黎華高
基本不等式是求解最值問題的重要工具.運用基本不等式:
求最值需要把握三個前提條件:一正二定三相等.一正是a、b兩個數(shù)都為正數(shù);二定是指如果積ab是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,和a+b有最小值
,如果和a+b是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,積ab有最大值
;三相等是當(dāng)且僅當(dāng)a=b時不等式取等號.在運用基本不等式求最值時,要首先確定兩個式子是否為正數(shù);然后配湊出兩式的和或積,使兩式的和或積為定值;最后檢驗當(dāng)且僅當(dāng)兩式相等時不等式是否能取等號.
而運用基本不等式求最值的關(guān)鍵是,配湊出兩式的和或積,使兩式的和或積為定值.配湊出兩式的和或積的常用方法有添加項、分離整式、減元、常數(shù)代換、構(gòu)建目標(biāo)不等式,下面舉例說明.
例1.當(dāng)x>l時,求x+
的最小值.
解:x>1,
x-l>0,
當(dāng)且儀當(dāng)x-1=,即=2時取等號,
ymin=3.
該目標(biāo)式含有整式和分式,為了使它們的積為定值,需添加一項-l,構(gòu)造出分式的分母,以便利用基本不等式來求得目標(biāo)式的最小值.
例2.求y=
(x>-l)的最小值.
當(dāng)x > -1,即x+l>0時,y≥2+5=9,且僅當(dāng)x=l時取“=”號,所以ymin=9.
該目標(biāo)式看似無法運用基本不等式,但將分式、整式分離,便創(chuàng)造出運用基本不等式的條件.
例3.已知正數(shù)a,b滿足
,求a+b的最小值.
解:由
得a+b=3ab,所以b=
,
由于a>O.b>0,可得a>,
時取等號,所以a+6的最小值
.
在解答含有多個變元的最值問題時,可以通過減少變元的方式,把問題轉(zhuǎn)化為只含一個變元的問題,然后通過添加項配湊出兩式的和或者積,再利用基本不等式求最值.
例4.
當(dāng)且僅當(dāng)
時,等號成立,
這里,我們利用“1”的代換來構(gòu)造出運用基本不等式的條件.通過常數(shù)代換,可把所求的目標(biāo)化為可以使用基本不等式求解的式子,以達到解題的目的.
例5.已知a,b為正實數(shù),2b+ab+a=30,求函數(shù)y=ab的最小值.
解:由題意得30-ab =a +2b,
我們由已知不等式出發(fā)求出ab的范圍,進而求得目標(biāo)式的最值.解答本題的關(guān)鍵是利用基本不等式建立a+b與ab之間的關(guān)系.構(gòu)建目標(biāo)不等式是創(chuàng)造應(yīng)用基本不等式條件的常用方法.
很多問題往往所給的條件是非“標(biāo)準(zhǔn)”的,無法直接利用基本不等式來解題,因而在解題時,我們需要將不等式進行適當(dāng)?shù)淖冃?,通過添加項、分離整式、減元、常數(shù)代換、構(gòu)建目標(biāo)不等式等方法,對“原始”的條件進行整合、轉(zhuǎn)化,構(gòu)造出“一正二定三相等”的三個條件,以保證可以用基本不等式求最值.
(作者單位:福建省長樂第七中學(xué))