高中數(shù)學(xué)北師大版5第一章不等關(guān)系與基本不等式 學(xué)業(yè)分層測評4平均值不等式

學(xué)業(yè)分層測評(四)(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達標(biāo)]一、選擇題1．下列不等式恒成立的是()A．x＋eq\f(1,x)≥2 B．sinx＋eq\f(1,sinx)≥2\f(a,b)＋eq\f(b,a)≥2 D．ex＋eq\f(1,ex)≥2【解析】根據(jù)eq\f(a＋b,2)≥eq\r(ab)知，條件需a>0，b>0.∴A，B，C均不成立，D中，∵ex>0，∴成立．【答案】D2．a(chǎn)，b為非零實數(shù)，那么不等式恒成立的是()A．|a＋b|＞|a－b| B．eq\f(a＋b,2)≥eq\r(ab)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a＋b,2)))eq\s\up21(2)≥ab D．eq\f(b,a)＋eq\f(a,b)≥2【解析】a，b為非零實數(shù)時，A，B，D均不一定成立．而eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a＋b,2)))eq\s\up21(2)－ab＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－b,2)))eq\s\up21(2)≥0恒成立．【答案】C3．設(shè)a＞0，b＞0，且a＋b≤4，則有()\f(1,ab)≥eq\f(1,2) B．eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)≥1\r(ab)≥2 D．eq\f(1,a2＋b2)≤eq\f(1,4)【解析】4≥a＋b≥2eq\r(ab)，∴eq\r(ab)≤2.∴eq\f(1,\r(ab))≥eq\f(1,2)，eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)≥2·eq\f(1,\r(ab))≥1.【答案】B4．設(shè)0<a<b，a＋b＝1，則下列不等式正確的是()A．2<2ab<eq\r(a2＋b2)<a2＋b2B．2ab<b<a2＋b2<eq\r(a2＋b2)C．2ab<a2＋b2<b<eq\r(a2＋b2)D．2ab<a2＋b2<eq\r(a2＋b2)<b【解析】∵0<a<b，且a＋b＝1，∴0<a<b<1，∴a2＋b2>2ab，b>a2＋b2，且eq\r(a2＋b2)>b.故2ab<a2＋b2<b<eq\r(a2＋b2).【答案】C5．小王從甲地到乙地往返的時速分別為a和b(a＜b)，其全程的平均時速為v，則()A．a(chǎn)＜v＜eq\r(ab) B．v＝eq\r(ab)\r(ab)＜v＜eq\f(a＋b,2) D．v＝eq\f(a＋b,2)【解析】設(shè)甲、乙兩地之間的距離為s.∵a＜b，∴v＝eq\f(2s,\f(s,a)＋\f(s,b))＝eq\f(2sab,a＋bs)＝eq\f(2ab,a＋b)＜eq\f(2ab,2\r(ab))＝eq\r(ab).又v－a＝eq\f(2ab,a＋b)－a＝eq\f(ab－a2,a＋b)＞eq\f(a2－a2,a＋b)＝0，∴v＞a.【答案】A二、填空題6．已知a，b都是正數(shù)，則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)＋\f(b,c)＋\f(c,a)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)＋\f(c,b)＋\f(a,c)))≥________.【解析】∵a，b都是正數(shù)，∴eq\f(a,b)＋eq\f(b,c)＋eq\f(c,a)≥3，且eq\f(b,a)＋eq\f(c,b)＋eq\f(a,c)≥3.∴eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)＋\f(b,c)＋\f(c,a)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)＋\f(c,b)＋\f(a,c)))≥9.【答案】97．設(shè)A＝eq\f(1,2a)＋eq\f(1,2b)，B＝eq\f(2,a＋b)(a＞0，b＞0且a≠b)，則A，B的大小關(guān)系是________.【導(dǎo)學(xué)號：94910012】【解析】法一(比較法)：A－B＝eq\f(a－b2,2aba＋b)＞0(a＞0，b＞0且a≠b)，則A>B.法二：A＞eq\f(1,\r(ab))，B＜eq\f(1,\r(ab))，故A＞B.【答案】A＞B8．已知不相等的三個正數(shù)a，b，c且abc＝1，則a3＋b3＋c3與3的大小關(guān)系是________．【解析】∵a，b，c是不相等的三個正數(shù)，且abc＝1，∴a3＋b3＋c3＞3eq\r(3,a3b3c3)＝3.【答案】a3＋b3＋c3＞3三、解答題9．設(shè)a＞0，b＞0，a＋b＝1，求證：eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)＋eq\f(1,ab)≥8.【證明】∵a＞0，b＞0，a＋b＝1，∴2eq\r(ab)≤a＋b.