本题导读
本题核心考查多元条件不等式的最值求解。解题的关键在于通过对复杂已知等式进行分组因式分解,理清变量之间的内在代数结构,进而采用整体换元与基本不等式完成精细的代数放缩。
📌【题干】
Question
(2006年重庆卷(理)) 若 且 ,则 的最小值为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
已知等式因式分解: 展开已知等式: 。 采用分组分解法: 。 目标函数结构转化: 目标代数式是 。 巧妙拆项组合: 。 整体换元运用基本不等式: 设 ,,则已知条件转化为 ,目标函数转化为求 的最小值。 根据基本不等式 即可直观快速求出答案。
✅【答案】
Success
D
✍【详细解析】
Abstract
已知等式为: 将左边展开: 前两项提取 ,后两项提取 : 提取公因式 :
要求 的最小值,我们可以将 拆开,与 分别配对:
因为 ,所以 且 。 此时,令 ,,则:
已知条件可精简为:
目标代数式可精简为:
根据基本不等式(均值不等式),因为 ,有: 将 代入上式中:
为了去掉根号,需要将双重根号内的代数式进行完全平方化简:
将完全平方式代回最值不等式中:
当且仅当 (即 )时,等号正式成立。此时结合 ,可以通过选取适当的正数 满足该边界。 所以, 的最小值为 。
故选 D
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:多项式的分组分解因式技能、整体换元法的化简思想、双重根号的开方运算。
- 核心方法:基本不等式 。
- 避坑指南:本题最容易卡壳的地方在于无法直接看出已知等式的因式分解结构,如果盲目对 使用三元均值不等式或者强行消元,会使整个代数式变得极其繁琐。牢记:解析几何或代数多变量问题中,看到类似于 的交错项,优先考虑分组分解。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 本题源于人教A版必修第一册“一元二次函数、方程和不等式”章节中关于基本不等式应用的高考经典能力拔高题。 结论推广: 若已知 ( 为正定常数, ),则代数式 的最小值恒为 。
🔗【关联脉络】
Multi column