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专题02 不等式及应用(亮点讲)
展开1. 两个实数比较大小的方法
(1)作差法eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a-b>0⇔a>b,,a-b=0⇔a=b,,a-b<0⇔a
2.不等式的基本性质
【温馨提示1】
运用不等式的性质判断时,要注意不等式成立的条件,不要弱化条件,尤其是不能凭想当然随意捏造性质.解有关不等式选择题时,也可采用特殊值法进行排除,注意取值一定要遵循如下原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算.
【温馨提示2】不等式的一些常用性质
(1)倒数的性质① .
②
③ .
④.
(2)有关分数的性质
若,则①;. ②;.
3.三个“二次”间的关系
4.一般地,如果x1<x2,则不等式(x-x1)(x-x2)<0的解集是(x1,x2),
不等式(x-x1)·(x-x2)>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞).
5. 分式不等式及其解法
(1)eq \f(f(x),g(x))>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)eq \f(f(x),g(x))≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
6.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x|a的解集
(2)|ax+b|≤c (c>0)和|ax+b|≥c (c>0)型不等式的解法
①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;
②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.
(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;
②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
③通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方程的思想.
7.基本不等式:
1)如果,那么(当且仅当时取等号“=”).
推论:().
2)如果,,则,(当且仅当时取等号“=”).
推论:(,);.
3).
【温馨提示】1.利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况,要从整体上把握运用基本不等式,对不满足使用基本不等式条件的可通过“变形”来转换,常见的变形技巧有:拆项,并项,也可乘上一个数或加上一个数,“1”的代换法等.
2.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,因此可以用在一些不等式的证明中,还可以用于求代数式的最值或取值范围.如果条件等式中,同时含有两个变量的和与积的形式,就可以直接利用基本不等式对两个正数的和与积进行转化,然后通过解不等式进行求解.
注意:形如y=x+eq \f(a,x)(a>0)的函数求最值时,首先考虑用基本不等式,若等号取不到,再利用该函数的单调性求解.
3.(1)在利用均值定理求最值时,要紧扣“一正、二定、三相等”的条件.“一正”是说每个项都必须为正值,“二定”是说各个项的和(或积)必须为定值.“三相等”是说各项的值相等时,等号成立.
(2)多次使用均值不等式解决同一问题时,要保持每次等号成立条件的一致性和不等号方向的一致性.
4.利用基本不等式解决实际问题时的一般步骤为:
(1)理解题意,设变量,设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数;
(2)建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题;
(3)在定义域内,求出函数的最大值或最小值;
(4)正确写出答案.
5.利用基本不等式求最值要灵活运用两个公式,(1) ,当且仅当时取等号;(2) , ,当且仅当时取等号;首先要注意公式的使用范围,其次还要注意等号成立的条件;另外有时也考查利用“等转不等”“作乘法”“1的妙用”求最值.
常考题型
1.不等关系及不等式:
【例题1】一般认为,民用住宅窗户面积a与地板面积b的比应不小于,即,而且比值越大采光效果越好,若窗户面积与地板面积同时增加m,采光效果变好还是变坏?请将你的判断用不等式表示__________
【温馨提示3】用数学式子表达不等关系时,一定要在读懂题的要求下用准确的不等关系表达变量间的关系,特别要注意的是等号的包含与不包含.
2.不等式的性质及应用:
【例题2-1】对于实数a,b,c,下列命题中的真命题是 ( )
A. 若a>b,则ac2>bc2 B. a>b>0,则
C. a<b<0,则 D. a>b,,则a>0,b<0
【自我提升】已知,且,则以下不正确的是( )
A.B.C.D.
【例题2-2】(多选题)已知,,且,则下列不等关系成立的是( )
A.B.C.D.
【自我提升】(多选)已知a,b,c满足cA.ac(a-c)>0B.c(b-a)<0C.D.
3.不等式的解法:
【例题3-1】求不等式-2x2+x+3<0的解集.
【自我提升】不等式的解集为 .(用区间表示)
【例题3-2】解关于x的不等式:x2-(a+1)x+a<0.
【例题3-3】若不等式mx2+2mx-4<2x2+4x对任意x都成立,则实数m的取值范围是________.
【自我提升】
1. 已知集合M={x|-4<x<2},N={x|x2-x-6<0},则M∩N=( )
A.{x|-4<x<3} B.{x|-4<x<-2}
C.{x|-2<x<2} D.{x|2<x<3}
2.已知不等式x2-2x-3<0的解集为A,不等式x2+x-6<0的解集是B,不等式x2+ax+b<0的解集是A∩B,那么a+b等于( )
A.-3 B.1 C.-1 D.3
【例题3-4】设,则“”是“”的 ( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【例题3-5】设,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
【例题3-6】不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是 ( )
A.(-∞,4) B.(-∞,1)
C.(1,4) D.(1,5)
【自我提升】1. 不等式|x+3|-|x-3|>3的解集是( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x>\f(3,2))))) B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(3,2)<x≤3))))
C.{x|x≥3} D.{x|-3<x≤0}
2.不等式x+|2x+3|≥2.的解集为
4.不等式的综合应用:
【例题4-1】已知函数f (x)=mx2-mx-1.若对于x∈R, 恒成立, 求实数m的取值范围.
【例题4-2】已知函数f (x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3], 恒成立,求实数m的取值范围.
【自我提升】不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0,对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.
【例题4-3】设,求证:.
【例题4-4】已知,求,的取值范围
【自我提升】下面是甲、乙、丙三位同学做的三个题目,请你看看他们做得对吗?如果不对,请指出错误的原因.
甲:因为-6乙:因为2又因为-6丙:因为2
(1)求集合A和B;
(2)求A∪B,A∩B,
【例题4-6】已知函数.
