《均值不等式》均值不等式 - 人教版高考数学复习数学知识点练习 - 读趣百科

《均值不等式》均值不等式

1单选题

设0<a<b,则下列不等式中正确的是(  )

A
a<b<$\sqrt {ab}$<$\frac {ab}{2}$
B
a<$\sqrt {ab}$<$\frac {a+b}{2}$<b
C
a<$\sqrt {ab}$<b<$\frac {a+b}{2}$
D
$\sqrt {ab}$<a<$\frac {a+b}{2}$<b

题目答案

B

答案解析

分析:

令a=1,b=4代入选项中,分别求得 a,$\sqrt {ab}$,$\frac {a+b}{2}$,b的值,进而可比较它们的大小

解答:

解:令a=1,b=4

则 $\sqrt {ab}$=2,$\frac {a+b}{2}$=$\frac {5}{2}$,

∵1<2<$\frac {5}{2}$<4

∴a<$\sqrt {ab}$<$\frac {a+b}{2}$<b.

故选B.

点评:

本题主要考查了不等式的基本性质.对于选择题可以用特值法简便解题过程.

2填空题

已知t>0,则函数y=$\frac {t_-4t+1}{t}$的最小值为

填空题答案仅供参考

题目答案

-2

答案解析

分析:

将函数y=$\frac {t_-4t+1}{t}$变为t+$\frac {1}{t}$-4,用基本不等式求解即可.

解答:

解:y=$\frac {t_-4t+1}{t}$=t+$\frac {1}{t}$-4≥-2(∵t>0),

当且仅当t=1时等号成立,

故y_min=-2.

点评:

考查灵活变形的能力及基本不等式.

3单选题

设a,b,c为正实数,则$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$+abc的最小值是(      )

A
3
B
2$\sqrt {3}$
C
4$\sqrt {2}$
D
$\sqrt {5}$

题目答案

B

答案解析

分析:

先根据平均值不等式证明 $\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$+abc≥$\frac {3}{abc}$+abc,再证 $\frac {3}{abc}$+abc≥2$\sqrt {}$=2$\sqrt {3}$.

解答:

证明:因为a,b,c为正实数,由平均不等式可得 $\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$≥3$\sqrt {}$,

即 $\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$≥$\frac {3}{abc}$,

所以,$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$+abc≥$\frac {3}{abc}$+abc,

而 $\frac {3}{abc}$+abc≥2$\sqrt {}$=2$\sqrt {3}$,

所以,$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$+abc≥2$\sqrt {3}$

点评:

本题考查平均值不等式的应用,n个正数的算术平均数$\frac {a$_1$+a$_2$+…+a_n}{n}$ 大于或等于它们的几何平均数 $\sqrt {}$.

4单选题

下列结论正确的是(  )

A
当x>0且x≠1时,lgx+$\frac {1}{lgx}$≥2
B
当x>0时,$\sqrt {x}$+$\frac {1}{$\sqrt {x}$}$≥2
C
当x≥2时,x+$\frac {1}{x}$的最小值为2
D
当0<x≤2时,x-$\frac {1}{x}$无最大值

题目答案

B

答案解析

分析:

本题中各选项都是利用基本不等式求最值,注意验证一正、二定、三相等条件是否满足即可.

A中不满足“正数”,C中“=”取不到.

解答:

解:A中,当0<x<1时,lgx<0,lgx+$\frac {1}{lgx}$≥2不成立;由基本不等式B正确;

C中“=”取不到;D中x-$\frac {1}{x}$在0<x≤2时单调递增,当x=2时取最大值.

故选B

点评:

本题主要考查利用基本不等式求最值的三个条件:一正、二定、三相等,在解题中要牢记.

