谈谈基本不等式的配凑方法
2022-11-30李秋香
李秋香
若a、b>0,则a+b≥2√ab,当且仅当a=b时,等号成立,该式称为基本不等式.基本不等式是解答最值问题的重要工具,在解答最值问题、参数的取值范围问题、恒成立问题中应用广泛,在运用基本不等式求最值时,往往要把握三个条件:(1)一正.即两个式子均为正的;(2)二定.当两式的和为定值时,其积取最大值;当两式的积为定值时,其和取最小值;(3)三相等.即当且仅当两式相等时,等号成立.一般地,很多同学能把握第一、三个条件,但对于第二个条件,却很难把握,不知如何配凑出两式的和或积.下面结合实例来谈一谈基本不等式的两个配凑技巧.
一、通过分离,配凑出基本不等式
若目标式为分式,且分子的最高次数高于分母的最高次数,则可考虑通过分离来配凑基本不等式.一般地,可通过添项、减项、凑系数、拆项的方式,将分子配凑成分母的倍数,使整式、分式分离,将其转化为形如的形式.只需使分母为正数,便可利用基本不等式求得最值.
该目标式为分式,于是通过分离整式、分式,将其变形为的形式,而为定值,于是利用基本不等式就能求出最小值.
二、通过换元,配凑出基本不等式
有些目标式较为复杂,无法直接运用基本不等式来求得最值,此时可通过换元来配凑出两式的和或积,为运用基本不等式创造条件.可将某个式子用一个新元替换,通过等量代换,得到关于新元的目标式,再将其变形为两式的和或积的形式,便可利用基本不等式求得最值.
该目标式较为复杂,需根据已知关系式,将其变形,于是令t=b+l,便可得到关于t的式子:,该式中含有两式t、之和,其积为定值,即可运用基本等式求得最值.
有時可将已知条件进行适当的变形,使其等于一个常数,便可通过常量代换,配凑出两式的和或积,利用基本不等式求得最值.
将“1”替换为变量,并代人目标式中,便可配凑出两式的和,且两式的积为定值,则可利用基本不等式求最值.在求得最值时,要判断等号的情况是否成立.
同学们在求最值时,要明确变量的个数,分析所求式子与已知等式的结构特点,合理进行分离、换元,配凑出两式的和或积,并使其一为定值,以便运用基本不等式顺利求得最值.