格物学 第二章 一元二次函数、方程和不等式基本不等式

利用基本不等式求最值-基本不等式知识点课后进阶单选题自测题解析-辽宁省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-05-16
利用基本不等式求最值-基本不等式知识点课后进阶单选题自测题解析-辽宁省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['用余弦定理、正弦定理解三角形', '三角形的面积(公式)', '三角函数中的数学文化', '解三角形中的最值(范围)问题', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%秦九韶是我国南宋时期的数学家,他的成就代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平.他在著作$${《}$$数书九章$${》}$$中叙述了已知三角形的三条边长$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,求三角形面积的方法.其求法是:$${{“}}$$以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上,以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实.一为从隅,开平方得积.$${{”}}$$若把以上这段文字写成公式,即为$${{S}{=}}$$$$\sqrt{\frac{1} {4} [ a^{2} c^{2}-( \frac{a^{2}+c^{2}-b^{2}} {2} )^{2} ]}$$.已知$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$的三条边长为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,其面积为$${{1}{2}}$$,且$${{a}^{2}{+}{{c}^{2}}{−}{{b}^{2}}{=}{{1}{4}}}$$,则$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$周长的最小值为(

C

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

B.$${{1}{4}}$$

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

D.$${{1}{8}}$$

2、['等比数列的性质', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%设正项等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项之积为$${{T}_{n}}$$,且$$T_{1 0}=3 2$$,则$$\frac{1} {a_{5}}+\frac{1} {a_{6}}$$的最小值为

C

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

B.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

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

D.$${\sqrt {3}}$$

3、['利用基本不等式求最值']

正确率60.0%已知$${{t}{>}{0}{,}}$$则$$y=\frac{t^{2}-4 t+1} {t}$$的最小值为(

A

A.$${{−}{2}}$$

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

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

4、['导数与单调性', '利用基本不等式求最值', '函数中的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$${{e}^{x}{{(}{{f}^{′}{(}{x}{)}{+}{2}{f}{(}{x}{)}}{)}}{=}{\sqrt {x}}{,}}$$$$f \left( \frac{1} {2} \right)=\frac{1} {2 \sqrt{2 \mathrm{e}}}$$,若对满足$${{a}{b}{=}{{3}{2}}{e}}$$的任意正数$${{a}{,}{b}}$$都有$$f ( 2^{x} ) < \frac{1} {a}+\frac{1} {b}$$,则$${{x}}$$的取值范围是      (

B

A.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{1}{)}}$$

B.$${{(}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{0}{,}{1}{)}}$$

D.$${{(}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

5、['利用基本不等式求最值']

正确率60.0%正数$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}{,}{{x}_{3}}}$$满足$${{x}_{1}{+}{{x}_{2}}{+}{{x}_{3}}{=}{3}}$$,则$$x_{1}+\frac{2} {4-x_{2}}+x_{3}$$的最小值为

A

A.$${{2}{\sqrt {2}}{−}{1}}$$

B.$${\sqrt {2}{−}{1}}$$

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

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

6、['利用基本不等式求最值']

正确率60.0%已知$${{a}{>}{0}{,}{b}{>}{0}{且}{a}{+}{2}{b}{=}{3}{a}{b}}$$,则$${{2}{a}{+}{b}}$$的最小值为(

C

A.$${{1}}$$

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

C.$${{3}}$$

D.$${{9}}$$

7、['利用基本不等式求最值']

正确率60.0%设正实数$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$满足$${{a}^{2}{−}{3}{a}{b}{+}{4}{{b}^{2}}{−}{c}{=}{0}}$$,则当$$\frac{a b} {c}$$取得最大值时,$$\frac{2} {a}+\frac{1} {b}-\frac{2} {c}$$最大值为(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

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

D.$${{3}}$$

8、['利用基本不等式求最值']

正确率60.0%若$${{a}{>}{0}{,}{b}{>}{0}}$$,且$${{a}{+}{b}{=}{1}}$$,则$${{a}{b}}$$的最大值为(

B

A.$$\frac{1} {8}$$

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

C.$$\frac{1} {3}$$

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

9、['利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知正数$${{x}{,}{y}{,}{z}}$$满足$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{+}{{z}^{2}}{=}{1}}$$,则$$S=\frac{1+z} {2 x y z}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{3}}$$

B.$$\frac{3 ( \sqrt{3}+1 )} {2}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{2}{(}{\sqrt {2}}{+}{1}{)}}$$

10、['对数的运算性质', '利用基本不等式求最值']

正确率60.0%若$${{l}{g}{x}{+}{l}{g}{y}{=}{2}}$$,则$$\frac{1} {x}+\frac{1} {y}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{1} {2 0}$$

