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 基本不等式知识点考前进阶单选题自测题解析-广东省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-08-08
基本不等式的综合应用-2.2 基本不等式知识点考前进阶单选题自测题解析-广东省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['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.$${{4}}$$

2、['基本不等式的综合应用', '数列的前n项和', '等差数列的基本量', '数列中的新定义问题', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$对于任意的正整数$${{n}}$$满足:$${{a}_{n}{>}{0}}$$且$$a_{n} a_{n+1}=n+1$$,则称数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$为$${{“}}$$积增数列$${{”}}$$.已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$为$${{“}}$$积增数列$${{”}}$$,数列$$\{a_{n}^{2}+a_{n+1}^{2} \}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则对于任意的正整数$${{n}}$$,有$${{(}{)}}$$

D

A.$$S_{n} \leqslant2 n^{2}+3$$

B.$$S_{n} > n^{2}+4 n$$

C.$$S_{n} \leqslant n^{2}+4 n$$

D.$$S_{n} > n^{2}+3 n$$

3、['基本不等式的综合应用']

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

B

A.$${{6}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{1}{0}}$$

D.$${{1}{2}}$$

4、['基本不等式的综合应用']

正确率60.0%svg异常

B

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

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

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

D.$$a^{2}+b^{2} \geqslant2 a b$$

5、['基本不等式的综合应用']

正确率40.0%十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把$${{“}}$$$${{=}}$$$${{”}}$$作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用$${{“}}$$$${{>}}$$$${{”}}$$和$${{“}}$$$${{<}}$$$${{”}}$$符号,并逐步被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若实数$$x+3 y=3 \left( x > 1, y > \frac1 3 \right)$$,则$$\frac{x} {x-1}+\frac{3 y} {3 y-1}$$的最小值为(

A

A.$${{6}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{2}}$$

6、['基本不等式的综合应用', '不等式比较大小']

正确率40.0%已知$$M=\sqrt{a d}+\sqrt{b c}, \: \: N=\sqrt{p a+q c} \cdot\sqrt{\frac{d} {p}+\frac{b} {q}} \: \mathrm{( ~ a. ~ b. ~ c. ~ d. ~ p, ~ q ~}$$均为正数),则$${{M}{,}{N}}$$的大小关系为(

B

A.$${{M}{⩾}{N}}$$

B.$${{M}{⩽}{N}}$$

C.$${{M}{>}{N}}$$

D.不确定

7、['基本不等式的综合应用', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%若$$a > 0, \; b > 0$$,则$$^a a+b < 4 "$$是$$\omega a b < 4 "$$的(

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

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%已知实数$$a > 0, b > 0$$,且$$\frac{1} {a}+\frac{2} {b}=1$$,则下列说法错误的是(

D

A.$${{a}{b}}$$的最小值为$${{8}}$$

B.$$\operatorname{l o g}_{2} {( 2 a+b )}$$的最小值为$${{3}}$$

C.$$\sqrt{2 a}+\sqrt{b}$$的最小值为$${{4}}$$

D.$${{a}{+}{b}}$$的最小值为$${{8}}$$

9、['基本不等式的综合应用', '指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '对数的运算性质', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知$${{a}{>}{0}}$$,$${{b}{>}{0}}$$,且$$a+b=1$$,则错误的是    (

C

A.$$a^{2}+b^{2} \geqslant{\frac{1} {2}}$$

B.$$2^{a-b} > \frac{1} {2}$$

C.$$\operatorname{l o g}_{2} a+\operatorname{l o g}_{2} b \geqslant-2$$

D.$$\sqrt{a}+\sqrt{b} \leqslant\sqrt{2}$$

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%已知$$0 < ~ x < 1, ~ a, ~ b$$为常数,且$$a b > 0,$$则$$y=\frac{a^{2}} {x}+\frac{b^{2}} {1-x}$$的最小值为 (

A

A.$$( a+b )^{2}$$

B.$$( a-b )^{2}$$

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

D.$${{a}{−}{b}}$$

1. 解析:设等比数列的公比为$$q$$,首项为$$a_1$$。由题意,$$a_4 = a_1 q^3$$,$$a_{10} = a_1 q^9$$,且$$a_4 \cdot a_{10} = 16$$,即$$a_1^2 q^{12} = 16$$。因此,$$a_1 q^6 = 4$$。

表达式$$2a_5 + 8a_9 = 2a_1 q^4 + 8a_1 q^8$$,代入$$a_1 q^6 = 4$$,得$$2a_5 + 8a_9 = \frac{8}{q^2} + 32q^2$$。

由均值不等式,$$\frac{8}{q^2} + 32q^2 \geq 2\sqrt{8 \times 32} = 32$$,当且仅当$$\frac{8}{q^2} = 32q^2$$,即$$q = \frac{1}{\sqrt{2}}$$时取最小值。

此时$$a_1 = \frac{4}{q^6} = 32$$,故选A。

2. 解析:由题意,$$a_n a_{n+1} = n+1$$,且$$a_n > 0$$。递推得$$a_{n+1} = \frac{n+1}{a_n}$$。

计算前几项:$$a_1 a_2 = 2$$,$$a_2 a_3 = 3$$,故$$a_3 = \frac{3}{a_2} = \frac{3a_1}{2}$$。

一般地,$$a_n^2 + a_{n+1}^2 = a_n^2 + \left(\frac{n+1}{a_n}\right)^2 \geq 2(n+1)$$(由均值不等式)。

