在数学学习中,基本不等式是一个非常重要的知识点,它不仅在理论研究中有广泛的应用,在实际问题解决中也扮演着重要角色。今天我们就通过一些练习题来加深对基本不等式的理解。
练习题1:
已知a > 0, b > 0,且a + b = 1,求证:
\[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} \geq 4 \]
解析:根据基本不等式 \( \frac{x+y}{2} \geq \sqrt{xy} \),我们可以得到:
\[ \frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab} \]
由于a + b = 1,所以:
\[ \frac{1}{2} \geq \sqrt{ab} \]
两边平方得:
\[ \frac{1}{4} \geq ab \]
接下来考虑倒数和的形式:
\[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{a+b}{ab} = \frac{1}{ab} \]
由上面的结果可知 \( ab \leq \frac{1}{4} \),因此:
\[ \frac{1}{ab} \geq 4 \]
即:
\[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} \geq 4 \]
练习题2:
设x, y均为正数,并且满足条件 \( x^2 + y^2 = 1 \),试证明:
\[ xy \leq \frac{1}{2} \]
解析:同样利用基本不等式 \( \frac{x^2 + y^2}{2} \geq xy \)。将给定条件代入后可得:
\[ \frac{1}{2} \geq xy \]
从而证明了 \( xy \leq \frac{1}{2} \)。
练习题3:
若m, n为非负实数,且m+n=2,请问当m为何值时,\( m^n \cdot n^m \)取得最大值?
解析:这个问题需要结合指数函数与对数性质来分析。首先设函数f(m) = \( m^n \cdot n^m \),通过对该函数求导并令其等于零的方法寻找极值点。经过计算可以发现,当m=n=1时,函数f(m)达到最大值。
以上就是几道关于基本不等式的典型练习题及其解答过程。希望大家能够通过这些题目更好地掌握基本不等式的应用技巧。记住,熟练掌握基本概念是解题的关键所在!