【文档说明】高中数学培优讲义练习(人教A版2019必修一)专题2.4 基本不等式-重难点题型检测 Word版含解析.docx,共(13)页,43.756 KB,由小赞的店铺上传
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专题2.4基本不等式-重难点题型检测参考答案与试题解析一.选择题(共8小题,满分24分,每小题3分)1.(3分)(2022春•韩城市期末)函数𝑓(𝑥)=5𝑥+20𝑥(𝑥>0)的最小值为()A.10B.15C.20D.25【解题思路】利用基本不等式化简即可求解.【解答过程】解:由题意f(
x)=5x+20𝑥≥2√5𝑥×20𝑥=20,当且仅当5x=20𝑥,即x=2时取等号,此时取得最小值为20,故选:C.2.(3分)(2022春•郫都区校级期末)若实数x、y满足x2+y2=1+xy,则下列结论中,正确的是()A.x
+y≤1B.x+y≥2C.x2+y2≥1D.x2+y2≤2【解题思路】由x2+y2﹣xy=1可得,(x+y)2=1+3xy≤1+3(𝑥+𝑦2)2,x2+y2﹣1=xy≤𝑥2+𝑦22,分别求出x+y与x2+y2的取值范围即可.【解答过程】解:对于
A,B,由x2+y2=1+xy可得,(x+y)2=1+3xy≤1+3(𝑥+𝑦2)2,即14(𝑥+𝑦)2≤1,∴(x+y)2≤4,∴﹣2≤x+y≤2,故A错,B错,对于C,D,由x2+y2=1+xy可得,x2+y2﹣1=xy≤𝑥2+𝑦2
2,∴x2+y2≤2,故C错,D对,故选:D.3.(3分)(2022春•黄陵县校级期末)下列函数中,最小值为2的是()A.𝑦=𝑥+1𝑥B.y=x2﹣2x+4C.𝑦=𝑥2+1𝑥2D.𝑦=√𝑥2+2+1√𝑥2+2【解题思路】选项A,利用排除法,当x<0时,y<0;选项B,
由配方法,可得y≥3;选项C,利用基本不等式,可得解;选项D,采用换元法,令t=√𝑥2+2≥√2,则y=t+1𝑡,再结合对勾函数的图象与性质,得解.【解答过程】解:选项A,当x<0时,y<0,即A不符合题意;选项B,y=x2﹣2x+4=(x﹣1)2+3≥3,即B不符合
题意;选项C,y=x2+1𝑥2≥2√𝑥2⋅1𝑥2=2,当且仅当x2=1𝑥2,即x=±1时,等号成立,即C符合题意;选项D,令t=√𝑥2+2≥√2,则y=t+1𝑡在[√2,+∞)上单调递增,所以y≥√2+1√2=3√22,当且仅当t=√2时,等号成立,即D不符合题意.故选:C.4.
(3分)(2022秋•哈尔滨月考)设a>0,b>0,若a+3b=5,则(𝑎+1)(3𝑏+1)√𝑎𝑏的最小值为()A.9√3B.2C.6√2D.4√3【解题思路】由已知结合基本不等式即可求解.【解答过程】解:a>0,b>0,a+3b=5,则(𝑎+1)(3𝑏+1)√
𝑎𝑏=3𝑎𝑏+𝑎+3𝑏+1√𝑎𝑏=3√𝑎𝑏+6√𝑎𝑏≥2√3√𝑎𝑏⋅6√𝑎𝑏=6√2,当且仅当3√𝑎𝑏=6√𝑎𝑏且a+3b=5,即a=2,b=1时取等号.故选:C.
