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:√ab ≤ (a+b)/2,当且仅当a=b 时等号成立-2.2 基本不等式知识点专题进阶自测题答案-贵州省等高一数学必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-05-25
基本不等式:√ab ≤ (a+b)/2,当且仅当a=b 时等号成立-2.2 基本不等式知识点专题进阶自测题答案-贵州省等高一数学必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '正弦(型)函数的单调性', '辅助角公式']

正确率60.0%设$$a=\operatorname{s i n} 1 5^{\circ}+\operatorname{c o s} 1 5^{\circ}, \ b=\operatorname{s i n} 1 7^{\circ}+\operatorname{c o s} 1 7^{\circ}$$,则下列各式中正确的是$${{(}{)}}$$

B

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

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

C.$$b < \frac{a^{2}+b^{2}} {2} < a$$

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

2、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '对数(型)函数的单调性', '等比数列的性质', '不等式比较大小']

正确率40.0%已知等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的各项均为正数,公比$${{q}{≠}{1}}$$,设$$P=\frac{1} {2} ( \operatorname{l o g}_{\frac{1} {2}} a_{5}+l o g_{\frac{1} {2}} a_{7} ), \, \, \, Q=\operatorname{l o g}_{\frac{1} {2}} \frac{a_{3}+a_{9}} {2}$$,则$${{P}}$$与$${{Q}}$$的大小关系是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{P}{⩾}{Q}}$$

B.$${{P}{<}{Q}}$$

C.$${{P}{⩽}{Q}}$$

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

3、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立']

正确率60.0%已知正实数$${{a}{,}{b}}$$满足$$a b+2 a-2=0,$$则$${{4}{a}{+}{b}}$$的最小值是(

B

A.$${{2}}$$

B.$${{4}{\sqrt {2}}{−}{2}}$$

C.$${{4}{\sqrt {3}}{−}{2}}$$

D.$${{6}}$$

4、['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80.0%已知正数$${{a}{,}{b}}$$满足$$a+b=2,$$则$${\sqrt {{a}{b}}}$$有(

D

A.最小值$${{1}}$$

B.最小值$${\sqrt {2}}$$

C.最大值$${\sqrt {2}}$$

D.最大值$${{1}}$$

5、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '利用基本不等式证明不等式']

正确率60.0%若$$a, \, \, b \in{\bf R},$$且$$a b > 0,$$则下列不等式恒成立的是(

D

A.$$a+b \geq2 \sqrt{a b}$$

B.$$\frac1 a+\frac1 b \geqslant\frac2 {\sqrt{a b}}$$

C.$${\frac{b} {a}}+{\frac{a} {b}} < 2$$

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

6、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%设$$a < 0, ~ ( 3 x^{2}+a ) ( 2 x+b ) \geqslant0$$在$$( a, b )$$上恒成立,则$${{b}{−}{a}}$$的最大值为: (

A

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

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

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

D.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

7、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%设函数$$f \left( x \right)=l o g_{\frac1 2} \, x$$,则$$\omega f ( a ) < f ( b ) "$$是$$^\omega a > b^{\prime\prime}$$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:(√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40.0%已知$$x > 0, ~ y > 0$$,且$$2 x+8 y-x y=0$$,则当$${{x}{+}{y}}$$取得最小值时,$${{y}{=}}$$(

B

A.$${{1}{6}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{1}{8}}$$

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

9、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立']

正确率80.0%在基本不等式$$\frac{a+b} {2} \geqslant\sqrt{a b}$$中$${,{a}{,}{b}}$$满足(

B

A.$$a > 0, b > 0$$

B.$$a \geq0, b \geq0$$

C.$${{a}{b}{⩾}{0}}$$

D.$${{a}{b}{>}{0}}$$

10、['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']

正确率40.0%若$${{m}}$$,$${{n}}$$,$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,$${{d}}$$均为正数,$$p=\sqrt{a b}+\sqrt{c d}$$,$$q=\sqrt{m a+n c} \cdot\sqrt{\frac{b} {m}+\frac{d} {n}}$$,则$${{p}}$$,$${{q}}$$的大小关系为(

B

A.$${{p}{⩾}{q}}$$

B.$${{p}{⩽}{q}}$$

C.$${{p}{>}{q}}$$

D.不确定

1. 首先计算 $$a$$ 和 $$b$$ 的值:

$$a = \sin 15^\circ + \cos 15^\circ = \sqrt{2} \sin (15^\circ + 45^\circ) = \sqrt{2} \sin 60^\circ = \sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{6}}{2}$$

$$b = \sin 17^\circ + \cos 17^\circ = \sqrt{2} \sin (17^\circ + 45^\circ) = \sqrt{2} \sin 62^\circ$$

由于 $$\sin 62^\circ > \sin 60^\circ$$,所以 $$b > a$$。

再计算 $$\frac{a^2 + b^2}{2}$$:

$$\frac{a^2 + b^2}{2} = \frac{(\frac{\sqrt{6}}{2})^2 + (\sqrt{2} \sin 62^\circ)^2}{2} = \frac{\frac{6}{4} + 2 \sin^2 62^\circ}{2} = \frac{3}{4} + \sin^2 62^\circ$$

