2020-2021学年高一数学上册课时同步练:均值不等式的应用

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2020-2021学年高一数学上册课时同步练:均值不等式的应用

第二单元 等式与不等式 第 15 课 均值不等式的应用 一、基础巩固 1.若 a>1,则 a+ 1 a-1的最小值是( ) A.2 B.a C.2 a a-1 D.3 【答案】D 【解析】∵a>1,∴a-1>0,∴a+ 1 a-1=a-1+ 1 a-1+1≥2 a-1· 1 a-1+1=3. 2.已知 x<0,则 y=x+1 x-2 有( ) A.最大值为 0 B.最小值为 0 C.最大值为-4 D.最小值为-4 【答案】C 【解析】∵x<0,∴y=-   -x+ 1 -x -2≤-2-2=-4,当且仅当-x= 1 -x,即 x=-1 时取等号. 3.设 x>0,则 y=3-3x-1 x的最大值是( ) A.3 B.-3 2 C.3-2 3 D.-1 【答案】C 【解析】∵x>0,∴y=3- 3x+1 x ≤3-2 3x·1 x=3-2 3.当且仅当 3x=1 x,且 x>0,即 x= 3 3 时,等 号成立. 4.若 x>0,y>0,且1 x+4 y=1,则 x+y 的最小值是( ) A.3 B.6 C.9 D.12 【答案】C 【解析】x+y=(x+y)· 1 x+4 y =1+y x+4x y +4 =5+y x+4x y ≥5+2 y x·4x y =5+4=9. 当且仅当    1 x+4 y=1, y x=4x y , 即   x=3, y=6 时等号成立,故 x+y 的最小值为 9. 5. 若关于 x 的不等式 2 162 abxxba   对任意的 0 , 0ab恒成立,则实数 x 的取值范围是( ) A. { 2 0 }xx   B. {20}xxx  或 C.{ 4 2}xx   D. {42}xxx  或 【答案】C 【解析】因为 0 , 0ab,所以 1616 28abab baba (当且仅当 4a b 时等号成立),所以由题 意,得 2 28xx,解得 42x   ,故选 C. 6. 若 0 , 0xy,则 112 2xyxy 的最小值是( ) A. 32 B. 42 C.4 D.2 【答案】A 【解析】 111122 222 223 222xyxyxyxy ,当且仅当 22,22xy时等号成立. 7. 某工厂第一年产量为 A ,第二年增长率为 (0)aa ,第三年的增长率为 (0)bb ,这两年的平均增长率 为 x ,则( ) A. 2 abx  B. 2 abx  C. 2 abx  D. 2 abx  【答案】B 【解析】 这两年的平均增长率为 2,(1)(1)(1)xAxAab , 22(1)(1)(1)xab , 111(1 )(1 )1 22 aba bxab        , 2 abx  ,当且仅当11ab ,即 ab 时取等号. 8. 已知 ,,abc均为正实数,求证:  2 2 2 2 2 2 2a b b c c a a b c        . 【答案】见解析 【解析】∵ 222a b ab ,当且仅当 ab 时等号成立, ∴    2222222abaabbab , ∴   2 22 2 abab  , ∴ 22 2 abab  ,① 同理 22 2 bcbc  ,② 22 2 caca  .③ ①+②+③,得  222222 222 2 2 abcabbccaabc  ,当且仅当 abc的时等号成立. 二、拓展提升 9. 若实数 ,ab满足 0ab  ,则 2214abab的最小值为( ) A. 8 B.6 C.4 D.2 【答案】C 【解析】实数 ,ab满足 0ab  ,则 2211444abab abab ,当且仅当 2ab 且 1 2ab  时等号成立.故 选 C. 10. 设 0,1,ab若 2ab,则 41 1ab  的最小值为______. 【答案】9 【解析】因为 ,且 , 10b ∴ 且 ( 1) 1ab   , 4 1 4 1( )[ ( 1)]11aba b a b    ∴ 4( 1) 4( 1)5 5 2 911 bbaa a b a b        , 当且仅当 4(1) 1 b a ab    时取等号, 结合 (1)1ab 可解得 2 3a  且 4 3b  , 故所求最小值为 9 故答案为:9 11. 若实数 x,y 满足 x2+y2+xy=1,则 x+y 的最大值是________. 【答案】2 3 3 【解析】x2+y2+xy=(x+y)2-xy=1,∴(x+y)2=xy+1≤   x+y 2 2+1.∴3 4(x+y)2≤1. 12. 在下面等号右侧两个分数的分母方块处,各填上一个正整数,并且使这两个正整数的和最小,1= 1 □+9 □,试求这两个数. 【答案】见解析 【解析】设1 a+9 b=1,a,b∈N*, ∴a+b=(a+b)·1=(a+b) 1 a+9 b =1+9+b a+9a b ≥10+2 b a·9a b =10+2×3=16, 当且仅当b a=9a b ,即 b=3a 时等号成立. 又1 a+9 b=1,∴1 a+ 9 3a=1,∴a=4,b=12. 这两个数分别是 4,12.
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