课堂探究
1.三个正数或三个以上正数的算术几何平均不等式的应用条件
剖析:"一正":不论是三个数或者n个数的算术几何平均不等式,都要求是正数,否则不等式是不成立的.如a+b+c≥3,取a=b=-2,c=2时,a+b+c=-2,而3=6,显然-2≥6不成立.
"二定":包含两类求最值问题:一是已知n个正数的和为定值(即a1+a2+...+an为定值),求其积a1a2...an的最大值;二是已知乘积a1a2...an为定值,求其和a1+a2+...+an的最小值.
"三相等":取"="号的条件是a1=a2=a3=...=an,不能只是其中一部分相等.
不等式a2+b2≥2ab与a3+b3+c3≥3abc的运用条件不一样,前者要求a,b∈R,后面要求a,b,c∈R+.要注意区别.
2.灵活使用基本不等式中的变形与拼凑方法
剖析:为了使用三个正数的算术几何平均不等式求最值(或范围等),往往需要对数学代数式变形或拼凑,有时一个数拆成两个或两个以上的数,这时候,拆成的数要相等,如y=+x2=++,其中把x2拆成和两个数,这样可满足不等式成立的条件,若这样变形:y=+x2=++x2,虽然满足了乘积是定值这个要求,但"三相等"这个要求就无法实现了,这是因为:取"="号的条件是==x2,显然x无解.
题型一 应用三个正数的算术几何平均不等式求函数的最值
【例1】已知x>0,求函数y=x(1-x2)的最大值.
分析:为使数的"和"为定值,可以先平方,即y2=x2(1-x2)2=x2(1-x2)(1-x2)=2x2(1-x2)(1-x2)×.求出最值后再开方.
解:∵y=x(1-x2),
∴y2=x2(1-x2)2=2x2(1-x2)(1-x2)·.
∵2x2+(1-x2)+(1-x2)=2,
∴y2≤3=.
当且仅当2x2=1-x2,即x=时取等号成立.
∴y≤.∴y的最大值为.
反思 对式子拼凑,以便能利用算术几何平均不等式求最值,是必须掌握的一种解题