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2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第二章 不等式高考专题突破一
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高考专题突破一 高考中的不等式问题
题型一 含参数不等式的解法
例1 解关于x的不等式x2+ax+1>0(a∈R).
解 对于方程x2+ax+1=0,Δ=a2-4.
(1)当Δ>0,即a>2或a<-2时,方程x2+ax+1=0有两个不等实根x1=,x2=,
且x1
所以原不等式的解集为
;
(2)当Δ=0,即a=±2时,
①若a=2,则原不等式的解集为{x|x≠-1};
②若a=-2,则原不等式的解集为{x|x≠1};
(3)当Δ<0,即-2 思维升华 解含参数的一元二次不等式的步骤
(1)若二次项含有参数应讨论是否等于0,小于0,和大于0,然后将不等式转化为二次项系数为正的形式.
(2)判断方程的根的个数,讨论判别式Δ与0的关系.
(3)当方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.
跟踪训练1 (1)若不等式ax2+8ax+21<0的解集是{x|-7
答案 3
解析 由题意可知-7和-1为方程ax2+8ax+21=0的两个根.
∴-7×(-1)=,故a=3.
(2)若关于x的不等式|x-1|+|x+m|>3的解集为R,则实数m的取值范围是__________.
答案 (-∞,-4)∪(2,+∞)
解析 依题意得,|x-1|+|x+m|≥|(x-1)-(x+m)|=|m+1|,即函数y=|x-1|+|x+m|的最小值是|m+1|,于是有|m+1|>3,m+1<-3或m+1>3,由此解得m<-4或m>2.因此实数m的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).
题型二 线性规划问题
例2 (2018·浙江五校联考)已知实数x,y满足约束条件且z=ax+y的最大值为16,则实数a=________,z的最小值为________.
答案 2 1
解析 如图,作出不等式组所表示的可行域(△ABC及其内部区域).目标函数z=ax+y对应直线ax+y-z=0的斜率k=-a.
(1)当k∈(-∞,1],即-a≤1,a≥-1时,目标函数在点A处取得最大值,由解得A(5,6),故z的最大值为5a+6,即5a+6=16,解得a=2.
(2)当k∈(1,+∞),即-a>1,a<-1时,目标函数在点C处取得最大值,由解得C(0,1),故z的最大值为0×a+1=1,不符合题意.
综上,a=2.
数形结合知,当直线z=2x+y经过点C时,z取得最小值,zmin=2×0+1=1.
思维升华
1.利用线性规划求目标函数的基本步骤为一画二移三求,其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.
2.常见的目标函数有
(1)截距型:如z=-2x+y,z=,z=·(其中M(x,y)为区域内动点,P(-2,1)),等等.
(2)距离型:如z=(x-2)2+y2,z=|2x-y|,等等.
(3)斜率型:如z=,z=,z=,z=+=,等等.
(4)二次曲线型:如z=xy,z=,z=+y2,等等.
3.解题时要注意可行解是区域的所有点还是区域内的整点.
跟踪训练2 (1)(2018·湖州五校模拟)设实数x,y满足约束条件则z=2x-y的取值范围为( )
A.(-6,-1) B.(-8,-2)
C.(-1,8) D.(-2,6)
答案 D
解析 方法一 作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示.作出直线y=2x,平移直线,直线z=2x-y在点B(-1,0)处的取最小值为-2,在点C(3,0)处的取最大值为6,所以z=2x-y的取值范围为(-2,6).
方法二 三条直线两两联立求出的交点坐标分别是(1,2),(-1,0),(3,0),分别代入z=2x-y求值,得0,-2,6,所以z=2x-y的取值范围为(-2,6).
(2)若x,y满足则不等式组表示的平面区域的面积为________,z=(x+1)2+(y-1)2的最小值为________.
答案 30
解析 作出表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)所示,则不等式组表示的平面区域的面积为×5×2+×10×5=30.
z=(x+1)2+(y-1)2表示可行域内的点(x,y)与点M(-1,1)之间的距离的平方,数形结合易知,z=(x+1)2+(y-1)2的最小值为点M(-1,1)到直线2x-y=0的距离的平方,即zmin==.
题型三 基本不等式的应用
例3 (1)已知x2+4xy-3=0,其中x>0,y∈R,则x+y的最小值是( )
A. B.3 C.1 D.2
答案 A
解析 由x2+4xy-3=0,得y=,
即有x+y=x+=.
∵x>0,∴x+≥2,即x+y≥,
当且仅当x=,即x=1,y=时,x+y取得最小值.
(2)已知a>0,b>0,c>1,且a+b=1,则·c+的最小值为______.
答案 4+2
解析 ∵==
=++2≥2+2=2+2,
当且仅当即时等号成立,
∴·c+≥2c+
=2(c-1)++2
≥2+2=4+2,
当且仅当2(c-1)=,即c=1+时,等号成立.
综上,所求最小值为4+2.
思维升华 利用基本不等式求最值的方法
(1)利用基本不等式求最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要思路有两种:①对条件使用基本不等式,建立所求目标函数的不等式求解.②条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值.
(2)有些题目虽然不具备直接应用基本不等式求最值的条件,但可以通过添项、分离常数、平方等手段使之能运用基本不等式.常用的方法还有:拆项法、变系数法、凑因子法、分离常数法、换元法、整体代换法.
