1. 《见微知著》读到:从一个简单的经典问题出发,从特殊到一般,由简单到复杂:从部分到整体,由低维到高维,知识与方法上的类比是探索发展重要途径,是思想阀门发现新问题、结论的重要方法。

阅读材料一;利用整体思想解题,运用代数式的恒等变形,使不少依照常规思路难以解决的问题找到简便解决方法,常用的途径有:⑴整体观察;⑵整体设元;⑶整体代入;⑷整体求和等。

例如: , 求证:

证明:左边:

波利亚在《怎样解题》中指出:“当你我到第一个藤菇或作出第一个发现后,再四处看看,他们总是成群生长”类似问题,我们有更多的式子满足以上特征:

阅读材料二

基本不等式),当且仅当a=b时等号成立时等号成立,它是解决最值问题的有力工具。

例如:在的条件下的条件下,当x为何值时,有最小值,最小值是多少?

解: , 即 , 当且仅当 , 即时,有最小值为2,

请根据阅读材料解答下列问题:

(1) 已知 , 求下列各式的值:

(2) , 求的值;
(3) 已知长方形的面积为9,求此长方形周长的最小值;
(4) 若正数a、b满足 , 求的最小值。
【考点】
定义新运算; 含字母式子的化简与求值;
【答案】

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综合题 困难
能力提升
换一批
1. 空间任意选定一点  ,  以点  为端点, 作三条互相垂直的射线  ,  这三条互相垂直的射线分别称作  轴、  轴、  轴, 统称为坐标轴, 它们的方向分别为  (水平向前),  (水平向右),  (坚直向上) 方向, 这样的坐标系称为空间直角坐标系, 将相邻三个面的面积记为  , 且  的小长方体称为单位长方体, 现将若干个単位长方体在空间直角坐标系内进行码放, 要求码放时将単位长方体  所在的面与  轴垂直,  所在的面与  轴垂直,  所在的面与  轴垂直, 如图 1 所示, 若将  轴方向表示的量称为几何体码放的排数,  轴方向表示的量称为几何体码放的列数,  轴方向表示的量称为几何体码放的层数; 如图 2 是由若干个単位长方体在空间直角坐标内码放的一个几何体, 其中这个几何体共码放了 1 排 2 列 6 层, 用有序数组记作  ,  如图 3 的几何体码放了 2 排 3 列 4 层, 用有序数组记作  ,  这样我们就可用每一个有序数组  表ホ一种几何体的码放方式。

(1) 有序数组(3,2,4)所对应的码放的几何体是

(2) 图4是由若干个单位长方体码放的一个几何体的三视图,则这种码放方式的有序数组为(),组成这个几何体的单位长方体的个数为个。

(3) 为了进一步探究有序数组  的几何体的表面积公式  ,  某同学针对若干个单位长方体进行码放, 制作了下列表格:

几何体有序数组

单位长方体的个数

表面上面积为 S1的个数

表面上面积为 S2的个数

表面上面积为 S3的个数

表面积


1

2

2

2



2

4

2

4



3

2

6

6



4

4

8

4



5

10

2

10



6

12

6

4



7

14

14

2



8

8

8

8





-...



根据以上规律, 请写出们序数组  们几何体表面积计算公式 ; (用  、  表示)

(4) 当  时, 对由 12 个单位长方体码放的几何体进行打包, 为了节约外包装材料, 我们可以对 12 个单位长方体码放的几何体表面积最小的规律进行探究, 请根据探究的结果请写出使几何体表面积最小的有序数组, 这个有序数组为 (), 此时求出的这个几何体表面积的大小为(缝隙不计)。
综合题 普通