基本不等式的运用问题?

高三数学题

基本不等式这是我们一般说的基本不等式:对非负实数 ,有等号成立当且仅当 .事实上,这个不等式来自于即再令其中 是非负实数.等号成立条件也即 ,即 .基本不等式链从上面的不等式,我们可以得到其他的不等式,如:对正实数 ,有其中,我们已经证明了 .接下来完成剩下的证明:证明:我们先证明:.要证 只需证 即证 即证 即证 显然成立,且等号成立当且仅当 .再证明:要证 只需证 由 知道 成立且 等号成立当且仅当 ,即 .注: 称作 的调和平均值 称作 的几何平均值 称作 的算术平均值 称作 的平方平均值上面的不等式链可简记为“调几算方”.基本不等式的应用一般地,基本不等式用于处理最值的求解及其相关的证明。这里我们按照所给条件的类型来讨论。和式条件这里指和为定值的条件,例如正实数 满足 或 或 .事实上,这三个条件可以说是完全一致,因为:对 做换元 就得到 .例1. 已知正实数 满足 ,则 的最小值为________.解析: 方法一:由基本不等式链得故等号成立当且仅当 .故答案为4.方法二(化齐次): 将 乘以 ,即等号成立当且仅当 ,即 .这时候其实有一些问题:如果不能直接用基本不等式链或者 怎么办?这个例题我们解决这两个问题:例2. 已知正实数 满足 ,则 的最小值为________.解析:这里就不能直接用不等式链了,考虑化齐次,为此,将 右边改写为 , 即 于是等号成立当且仅当 即 .另外,化齐次不只可以通过乘法,还可以通过直接代换 . 比如下面这个例子:例3. 已知正实数 满足 ,则 的最小值为________.直接乘 在这里不是很行了,因为这时候需要处理的是 ,而这个式子不齐次,并不好直接处理.那为什么会产生这个不齐次的部分?容易想到,是因为 中的 导致产生了一些问题,再准确点,就是 导致的.因为 是齐次的,不需要再进行齐次化的处理.所以,我们这次避开这个部分,只对剩下的部分化齐次.等号成立当且仅当 ,即 .积式条件这里指积为定值的条件,例如正实数 满足 或 ,其中 .例4. 已知正实数 满足 ,则 的最小值________.解析:等号成立当且仅当 .例5. 已知正实数 满足 ,则 的最小值________.解析:这个题目第一次见的话看起来会比较怪异,当然,我们可以把 用 表达,即于是等号成立当且仅当 ,即 故答案为 .另解:实际上,求 最小值,一般是 为定值的情况,但这里显然 不是定值, 其实这里是 为定值.这时候就体现了熟悉因式分解的优势. ,

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