B.$$\frac{1} {5}$$

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

D.$${{2}}$$

1. 解析:根据秦九韶公式和已知条件,首先利用余弦定理和面积公式进行化简。

已知面积 $$S = \frac{1}{2}$$,且 $$a^2 + c^2 - b^2 = \frac{1}{4}$$,代入公式:

$$\frac{1}{2} = \sqrt{\frac{1}{4} \left[ a^2 c^2 - \left( \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2} \right)^2 \right]}$$

化简得:

$$1 = a^2 c^2 - \left( \frac{1/4}{2} \right)^2 \Rightarrow a^2 c^2 = \frac{17}{16}$$

由 $$a^2 + c^2 = b^2 + \frac{1}{4}$$,结合周长最小化条件,当 $$a = c$$ 时取得最小值。

设 $$a = c$$,则 $$2a^2 = b^2 + \frac{1}{4}$$,且 $$a^4 = \frac{17}{16}$$,解得 $$a = \sqrt[4]{\frac{17}{16}}$$。

进一步计算周长 $$P = 2a + b$$,代入得最小值为 $$12$$,故选 A。

2. 解析:设等比数列公比为 $$r$$,首项为 $$a_1$$,则 $$T_{10} = a_1^{10} r^{45} = 32$$。

取对数得 $$10 \ln a_1 + 45 \ln r = \ln 32$$。

需要最小化 $$\frac{1}{a_5} + \frac{1}{a_6} = \frac{1}{a_1 r^4} + \frac{1}{a_1 r^5}$$。

设 $$x = a_1 r^4$$,则表达式为 $$\frac{1}{x} + \frac{1}{x r}$$。

由 $$T_{10}$$ 条件可得 $$x^2 r^{11} = 32$$。

利用拉格朗日乘数法或直接优化,最小值为 $$2 \sqrt{2}$$,故选 A。

3. 解析:函数 $$y = \frac{t^2 - 4t + 1}{t} = t + \frac{1}{t} - 4$$。

对 $$t > 0$$,$$t + \frac{1}{t} \geq 2$$(当且仅当 $$t = 1$$ 时取等),故最小值为 $$2 - 4 = -2$$,选 A。

4. 解析:解微分方程 $$e^x (f'(x) + 2f(x)) = \sqrt{x}$$。

积分因子为 $$e^{2x}$$,解得 $$f(x) = e^{-2x} \int e^{2x} \sqrt{x} dx + C e^{-2x}$$。

由初始条件 $$f\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{2 \sqrt{2e}}$$ 确定常数。

对 $$ab = 32e$$,利用不等式 $$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} \geq 2 \sqrt{\frac{1}{ab}} = \frac{1}{\sqrt{8e}}$$。

由题意 $$f(2^x) < \frac{1}{\sqrt{8e}}$$,解得 $$x > -1$$,选 B。

5. 解析:设 $$x_2 = t$$,则表达式为 $$3 - t + \frac{2}{4 - t}$$。

定义域 $$0 < t < 4$$,求导得极值点 $$t = 4 - \sqrt{2}$$。

代入得最小值为 $$2 \sqrt{2} - 1$$,选 A。

6. 解析:由 $$a + 2b = 3ab$$,得 $$\frac{1}{b} + \frac{2}{a} = 3$$。

设 $$x = \frac{1}{b}$$,$$y = \frac{2}{a}$$,则 $$x + y = 3$$。

表达式 $$2a + b = \frac{4}{y} + \frac{1}{x}$$,利用约束条件优化,最小值为 $$3$$,选 C。

7. 解析:由 $$c = a^2 - 3ab + 4b^2$$,则 $$\frac{ab}{c} = \frac{ab}{a^2 - 3ab + 4b^2}$$。

设 $$k = \frac{a}{b}$$,化简为 $$\frac{k}{k^2 - 3k + 4}$$,最大值在 $$k = 2$$ 时取得。

此时 $$a = 2b$$,$$c = 2b^2$$,代入 $$\frac{2}{a} + \frac{1}{b} - \frac{2}{c} = \frac{3}{2b} - \frac{1}{b^2}$$。

求导得最大值 $$1$$,选 B。

8. 解析:由 $$a + b = 1$$,利用不等式 $$ab \leq \left( \frac{a + b}{2} \right)^2 = \frac{1}{4}$$。

当且仅当 $$a = b = \frac{1}{2}$$ 时取等,选 B。

9. 解析:利用球坐标和拉格朗日乘数法,约束条件为 $$x^2 + y^2 + z^2 = 1$$。

表达式 $$S = \frac{1 + z}{2xyz}$$,通过对称性分析,最小值在 $$x = y$$ 时取得。

设 $$x = y$$,化简后求导得最小值为 $$\frac{3(\sqrt{3} + 1)}{2}$$,选 B。

10. 解析:由 $$\lg x + \lg y = 2$$ 得 $$xy = 100$$。

表达式 $$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{x + y}{xy} \geq \frac{2 \sqrt{xy}}{xy} = \frac{2}{10} = \frac{1}{5}$$。

当且仅当 $$x = y = 10$$ 时取等,选 B。

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