5单选题

下列各式中,最小值等于2的是(  )

A
$\frac {x}{y}$+$\frac {y}{x}$
B
$\frac {x+5}{$\sqrt {}$}$
C
tanθ+$\frac {1}{tanθ}$
D
2_+2_

题目答案

D

答案解析

分析:

A不正确,例如 x,y的符号相反时;

B不正确,由于 $\frac {x+5}{$\sqrt {}$}$=$\frac {(x+4)+1}{$\sqrt {}$}$=$\sqrt {}$+$\frac {1}{$\sqrt {}$}$≥2,但等号不可能成立;

C不正确,当tanθ<0时,它的最小值显然不是2;

D正确,因为 2_+2_=2_+$\frac {1}{2}$≥2,当且仅当x=0时,等号成立.

解答:

解:A不正确,例如 x,y的符号相反时,式子的最小值不可能等于2.

B不正确,∵$\frac {x+5}{$\sqrt {}$}$=$\frac {(x+4)+1}{$\sqrt {}$}$=$\sqrt {}$+$\frac {1}{$\sqrt {}$}$≥2,但等号不可能成立,故最小值不是2.

C不正确,当tanθ<0时,它的最小值显然不是2.

D正确,∵2_+2_=2_+$\frac {1}{2}$≥2,当且仅当 x=0时,等号成立,

故选D.

点评:

本题考查基本不等式的应用,通过给变量取特殊值,举反例来说明某个命题不正确,是一种简单有效的方法.

6单选题

已知2a>c,2b>c且a+b-c=1,则(2a-c)(2b-c)的最大值为(  )

A
1
B
2
C
3
D
4

题目答案

A

答案解析

分析:

依题意,利用基本不等式(2a-c)(2b-c)≤($\frac {2a-c+2b-c}{2}$)_即可求得答案.

解答:

解:∵2a>c,2b>c,a+b-c=1,

∴2a-c>0,2b-c>0,

∴(2a-c)(2b-c)≤($\frac {2a-c+2b-c}{2}$)_=($\frac {2}{2}$)_=1,

故选A.

点评:

本题考查基本不等式,考查分析与灵活应用的能力,属于中档题.

7单选题

若a,b,c均为正实数,则三个数a+$\frac {1}{b}$,b+$\frac {1}{c}$,c+$\frac {1}{a}$(  )

A
都不大于2
B
都不小于2
C
至少有一个不大于2
D
至少有一个不小于2

题目答案

D

答案解析

分析:

根据基本不等式,利用反证法思想,可以确定a+$\frac {1}{b}$,b+$\frac {1}{a}$,c+$\frac {1}{a}$至少有一个不小于2,从而可以得结论.

解答:

解:由题意,∵a,b均为正实数,

∴a+$\frac {1}{b}$+b+$\frac {1}{a}$+c+$\frac {1}{a}$≥6

当且仅当a=b=c时,取“=”号

若a+$\frac {1}{b}$<2,b+$\frac {1}{a}$<2,c+$\frac {1}{a}$<2,则结论不成立,

∴a+$\frac {1}{b}$,b+$\frac {1}{a}$,c+$\frac {1}{a}$至少有一个不小于2

∴a+$\frac {1}{b}$,b+$\frac {1}{a}$,c+$\frac {1}{a}$至少有一个不小于2

故选D.

点评:

本题的考点是不等式的大小比较,考查基本不等式的运用,考查了反证法思想,难度不大

8单选题

(1)$\frac {b}{a}$+$\frac {a}{b}$≥2成立当且仅当a,b均为正数.

(2)y=2x+$\frac {3}{x}$,(x>0)的最小值是3$\sqrt {4}$.

(3)y=x(a-2x)_,(0<x<$\frac {a}{2}$)的最大值是$\frac {2a}{27}$.

(4)|a+$\frac {1}{a}$|≥2成立当且仅当a≠0.

以上命题是真命题的是(       )

A
(1)(2)(4)
B
(1)(2)
C
(3)(4)
D
(2)(3)(4)

题目答案

C

答案解析

分析:

由于当a,b均为负数时,不等式仍成立,故(1)不正确;

(2)不正确,因为利用基本不等式求得函数的最小值等于3$\sqrt {}$.

