题组层级快练(四十五)1.已知a,b∈(0,1)且a≠b,下列各式中最大的是()A.a2+b2B.2abC.2abD.a+b答案D解析只需比较a2+b2与a+b.由于a,b∈(0,1),∴a2a,b2b,∴a2+b2a+b.2.若x0,则x+2x的最小值是()A.2B.4C.2D.22答案D解析由基本不等式可得x+2x≥2x·2x=22,当且仅当x=2x即x=2时取等号,故最小值是22.3.若0x32,则y=x(3-2x)的最大值是()A.916B.94C.2D.98答案D4.已知函数g(x)=2x,且有g(a)g(b)=2,若a0且b0,则ab的最大值为()A.12B.14C.2D.4答案B解析∵2a2b=2a+b=2,∴a+b=1,ab≤(a+b2)2=14,故选B.5.下列函数中,最小值为4的是()A.y=x+4xB.y=sinx+4sinx(0xπ)C.y=4ex+e-xD.y=log3x+logx3(0x1)答案C解析注意基本不等式等号成立的条件是“a=b”,同时考虑函数的定义域,①x的定义域为{x|x∈R,且x≠0},函数没有最小值;②若sinx=4sinx取到最小值4,则sin2x=4,显然不成立.④没有最小值.故选C.6.下列命题中正确的是()A.函数y=x+1x的最小值为2B.函数y=x2+3x2+2的最小值为2C.函数y=2-3x-4x(x0)的最小值为2-43D.函数y=2-3x-4x(x0)的最大值为2-43答案D解析y=x+1x的定义域为{x|x≠0},当x0时,有最小值2,当x0时,有最大值-2,故A项不正确;y=x2+3x2+2=x2+2+1x2+2≥2,∵x2+2≥2,∴取不到“=”,故B项不正确;∵x0时,3x+4x≥2·3x·4x=43,当且仅当3x=4x,即x=233时取“=”,∴y=2-(3x+4x)有最大值2-43,故C项不正确,D项正确.7.“a=18”是“对任意的正数x,2x+ax≥1”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案A解析令p:“a=18”,q:“对任意的正数x,2x+ax≥1”.若p成立,则a=18,则2x+ax=2x+18x≥22x·18x=1,即q成立,p⇒q;若q成立,则2x2-x+a≥0恒成立,解得a≥18,∴q⇒/p.∴p是q的充分不必要条件.8.设实数x,y,m,n满足x2+y2=1,m2+n2=3,那么mx+ny的最大值是()A.3B.2C.5D.102答案A解析方法一:设x=sinα,y=cosα,m=3sinβ,n=3cosβ,其中α,β∈R.∴mx+ny=3sinβsinα+3cosβcosα=3cos(α-β).故选A.方法二:m2+n2=3⇔(m3)2+(n3)2=1,∴2=x2+y2+(m3)2+(n3)2≥23(mx+ny).∴mx+ny≤3.9.若x,y是正数,则(x+12y)2+(y+12x)2的最小值是()A.3B.72C.4D.92答案C解析原式=x2+xy+14y2+y2+yx+14x2≥4.当且仅当x=y=12时取“=”号.10.(2015·安徽池州二中月考)已知a0,b0,a+b=2,则y=1a+4b的最小值是()A.72B.4C.92D.5答案C解析依题意得1a+4b=12(1a+4b)(a+b)=12×[5+(ba+4ab)]≥12×(5+2ba×4ab)=92,当且仅当a+b=2,ba=4ab,a0,b0,即a=23,b=43时取等号,即1a+4b的最小值是92.11.已知x,y,z∈(0,+∞),且满足x-2y+3z=0,则y2xz的最小值为()A.3B.6C.9D.12答案A12.(1)当x1时,x+4x-1的最小值为________;(2)当x≥4时,x+4x-1的最小值为________.答案(1)5(2)163解析(1)∵x1,∴x-10.∴x+4x-1=x-1+4x-1+1≥24+1=5.(当且仅当x-1=4x-1.即x=3时“=”号成立)∴x+4x-1的最小值为5.(2)∵x≥4,∴x-1≥3.∵函数y=x+4x在[3,+∞)上为增函数,∴当x-1=3时,y=(x-1)+4x-1+1有最小值163.13.若a0,b0,a+b=1,则ab+1ab的最小值为________.答案174解析ab≤(a+b2)2=14,当且仅当a=b=12时取等号.y=x+1x在x∈(0,14]上为减函数.∴ab+1ab的最小值为14+4=174.14.(2013·四川文)已知函数f(x)=4x+ax(x0,a0)在x=3时取得最小值,则a=________.答案36解析f(x)=4x+ax≥24x·ax=4a(当且仅当4x=ax,即a=4x2时取等号),则由题意知a=4×32=36.15.已知x>0,y>0,2x+y=1,则xy的最大值为________.答案18解析∵2xy≤(2x+y2)2=14,∴xy≤18.(当且仅当2x=y即x=14,y=12时取“=”号.)∴xy的最大值为18.16.