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均值不等式应用(技巧)
一.均值不等式
1.(1)若,则(2)若,则(当且仅当时取“=”)
2. (1)若,则(2)若,则(当且仅当时取“=”)
(3)若,则(当且仅当时取“=”)
,则(当且仅当时取“=”);若,则(当且仅当时取“=”)
若,则(当且仅当时取“=”)
,则 (当且仅当时取“=”)
若,则 (当且仅当时取“=”)
,则(当且仅当时取“=”)
注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”.
(2)求最值的条件“一正,二定,三取等”
(3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用.
应用一:求最值
例1:求下列函数的值域
(1)y=3x2+ (2)y=x+
解:(1)y=3x2+≥2=∴值域为[,+∞)
(2)当x>0时,y=x+≥2=2;
当x<0时, y=x+= -(- x-)≤-2=-2
∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)
解题技巧:
技巧一:凑项
例1:已知,求函数的最大值。
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解:因,所以首先要“调整”符号,又不是常数,所以对要进行拆、凑项,
,
当且仅当,即时,上式等号成立,故当时,。
评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。
技巧二:凑系数
例1. 当时,求的最大值。
解析:由知,,利用均值不等式求最值,必须和为定值或积为定值,此题为两个式子积的形式,但其和不是定值。注意到为定值,故只需将凑上一个系数即可。
当,即x=2时取等号 当x=2时,的最大值为8。
评注:本题无法直接运用均值不等式求解,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用均值不等式求最大值。
变式:设,求函数的最大值。
解:∵∴∴
当且仅当即时等号成立。
技巧三: 分离
例3. 求的值域。
解析一:本题看似无法运用均值不等式,不妨将分子配方凑出含有(x+1)的项,再将其分离。
当,即时,(当且仅当x=1时取“=”号)。
技巧四:换元
解析二:本题看似无法运用均值不等式,可先换元,令t=x+1,化简原式在分