因为 $$\sin^2 62^\circ < 1$$,且 $$\frac{\sqrt{6}}{2} \approx 1.225$$,$$\sqrt{2} \sin 62^\circ \approx 1.249$$,所以 $$a < b < \frac{a^2 + b^2}{2}$$,正确答案是 B

2. 设等比数列的公比为 $$q$$,则 $$a_5 = a_3 q^2$$,$$a_7 = a_3 q^4$$,$$a_9 = a_3 q^6$$。

计算 $$P$$ 和 $$Q$$:

$$P = \frac{1}{2} (\log_{\frac{1}{2}} a_5 + \log_{\frac{1}{2}} a_7) = \frac{1}{2} \log_{\frac{1}{2}} (a_5 a_7) = \frac{1}{2} \log_{\frac{1}{2}} (a_3^2 q^6) = \log_{\frac{1}{2}} (a_3 q^3)$$

$$Q = \log_{\frac{1}{2}} \frac{a_3 + a_9}{2} = \log_{\frac{1}{2}} \frac{a_3 + a_3 q^6}{2} = \log_{\frac{1}{2}} \left( a_3 \cdot \frac{1 + q^6}{2} \right)$$

因为 $$\frac{1 + q^6}{2} \geq q^3$$(由均值不等式),且对数函数 $$\log_{\frac{1}{2}} x$$ 是减函数,所以 $$P \geq Q$$,正确答案是 A

3. 由 $$ab + 2a - 2 = 0$$ 得 $$b = \frac{2 - 2a}{a}$$,代入 $$4a + b$$:

$$4a + b = 4a + \frac{2 - 2a}{a} = 4a + \frac{2}{a} - 2$$

对 $$4a + \frac{2}{a}$$ 应用均值不等式:

$$4a + \frac{2}{a} \geq 2 \sqrt{4a \cdot \frac{2}{a}} = 4 \sqrt{2}$$

所以 $$4a + b \geq 4 \sqrt{2} - 2$$,最小值是 $$4 \sqrt{2} - 2$$,正确答案是 B

4. 由 $$a + b = 2$$,根据均值不等式:

$$\sqrt{ab} \leq \frac{a + b}{2} = 1$$

当且仅当 $$a = b = 1$$ 时取等,所以 $$\sqrt{ab}$$ 的最大值为 $$1$$,正确答案是 D

5. 对于 $$a, b \in \mathbb{R}$$ 且 $$ab > 0$$:

A. 仅当 $$a, b > 0$$ 时成立,不恒成立。

B. 仅当 $$a, b > 0$$ 时成立,不恒成立。

C. 反例:$$a = b = 1$$ 时 $$\frac{b}{a} + \frac{a}{b} = 2$$,不成立。

D. $$a^2 + b^2 \geq 2ab$$ 对所有实数 $$a, b$$ 成立,是恒成立的,正确答案是 D

6. 不等式 $$(3x^2 + a)(2x + b) \geq 0$$ 在 $$(a, b)$$ 上恒成立。

因为 $$a < 0$$,设 $$a = -k$$($$k > 0$$),则 $$3x^2 - k \geq 0$$ 在 $$(-k, b)$$ 上恒成立,即 $$x^2 \geq \frac{k}{3}$$。

由于 $$x \in (-k, b)$$,需要 $$b \leq -\sqrt{\frac{k}{3}}$$ 或 $$b \geq \sqrt{\frac{k}{3}}$$。

同时 $$2x + b \geq 0$$ 在 $$(-k, b)$$ 上恒成立,即 $$b \geq -2x$$ 对所有 $$x \in (-k, b)$$ 成立,因此 $$b \geq 2k$$。

综合得 $$b \geq \max \left( \sqrt{\frac{k}{3}}, 2k \right)$$,取 $$k = \frac{1}{12}$$,则 $$b \geq \frac{1}{2}$$,此时 $$b - a = \frac{1}{2} + \frac{1}{12} = \frac{7}{12}$$,但进一步分析可得最大值为 $$\frac{1}{2}$$,正确答案是 B

7. 函数 $$f(x) = \log_{\frac{1}{2}} x$$ 是减函数,因此 $$f(a) < f(b)$$ 等价于 $$a > b$$,所以是充分必要条件,正确答案是 C

8. 由 $$2x + 8y - xy = 0$$ 得 $$xy = 2x + 8y$$,整理得 $$\frac{1}{y} + \frac{8}{x} = 1$$。

设 $$x + y = k$$,利用拉格朗日乘数法或直接优化可得当 $$x = 12$$,$$y = 6$$ 时 $$x + y$$ 取得最小值,正确答案是 B

9. 基本不等式 $$\frac{a + b}{2} \geq \sqrt{ab}$$ 要求 $$a, b \geq 0$$,正确答案是 B

10. 由柯西不等式:

$$q = \sqrt{ma + nc} \cdot \sqrt{\frac{b}{m} + \frac{d}{n}} \geq \sqrt{a b} + \sqrt{c d} = p$$

因此 $$p \leq q$$,正确答案是 B

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