因此eq\r(ab)≤eq\f(1,2)，eq\f(1,ab)≥4.則eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)＋eq\f(1,ab)＝(a＋b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)＋\f(1,b)))＋eq\f(1,ab)≥2eq\r(ab)·2eq\r(\f(1,ab))＋4＝8.10．已知a，b，c大于0，求證：(a＋b＋c)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a＋b)＋\f(1,b＋c)＋\f(1,a＋c)))≥eq\f(9,2).【證明】∵a，b，c大于0，∴(a＋b)＋(b＋c)＋(c＋a)≥3eq\r(3,a＋bb＋cc＋a)＞0，eq\f(1,a＋b)＋eq\f(1,b＋c)＋eq\f(1,a＋c)≥3eq\r(3,\f(1,a＋b)·\f(1,b＋c)·\f(1,a＋c))＞0，∴(a＋b＋c)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a＋b)＋\f(1,b＋c)＋\f(1,a＋c)))≥eq\f(9,2).當(dāng)且僅當(dāng)a＝b＝c時，等號成立．能力提升]1．設(shè)a，b，c為正數(shù)，則“abc＝1”是“eq\f(1,\r(a))＋eq\f(1,\r(b))＋eq\f(1,\r(c))≤a＋b＋c”的()A．充分不必要條件B．必要不充分條件C．充要條件D．既不充分也不必要的條件【解析】當(dāng)a＝b＝c＝2時，有eq\f(1,\r(a))＋eq\f(1,\r(b))＋eq\f(1,\r(c))≤a＋b＋c，但abc≠1，所以必要性不成立；當(dāng)abc＝1時，eq\f(1,\r(a))＋eq\f(1,\r(b))＋eq\f(1,\r(c))＝eq\f(\r(bc)＋\r(ac)＋\r(ab),\r(abc))＝eq\r(bc)＋eq\r(ac)＋eq\r(ab)，a＋b＋c＝eq\f(a＋b＋b＋c＋a＋c,2)≥eq\r(ab)＋eq\r(bc)＋eq\r(ac)，所以充分性成立，故“abc＝1”是“eq\f(1,\r(a))＋eq\f(1,\r(b))＋eq\f(1,\r(c))≤a＋b＋c”的充分不必要條件．【答案】A2．當(dāng)a，b為兩個不相等的正實數(shù)時，下列各式中最小的是()\f(a＋b,2) B．eq\r(ab)C.eq\r(\f(a2＋b2,2)) D．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－1＋b－1,2)))eq\s\up21(-1)【解析】由eq\f(a＋b,2)≥eq\r(ab)及a2＋b2≥2ab，且a≠b，∴eq\r(\f(a2＋b2,2))≥eq\r(\f(2ab,2))＝eq\r(ab)，∴A，B，C中，eq\r(ab)最小．而eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－1＋b－1,2)))eq\s\up21(-1)＝eq\f(2ab,a＋b).∵a≠b時，a＋b＞2eq\r(ab)＞0，∴(a＋b)eq\r(ab)＞2ab＞0，eq\f(2ab,a＋b)＜eq\r(ab).綜上可知，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－1＋b－1,2)))eq\s\up21(-1)最小，應(yīng)選D.【答案】D3．若a＞0，b＞0，a＋b＝2，則下列不等式對一切滿足條件的a，b恒成立的是________(寫出所有正確命題的編號)．①ab≤1；②eq\r(a)＋eq\r(b)≤eq\r(2)；③a2＋b2≥2；④a3＋b3≥3；⑤eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)≥2.【解析】利用特殊值a＝b＝1排除②④.由平均值不等式ab≤eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a＋b,2)))eq\s\up21(2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,2)))eq\s\up21(2)＝1，∴①正確．由a2＋b2＝a2＋(2－a)2＝2a2－4a＋4＝2(a－1)2＋1]≥2，∴③正確．由eq\f(1,a)＋eq\f(1,b)＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)＋\f(1,b)))(a＋b)＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(b,a)＋\f(a,b)))≥eq\f(1,2)(2＋2)＝2，∴⑤正確．【答案】①③⑤4．設(shè)正數(shù)a，b，c滿足a＋b＋c＝1，求eq\f(1,3a＋2)＋eq\f(1,3b＋2)＋eq\f(1,3c＋2)的最小值．【解】因為a，b，c均為正數(shù)，且a＋b＋c＝1，所以(3a＋2)＋(3b＋2)＋(3c＋2)＝9.于是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3a＋2)＋\f(1,3b＋2)＋\f(1