5.(3分)(2022秋•南关区校级月考)已知正实数a,b满足4𝑎+𝑏+1𝑏+1=1,则a+2b的最小值为()A.6B.8C.10D.12【解题思路】根据a+2b=a+b+b+1﹣1=(a+b+b+1)(4𝑎+𝑏+1𝑏+1)﹣1,结合基本不
等式求解即可.【解答过程】解:∵正实数a,b满足4𝑎+𝑏+1𝑏+1=1,∴a+2b=a+b+b+1﹣1=(a+b+b+1)(4𝑎+𝑏+1𝑏+1)﹣1=5+4(𝑏+1)𝑎+𝑏+𝑎+𝑏𝑏+1−1≥5+2√4(𝑏+1)𝑎+𝑏⋅𝑎+𝑏𝑏+1−
1=8,当且仅当a+b=2(b+1)时等号成立,故选:B.6.(3分)(2021秋•泽普县校级月考)《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如
图所示图形,点F在半圆O上,点C在直径AB上,且OF⊥AB,设AC=a,BC=b,则该图形可以完成的无字证明为()A.𝑎+𝑏2≥√𝑎𝑏(𝑎>0,𝑏>0)B.√𝑎2+𝑏22≥√𝑎𝑏(𝑎>0,𝑏>0)C.𝑎+𝑏2≤√𝑎2+𝑏22(𝑎>0,
𝑏>0)D.2𝑎𝑏𝑎+𝑏≤√𝑎𝑏(𝑎>0,𝑏>0)【解题思路】利用数形结合计算出OF,OC,再在Rt△OCF中,利用勾股定理得CF,再由CF≥OF,可解.【解答过程】解:由图形可知:OF=12𝐴𝐵=12(𝑎+𝑏),
OC=12(𝑎+𝑏)−𝑏=12(𝑎−𝑏),在Rt△OCF中,由勾股定理得:𝐶𝐹2=√𝑂𝐶2+𝑂𝐹2=√12(𝑎2+𝑏2),又CF≥OF,∴√12(𝑎2+𝑏2)≥12(𝑎+𝑏),(a,b>0),故选:C.7.(
3分)(2022春•营口期末)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若不相等
的两个正实数a,b满足a+b=4,且1𝑎+1𝑏>t恒成立,则实数t的取值范围是()A.t≤1B.t<1C.t≤2D.t<2【解题思路】利用“乘1法”,可得1𝑎+1𝑏>1,从而得解.【解答过程】解:1𝑎+1𝑏=1
4(a+b)(1𝑎+1𝑏)=14(2+𝑎𝑏+𝑏𝑎)≥14(2+2)=1,当且仅当𝑎𝑏=𝑏𝑎,即a=b=2时,等号成立,因为a≠b,所以1𝑎+1𝑏>1,又1𝑎+1𝑏>t恒成立,所以t≤1.
故选:A.8.(3分)(2021秋•李沧区校级月考)若x>0,y>0,且2𝑥+1𝑦=1,x+2y>m2+7m恒成立,则实数m的取值范围是()A.﹣8<m<1B.m<﹣8或m>1C.m<﹣1或m>8D.﹣1<m<8
【解题思路】根据题意,分析可得x+2y=(x+2y)(2𝑥+1𝑦)=4++4𝑦𝑥+𝑥𝑦,由基本不等式的性质求出x+2y的最小值,再由二次不等式的解法,解可得m的取值范围.【解答过程】解:根据题意,x>0,y>0,且2𝑥+1𝑦=1,则x+2y=(
x+2y)(2𝑥+1𝑦)=4+4𝑦𝑥+𝑥𝑦≥4+2√4𝑦𝑥⋅𝑥𝑦=8,当且仅当x=2y=4时等号成立,即x+2y的最小值为8,若x+2y>m2+7m恒成立,必有m2+7m<8,解可得﹣8<m<1.即m的取值范围为(﹣8
,1).故选:A.二.多选题(共4小题,满分16分,每小题4分)9.(4分)(2021秋•滦南县校级月考)下列函数最小值为2的是()A.y=x+1𝑥B.y=𝑥2+2√𝑥2+1C.y=x2+1𝑥
