格物学 第二章 一元二次函数、方程和不等式2.2 基本不等式

基本不等式的综合应用-2.2 基本不等式知识点月考进阶单选题自测题解析-山东省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-06-06
基本不等式的综合应用-2.2 基本不等式知识点月考进阶单选题自测题解析-山东省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['充分不必要条件', '基本不等式的综合应用', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%“$${{a}{=}{2}}$$”是“$$\forall x > 0, ~ x+\frac{1} {x} \geq a$$”的(

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

2、['基本不等式的综合应用', '对数的运算性质']

正确率60.0%设$$a=\operatorname{l o g}_{2} 3, b=\operatorname{l o g}_{2} {\frac{4} {3}}$$​,则$$\frac{a+b} {2}, a b, \frac b a$$​的大小关系为(

C

A.$$a b > \frac{a+b} {2} > \frac{b} {a}$$​

B.$$\frac{a+b} {2} > \frac{b} {a} > a b$$​

C.$${\frac{a+b} {2}} > a b > {\frac{b} {a}}$$​

D.$$a b > \frac b a > \frac{a+b} 2$$​

3、['基本不等式的综合应用', '有理数指数幂的运算性质']

正确率60.0%已知$$a, \, \, b \in R$$,且$$2 a-3 b+6=0$$,则$$4^{a}+\frac{1} {8^{b}}$$的最小值为(

D

A.$${{1}{2}{8}}$$

B.$$\frac{1} {3 2}$$

C.$${{1}{6}}$$

D.$$\frac{1} {4}$$

4、['基本不等式的综合应用', '向量坐标与向量的数量积', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率19.999999999999996%已知圆$${{O}}$$为$$R t \triangle A B C$$的内切圆,$$A C=3, \, \, \, B C=4, \, \, \, \angle C=9 0^{\circ}$$,过圆心$${{O}}$$的直线$${{l}}$$交圆$${{O}}$$于$${{P}{,}{Q}}$$两点,则$$\overrightarrow{B P} \cdot\overrightarrow{C Q}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-7, 1 )$$

B..$$[ 0, 1 ]$$

C.$$[-7, 0 ]$$

D.$$[-7, 1 ]$$

5、['基本不等式的综合应用']

正确率60.0%下列不等式中恒成立的个数是(
$$( 1 ) a+\frac{1} {a} \geq2$$;$$( 2 ) (-a )+\left(-\frac{1} {a} \right) \leqslant-2$$;
$$( 3 ) a^{2}+\frac{1} {a^{2}} \geq2$$;$$( 4 ) (-a )^{2}+\left(-\frac{1} {a} \right)^{2} \leqslant-2$$.

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['基本不等式的综合应用', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%若正实数$${{a}{,}{b}}$$满足$$\frac{1} {a+1}+\frac{1} {b+2}=\frac{1} {4},$$则$$a b+a+b$$的最小值为($${)}$$.

A

A.$$2 7+1 6 \sqrt{3}$$

B.$${{8}{\sqrt {3}}}$$

C.$$1 5+4 \sqrt{3}$$

D.$$1 9+1 6 \sqrt{3}$$

7、['基本不等式的综合应用', '对数的运算性质']

正确率60.0%已知正数$${{x}{,}{y}}$$满足$$\operatorname{l o g}_{2} ~ ( x+y+3 ) ~=\operatorname{l o g}_{2} x+\operatorname{l o g}_{2} y+1$$,则$${{x}{+}{y}}$$的取值范围是(

C

A.$$[ 6, ~+\infty)$$

B.$$( \ 0, \ \ 6 ]$$

C.$$[ 1+\sqrt{7}, ~+\infty)$$

D.$$( 0, ~ 1+\sqrt{7} ]$$

8、['基本不等式的综合应用', '基本不等式链']

正确率40.0%已知$${{a}}$$,$${{b}}$$为互不相等的正实数,则下列四个数中最大的数是(

B

A.$$\frac{2} {a+b}$$

B.$$\frac1 a+\frac1 b$$

C.$$\frac{2} {\sqrt{a b}}$$

D.$$\sqrt{\frac{2} {a^{2}+b^{2}}}$$

9、['基本不等式的综合应用', '利用基本不等式证明不等式']

正确率60.0%若$$a > b > 0$$,则下列不等式成立的是(

B

A.$$a > b > \frac{a+b} 2 > \sqrt{a b}$$

B.$$a > \frac{a+b} {2} > \sqrt{a b} > b$$

C.$$a > \frac{a+b} {2} > b > \sqrt{a b}$$

D.$$a > \sqrt{a b} > \frac{a+b} {2} > b$$

10、['基本不等式的综合应用']

正确率40.0%设$$a > b > c$$,$${{n}{∈}{{N}^{∗}}}$$,且$$\frac1 {a-b}+\frac1 {b-c} \geqslant\frac n {a-c}$$恒成立,则$${{n}}$$的最大值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

1、首先分析不等式 $$x + \frac{1}{x} \geq a$$ 对所有 $$x > 0$$ 成立的最小 $$a$$ 值。由均值不等式,$$x + \frac{1}{x} \geq 2$$,当且仅当 $$x = 1$$ 时取等。因此,$$a \leq 2$$ 时不等式恒成立。题目中给出 $$a = 2$$ 是充分条件,但不是必要条件(因为 $$a$$ 可以更小)。故选 **A**。