(3)正确,由基本不等式可求得函数的最大值是$\frac {2a}{27}$.

(4)正确 )|a+$\frac {1}{a}$|≥2成立当且仅当|a|+$\frac {1}{|a|}$≥2,当且仅当 a≠0.

解答:

解:(1)不正确,因为当a,b均为负数时,不等式仍成立.

(2)不正确,因为 当x>0时,y=2x_ +$\frac {3}{x}$=2x_ +$\frac {3}{2x}$+$\frac {3}{2x}$≥3$\sqrt {}$,故函数的最小值等于3$\sqrt {}$.

(3)正确,∵y = x(a-2x)_ = $\frac {4x(a-2x)(a-2x)}{4}$≤$\frac {1}{4}$ ($\frac {4x+(a-2x)+(a-2x)}{3}$)_=$\frac {1}{4}$•$\frac {8a}{27}$=$\frac {2a}{27}$,

(4)|a+$\frac {1}{a}$|≥2成立当且仅当|a|+$\frac {1}{|a|}$≥2,当且仅当 a≠0,故(4)正确.

故答案为C.

点评:

本题考查基本不等式在最值中的应用,要注意使用条件以及检验等号能否成立.

9单选题

已知x,y,z均为正数,$\frac {1}{x}$+$\frac {1}{y}$+$\frac {1}{z}$=1,则$\frac {x}{yz}$+$\frac {y}{xz}$+$\frac {z}{xy}$的最小值是(  )

A
1
B
3
C
3$\sqrt {3}$
D
3$\sqrt {3}$

题目答案

A

答案解析

分析:

由x,y,z均为正数,$\frac {1}{x}$+$\frac {1}{y}$+$\frac {1}{z}$=1,可知,$\frac {xy+xz+zy}{xyz}$=1①,$\frac {x}{yz}$+$\frac {y}{xz}$+$\frac {z}{xy}$=$\frac {x+y+z}{xyz}$,利用基本不等式结合①可得结论.

解答:

解:∵x,y,z均为正数,$\frac {1}{x}$+$\frac {1}{y}$+$\frac {1}{z}$=1,

∴$\frac {xy+xz+zy}{xyz}$=1①,

∴xyz=xy+xz+yz(x,y,z均为正数);

又$\frac {x}{yz}$+$\frac {y}{xz}$+$\frac {z}{xy}$=$\frac {x+y+z}{xyz}$

=$\frac {$\frac {1}{2}$( x+y) +$\frac {1}{2}$( x+z)+$\frac {1}{2}$(y+z)}{xyz}$

≥$\frac {xy+xz+zy}{xyz}$=1(当且仅当x=y=z=3时取“=”).

故选A.

点评:

本题考查均值不等式的应用,将条件转化为$\frac {xy+xz+zy}{xyz}$=1,即xyz=xy+xz+yz(x,y,z均为正数)是应用不等式的关键,属于中档题.

10单选题

设二次函数f(x)=ax-4x+c(x∈R)的值域为[0,+∞),则$\frac {1}{c}$+$\frac {9}{a}$的最小值为(  )

A
3
B
$\frac {9}{2}$
C
5
D
7

题目答案

A

答案解析

分析:

先判断a、c是正数,且ac=4,把所求的式子变形使用基本不等式求最小值.

解答:

解:由题意知,a>0,△=1-4ac=0,∴ac=4,c>0,

则$\frac {1}{c}$+$\frac {9}{a}$≥2×$\sqrt {}$=3,当且仅当$\frac {1}{c}$=$\frac {9}{a}$时取等号,

则$\frac {1}{c}$+$\frac {9}{a}$的最小值是 3.

故选A.

点评:

本题考查函数的值域及基本不等式的应用,求解的关键就是拆项,属于基础题.

