浅析用基本不等式求函数最值

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  基本不等式:
  在使用基本不等式时,要注意把握四个方面,即“一正,二定,三相等,四同时”。一正即各项都是正实数;二定即和为定值或积为定值;三相等即等号能否取得到,若取不到,可以利用“对勾函数“的单调性解题;四同时即多次使用基本不等式,等号要同时成立。
  一、利用基本不等式求最值要注意条件的验证
  若 时,满足不等式条件,可以直接利用基本不等式求最值;若 时,需要先轉化成 ,才能利用基本不等式求最值。
  例1 若 ,求函数 的值域.
  解:因为 ,所以 ,则 ,因为
  所以 ,当且仅当 时,即 时, .故函数 的值域为 .
  二、通过代数变换配凑成使用基本不等式的形式
  通常会出现“二次比一次”,“一次比二次”,“二次比二次”这三种类型.(1)对于“二次比一次”和“一次比二次”的类型,基本思路都是对一次函数整体换元,求出新的变量的范围,转化为对勾函数;(2)对于“二次比二次”的类型,一般先分离常数,然后转化成一次比二次的类型,再来求解。.
  例2 已知 ,求 的最小值.
  解:令 ,则 ,代回原式可得 ,
  由 和对勾函数的性质可知,当 时,此时 , .
  三、“1”的变换或正常数a的变换
  利用题目中的条件“1”或正常数a代换成给定的代数式,然后将需求解的函数乘以该代数式,化成可以使用基本不等的形式。
  例3 已知 ,且 ,求 的最小值.
  解:因为 , ,所以
  ,當且仅当 ,即 时, .
  四、在求二元函数最值中应用转化思想和方程消元思想
  例4 若实数 ,满足 ,求 的最小值。由等量关系可知,只要将需要求解的部分 之外的部分 利用不等式转化为所求形式,然后解不等式即可。
  解法一(基本不等式):由 ,当且仅当 时取等号.令 ,则 ,整理得 ,解得 或 (舍去),即 ,此时, =3.
  解法二(判别式法):令 ,则 ,代入原式得, ,整理得:
  , ,解得 或 (舍去), ,解得 =3满足题意,即 .
  五、灵活选择和运用基本不等式的变式
  要灵活选择和运用基本不等式,主要在于能观察出所求式子与题目中给的条件的联系,运用基本不等式灵活建立两者之间的联系。
  例5 设 , ,求 的最大值.
  解:因为 , ,所以
  ,当且仅当, 时等号成立,解得 ,
  故 .
  纵观上述求函数最值五种类型,在使用基本不等式时,一定都要把握住四个方面,即“一正,二定,三相等,四同时”。这四个方面缺一不可,若忽略了某个条件的检验,都有可能会出现。.
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