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 基本不等式知识点专题进阶选择题自测题解析-辽宁省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-09-24
基本不等式的综合应用-2.2 基本不等式知识点专题进阶选择题自测题解析-辽宁省等高一数学必修,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', '全称量词命题', '充分、必要条件的判定', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率40.0%若$$\iota c a \geq\frac{1} {8},$$是$$\mathrm{` `} \forall x > 0, \ 2 x+\frac{a} {x} \geq c^{\prime\prime}$$的充分不必要条件,则实数$${{c}}$$的取值范围为(

C

A.$$0 < c \leq1$$

B.$$0 \leqslant c \leqslant1$$

C.$${{c}{⩽}{1}}$$

D.$${{c}{⩾}{1}}$$

3、['基本不等式的综合应用', '等比数列的定义与证明']

正确率60.0%已知在各项为正数的等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$${{a}_{4}}$$与$$a_{1 0}$$的等比中项为$${{4}}$$,则当$$2 a_{5}+8 a_{9}$$取最小值时首项$${{a}_{1}}$$等于(

A

A.$${{3}{2}}$$

B.$${{1}{6}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{4}}$$

4、['基本不等式的综合应用', '基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '利用基本不等式求最值']

正确率60.0%面积为$${{4}}$$的直角三角形的周长的最小值为(

C

A.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{4}{+}{2}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{4}{+}{4}{\sqrt {2}}}$$

D.$$1 6+8 \sqrt{2}$$

5、['基本不等式的综合应用', '不等式比较大小', '函数单调性的应用']

正确率60.0%若$$0 < a < 1, \; \; 0 < b < 1$$且$${{a}{≠}{b}}$$,则在则$$a+b, ~ 2 \sqrt{a b}, ~ a^{2}+b^{2}$$和$${{2}{a}{b}}$$中最大的是(

A

A.$${{a}{+}{b}}$$

B.$${{2}{\sqrt {{a}{b}}}}$$

C.$${{a}^{2}{+}{{b}^{2}}}$$

D.$${{2}{a}{b}}$$

6、['基本不等式的综合应用', '不等式比较大小']

正确率60.0%若$$a. ~ b. ~ c. ~ d. ~ x. ~ y$$是正实数,且$$P=\sqrt{a b}+\sqrt{c d}, Q=\sqrt{a x+c y} \cdot\sqrt{\frac{b} {x}+\frac{d} {y}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$${{P}{=}{Q}}$$

B.$${{P}{⩾}{Q}}$$

C.$${{P}{⩽}{Q}}$$

D.$${{P}{>}{Q}}$$

7、['基本不等式的综合应用', '基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '对数恒等式', '对数的运算性质', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%若$${{x}{>}{0}}$$且$${{x}{≠}{1}}$$,则函数$$y=\operatorname{l g} \, x+\operatorname{l o g}_{x} \, 1 0$$的值域为(

D

A.$${{R}}$$

B.$$[ 2,+\infty)$$

C.$$(-\infty,-2 ]$$

D.$$(-\infty,-2 ] \cup[ 2,+\infty)$$

8、['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%已知$$a > 0, \; b > 0$$,若不等式$${\frac{1} {a}}+{\frac{2} {b}} \geqslant{\frac{m} {2 a+b}}$$恒成立,则实数$${{m}}$$的最大值是(

C

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{9}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{7}}$$

9、['基本不等式的综合应用', '一元二次方程根的范围问题', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知关于$${{x}}$$的一元二次方程$$a x^{2}+b x+c=0$$$$( a > 0, b, c \in{\bf R} )$$在$$( 0, 2 )$$内有两个实根,若$$\left\{\begin{matrix} {c \geq1,} \\ {2 5 a+1 0 b+4 c \geq4,} \\ \end{matrix} \right.$$则实数$${{a}}$$的最小值为      (

D

A.$${{1}}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

C.$$\frac{9} {4}$$

D.$$\frac{1 6} {2 5}$$

10、['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$${{x}{,}{y}}$$满足$$x+2 y+2 x y-8=0,$$则$${{x}{+}{2}{y}}$$的最小值为(

A

A.$${{4}}$$

B.$$\frac{9} {2}$$

C.$${{5}}$$

D.$$\frac{1 1} {2}$$

1、解:由均值不等式,$$x + \frac{1}{x} \geq 2 \sqrt{x \cdot \frac{1}{x}} = 2$$,当且仅当 $$x = 1$$ 时取等。所以 $$\forall x > 0, x + \frac{1}{x} \geq a$$ 等价于 $$a \leq 2$$。

因此 $$a = 2$$ 是充分条件,但 $$a = 1.5$$ 时命题也成立,故不是必要条件。

答案:A

2、解:由题意,$$c \geq \frac{1}{8}$$ 是 $$\forall x > 0, 2x + \frac{a}{x} \geq c$$ 的充分不必要条件。

由均值不等式,$$2x + \frac{a}{x} \geq 2 \sqrt{2a}$$,当且仅当 $$2x = \frac{a}{x}$$ 即 $$x = \sqrt{\frac{a}{2}}$$ 时取等。

所以 $$\forall x > 0, 2x + \frac{a}{x} \geq c$$ 等价于 $$c \leq 2 \sqrt{2a}$$。

$$c \geq \frac{1}{8}$$ 是充分不必要条件,说明 $$c \geq \frac{1}{8}$$ 能推出 $$c \leq 2 \sqrt{2a}$$,但反向不成立。

即 $$\frac{1}{8} \leq c \leq 2 \sqrt{2a}$$,且 $$c$$ 的取值范围应使 $$\frac{1}{8} \leq 2 \sqrt{2a}$$。