因此,$$S_n \geq 2(2 + 3 + \cdots + (n+1)) = n^2 + 3n$$。由于等号不总成立,故$$S_n > n^2 + 3n$$,选D。

3. 解析:设$$a + b = x$$,$$b + 1 = y$$,则$$x \geq 2\sqrt{a b}$$,$$y \geq 2\sqrt{b}$$。

原式化为$$\frac{4}{x} + \frac{1}{y} = 1$$。由柯西不等式,$$(x + y)\left(\frac{4}{x} + \frac{1}{y}\right) \geq (2 + 1)^2 = 9$$,故$$x + y \geq 9$$。

即$$a + 2b + 1 \geq 9$$,所以$$a + 2b \geq 8$$。当$$x = 4$$,$$y = 2$$时取等,验证成立,选B。

5. 解析:设$$x = 1 + t$$($$t > 0$$),由$$x + 3y = 3$$得$$y = \frac{2 - t}{3}$$,且$$\frac{2 - t}{3} > \frac{1}{3}$$,故$$0 < t < 1$$。

表达式化为$$\frac{1 + t}{t} + \frac{2 - t}{1 - t} = \frac{1}{t} + 1 + \frac{2 - t}{1 - t}$$。

化简得$$\frac{1}{t} + \frac{2}{1 - t} - 1$$。令$$f(t) = \frac{1}{t} + \frac{2}{1 - t}$$,求导得极值点$$t = \frac{1}{2}$$。

代入得最小值为$$2 + 4 - 1 = 5$$,但选项不符。重新检查:

直接使用柯西不等式:$$\left(\frac{x}{x - 1} + \frac{3y}{3y - 1}\right)\left((x - 1) + (3y - 1)\right) \geq (\sqrt{x} + \sqrt{3y})^2$$。

由$$x + 3y = 3$$,得$$(x - 1) + (3y - 1) = 1$$,故$$\frac{x}{x - 1} + \frac{3y}{3y - 1} \geq (\sqrt{x} + \sqrt{3y})^2$$。

当$$x = 2$$,$$y = \frac{1}{3}$$时,取最小值$$4$$,选B。

6. 解析:由柯西不等式,$$N = \sqrt{p a + q c} \cdot \sqrt{\frac{d}{p} + \frac{b}{q}} \geq \sqrt{a d} + \sqrt{b c} = M$$,当且仅当$$\frac{p a}{\frac{d}{p}} = \frac{q c}{\frac{b}{q}}$$时取等,即$$p^2 a q^2 c = d b q^2 p^2$$,化简得$$a c = b d$$。

因此$$M \leq N$$,选B。

7. 解析:若$$a + b < 4$$,由均值不等式,$$a b \leq \left(\frac{a + b}{2}\right)^2 < 4$$;反之不成立(如$$a = 3$$,$$b = 1.5$$时$$a b = 4.5 > 4$$但$$a + b = 4.5 > 4$$)。

故为充分不必要条件,选A。

8. 解析:由$$\frac{1}{a} + \frac{2}{b} = 1$$,利用不等式:

A. 由$$1 = \frac{1}{a} + \frac{2}{b} \geq 2\sqrt{\frac{2}{a b}}$$,得$$a b \geq 8$$,最小值为8,正确。

B. $$2a + b = (2a + b)\left(\frac{1}{a} + \frac{2}{b}\right) \geq 8$$,故$$\log_2 (2a + b) \geq 3$$,正确。

C. 由$$(\sqrt{2a} + \sqrt{b})^2 \leq (2a + b)(1 + 1) = 16$$,得$$\sqrt{2a} + \sqrt{b} \leq 4$$,但最小值需验证,实际为$$a = 2$$,$$b = 4$$时取到4,正确。

D. 由$$a + b = (a + b)\left(\frac{1}{a} + \frac{2}{b}\right) \geq 1 + 2 + 2\sqrt{2} > 8$$,错误。

故选D。

9. 解析:由$$a + b = 1$$:

A. $$a^2 + b^2 \geq \frac{1}{2}(a + b)^2 = \frac{1}{2}$$,正确。

B. $$a - b \in (-1, 1)$$,故$$2^{a - b} > 2^{-1} = \frac{1}{2}$$,正确。

C. 由$$a b \leq \frac{1}{4}$$,得$$\log_2 a + \log_2 b = \log_2 (a b) \leq -2$$,错误。

D. 由$$(\sqrt{a} + \sqrt{b})^2 \leq 2(a + b) = 2$$,得$$\sqrt{a} + \sqrt{b} \leq \sqrt{2}$$,正确。

故选C。

10. 解析:由柯西不等式,$$\left(\frac{a^2}{x} + \frac{b^2}{1 - x}\right)(x + (1 - x)) \geq (a + b)^2$$,故$$y \geq (a + b)^2$$,当且仅当$$\frac{a}{x} = \frac{b}{1 - x}$$时取等,选A。

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