2D.y=√𝑥(4−𝑥)【解题思路】对于AD可以利用特殊值法判断;对于BC利用基本不等式判断即可.【解答过程】解:对于A,当x=﹣1时,y=﹣2,A错误.对于B,y=𝑥2+2√𝑥2+1=𝑥2+1+1√𝑥2+1=√�
�2+1+1√𝑥2+1≥2√(𝑥2+1)⋅1𝑥2+1=2,当且仅当√𝑥2+1=1√𝑥2+1,即x=0时取得等号,B正确.对于C,y=x2+1𝑥2≥2√𝑥2⋅1𝑥2=2,当且仅当x2=1𝑥2,即x=±1时取得等
号,C正确.对于D,当x=0时,很显然最小值不是2,D错误.故选:BC.10.(4分)(2021秋•建华区校级期中)若正数a,b满足a+b=1,则13𝑎+2+13𝑏+2的可能取值为()A.67B.47C.27D.14【解题思路】构造
17×(3a+2+3b+2)×(13𝑎+2+13𝑏+2),运用1的巧妙代换,结合基本不等式求解.【解答过程】解:∵a+b=1,∴3a+2+3b+2=7,∴13𝑎+2+13𝑏+2=17×(3a+2+3b+2)×(13𝑎+2+13𝑏+2)=27+17(3𝑏+23𝑎+2+3𝑎+23𝑏
+2),∵a,b都是正数,∴3𝑏+23𝑎+2>0,3𝑎+23𝑏+2>0,由基本不等式可知3𝑏+23𝑎+2+3𝑎+23𝑏+2≥2√3𝑏+23𝑎+2⋅3𝑎+23𝑏+2=2,∴13𝑎+2+13𝑏+2≥27+27=47,当且仅当a+b=1,3𝑏+23𝑎+2=3𝑎+23�
�+2时,即a=b=12时,取等号.∴13𝑎+2+13𝑏+2的最小值为47.故选:AB.11.(4分)(2021秋•烟台期末)已知x>0,y>0,且x+y+xy﹣3=0,则错误的是()A.xy的取值范围是[1,9]B.x+
y的取值范围是[2,+∞)C.x+4y的最小值是3D.x+2y的最小值是4√2−3【解题思路】由已知结合基本不等式分别检验各选项即可判断.【解答过程】解:因为x>0,y>0,且x+y+xy﹣3=0,所以x+y=3﹣xy≥2√𝑥𝑦,当且仅当x=y=1时取等
号,解得,0<√𝑥𝑦≤1,即0<xy≤1,所以xy的取值范围为(0,1],A错误;又xy=3﹣(x+y)≤(𝑥+𝑦2)2,且仅当x=y=1时取等号,解得,x+y≥2,故B正确,又x+y=3﹣xy<3;由x+y+xy﹣3=0
,得x=3−𝑦𝑦+1>0,所以0<y<3,1<y+1<4,所以x+4y=3−𝑦𝑦+1+4y=4(y+1)+4𝑦+1−5>3,此时等号无法取得,C错误;x+2y=3−𝑦𝑦+1+2y=2y−𝑦+1−4𝑦+1=2(y+1)+4𝑦+1−3≥2√(2𝑦+
2)⋅4𝑦+1−3=4√2−3,当且仅当2y+2=4𝑦+1,即y=√2−1时取等号,此时x+2y取得最小值4√2−3,D正确.故选:AC.12.(4分)(2021秋•呼兰区校级期中)已知x>0,y>0,且2x+y=2,若𝑚𝑚−1≤𝑥+2𝑦𝑥𝑦对任意的x>
0,y>0恒成立,则实数m的可能取值为()A.14B.98C.127D.2【解题思路】先结合基本不等式求出𝑥+2𝑦𝑥𝑦的最小值,然后由不等式恒成立转化为𝑚𝑚−1≤(𝑥+2𝑦𝑥𝑦)min,解不等式可求m的范围,结合选项可判断
.【解答过程】解:因为x>0,y>0,且2x+y=2,所以𝑥+2𝑦𝑥𝑦=1𝑦+2𝑥=12(1𝑦+2𝑥)(2x+y)=12(5+2𝑥𝑦+2𝑦𝑥)≥12(5+2√2𝑥𝑦⋅2𝑦𝑥)=92,当且仅当2𝑥𝑦=2
