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第1講——不等式(3大難點)難點1:基本不等式(1)——配湊均值不等式在高考數(shù)學(xué)中,我們經(jīng)常會遇到求兩個數(shù)的積的最大值,對于這類題我們需要構(gòu)造不等式,利用基本不等式來求解,即【例題】(多選)已知,,且,則下列不等式一定成立的有A.C.B.D.【答案】ABD【解析】由題意,對于選項A,我們發(fā)現(xiàn)要求的是從和的乘積的范圍,而題目中所給的是和,因此我們考慮配湊一個.∵,,且,∴,化簡得出的不等式,而我們知道,即可得出的范圍.∴,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,A正確;對于選項B,我們知道,而我們要求的是和的和的取值范圍,我們發(fā)現(xiàn)條件是兩個數(shù)字的和,讓我們求的也是兩個數(shù)字的和,不能使用均值不等式,那該怎么辦呢?對于題目條件是兩個數(shù)字和的形式,我們可以借助題目條件進行換元,我們把其中一個字母用另一個字母來表示,進而利用等式和,求出和的和的取值范圍.∵,∴,∴,B正確;對于選項C,我們要求和用含的式子表達,得出只含的表達式,即可求出和的和的取值范圍.∵,∴,C錯誤;對于選項D,我們要求的范圍,分母不是單獨的和和分別設(shè)為和,將求的范圍轉(zhuǎn)化為求的范圍,將已知等式化為.而所求的是分母中含有和,已知等式中含有和,因此我們?yōu)榱讼シ帜钢械暮涂紤]用乘法,而由于等式和是3,因此用乘法時需要乘.設(shè),∴,∴,這樣,分子和分母中都包含了和,相乘即可消掉,而基本不等式既可以轉(zhuǎn)化成兩數(shù)相乘,還可以求范圍,因此我們考慮用基本不等式,即可求出的范圍.∴,當(dāng)且僅當(dāng)時,∵,∴當(dāng)時,等號成立,D正確.故選:ABD.【總結(jié)】在求解不等式問題的時候,我們需要注意以下幾點:(1)換元法一般是將分母的式子設(shè)成兩個新的未知量,然后將已知的等式化為兩個未知數(shù)的等量關(guān)系,進而利用“1”的性質(zhì)求解;(2)如果給出了一個含有等式,并且所求范圍的式子中含有分母項,且分母中含有,就可以利用“1”的性質(zhì),使用不等式來進行計算.【變式訓(xùn)練1】(多選)已知正實數(shù)滿足,則下列說法正確的是A.B.C.D.【答案】ACD【解析】對于,利用基本不等式,將代入,得,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,故A正確;對于B,,當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍柍闪?,故B錯誤;對于C,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,故C正確;對于D,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,故D正確;故選:ACD【變式訓(xùn)練2】已知,則的最大值為.【答案】【解析】由題意,,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,∴的最大值為.故答案為:.難點2:基本不等式(1)——兩個復(fù)雜分式求和的最小值在高考數(shù)學(xué)中,我們經(jīng)常會遇到兩個復(fù)雜分式求和的最小值,對于這類題我們需要通過乘以“1”的形式進行轉(zhuǎn)化,而乘以的對象一般是兩個分母的加和相關(guān)的形式,進而構(gòu)造不等式,利用基本不等式來求解,即【例1】已知實數(shù)滿足且,則的最小值為.【答案】【解析】由題意,題目給的是和范圍,我們要求的是的最小值,即是求的范圍,我們在上一道題中發(fā)現(xiàn),對于這種分式的加和,我們一般是通過乘以“1”的形式進行轉(zhuǎn)化,而乘以的對象一般是兩個分母的加和相關(guān)的形式,因此我們需要先求的范圍.∵,∴,即,和難點1一樣,我們將和分別看成一個整體,已知的等式中含有和,我們要求的式子分母中含有和,若消去分母則需用乘法,而基本不等式既可以轉(zhuǎn)化成兩數(shù)相乘,還可以求范圍,因此我們考慮用基本不等式,即可求出的范圍.∴,∵,∴,∴,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,∴,故答案為:.【總結(jié)】在求解不等式問題的時候,我們需要注意以下幾點:(1)求和的最小值的時候,往往考慮正用基本不等式;(2)如果給出了一個含有等式,并且所求范圍的式子中含有分母項,且分母中含有,就可以利用“1”的性質(zhì),使用不等式來進行計算.【變式訓(xùn)練】若,且,則的最小值為.【答案】【解析】由題意,∵∴,,∴,∴,即,∴當(dāng)且僅當(dāng),即,解得時取等號,∴難點3:三個及以上正數(shù)的算術(shù)——幾何平均不等式在高考數(shù)學(xué)中,我們遇到的不等式證明題往往是兩個數(shù)以上的,對于兩個數(shù)以上的這類不等式證明,如何配湊是解決此類問題的難點。對于此類問題,我們常常用推導(dǎo)的基本不等式,即幾何平均不等式來求解,我們有如下定理。定理如果,那么當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。這個不等式可以表述為:三個正數(shù)的算術(shù)平均不小于它們的幾何平均。事實上,基本不等式可以推廣到一般的情形:對于個正數(shù),它們的算術(shù)平均不小于它們的幾何平均,即當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。【例題】已知為正數(shù),且滿足.證明:(1);(2).【答案】(1)證明見解析;(2)證明見解析.【解析】(1)第一步:對于3個數(shù)的和,左邊是加法,右邊卻是三個數(shù)相乘的形式。那么如何從加法變成乘法呢?在我們所學(xué)過的知識中,只有基本不等式是將加法和乘法聯(lián)系起來的,而基本不等式是兩個數(shù)相加,這里是三個數(shù),因此我們想到用推導(dǎo)的基本不等式(幾何平均不等式)求范圍∵(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號)∴,解得:(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號)我們得出是三個數(shù)的乘積,而題目中所給的是三個數(shù)兩兩相乘后的相加,而三個數(shù)相乘后恰好含有三個數(shù)兩兩相乘,又是左邊加法右邊乘積的形式,繼續(xù)使用推導(dǎo)的基本不等式(幾何平均不等式).第二步:將三個乘積看成是三個數(shù)相加,繼續(xù)使用幾何平均不等式?!咔摇啵ó?dāng)且僅當(dāng)時取等號)(2)我們發(fā)現(xiàn)給出的等式中右邊是,要證明的不等式右邊是3,我們想到可能是左邊的分母的原因消掉了,如果要消掉,就需要每個分母中至少含有其中兩個.第一步:分別兩兩利用基本不等求出范圍,并相加.∵(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號),(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號),(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號),∴∴,第二步:我們得出每個分母含有其中兩個數(shù)字后,通分即可得到分子是包含項的,利用三個乘積的倒數(shù)和為1,即可證明不等式.∵,∴(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號)【總結(jié)】使用幾何平均不等式的時候,不同公式的選取取決于我們的“目的”(1)如果在含有的式子中想構(gòu)造多項乘積,就可以直接使用集合平均不
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