由ab=a+b+3,得b=, a-1 a+344 a+b=a+=a+1+=(a-1)++2 a-1a-1a-1≥2(a-1)·+2=6, a-1 4 当且仅当a=b=3时取等号. ∴a+b的取值范围是[6,+∞). 技巧总结:整体思想是分析这类题目的突破口,即a+b与ab分别是统一的整体,把a+b 转换成ab 或把ab 转换成a+b. 11 例3:已知正数a,b满足a+2b=1,则+的最小值是____. ab 11a+2ba+2b试解:+=+ abab2ba =3++≥3+2 ab 2ba ·=3+22. ab 易错点评:多次利用基本不等式解题,没有考虑等号能否同时成立。 在解题过程中先后两次用到了重要不等式,第一次等号成立的条件是“当且仅当 a=2b 时”;11 而第二次等号成立的条件是“当且仅当=时”;这显然不可能同时成立,因此等号取不到. ab12 3.已知x>0,y>0,且2x+y=1,则+的最小值是_________. xy 答案 8 12?12 解析 因为+=(2x+y)??x+y? xy y4xy4x11=4++≥4+2·=8,等号当且仅当y=,x=时成立. xyxy2411 例:已知x>0,y>0,且2x+y=1,则+的最小值为________; xy 解析 ∵x>0,y>0,且2x+y=1, 112x+y2x+y∴+=+ xyxyy2x =3++≥3+22. xy