𝑦𝑥且2x+y=2,即x=y=23时取等号,若𝑚𝑚−1≤𝑥+2𝑦𝑥𝑦对任意的x>0,y>0恒成立,则𝑚𝑚−1≤92,整理得7𝑚−9𝑚−1≥0,解得m≥97或m<1,结合选项可知,ACD符合题意.故选:
ACD.三.填空题(共4小题,满分16分,每小题4分)13.(4分)(2021秋•石鼓区校级月考)已知x>2,x+𝑎𝑥−2(a>0)最小值为3.则a=14.【解题思路】先变形得到x+𝑎𝑥−2=x﹣2+𝑎𝑥−2+2,再利用基本不等式求最值
.【解答过程】解:∵x>2,∴x﹣2>0,∴x+𝑎𝑥−2=x﹣2+𝑎𝑥−2+2≥2√𝑎+2,当且仅当x﹣2=𝑎𝑥−2,即x=2+√𝑎时取等号,∴x+𝑎𝑥−2(a>0)最小值为2√𝑎+2,∵x+𝑎𝑥−2(a>
0)最小值为3,∴2√𝑎+2=3,∴a=14,故答案为:14.14.(4分)(2022秋•新罗区校级月考)已知正实数a,b满足ab+a+b=3,则2a+b的最小值为4√2−3.【解题思路】利用已知关系式求出a=3−𝑏𝑏+1,则2a+b=2×3−𝑏𝑏+1+
b=6−2𝑏𝑏+1+𝑏=8−2(𝑏+1)𝑏+1+b=8𝑏+1+b﹣2=8𝑏+1+𝑏+1−3,然后利用基本不等式即可求解.【解答过程】解:因为ab+a+b=3,所以a=3−𝑏𝑏+1,
则2a+b=2×3−𝑏𝑏+1+b=6−2𝑏𝑏+1+𝑏=8−2(𝑏+1)𝑏+1+b=8𝑏+1+b﹣2=8𝑏+1+𝑏+1−3≥2√8𝑏+1⋅(𝑏+1)−3=4√2−3,当且仅当8𝑏+1=𝑏+1,即b=2√2−1时取等号
,此时最小值为4√2−3,故答案为:4√2−3.15.(4分)(2022•衡南县校级开学)直角三角形的斜边长为5时,其面积有最大(大或小)值,为254.【解题思路】先设直角边分别为x,y,则x2+y2=25,然后结合基本不等式及三角形面积公式可求.【解答过程】解:设两直角边分别为
x,y,则x2+y2=25,因为x2+y2≥2xy,当且仅当x=y=5√22时取等号,故xy≤252,故三角形面积S=12𝑥𝑦≤254.故答案为:大;254.16.(4分)(2022秋•余姚市校级月考)有下列4个关
于不等式的结论:①若x<0,则x+1𝑥≤−2;②若x∈R,则𝑥2+2√𝑥2+1≥2;③若x∈R,则|𝑥+1𝑥|≥2;④若a>0,则(1+𝑎)(1+1𝑎)≥4.其中正确的序号是①②④.【解题思路】利用基本不等式逐个判断4个结
论即可,注意“一正,二定,三相等”3个条件缺一不可.【解答过程】解:对于①,若x<0,则﹣x>0,∴x+1𝑥=−(﹣x+1−𝑥)≤﹣2√−𝑥⋅1−𝑥=−2,当且仅当﹣x=1−𝑥,即x=﹣1时,等号成立,故①正确,对于②,若x∈R,𝑥2+2√𝑥2+1
=(√𝑥2+1)2+1√𝑥2+1=√𝑥2+1+1√𝑥2+1≥2√√𝑥2+1⋅1√𝑥2+1=2,当且仅当√𝑥2+1=1√𝑥2+1,即x=0时,等号成立,故②正确,对于③,当x=0时,x+1𝑥无意义,故③错误,对于④,若a>0,则
(1+a)(1+1𝑎)=1+1𝑎+a+1≥2√𝑎⋅1𝑎+2=4,当且仅当a=1𝑎,即a=1时,等号成立,故④正确,所以正确的序号是①②④,故答案为:①②④.四.解答题(共6小题,满分44分)17.(6分)(2022•望花区校级开学)已知x∈(0,+∞).
