题目列表(包括答案和解析)
15.已知正数a、b满足a+b=1.
(1)求ab的取值范围;
(2)求ab+的最小值.
分析:若等号不能成立,则考查相关函数的单调性.
解析:(1)由≥,得0<ab≤.
(2)设函数f(x)=x+(0<x≤),x=ab
设0<x1<x2≤,
f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+)
=(x1-x2)+(-)
=(x1-x2)(1-)
∵0<x1<x2≤,x1-x2<0,
x1x2<,1-<0,
∴(x1-x2)(1-)>0.
∴f(x1)>f(x2).
即f(x)在(0,]上是减函数,
因此当x=时,f(x)取得最小值4+=.
总结评述:函数f(x)=x+(a>0)是一个重要的函数,应了解它的变化.f(x)=x+(a>0)在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数.在研究此函数的过程中,应先确定它的定义域,若x=成立,则可由极值定理求极值;若x=不成立,则应在定义域内研究f(x)的单调性.
14.某小区欲建一面积为640平方米的矩形绿地,四周有小路,绿地长边外小路宽5米,短边外小路宽8米(如下图所示).求怎样设计绿地的长宽使绿地和小路总占地面积最小?
解析:设绿地的长边为x米,则宽边为米,总占地为S平方米.
S=(x+16)(+10)
=10x++800
≥2+800=1440
当且仅当10x=,即x=32米,=20米时,上式中等号成立.
因此,当绿地的长宽分别为32米,20米时,绿地和小路总占地面积最小为1440平方米.
13.解下列问题:
(1)已知a>0,b>0,且4a+b=1,求ab的最大值;
(2)已知x>2 ,求x+的最小值;
(3)已知x>0,y>0,且x+y=1,求+的最小值.
解析:(1)法一:∵a>0,b>0,4a+b=1,
∴1=4a+b≥2=4,
当且仅当4a=b=,即a=,b=时,等号成立.
∴≤,
∴ab≤.
所以ab的最大值为.
法二:∵a>0,b>0,4a+b=1,
∴ab=·4a·b≤()2=,
当且仅当4a=b=,即a=,b=时,等号成立.
所以ab的最大值为.
(2)∵x>2,
∴x-2>0,
∴x+=x-2++2
≥2+2=6,
当且仅当x-2=,即x=4时,等号成立.
所以x+的最小值为6.
(3)∵x>0,y>0,x+y=1,
∴+=(x+y)(+)=13++
≥13+2=25,
当且仅当=时等号成立,由
得
∴当x=,y=时取等号.所以+的最小值为25.
12.(2009·江苏南通二模,6)在下面等号右侧两个分数的分母括号处,各填上一个自然数,使等式成立且这两个自然数的和最小:1=+,所填自然数分别为________.
答案:4,12
解析:设这两个自然数为a,b,则1=+,a+b=(a+b)(+)=10++≥16,当且仅当b=3a时取等号,此时求得a=4,b=12,故填4,12.
11.(2009·浙江宁波名校一模)已知圆C:x2+y2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)上任意一点关于直线l:x+y+2=0的对称点都在圆C上,则+的最小值为________.
答案:1+
解析:由题意知直线l过圆心(-,-),
∴--+2=0,
即a+b=4,∴+=1,
∴+=(+)(+)=+++=1+(+)≥1+.
10.已知a,b,c∈R+,则(a+b+c)(+)的最小值是________.
答案:4
解析:∵(a+b+c)(+)=[(a+b)+c](+)=1+++1=2+(+),
又∵a,b,c∈R+,∴+≥2.
∴(a+b+c)(+)≥4.∴最小值为4.
9.(2009·吉林长春一模)若正数a、b满足+=2,则ab的最小值为________.
答案:4
解析:∵a、b都为正数.
∴2=+≥2=,∴ab≥4.
8.已知m,n,s,t∈R+,m+n=2,+=9,其中m,n是常数,且s+t的最小值是,满足条件的点(m,n)是椭圆+=1一弦的中点,则此弦所在的直线方程为 ( )
A.x-2y+1=0 B.2x-y-1=0
C.2x+y-3=0 D.x+2y-3=0
答案:D
解析:由已知得s+t=(s+t)(+)=(m+n++)≥(m+n+2)=(+)2,又s+t的最小值是,因此(+)2=,+=2,又m+n=2,所以m=n=1.设以点(m,n)为中点的弦的两个端点的坐标分别是(x1,y1)、(x2,y2),则有+=1,
+=1,
两式相减得+=0 ①,又点(1,1)是该弦的中点,因此有==1,x1+x2=y1+y2=2 ②,把②代入①得=-,即所求直线的斜率是-,所求直线的方程是y-1=-(x-1),即x+2y-3=0.
总结评述:在求解有关二次曲线的以某个已知点为中点的弦所在的直线方程时,注意利用“点差法”来确定相应直线的斜率.
7.设0<x<1,a,b都为大于零的常数,则+的最小值为 ( )
A.(a-b)2 B.(a+b)2
C.a2b2 D.a2
答案:B
解析:+=(+)[x+(1-x)]=a2+b2++≥a2+b2+2=(a+b)2,故选B.
6.(2009·天津,9)设x,y∈R,a>1,b>1.若ax=by=3,a+b=2,则+的最大值为 ( )
A.2 B. C.1 D.
答案:C
解析:∵ax=by=3,∴x=loga3,y=logb3,
∴+=+=log3a+log3b=log3ab≤log3=log33=1,故选C.
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