什么时候用
- 看到什么想到它
- 要求最值,看到条件是「一次式等于常数」,而所求式子各项的次数和它对不上,例如 x,y>0,x+5y=1,求 x5+y4 的最小值。
- 做完得到什么
- 各项次数相同的新式子,例如 25+x25y+y4x,两个比值项的积是定值,可以接着用基本不等式。这个新式子只在原条件成立时才等于原式。
- 要注意
- 只能乘「已知等于 1」的式子(乘了等于 k 的式子要再除以 k);各项次数不同时,只给缺次数的项乘,不要整体乘。
操作步骤
数一数每项的次数 #
每项的次数是各字母指数之和,分母里的字母算负次数:x2、xy 都是 2 次,x5 是 −1 次,xy 是 0 次。
x5+y4 两项都是 −1 次,条件里的 x+5y 是 1 次,乘一次就都变成 0 次。
数次数:x、y 同时放大,零次式的值不变
分母里的字母算负次数。取 x=2k、y=k,拖动 k:一次式跟着变大,负一次式跟着变小,零次式 x25y+y4x 始终不变,它只和比值 xy 有关。
- 5x−1−1 次
- ba=ab−10 次
- 4xy2 次
- x1=x−21−21 次
负一次 × 一次:每个乘积都是零次
| × | x1 次 | 5y1 次 |
| x5−1 次 | 50 次 | x25y0 次 |
|---|
| y4−1 次 | y4x0 次 | 200 次 |
取 x=2k、y=k(比值 xy 始终是 21),拖动 k,看三个式子怎样变:
x5+y4
负一次
x25y+y4x
零次
x、y 同时放大 k 倍:一次式变成 k 倍,负一次式变成 1k,零次式不变。
图解交互正在加载;正文与题例可直接阅读。
乘上等于 1 的条件式 #
因为 x+5y=1,乘上它式子的值不变:(x5+y4)(x+5y)=5+x25y+y4x+20=25+x25y+y4x。
也可以只给某一项补次数:x+y=1 时 y=y(x+y),于是 x2+y=x2+xy+y2,每项都是 2 次。
配次数:乘入值为 1 的条件式
例:x,y>0,x+5y=1,求 x5+y4 的最小值。目标 −1 次,乘入 1 次的条件式后只剩比值。
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说清乘的为什么等于 1 #
每乘一次,都要写明乘的式子为什么等于 1。新式子只在 x+5y=1 时等于原式,所以后面求出取等时的 x,y,要代回这个条件检查。
易错
各项次数不同时整体乘入 #
错误做法
x,y>0,x+y=1,求 x1+yx 的最小值时,整体乘 (x+y):(x1+yx)(x+y)=1+xy+yx2+x。
yx 本来已经是 0 次,被乘成了一次,次数又不齐,得不到定积。
正确做法
逐项数次数,只给缺次数的项乘:x1 是 −1 次,乘 (x+y) 得 1+xy;yx 不乘。
原式 =1+xy+yx≥1+2=3,x=y=21 时取等。
说明与题例
1. 局部配齐
x+y=1,将 x2+y 配成二次齐次式。
- x2+y=x2+y(x+y)=x2+xy+y2;每项总次数为 2。
本页说明例
2. 整体乘入
x,y>0,x+5y=1,求 x5+y4 的最小值。
- 目标是 −1 次,条件式 x+5y=1 是 1 次,整体乘入后为 0 次:(x5+y4)(x+5y)=25+x25y+y4x。
- 两个比值项的积 x25y⋅y4x=100 为定值,所以原式 ≥25+2100=45。
- 取等要 x25y=y4x,即 2x=5y,与 x+5y=1 联立得 x=31,y=152,取得到。
本页说明例
内容出处:人教 A 版必修第一册第二章