11单选题

若a>0,b>0且a+b=4,则下列不等式恒成立的是(  )

A
$\frac {1}{ab}$>$\frac {1}{2}$
B
$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$≤1
C
$\sqrt {ab}$≥2
D
a_+b_≥8

题目答案

D

答案解析

分析:

利用不等式的基本性质和基本不等式的性质即可判断出答案.

解答:

解:∵a>0,b>0,且a+b=4,∴4=a+b≥2$\sqrt {ab}$,∴$\sqrt {ab}$≤2,即ab≤4.

A.∵ab≤4,∴$\frac {1}{ab}$≥$\frac {1}{4}$,故A不恒成立;

B.∵ab≤4=a+b,∴$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$≥1,故B不恒成立;

C.∵$\sqrt {ab}$≤2,∴C不恒成立;

D.∵a_+b_≥$\frac {(a+b)}{2}$=$\frac {4}{2}$=8.∴D恒成立.

故选D.

点评:

熟练掌握不等式的基本性质和基本不等式的性质是解题的关键.

12单选题

在下列函数中,最小值是2$\sqrt {2}$的是(  )

A
y=2lgx+$\frac {1}{lgx}$(x>0)
B
y=sinx+$\frac {2}{sinx}$,x∈(0,π)
C
y=$\frac {x+5}{$\sqrt {}$}$
D
y=e_+2e_

题目答案

D

答案解析

分析:

利用基本不等式的性质即可判断出,注意使用法则“一正、二定、三相等”.

解答:

解:A.当0<x<1时,lgx<0,此时y<0,最小值不是2$\sqrt {2}$;

B.∵x∈(0,π),∴0<sinx≤1,∴y=sinx+$\frac {2}{sinx}$≥2$\sqrt {2}$,但是等号不成立,因此最小值不是2$\sqrt {2}$;

C.y=$\sqrt {}$+$\frac {2}{$\sqrt {}$}$≥2$\sqrt {2}$,但是等号不成立,因此最小值不是2$\sqrt {2}$;

D.y=e_+2e_≥2$\sqrt {}$=2$\sqrt {2}$,当且仅当e_=$\sqrt {2}$,即x=$\frac {1}{2}$ln2时取等号.

故选:D.

点评:

本题考查了基本不等式的性质,注意使用法则“一正二定三相等”,属于基础题.

13单选题

若a,b,c∈R_,且a+b+c=1,则$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$+$\sqrt {c}$的最大值是(      )

A
1
B
2
C
$\sqrt {2}$
D
$\sqrt {3}$

题目答案

D

答案解析

分析:

将$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$+$\sqrt {c}$两边平方,利用基本不等式,即可求得结论.

解答:

解:∵($\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$+$\sqrt {c}$)_=a+b+c+2($\sqrt {ab}$+$\sqrt {bc}$+$\sqrt {ca}$)…(3分)

≤1+2($\frac {a+b}{2}$+$\frac {b+c}{2}$+$\frac {c+a}{2}$)=1+2(a+b+c)=3.…(6分)

∴$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$+$\sqrt {c}$≤$\sqrt {3}$,当且仅当a=b=c=$\frac {1}{3}$时取“=”号.…(8分)

∴a=b=c=$\frac {1}{3}$时,$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$+$\sqrt {c}$的最大值为$\sqrt {3}$,所以选D.…(10分)

点评:

本题考查最值问题,考查基本不等式的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

14填空题

若a、b、c为实数,且a+b+c=1,则a_+b_+c_的最小值为

填空题答案仅供参考

题目答案

$\frac {1}{3}$

答案解析

分析:

把条件 a+b+c=1平方,再利用基本不等式求得a_+b_+c_的最小值.

解答:

解:∵a+b+c=1,平方可得 a_+b_+c_+2ab+2bc+2ac=1,

再根据 a_+b_≥2ab,a_+c_≥2ac,b_+c_≥2bc,

可得 1≤3(a_+b_+c_),当且仅当a=b=c=$\frac {1}{3}$时,取等号.

