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高中數學不等式知識點及技巧

不等式是高中數學的重要知識點,也是比較令人頭疼的考點。這篇文章梳理以下基本知識點和常用解題技巧。不等式主要有3類:

(1)均值不等式

(2)柯西不等式

(3)權方和不等式

均值不等式是基礎,柯西不等式是進階,權方和不等式是昇華。這篇文章先從基本的

均值不等式

講起。

一、均值不等式的基本形式

以上不等式,當且僅當a = b時取等號。第三個不等式鏈條從左到右依次是調和平均數≤幾何平均數≤算數平均數≤平方平均數。

上述不等式均可以向多維變數進行擴充套件。

不等式應用時要注意

七字真言

:一“正”、二“定”、三“相等”,即變數是正數,和或積為定值時才能取等號。

二、均值不等式解題技巧

配湊法,透過配項或調係數,達到定和或定積的條件,進而運用均值不等式

例1 求函式

的最小值。

分析:函式是和的形式,但積不是定值,需要配湊。

解:

當且僅當

,即

時取等號。所以y的最小值是

習題1:若函式

()(答案:3)

習題2:已知

,求

的最小值。(答案:8)

⭐習題3:求

的最大值。(答案:

2。分裂法,通等式變形構造出均值不等式的應用條件。

例2 設x>-1,求函式

的最小值。

解:由x+1>0可得

當且僅當

,即x=1時取等號,所以y的最小值為9。

習題4:已知

,求

的最大值。(答案:-4)

習題5:已知

,求

的最小值。(答案:3/2)

3。妙用常數

例3 已知

,求x+y的最小值。

解:

當且僅當

時取等號,所以x+y的最小值為

例4 已知正數

解:

當且僅當

,即

時取等號。

在配用常數時,一定要注意

化齊次

,看下面這個例題。

例5 已知正實數

此處直接乘(x+y)是做不下去的,會出現非齊次項。事實上,原式中x/y已經是其次項,處理中避開該項即可。易求得答案

習題6:已知

(答案:

習題7:已知

(答案:

習題8:已知正數

(答案:36)

4。待定係數法,難以直接確定配湊項的,可以用待定係數法確定拼湊項

例6 已知實數

,求x+y的最小值。

解:設

,求得

利用常數易求最小值為

5。消元法

例7 已知正實數

解:由

可得

,所以

習題9:已知正實數

(答案:25)

6。同時出現x+y和xy,求哪個則保留哪個

例8 已知正實數

解:

,當且僅當x=y時取等號。

,則

同理,求xy的最值時保留xy

,,當且僅當x=y時取等號。

習題10:已知正實數

(答案:

7。齊次化法

在前面妙用常數法的時候講到要注意齊次問題,實際上對於已經齊次的式子,可以設法降次處理。

例9 若不等式

對滿足

恆成立,求實數c的最大值。

解:由題意知

恆成立,右側是齊次式,設

=

當且僅當

時取等號。

因此c的最大值為

習題11:已知

(答案:

習題12:若

(答案:

8。關於輪換對稱式

例10 已知正實數

分析:容易發現關於a,b,c的不等式是輪換對稱式,等號成立的條件是a=b=c=1/3。因此應拼湊

證:

三式相加即可得證。

例11 已知正實數a,b,c,求證

分析:易知輪換對稱式在a=b=c時取等號,此時有

,應構造

使得

取等號,求得

證:

,同理

三式相加即可得證,當且僅當a=b=c時取等號。

最後,看一道2022年數學高考真題。

【2022 全國卷】已知a,b,c均為正實數,

,證明:

(1)

(2)若

,求證

標準答案採用柯西不等式,其實使用均值不等式也可以做。

證明:(1)

當且僅當a=b=2c時取等號。

∵a,b,c是正數,∴

(2)若b=2c,

,當且僅當a=b=2c時取等號。

三、總結

1。牢記均值不等式的前提條件:一正、二定、三相等,在多個不等號串聯的情形下尤其要主義取等條件。

2。需要掌握一定的變形技巧,創造條件應用不等式。

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