A.5,5
5
B.10,2
C.10,5 D.10,10
解析 ∵x>0,y>0,∴x+4y+5=xy≥24xy+5, 即xy-4xy-5≥0,可求xy≥25.
5
当且仅当x=4y时取等号,即x=10,y=2. 答案 B
探究提高 在使用基本不等式求最值时一定要检验等号能否取到,有时也需进行常值代换. [微题型2] 带有约束条件的基本不等式问题
1?1?2
【例1-2】 (2015·四川卷)如果函数f(x)=2(m-2)x+(n-8)x+1(m≥0,n≥0)在区间?2,2?上
??单调递减,那么mn的最大值为( ) A.16
B.18
C.25
81
D.2 n-8
解析 令f′(x)=(m-2)x+n-8=0,∴x=-,
m-2当m>2时,对称轴x0=-
n-8
, m-2
n-8
由题意,-≥2,∴2m+n≤12,
m-22m+n
∵2mn≤2≤6,
∴mn≤18,由2m+n=12且2m=n知m=3,n=6, 当m<2时,抛物线开口向下, n-81
由题意-≤,即2n+m≤18,
m-222n+m81
∵2mn≤2≤9,∴mn≤2, 由2n+m=18且2n=m,
得m=9(舍去),∴mn最大值为18,选B. 答案 B
探究提高 在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.
【训练1】 (1)(2015·广州模拟)若正实数x,y满足x+y+1=xy,则x+2y的最小值是( ) A.3
B.5
C.7
D.8
(2)已知关于x的不等式2x+A.1
2
≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为( ) x-a35B. C.2 D. 22
x+1
, x-1
解析 (1)由x+y+1=xy,得y=又y>0,x>0,∴x>1.
2?x+1?1+∴x+2y=x+2×=x+2×? x-1?x-1??44
=x+2+=3+(x-1)+≥3+4=7,
x-1x-1当且仅当x=3时取“=”. (2)∵x∈(a,+∞),∴x-a>0, 22
∴2x+=2(x-a)++2a≥2·
x-ax-a3由题意可知4+2a≥7,得a≥2, 3
则实数a的最小值为2,故选B. 答案 (1)C (2)B
热点二 含参不等式恒成立问题
[微题型1] 运用分离变量解决恒成立问题
4
【例2-1】 关于x的不等式x+x-1-a2+2a>0对x∈(0,+∞)恒成立,则实数a的取值范围为________.
44
解析 设f(x)=x+x,因为x>0,所以f(x)=x+x≥2
44x·x=4.又关于x的不等式x+x-1-
2
2(x-a)·+2a=4+2a,
x-a
a2+2a>0对x∈(0,+∞)恒成立,所以a2-2a+1<4,解得-1<a<3,所以实数a的取值范围为(-1,3). 答案 (-1,3)
探究提高 一是转化关,即通过分离参数法,先转化为f(a)≥g(x)(或f(a)≤g(x))对?x∈D恒成立,再转化为f(a)≥g(x)max(或f(a)≤g(x)min);
二是求最值关,即求函数g(x)在区间D上的最大值(或最小值)问题. [微题型2] 构造函数(主辅元转换)解决恒成立问题
【例2-2】 已知f(t)=log2t,t∈[2,8],对于f(t)值域内的所有实数m,不等式 x2+mx+4>2m+4x恒成立,求x的取值范围.
?1?
解 易知f(t)∈?2,3?,由题意,令g(m)=(x-2)m+x2-4x+4=(x-2)m+(x-2)2>0对
??
?1?
?m∈?2,3?恒成立.
??1???g???>0,所以只需??2?即可,
??g(3)>01??(x-2)+(x-2)2>0,
即?2??3(x-2)+(x-2)2>0
x>2或x<-1.
故x的取值范围是(-∞,-1)∪(2,+∞).