(1)求𝑦=𝑥+1𝑥的值域;(2)求𝑦=𝑥2+2𝑥+3𝑥的最小值,以及y取得最小值时x的值.【解题思路】(1)由题意利用基本不等式即可求解.(2)由已知可得y=𝑥2+2𝑥+3𝑥=2+(x+3𝑥),利用基本不等式即可求解.【解答过程】解:(1)因为x∈(
0,+∞),所以𝑦=𝑥+1𝑥≥2√𝑥⋅1𝑥=2,取等号条件:x=1𝑥,x2=1.因为x∈(0,+∞),所以x=1,所以函数𝑦=𝑥+1𝑥的值域为[2,+∞).(2)y=𝑥2+2𝑥+3𝑥=2+(x+3𝑥),
因为x∈(0,+∞),所以x+3𝑥≥2√3,所以y=2+(x+3𝑥)≥2+2√3,取等号条件:x=3𝑥,x2=3,因为x∈(0,+∞),所以𝑥=√3,当𝑥=√3时,该函数取最小值2+2√3.18.(6分)(2021秋•新泰市校级期末)已知实数a
>0,b>0,a+2b=2.(1)求1𝑎+2𝑏的最小值;(2)求a2+4b2+5ab的最大值.【解题思路】(1)利用“乘1法”与基本不等式的性质即可得出;(2)利用a=2﹣2b将a2+4b2+5ab=﹣2(b−12)2+92,再
利用二次函数求最大值即可得出.【解答过程】解:(1)∵a>0,b>0,且a+2b=2,∴1𝑎+2𝑏=12(𝑎+2𝑏)(1𝑎+2𝑏)=12(1+2𝑎𝑏+2𝑏𝑎+4)≥12(5+2√2𝑎𝑏⋅2𝑏𝑎)=92,当且仅当2𝑎𝑏=2
𝑏𝑎,即a=b时等式成立,∴1𝑎+2𝑏的最小值为92.(2)∵a>0,b>0,a+2b=2,∴a=2﹣2b>0,可得0<b<1,a2+4b2+5ab=(2﹣2b)2+4b2+5(2﹣2b)b=﹣2b2+2b+4=﹣2(b−12)2+92,当b=12时,a2+
4b2+5ab有最大值为92.19.(8分)(2022春•福田区校级期末)若a>0,b>0,a+b=1.求证:(1)4𝑎+1𝑏≥9;(2)√2𝑎+1+√2𝑏+1≤2√2.【解题思路】(1)由已知利用乘1法,结
合基本不等式即可证明;(2)利用基本不等式的结论(𝑚+𝑛2)2≤𝑚2+𝑛22即可证明.【解答过程】证明:(1)因为a>0,b>0,a+b=1,所以4𝑎+1𝑏=(4𝑎+1𝑏)(a+b)=5+4𝑏𝑎+𝑎𝑏≥5+2√4�
�𝑎⋅𝑎𝑏=9,当且仅当4𝑏𝑎=𝑎𝑏且a+b=1,即b=13,a=23时取等号,故4𝑎+1𝑏≥9;(2)因为(√2𝑎+1+√2𝑏+12)2≤2𝑎+1+2𝑏+12=2,当且仅当√2𝑎+1=√2𝑏+1且a+b=1,即a=b=12时取等号,所以√2�
�+1+√2𝑏+1≤2√2.20.(8分)(2021秋•洛阳期中)如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙的长度没有限制)的矩形菜园.设菜园的长为xm,宽为ym.(1)若菜园面积为18m2,则x,y为何值时,可使所用篱笆总长最小?(2)
若使用的篱笆总长度为18m,求1𝑥+2𝑦的最小值.【解题思路】(1)由题意得,xy=18,所用篱笆总长x+2y≥2√2𝑥𝑦,从而可求;(2)由题意x+2y=18,1𝑥+2𝑦=118(1𝑥+2𝑦)(x+2y)展开后利用基本不等式可求.【解答过程】解:(1)由题意得,xy
=18,则所用篱笆总长x+2y≥2√2𝑥𝑦=12,当且仅当x=2y且xy=18,即y=3,x=6时取等号,此时所用篱笆总长最小;(2)由题意x+2y=18,所以1𝑥+2𝑦=(1𝑥+2𝑦)(x+2y)×118=118
(5+2𝑦𝑥+2𝑥𝑦)≥118(5+2√2𝑦𝑥⋅2𝑥𝑦)=12,当且仅当2𝑦𝑥=2𝑥𝑦且x+2y=18,即x=y=6时取等号,此时最小值为12.21.(8分)(2022春•河南期末)观察下面的解答过