∴a_+b_+c_的最小值为$\frac {1}{3}$,

故答案为:$\frac {1}{3}$.

点评:

本题主要考查基本不等式的应用,属于中档题.

15单选题

a>0,b>0,A是a,b的等差中项,G是a,b的正的等比中项,A,G大小关系是(  )

A
A≥G
B
A≤G
C
A=G
D
A,G大小不能确定

题目答案

A

答案解析

分析:

由等差中项和等比中项的概念把A和G用含有a,b的代数式表示,然后利用基本不等式比较大小.

解答:

解:∵a>0,b>0,且A是a,b的等差中项,G是a,b的正的等比中项,

∴A=$\frac {a+b}{2}$,G=$\sqrt {ab}$.

由基本不等式可得:A=$\frac {a+b}{2}$≥$\sqrt {ab}$=G.

故选:A.

点评:

本题考查了等差数列和等比数列的性质,考查了等差中项和等比中项的概念,训练了利用基本不等式进行实数的大小比较,是基础题.

16单选题

若a>b>0,则下列不等式成立的是(  )

A
a>b>$\frac {a+b}{2}$>$\sqrt {ab}$
B
a>$\sqrt {ab}$>$\frac {a+b}{2}$>b
C
a>$\frac {a+b}{2}$>b>$\sqrt {ab}$
D
a>$\frac {a+b}{2}$>$\sqrt {ab}$>b

题目答案

D

答案解析

分析:

利用不等式的性质、基本不等式的性质即可得出.

解答:

解:∵a>b>0,

∴a>$\frac {a+b}{2}$>$\sqrt {ab}$>b,

故选:D.

点评:

本题考查了不等式的性质、基本不等式的性质,属于基础题.

17单选题

若a、b、c、d、x、y 是正实数,且P=$\sqrt {ab}$+$\sqrt {cd}$,Q=$\sqrt {ax+cy}$•$\sqrt {}$,则(  )

A
P=Q
B
P_=Q
C
P≥Q
D
Q≥P

题目答案

D

答案解析

分析:

平方作差,利用基本不等式的性质即可得出.

解答:

解:∵a、b、c、d、x、y 是正实数,

∴Q_-P_=ab+cd+($\frac {bcy}{x}$+$\frac {adx}{y}$)-(ab+cd+2$\sqrt {abcd}$)

=($\frac {bcy}{x}$+$\frac {adx}{y}$)-2$\sqrt {abcd}$

≥2$\sqrt {abcd}$-2$\sqrt {abcd}$=0,

∴Q≥P,选D.

点评:

本题考查了基本不等式的性质、作差法,属于中档题.

18单选题

已知a,b∈R,且ab≠0,则在下列四个不等式中,不恒成立的是(  )

A
$\frac {a_+b}{2}$≥ab
B
$\frac {b}{a}$+$\frac {a}{b}$≥2
C
ab≤($\frac {a+b}{2}$)_
D
($\frac {a+b}{2}$)_≤$\frac {a_+b}{2}$

题目答案

B

答案解析

分析:

A.∀a,b∈R,a_+b_≥2ab;

B.ab<0时不成立;

C.由(a+b)_≥4ab,可得($\frac {a+b}{2}$)_≥ab;

D.由a_+b_≥2ab,可得2(a_+b_)≥(a+b)_,($\frac {a_+b}{2}$)_≥$\frac {a_+b}{2}$.

解答:

解:A.∀a,b∈R,a_+b_≥2ab,因此正确;

B.ab<0时不成立;

C.(a-b)_≥0,可得(a+b)_≥4ab,∴($\frac {a+b}{2}$)_≥ab,成立;

D.∵a_+b_≥2ab,∴2(a_+b_)≥(a+b)_,∴($\frac {a_+b}{2}$)_≥$\frac {a_+b}{2}$.

故选:B.

点评:

本题考查了重要不等式与基本不等式的应用,考查了变形的能力,属于基础题.