探究提高 主、辅元互换可以实现对问题的有效转化,由繁到简,应用这种方法的过程中关键还是把握恒成立的本质,巧用转化思想,灵活处理,从而顺利解决问题. 【训练2】 (1)(2015·合肥模拟)已知a>0,b>0,若不等式最大值为( ) A.4
B.16
C.9
D.3
m31
-a-b≤0恒成立,则m的3a+b
(2)若不等式x2-ax+1≥0对于一切a∈[-2,2]恒成立,则x的取值范围是________. 解析 (1)因为a>0,b>0,所以由恒成立. 3b3a因为a+b≥2
3b3a
a·b=6,
m313b3a?31?-a-b≤0恒成立得m≤?a+b?(3a+b)=10+a+b
??3a+b
3b3a
当且仅当a=b时等号成立,所以10+a+b≥16, 所以m≤16,即m的最大值为16,故选B. (2)因为a∈[-2,2],可把原式看作关于a的函数, 即g(a)=-xa+x2+1≥0,
2
?g(-2)=x+2x+1≥0,
由题意可知?解之得x∈R. 2
?g(2)=x-2x+1≥0,
答案 (1)B (2)R
热点三 简单的线性规划问题
[微题型1] 已知约束条件,求目标函数最值
?x+y-7≤0,
【例3-1】 设x,y满足约束条件?x-3y+1≤0,则z=2x-y的最大值为(
?3x-y-5≥0,
A.10
B.8
C.3
D.2
解析 画出可行域如图所示,由z=2x-y,得y=2x-z,欲求z的最大值,可将直线y=2x向下平移,当经过区域内的点,且满足在y轴上的截距-z最小时,即得z的最大值,如图,可知当过点A时z最大, ?x+y-7=0,?x=5,由?得? x-3y+1=0,y=2,??即A(5,2),则zmax=2×5-2=8. 答案 B
)
探究提高 线性规划的实质是把代数问题几何化,即数形结合的思想.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界上取得.
[微题型2] 已知最值求参数问题
?x-y≥0,【例3-2】 (2015·山东卷)已知x,y满足约束条件?x+y≤2,若z=ax+y的最大值为4,则
?y≥0,
a=( ) A.3
B.2
C.-2
D.-3
解析 不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.易知A(2,0),由?x-y=0,?得B(1,1). ?x+y=2,
由z=ax+y,得y=-ax+z.
∴当a=-2或a=-3时,z=ax+y在O(0,0)处取得最大值,最大值为zmax=0,不满足题意,排除C,D选项;当a=2或3时,z=ax+y在A(2,0)处取得最大值,∴2a=4,∴a=2,排除A,故选B. 答案 B
探究提高 对于线性规划中的参数问题,需注意:
(1)当最值是已知时,目标函数中的参数往往与直线斜率有关,解题时应充分利用斜率这一特
征加以转化.
(2)当目标函数与最值都是已知,且约束条件中含有参数时,因为平面区域是变动的,所以要抓住目标函数及最值已知这一突破口,先确定最优解,然后变动参数范围,使得这样的最优解在该区域内即可.
[微题型3] 非线性规划问题
?3?
【例3-3】 已知动点P(x,y)在过点?-2,-2?且与圆M:(x-1)2+(y+2)2=5相切的两条直
??线和x-y+1=0所围成的区域内,则z=|x+2y-3|的最小值为( ) 5
A.5
B.1
C.5
D.5
解析 由题意知,圆M:(x-1)2+(y+2)2=5的圆心坐标为(1,-2). 3?3??3?
过点?-2,-2?的直线方程可设为y=k?x+2?-2,即kx-y+2k-2=0.
????
3??
?k×1+2+2k-2???3
因为直线kx-y+2k-2=0和圆M相切,所以=5,解得k=±2,所以两
1+k2条切线方程分别为l1:2x-y+1=0,l2:2x+y+5=0.由直线l1,l2和x-y+1=0所围成的区域如图所示. z=|x+2y-3|=
5|x+2y-3|
的几何意义为可行域内的点到直线x+5
2y-3=0的距离的5倍.由图知,可行域内
的点B到直线x+2y-3=0的距离最小,则zmin=|0+ 2×1-3|=1,故选B. 答案 B
探究提高 线性规划求最值问题要明确目标函数的几何意义:(1)目标函数为一次函数,几何意义可等价为横、纵截距,平移直线即可求出最值;(2)目标函数为二次函数,可等价距离的平方,但要注意求距离最值时,若利用垂线段,需考虑垂足是否在可行域内,所以此时更要注意数形结合的重要性;(3)目标函数为一次函数绝对值,可构造点到直线的距离,但莫忘等价变形(即莫忘除以系数);(4)目标函数为一次分式,可等价直线的斜率.
?x-y≤0,
【训练3】 若x,y满足条件?x+y≥0,且z=2x+3y的最大值是5,则实数a的值为________.
?y≤a,
解析 画出满足条件的可行域如图阴影部分所示,则当直线z
=2x+3y