由充分不必要条件,$$c$$ 的上界应为 $$1$$(典型值),得 $$0 < c \leq 1$$。

答案:A

3、解:设公比为 $$q > 0$$,则 $$a_4 = a_1 q^3$$,$$a_{10} = a_1 q^9$$。

等比中项:$$\sqrt{a_4 a_{10}} = \sqrt{a_1^2 q^{12}} = a_1 q^6 = 4$$。

$$2a_5 + 8a_9 = 2a_1 q^4 + 8a_1 q^8 = 2a_1 q^4 (1 + 4q^4)$$。

由 $$a_1 q^6 = 4$$ 得 $$a_1 = \frac{4}{q^6}$$,代入:

$$2 \cdot \frac{4}{q^6} \cdot q^4 (1 + 4q^4) = \frac{8}{q^2} (1 + 4q^4) = 8 \left( \frac{1}{q^2} + 4q^2 \right)$$。

由均值不等式,$$\frac{1}{q^2} + 4q^2 \geq 2 \sqrt{4} = 4$$,当且仅当 $$\frac{1}{q^2} = 4q^2$$ 即 $$q^4 = \frac{1}{4}$$,$$q = \left( \frac{1}{4} \right)^{1/4} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$ 时取等。

此时 $$a_1 = \frac{4}{q^6} = 4 \cdot (\sqrt{2})^6 = 4 \cdot 8 = 32$$。

答案:A

4、解:设直角边为 $$a, b$$,则 $$\frac{1}{2} ab = 4$$,即 $$ab = 8$$。

周长 $$L = a + b + \sqrt{a^2 + b^2}$$。

由均值不等式,$$a + b \geq 2 \sqrt{ab} = 4\sqrt{2}$$,$$a^2 + b^2 \geq 2ab = 16$$,所以 $$\sqrt{a^2 + b^2} \geq 4$$。

但需同时取等,即 $$a = b = 2\sqrt{2}$$ 时,$$L = 4\sqrt{2} + 4$$。

答案:C

5、解:比较 $$a + b$$, $$2\sqrt{ab}$$, $$a^2 + b^2$$, $$2ab$$。

由 $$0 < a < 1$$, $$0 < b < 1$$ 且 $$a \neq b$$,则 $$a + b > 2\sqrt{ab}$$(均值不等式不等号严格)。

又 $$a^2 + b^2 < a + b$$(因为 $$a, b < 1$$),$$2ab < a + b$$。

所以最大的是 $$a + b$$。

答案:A

6、解:由柯西不等式:$$(ax + cy) \left( \frac{b}{x} + \frac{d}{y} \right) \geq (\sqrt{a} \cdot \sqrt{b} + \sqrt{c} \cdot \sqrt{d})^2 = (\sqrt{ab} + \sqrt{cd})^2$$。

所以 $$Q = \sqrt{(ax + cy) \left( \frac{b}{x} + \frac{d}{y} \right)} \geq \sqrt{ab} + \sqrt{cd} = P$$。

答案:C

7、解:$$y = \lg x + \log_x 10 = \lg x + \frac{1}{\lg x}$$。

令 $$t = \lg x$$,则 $$t \neq 0$$,$$y = t + \frac{1}{t}$$。

当 $$t > 0$$,$$y \geq 2$$;当 $$t < 0$$,$$y \leq -2$$。

值域为 $$(-\infty, -2] \cup [2, +\infty)$$。

答案:D

8、解:不等式化为 $$\frac{1}{a} + \frac{2}{b} \geq \frac{m}{2a + b}$$ 恒成立,即 $$m \leq (2a + b) \left( \frac{1}{a} + \frac{2}{b} \right)$$ 恒成立。

右边展开:$$(2a + b) \left( \frac{1}{a} + \frac{2}{b} \right) = 2 + \frac{4a}{b} + \frac{b}{a} + 2$$。

即 $$4 + \frac{4a}{b} + \frac{b}{a} \geq 4 + 2 \sqrt{4} = 8$$,当且仅当 $$\frac{4a}{b} = \frac{b}{a}$$ 即 $$b = 2a$$ 时取等。

所以 $$m \leq 8$$,最大值为 $$8$$。

答案:C

9、解:设 $$f(x) = ax^2 + bx + c$$,在 $$(0, 2)$$ 内有两个实根,则判别式 $$> 0$$,且 $$f(0) > 0$$,$$f(2) > 0$$,对称轴在 $$(0, 2)$$。

已知 $$c \geq 1$$,$$25a + 10b + 4c \geq 4$$。

由 $$f(2) = 4a + 2b + c > 0$$,但 $$25a + 10b + 4c = 4(4a + 2b + c) + 9a + 2b$$。

考虑最小值情况,取 $$c = 1$$,且两根在端点附近,由韦达定理和条件求 $$a$$ 的最小值。

经分析,当两根为 $$x_1 = 0^+$$, $$x_2 = 2^-$$ 时,$$f(0) = c = 1$$,$$f(2) \to 0^+$$,则 $$4a + 2b + c \to 0$$,代入 $$25a + 10b + 4c \geq 4$$ 得 $$9a + 2b \geq 0$$,结合对称轴在 $$(0, 2)$$ 和判别式,可得 $$a$$ 的最小值为 $$\frac{16}{25}$$(当两根趋于 $$0$$ 和 $$2$$ 时)。

答案:D

10、解:由 $$x + 2y + 2xy - 8 = 0$$,得 $$(x + 1)(2y + 1) = 9$$。

令 $$u = x + 1 > 1$$,$$v = 2y + 1 > 1$$,则 $$uv = 9$$。

$$x + 2y = (u - 1) + (v - 1) = u + v - 2$$。

由均值不等式,$$u + v \geq 2 \sqrt{uv} = 6$$,当 $$u = v = 3$$ 时取等。

所以 $$x + 2y \geq 6 - 2 = 4$$。

答案:A

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