2、计算 $$a = \log_2 3$$,$$b = \log_2 \frac{4}{3}$$,则:

$$a + b = \log_2 3 + \log_2 \frac{4}{3} = \log_2 4 = 2$$,故 $$\frac{a+b}{2} = 1$$。

$$ab = \log_2 3 \cdot \log_2 \frac{4}{3} \approx 1.585 \times 0.415 \approx 0.658$$。

$$\frac{b}{a} = \frac{\log_2 \frac{4}{3}}{\log_2 3} \approx \frac{0.415}{1.585} \approx 0.262$$。

因此,$$\frac{a+b}{2} > ab > \frac{b}{a}$$,选 **C**。

3、由 $$2a - 3b + 6 = 0$$ 得 $$b = \frac{2a + 6}{3}$$。将 $$4^a + \frac{1}{8^b}$$ 表示为 $$4^a + 8^{-b} = 2^{2a} + 2^{-3b}$$。代入 $$b$$ 得 $$2^{2a} + 2^{-2a - 6}$$。设 $$t = 2^{2a}$$,则表达式为 $$t + \frac{1}{64t}$$。由均值不等式,$$t + \frac{1}{64t} \geq 2 \sqrt{\frac{t}{64t}} = \frac{1}{4}$$,当且仅当 $$t = \frac{1}{8}$$ 时取等。故选 **D**。

4、建立坐标系,设 $$C(0,0)$$,$$A(3,0)$$,$$B(0,4)$$。内切圆半径 $$r = \frac{3 + 4 - 5}{2} = 1$$,圆心 $$O(1,1)$$。直线 $$l$$ 过 $$O$$,参数方程为 $$x = 1 + t \cos \theta$$,$$y = 1 + t \sin \theta$$。圆方程为 $$(x-1)^2 + (y-1)^2 = 1$$,代入得 $$t = \pm 1$$,故 $$P$$ 和 $$Q$$ 的坐标为 $$(1 \pm \cos \theta, 1 \pm \sin \theta)$$。

计算 $$\overrightarrow{BP} \cdot \overrightarrow{CQ} = (1 \pm \cos \theta)(1 \mp \cos \theta) + (-3 \pm \sin \theta)(1 \mp \sin \theta) = 1 - \cos^2 \theta - 3 + 3 \sin \theta \mp \sin \theta \pm \sin^2 \theta$$。由于对称性,结果为 $$-2 - \cos^2 \theta + \sin^2 \theta + 2 \sin \theta = -2 \cos 2\theta + 2 \sin \theta - 2$$。其取值范围为 $$[-7, 1]$$,选 **D**。

5、分析不等式:

(1) $$a + \frac{1}{a} \geq 2$$ 当 $$a > 0$$ 时成立;

(2) $$-a - \frac{1}{a} \leq -2$$ 当 $$a > 0$$ 时成立;

(3) $$a^2 + \frac{1}{a^2} \geq 2$$ 对所有 $$a \neq 0$$ 成立;

(4) $$(-a)^2 + \left(-\frac{1}{a}\right)^2 = a^2 + \frac{1}{a^2} \geq 2$$,原式错误。

因此,(1)(2)(3) 正确,选 **C**。

6、设 $$x = a + 1$$,$$y = b + 2$$,则 $$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{4}$$,且 $$x > 1$$,$$y > 2$$。由调和均值不等式,$$\frac{2}{\frac{1}{x} + \frac{1}{y}} \leq \frac{x + y}{2}$$,即 $$8 \leq \frac{x + y}{2}$$,故 $$x + y \geq 16$$。目标式为 $$(x-1)(y-2) + (x-1) + (y-2) = xy - 2$$。由约束条件,$$y = \frac{4x}{x - 4}$$,代入得 $$xy - 2 = \frac{4x^2}{x - 4} - 2$$。求导得极小值为 $$27 + 16 \sqrt{3}$$,选 **A**。

7、由题意得 $$x + y + 3 = 2xy$$。设 $$s = x + y$$,$$p = xy$$,则 $$s + 3 = 2p$$。由均值不等式,$$p \leq \frac{s^2}{4}$$,代入得 $$s + 3 \leq \frac{s^2}{2}$$,解得 $$s \geq 6$$ 或 $$s \leq -1$$(舍去)。故 $$x + y \in [6, +\infty)$$,选 **A**。

8、比较四个选项:

由调和平均数 ≤ 几何平均数 ≤ 算术平均数 ≤ 平方平均数,对于不等的正数 $$a, b$$:

$$\frac{2}{a + b} < \frac{2}{\sqrt{ab}} < \frac{1}{a} + \frac{1}{b}$$,且 $$\sqrt{\frac{2}{a^2 + b^2}}$$ 最小。因此 $$\frac{1}{a} + \frac{1}{b}$$ 最大,选 **B**。

9、由 $$a > b > 0$$,根据均值不等式,$$a > \frac{a + b}{2} > \sqrt{ab} > b$$,选 **B**。

10、设 $$a - b = x$$,$$b - c = y$$,则 $$a - c = x + y$$。不等式化为 $$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} \geq \frac{n}{x + y}$$。由调和均值不等式,$$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} \geq \frac{4}{x + y}$$,故 $$n \leq 4$$,最大值为 **C**。

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