高中数学知识图谱必修一 · 第 2 章技能

配凑定和或定积结构

通过拆项、加一项再减掉、调整系数,把式子凑成「两项的积(或和)是定值」,好用基本不等式。

出现在2.2 基本不等式拓展

用到它的方法 1

什么时候用

看到什么想到它
想用基本不等式,但两项的积(或和)还不是定值,例如 x>1x>1 时求 x+1x−1x+\frac{1}{x-1} 的最小值,而 x⋅1x−1x\cdot\frac{1}{x-1} 不是定值。
做完得到什么
改写好的式子:两项的积(或和)是定值,外加一个补回来的常数。例如 x+1x−1=(x−1)+1x−1+1x+\frac{1}{x-1}=(x-1)+\frac{1}{x-1}+1,前两项的积为 11。
要注意
加上去的数要再减掉,补回来的常数最后不能漏;凑出定值后还要检查等号能否取到,取不到时这个界就不是最值。

操作步骤

  1. 照着分母定下要凑的两项 #

    两项通常照着分母或根号里的式子来定。分母是 x−1x-1,另一项就凑成 x−1x-1,这样 (x−1)⋅1x−1=1(x-1)\cdot\frac{1}{x-1}=1 是定值。

    有系数时连系数一起凑,例如分母是 x−1x-1 时 2x=2(x−1)+22x=2(x-1)+2。

  2. 缺什么补什么,多的减掉 #

    xx 比 x−1x-1 多出 11,所以 x=(x−1)+1x=(x-1)+1,原式 =(x−1)+1x−1+1=(x-1)+\frac{1}{x-1}+1。

    如果是乘上一个已知等于 11 的式子(如条件 x+y=1x+y=1),要写明它为什么等于 11。

    配凑:原式 = 方框 + 圆圈 + 常数

    例:x>1x>1,求 2x+2x−12x+\frac2{x-1} 的最小值。按分母把 2x2x 写成 2(x−1)+22(x-1)+2,两项积为定值,补进的常数 22 留在式外。

    原式=++常数

    例2x+2x−1=2(x−1)+2x−1+2

    补进的常数要在式外减回

    图解交互正在加载;正文与题例可直接阅读。

  3. 合并回去检查,写出定值 #

    把 (x−1)+1x−1+1(x-1)+\frac{1}{x-1}+1 合并,确认等于 x+1x−1x+\frac{1}{x-1}。

    再写出两项的积 (x−1)⋅1x−1=1(x-1)\cdot\frac{1}{x-1}=1,并确认 x>1x>1 时两项都是正数。

说明与题例

1. 平移出倒数对

x>1x>1,改写 x+1x−1x+\frac{1}{x-1}。

  1. 写为 (x−1)+1x−1+1(x-1)+\frac{1}{x-1}+1。前两项为正且积为 11,补回来的常数 11 不能漏掉。

本页说明例

内容出处:人教 A 版必修第一册第二章