设x0,y0,且1x+2+1y+2=13,则xy的最小值为________.答案16解析由12+x+12+y=13,化为3(2+y)+3(2+x)=(2+y)(2+x),整理为xy=x+y+8.∵x,y均为正实数,∴xy=x+y+8≥2xy+8,∴(xy)2-2xy-8≥0,解是xy≥4,即xy≥16,当且仅当x=y=4时取等号,∴xy的最小值为16.17.已知ab0,求a2+16ba-b的最小值.答案16思路由b(a-b)求出最大值,从而去掉b,再由a2+64a2,求出最小值.解析∵ab0,∴a-b0.∴b(a-b)≤[b+a-b2]2=a24.∴a2+16ba-b≥a2+64a2≥2a2·64a2=16.当a2=64a2且b=a-b,即a=22,b=2时等号成立.∴a2+16ba-b的最小值为16.18.已知lg(3x)+lgy=lg(x+y+1),(1)求xy的最小值;(2)求x+y的最小值.答案(1)1(2)2解析由lg(3x)+lgy=lg(x+y+1),得x0,y0,3xy=x+y+1.(1)∵x0,y0,∴3xy=x+y+1≥2xy+1.∴3xy-2xy-1≥0,即3(xy)2-2xy-1≥0.∴(3xy+1)(xy-1)≥0.∴xy≥1.∴xy≥1.当且仅当x=y=1时,等号成立.∴xy的最小值为1.(2)∵x0,y0,∴x+y+1=3xy≤3·(x+y2)2.∴3(x+y)2-4(x+y)-4≥0.∴[3(x+y)+2][(x+y)-2]≥0.∴x+y≥2.当且仅当x=y=1时取等号.∴x+y的最小值为2.1.(2013·重庆理)3-aa+6(-6≤a≤3)的最大值为()A.9B.92C.3D.322答案B解析方法一:因为-6≤a≤3,所以3-a≥0,a+6≥0.由基本不等式,可知3-aa+6≤3-a+a+62=92,当且仅当a=-32时等号成立.方法二:3-aa+6=-a+322+814≤92,当且仅当a=-32时等号成立.2.已知x0,y0,且2x+1y=1,若x+2ym2+2m恒成立,则实数m的取值范围是()A.m≥4或m≤-2B.m≥2或m≤-4C.-2m4D.-4m2答案D解析∵x0,y0,且2x+1y=1,∴x+2y=(x+2y)(2x+1y)=4+4yx+xy≥4+24yx·xy=8,当且仅当4yx=xy,即4y2=x2,x=2y时取等号,又2x+1y=1,此时x=4,y=2,∴(x+2y)min=8,要使x+2ym2+2m恒成立,只需(x+2y)minm2+2m恒成立,即8m2+2m,解得-4m2.3.函数y=x2+2x+2x+1(x-1)的图像最低点的坐标是()A.(1,2)B.(1,-2)C.(1,1)D.(0,2)答案D解析y=x+12+1x+1=(x+1)+1x+1≥2.当且仅当x=0时等号成立.4.设x>0,y>0,且(x-1)(y-1)≥2,则xy的取值范围为__________.答案[3+22,+∞)解析(x-1)(y-1)=xy-(x+y)+1≤xy-2xy+1,又(x-1)(y-1)≥2,即xy-2xy+1≥2,∴xy≥2+1,∴xy≥3+22.5.若实数x,y满足x2+y2+xy=1,则x+y的最大值是________.答案233解析∵xy≤14(x+y)2,∴1=x2+y2+xy=(x+y)2-xy≥(x+y)2-14(x+y)2=34(x+y)2,∴(x+y)2≤43.∴-233≤x+y≤233,当x=y=33时,x+y取得最大值233.6.设x,y为实数,若4x2+y2+xy=1,则2x+y的最大值是________.答案2105解析∵4x2+y2+xy=1,∴(2x+y)2=3xy+1=32×2xy+1≤32×(2x+y2)2+1,∴(2x+y)2≤85,∴(2x+y)max=2105.7.如图,在半径为30cm的半圆形(O为圆心)铝皮上截取一块矩形材料ABCD,其中点A,B在直径上,点C,D在圆周上.(1)怎样截取才能使截得的矩形ABCD的面积最大?并求最大面积;(2)若将所截得的矩形铝皮ABCD卷成一个以AD为母线的圆柱形罐子的侧面(不计剪裁和拼接铝耗),应怎样截取,才能使做出的圆柱形罐子体积最大?并求最大体积.解析(1)连接OC.设BC=x,矩形ABCD的面积为S.则AB=2900-x2,其中0x30.所以S=2x900-x2=2x2900-x2≤x2+(900-x2)=900.当且仅当x2=900-x2,即x=152时,S取最大值900cm2.答:取BC为152cm时,矩形ABCD的面积最大,最大值为900cm2.(2)设圆柱底面的半径为r,高为x,体积为V.由AB=2900-x2=2πr,得r=900-x2π.所以V=πr2x=1π(900x-x3),其中0x30.由V′=1π(900-3x2)=0,得x=103.因此V=1π(900x-x3)在(0,103)上是增函数,在(103,30)上是减函数.所以当x=103时,V取最大值为60003πcm3.答:取BC为103cm时,做出的圆柱形罐子体积最大,最大值为60003πcm3.