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基本不等式在处理函数的最值问题时有独到之处,当直接使用基本不等式条件不足时,可应用一些策略使之满足条件,这些策略和归纳为五字诀,即“变”、“拆”、“配”、“添”、“倒”.
一、变
例1 求f(x)=2+log2x+5log2x的最大值(0<x<1).
解:由00,-5log2x>0,则-log2x+(-5log2x)≥2(-log2x)(-5log2x)=25.
f(x)=2+log2x+5log2x=2-(-log2x)+(-5log2x)≤2-25.
当且仅当log2x=5log2x,即x=2-5时,等号成立.
故函数f(x)的最大值是2-25.
评析:再利用基本不等式解题时,特别要注意所涉及项的正负,如果出现负数项,要在每一项前加一个符号.
二、拆
例2 函数y=x2+7x+10x+1(x≠-1)的值.
解:y=x2+7x+10x+1=(x+1)2+5(x+1)+4x+1=(x+1)+4x+1+5
当x+1>0时,即x>-1时,y≥2(x+1)4x+1+5=9,当且仅当x=1时等号成立.
当x+1<0时,即x<-1时,y≤-2(-x-1)4-x-1+5=1,当且仅当x=-3时等号成立.
所以原函数的值域为(-∞,1]∪[9,+∞).
评析:当分子次数高于分母次数时,可先分解分子,再利用基本不等式.
三、配
例3 已知x∈(0,23),求函数y=x(2-3x)的最大值.
解:由x∈(0,23),得2-3x>0.
y=x(2-3x)=13•3x(2-3x)≤13(3x+2-3x2)2=13.
当且仅当3x=2-3x,即x=13时,等号成立.
故x∈(0,23)时,函数y=x(2-3x)的最大值为13.
评析:已知和为定值,求积的最大值,可直接运用基本不等式的变形,即ab≤(a+b2)2.
四、添
例4 已知x>54,求函数y=4x+14x-5的最小值.
解:由x>54,得4x-5>0.
y=4x-5+14x-5+5≥2(4x-5)•14x-5+5=2+5=7,
当且仅当4x-5=14x-5,即x=32时等号成立.
故x>54时,函数y=4x+14x-5的最小值为7.
评析:在创造条件运用基本不等式的策略中,添项是常用的一种变形技巧.
五、倒
例5 求函数y=xx2+4(x>0)的最大值.
解:由x>0,得1y=x2+4x=x+4x≥2x•4x=4.
当且仅当x=4x,即x=2时,等号成立,则0<y≤14.
故函数的最大值为14.
评析:当分母次数高于分子次数时,常可先取倒数,再利用基本不等式.
(作者:解玉贵,江苏省赣榆县海头高级中学)
一、变
例1 求f(x)=2+log2x+5log2x的最大值(0<x<1).
解:由0
f(x)=2+log2x+5log2x=2-(-log2x)+(-5log2x)≤2-25.
当且仅当log2x=5log2x,即x=2-5时,等号成立.
故函数f(x)的最大值是2-25.
评析:再利用基本不等式解题时,特别要注意所涉及项的正负,如果出现负数项,要在每一项前加一个符号.
二、拆
例2 函数y=x2+7x+10x+1(x≠-1)的值.
解:y=x2+7x+10x+1=(x+1)2+5(x+1)+4x+1=(x+1)+4x+1+5
当x+1>0时,即x>-1时,y≥2(x+1)4x+1+5=9,当且仅当x=1时等号成立.
当x+1<0时,即x<-1时,y≤-2(-x-1)4-x-1+5=1,当且仅当x=-3时等号成立.
所以原函数的值域为(-∞,1]∪[9,+∞).
评析:当分子次数高于分母次数时,可先分解分子,再利用基本不等式.
三、配
例3 已知x∈(0,23),求函数y=x(2-3x)的最大值.
解:由x∈(0,23),得2-3x>0.
y=x(2-3x)=13•3x(2-3x)≤13(3x+2-3x2)2=13.
当且仅当3x=2-3x,即x=13时,等号成立.
故x∈(0,23)时,函数y=x(2-3x)的最大值为13.
评析:已知和为定值,求积的最大值,可直接运用基本不等式的变形,即ab≤(a+b2)2.
四、添
例4 已知x>54,求函数y=4x+14x-5的最小值.
解:由x>54,得4x-5>0.
y=4x-5+14x-5+5≥2(4x-5)•14x-5+5=2+5=7,
当且仅当4x-5=14x-5,即x=32时等号成立.
故x>54时,函数y=4x+14x-5的最小值为7.
评析:在创造条件运用基本不等式的策略中,添项是常用的一种变形技巧.
五、倒
例5 求函数y=xx2+4(x>0)的最大值.
解:由x>0,得1y=x2+4x=x+4x≥2x•4x=4.
当且仅当x=4x,即x=2时,等号成立,则0<y≤14.
故函数的最大值为14.
评析:当分母次数高于分子次数时,常可先取倒数,再利用基本不等式.
(作者:解玉贵,江苏省赣榆县海头高级中学)