(1)求函数的值域;
(2)已知,,且,不等式恒成立,求实数x的取值范围.
【例题4-7】已知函数,
(1)若恒成立,求的范围.
(2)求的最小值.
【自我提升】命题“,”为假命题,则实数的取值范围是___________.
【例题4-8】已知,,,求证:
(1);
(2).
5.基本不等式及应用:
1)求最值:
【例题5-1】已知正实数a、b满足,则的最小值是( )
A.B.C.5D.9
【例题5-2】已知求函数的最小值;
拼凑成两正数之和,使其积为定值,运用均值不等式可求出最小值.
【例题5-3】已知,求函数的最大值.
【例题5-4】已知,,,则的最小值为__.
【自我提升】1. 若,则“”是 “”的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件
2. 若,,则的最小值为___________.
3. 下列函数中,最小值为2的是( )
A. B. C. D.
2)利用基本不等式证明:
【例题5-5】已知、、都是正数,求证:
【自我提升】已知,.
(1)若,证明:;
(2)若,证明:.
3)基本不等式的综合应用:
【例题5-6】已知直线ax+by+c-1=0(b,c>0)经过圆x2+y2-2y-5=0的圆心,则eq \f(4,b)+eq \f(1,c)的最小值是( ) A.9 B.8 C.4 D.2
【例题5-7】如果函数在区间上单调递减,则mn的最大值为( )
【例题5-8】设等差数列{an}的公差是d,其前n项和是Sn,若a1=d=1,则eq \f(Sn+8,an)的最小值是________.
【例题5-9】设的内角的对边分别为,且满足,其中,若,则面积的取值范围为______________.
【自我提升】1. 若函数在定义域上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2. 在中,角所对的边分别为,,的平分线交于点D,且,则的最小值为___________.
4)基本不等式的实际应用:
【例题5-10】如图,有一块等腰直角三角形的空地,要在这块空地上开辟一个内接矩形的绿地,已知,,绿地面积最大值为( )
A. B. C. D.
【例题5-11】蕲春县内有一路段A长325米,在某时间内的车流量y(千辆/小时)与汽车的平均速度v(千米/小时)之间的函数关系为,交通部门利用大数据,采用“信号灯不再固定长短,交通更加智能化”策略,红灯设置时间T(秒)=路段长×,那么在车流量最大时,路段A的红灯设置时间为___________秒.
【例题5-12】
为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,建筑物的外墙需要建造隔热层,现某建筑物要建造可使用20年的隔热层,已知每厘米厚的隔热层建造成本为6万元,该建筑物每年的能源消耗费用(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系,若不建隔热层,则该建筑物每年的能源消耗费为8万元.设为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.
(1)请写出的表达式;(2)隔热层建多厚时,达到最小,并求出最小值.
【自我提升】1. 某公司一年购买某种货物600吨,每次购买吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则的值是___________.
2. 两直立矮墙成二面角,现利用这两面矮墙和篱笆围成一个面积为的直角梯形菜园墙足够长,则所用篱笆总长度的最小值为( )
A.16mB.18m
C.D.
1. 已知集合,则=( )
A.[-1,4)B.[-1,2)C.(-2,-1)D.∅
2. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3. 已知关于的不等式对任意恒成立,则有( )
A. B. C. D.
4. 已知集合,,则( )
A.B.C.D.
5. 若函数对任意有恒成立,则实数的取值范围为( )
A.B.C.D.
6. 克糖水中含有克塘,若在糖水中加入克糖,则糖水变甜了.试根据这个事实提炼出一个不等式: .
7. 若a=1816,b=1618,则a与b的大小关系为________.
8. 若直线过点,则2a+b的最小值为___________.
9. 某校生物兴趣小组为开展课题研究,分得一块面积为32的矩形空地,并计划在该空地上设置三块全等的矩形试验区(如图所示).要求试验区四周各空0.5,各试验区之间也空0.5.则每块试验区的面积的最大值为___________.
10. 设,解不等式.
11.已知常数a∈R,解关于x的不等式.
12. 已知,试比较与的大小,并给出你的证明.
13. 已知,比较与的大小
14. 若实数,满足求的取值范围.
15.设,:实数满足.
(1)若,且都为真命题,求x的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求实数的取值范围.
16. 若ab>0,且A(a,0)、B(0,b)、C(-2,-2)三点共线,求ab的最小值.
17. 已知,关于x的不等式对于一切实数x恒成立,又存在实数,使得成立,求的最小值.
18. 在中,角所对的边分别为,已知,.
(1)当成等差数列时,求的面积;
(2)设为边的中点,求线段长的最小值.
19. 已知正数,,满足.
(1)求的最大值;
(2)证明:.
性质
性质内容
特别提醒
对称性
a>b⇔b⇔
传递性
a>b,b>c⇒a>c
⇒
可加性
a>b⇔a+c>b+c
⇔
可乘性
⇒ac>bc
注意c的符号
⇒ac
⇒a+c>b+d
⇒
同向同正可乘性
⇒ac>bd
⇒
可乘方性
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1)
a,b同为正数
可开方性
a>b>0⇒eq \r(n,a)>eq \r(n,b)(n∈N,n≥2)
判别式
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数
y=ax2+bx+c
(a>0)的图像
一元二次方程
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
有两相异实根x1,x2(x1<x2)
有两相等实根
x1=x2=-eq \f(b,2a)
没有实数根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
eq \f({x|x>x2,或x<x1})
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|x≠-\f(b,2a)))
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|(-a,a)
∅
∅
|x|>a
(-∞,-a)∪(a,+∞)
(-∞,0)∪(0,+∞)
R
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