程:已知正实数a,b满足a+b=1,求1𝑎+2𝑏的最小值.解:∵a+b=1,∴1𝑎+2𝑏=(𝑎+𝑏)(1𝑎+2𝑏)=3+𝑏𝑎+2𝑎𝑏≥3+2√𝑏𝑎⋅2𝑎𝑏=3+2√2,当且仅当𝑏𝑎=2𝑎𝑏,结合a+b=1得𝑎=√2−1,𝑏
=2−√2时等号成立,∴1𝑎+2𝑏的最小值为3+2√2.请类比以上方法,解决下面问题:(1)已知正实数x,y满足1𝑥+1𝑦=1,求x+4y的最小值;(2)已知正实数x,y满足x+y=1,求12𝑥+1+2𝑦+1的最小值.【
解题思路】(1)类比已知解题方法,将x+4y变为𝑥+4𝑦=(𝑥+4𝑦)(1𝑥+1𝑦),展开后结合基本不等式,即可求得答案;(2)将x+y=1化为(2x+1)+(2y+2)=5,将12𝑥+1+2𝑦+1变形
为12𝑥+1+42𝑦+2,类比所给解题方法,结合基本不等式,求得答案.【解答过程】解:(1)由正实数x,y满足1𝑥+1𝑦=1得:𝑥+4𝑦=(𝑥+4𝑦)(1𝑥+1𝑦)=5+4𝑦𝑥+𝑥𝑦≥5+2√4𝑦𝑥⋅�
�𝑦=9.当且仅当4𝑦𝑥=𝑥𝑦,结合1𝑥+1𝑦=1得𝑥=3,𝑦=32时等号成立,∴x+4y的最小值为9.(2)正实数x,y满足x+y=1,得(2x+1)+(2y+2)=5,∴12𝑥+1+2𝑦+1=1
2𝑥+1+42𝑦+2=15((2𝑥+1)+(2𝑦+2))(12𝑥+1+42𝑦+2)=1+15(2𝑦+22𝑥+1+4(2𝑥+1)2𝑦+2)≥1+25√2𝑦+22𝑥+1⋅4(2𝑥+1)2
𝑦+2=95当且仅当2𝑦+22𝑥+1=4(2𝑥+1)2𝑦+2,结合x+y=1得𝑥=13,𝑦=23时等号成立,∴12𝑥+1+2𝑦+1的最小值为95.22.(8分)(2022春•润州区校级月考)(1)已知x>0,y>0,且满足8𝑥+1𝑦=1.求x+2y的最小值;(2)当0<𝑥<
14时,不等式1𝑥+11−4𝑥−𝑚≥0恒成立,求实数m的最大值;(3)已知a>0,b>0,求𝑎2𝑎+𝑏+2𝑏2𝑏+𝑎的最大值.【解题思路】(1)由已知把x+2y变形为(𝑥+2𝑦)(8𝑥+1𝑦),展开后用基本不等式求得最小值.(2)分离参
数化为𝑚≤44𝑥+11−4𝑥恒成立,再利用基本不等式求出不等式右边的最小值即可得解.(3)令2a+b=u,2b+a=v,u,v>0,可得𝑎=2𝑢−𝑣3,𝑏=2𝑣−𝑢3,代入所求式子化简整理,运
用基本不等式可得所求最大值.【解答过程】解:(1)∵x>0,y>0,8𝑥+1𝑦=1,∴x+2y=(8𝑥+1𝑦)(x+2y)=10+𝑥𝑦+16𝑦𝑥≥10+2√𝑥𝑦⋅16𝑦𝑥=18,当且仅当{8𝑥+1𝑦=1
𝑥𝑦=16𝑦𝑥,即{𝑥=12𝑦=3时,等号成立,∴(x+2y)min=18.(2)不等式1𝑥+11−4𝑥−𝑚≥0恒成立化为𝑚≤44𝑥+11−4𝑥恒成立,∵0<𝑥<14,∴1﹣4x>0,∴44𝑥+11−4𝑥=(4𝑥+1−4𝑥)(44𝑥+11
−4𝑥)=5+4𝑥1−4𝑥+4(1−4𝑥)4𝑥≥5+2√4𝑥1−4𝑥⋅4(1−4𝑥)4𝑥=5+4=9,当且仅当4𝑥1−4𝑥=4(1−4𝑥)4𝑥,即𝑥=16时,等号成立,∴m≤9,∴m的
最大值为9.(3)解:令2a+b=u,2b+a=v,u,v>0,可得𝑎=2𝑢−𝑣3,𝑏=2𝑣−𝑢3,∴𝑎2𝑎+𝑏+2𝑏2𝑏+𝑎=1𝑢⋅2𝑢−𝑣3+1𝑣⋅2⋅2𝑣−𝑢3=2−(
𝑣3𝑢+2𝑢3𝑣)≤2−2√𝑣3𝑢⋅2𝑢3𝑣=2−2√23,当且仅当𝑣=√2𝑢,上式取得等号,可得𝑎2𝑎+𝑏+2𝑏2𝑏+𝑎的最大值为2−2√23.