19单选题

a,b为不相等的正数,x=$\frac {$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$}{$\sqrt {2}$}$,y=$\sqrt {a+b}$,则x,y的大小关系是(  )

A
x>y
B
y≥x
C
y>x
D
x,y大小关系不定

题目答案

C

答案解析

分析:

基于式子的特点,考虑比较其平方的大小,而 x_=$\frac {a+b+2$\sqrt {ab}$}{2}$,y_=a+b=$\frac {a+b+a+b}{2}$结合基本不等式 $\frac {a+b}{2}$≥$\sqrt {ab}$(当且仅当a=b时取等号)及a,b都为正可进行比较

解答:

解 x_=$\frac {a+b+2$\sqrt {ab}$}{2}$,y_=a+b=$\frac {a+b+a+b}{2}$

∵a+b>2$\sqrt {ab}$(a≠b)

∴x_<y_

∵x>0,y>0∴x<y

故选C.

点评:

本题主要考查了基本不等式 $\frac {a+b}{2}$≥$\sqrt {ab}$在比较代数式的大小中的应用,是对基本公式的考查.属于基础试题

20单选题

已知a,b∈R_且a≠b,x=$\frac {$\sqrt {a}$+$\sqrt {b}$}{2}$,y=$\sqrt {a+b,}$则x,y的大小关系是(  )

A
x<y
B
x>y
C
x=y
D
视a,b的值而定

题目答案

A

答案解析

分析:

平方作差即可比较出大小.

解答:

解:∵a,b∈R_且a≠b,

∴y,x>0.

∴y-x_=a+b-$\frac {a+b+2$\sqrt {ab}$}{4}$=$\frac {2a+2b+($\sqrt {a}$-$\sqrt {b}$)}{4}$>0,

∴y>x.

故选:A.

点评:

本题考查了利用“平方作差法”比较两个数的大小,属于基础题.

21单选题

已知a,b,c为正数,且a≠b,若x=$\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$,y=$\frac {1}{$\sqrt {ab}$}$+$\frac {1}{$\sqrt {bc}$}$+$\frac {1}{$\sqrt {ca}$}$,则x与y的大小关系是(  )

A
x>y
B
x<y
C
x-y
D
随a,b,c的取值而变化

题目答案

A

答案解析

分析:

令$\frac {1}{$\sqrt {a}$}$=m,$\frac {1}{$\sqrt {b}$}$=n,$\frac {1}{$\sqrt {c}$}$=p,然后根据a_+b_≥2ab即可作出解答.

解答:

解:令$\frac {1}{$\sqrt {a}$}$=m,$\frac {1}{$\sqrt {b}$}$=n,$\frac {1}{$\sqrt {c}$}$=p 那么2x=2m_+2n_+2p_≥2mn+2np+2mp=2y,

只有当a=b=c时取得等号,

而由题意得a≠b,

∴x>y.

故选A.

点评:

本题考查了二次根式的混合运算及不等式的性质,有一定的难度,在解答本题时注意通过假设将原式变形.

22填空题

已知a,b,c为正实数,则(a+b+c)($\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$)的最小值是

填空题答案仅供参考

题目答案

9

答案解析

分析:

利用三元均值不等式即可求解.

解答:

(a+b+c)($\frac {1}{a}$+$\frac {1}{b}$+$\frac {1}{c}$)≥3$\sqrt {abc}$▪3$\sqrt {}$=9;

当且仅当a=b=c的时候等号成立;

 故答案是9.

点评:

本题考查三元均值不等式,注意取等条件,简单题.

23填空题

已知a,b,c为正实数,则a+b+$\frac {1}{ab}$的最小值是

填空题答案仅供参考

题目答案

3

答案解析

分析:

利用三元均值不等式即可求解.

解答:

a+b+$\frac {1}{ab}$)≥3$\sqrt {}$=3;

当且仅当a=b=1的时候等号成立;

 故答案是3.

点评:

本题考查三元均值不等式,注意取等条件,简单题.