跟踪训练3 (1)已知xy=1,且0
A.4 B. C.2 D.4
答案 A
解析 由xy=1且0,
所以x-2y>0.
==x-2y+≥4,
当且仅当x=+1,y=时等号成立.
(2)若实数x,y满足x2+y2+xy=1,则x+y的最大值是________.
答案
解析 由x2+y2+xy=1,得1=(x+y)2-xy,
∴(x+y)2=1+xy≤1+,
解得-≤x+y≤(当且仅当x=y=时取得最大值),∴x+y的最大值为.
题型四 绝对值不等式的应用
例4 (1)(2018·浙江五校联考)已知a∈R,则“a≤9”是“2|x-2|+|5+2x| A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 2|x-2|+|5+2x|=|2x-4|+|5+2x|
≥|2x-4-5-2x|=9,
若2|x-2|+|5+2x| 所以“a≤9”是“2|x-2|+|5+2x| (2)(2019·温州模拟)已知a,b,c∈R,若|acos2x+bsin x+c|≤1对x∈R恒成立,则|asin x+b|的最大值为________.
答案 2
解析 |acos2x+bsin x+c|≤1,
即|asin2x-bsin x-(a+c)|≤1,
分别取sin x=1,-1,0,可知
所以|a+b|=|(a+c)+(b-c)|≤|a+c|+|b-c|≤2,
且|a-b|=|(a+c)-(b+c)|≤|a+c|+|b+c|≤2.
所以max{|asin x+b|}=max{|a+b|,|a-b|}≤2,当a=2,b=0,c=-1时,取等号.
思维升华 (1)解绝对值不等式可以利用绝对值的几何意义,零点分段法、平方法、构造函数法等.
(2)利用绝对值三角不等式可以证明不等式或求最值.
跟踪训练4 (1)已知函数f(x)=|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|-c,若存在正实数m,使f(m)=0,则不等式f(x)
答案 (-m,m)
解析 由|-x-5|+|-x+3|+|-x-3|+|-x+5|=|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|可知,函数f(x)为偶函数,当-3≤x≤3时,f(x)取最小值16-c.结合题意可得c≥16.由f(m)=0得f(x)<0,即|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|-c<0,结合图象(图略)可知,解集为(-m,m).
(2)不等式|x-2|+|x+1|≥a对于任意x∈R恒成立,则实数a的取值范围为__________.
答案 (-∞,3]
解析 当x∈(-∞,-1]时,
|x-2|+|x+1|=2-x-x-1=1-2x≥3;
当x∈(-1,2)时,|x-2|+|x+1|=2-x+x+1=3;
当x∈[2,+∞)时,
|x-2|+|x+1|=x-2+x+1=2x-1≥3,
综上可得|x-2|+|x+1|≥3,∴a≤3.
1.(2018·宁波期末)若a,b∈R,且a A.2a-b>1 B.>
C.a3>b3 D.a+|b|>0
答案 B
解析 由a0,所以(a-1)·<(b-1)·,即>,故选B.
2.(2018·浙江绍兴一中期末)若关于x的不等式|x+2|+|x-a|<5有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-7,7) B.(-3,3)
C.(-7,3) D.∅
答案 C
解析 不等式|x+2|+|x-a|<5有解,等价于(|x+2|+|x-a|)min<5,又因为|x+2|+|x-a|≥|(x+2)-(x-a)|=|2+a|,所以|2+a|<5,-5<2+a<5,解得-7 3.设集合M=,则M表示的平面区域的面积是( )
A. B. C. D.2
答案 B
解析 由题意,M表示的平面区域是以A(0,1),B(-1,-2),C为顶点的三角形及其内部,如图中阴影部分所示(含边界),所以其面积为×2×=.
4.(2018·杭州质检)若正数x,y满足2x+y-3=0,则+的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 B
解析 由2x+y-3=0,得2x+y=3,
所以+=(2x+y)=
≥=3,当且仅当=,即x=y=1时等号成立,故选B.
5.(2018·金华十校调研)设x,y∈R,下列不等式成立的是( )
A.1+|x+y|+|xy|≥|x|+|y| B.1+2|x+y|≥|x|+|y|
C.1+2|xy|≥|x|+|y| D.|x+y|+2|xy|≥|x|+|y|
答案 A
解析 对于选项B,令x=100,y=-100,不成立;对于选项C,令x=100,y=,不成立;对于选项D,令x=,y=-,不成立,故选A.
6.(2018·杭州学军中学模拟)设关于x,y的不等式组表示的平面区域内存在点P(x0,y0)满足x0-2y0>3,则实数m的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(-1,+∞) D.(-∞,-1)
答案 D
解析 作出满足不等式组的平面区域,如图中阴影部分所示(包含边界),当目标函数z=x-2y经过直线x+m=0与y-m=0的交点时取得最大值,即zmax=-m-2m=-3m,则根据题意有-3m>3,即m<-1,故选D.
7.(2018·浙江舟山中学月考)已知x,y满足约束条件当目标函数z=ax+by(a>0,b>0)在该约束条件下取到最小值2时,a2+b2的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
答案 B
解析 画出满足约束条件的可行域如图中阴影部分(包含边界)所示,可知当目标函数过直线x-y-1=0与2x-y-3=0的交点A(2,1)时取得最小值,所以有2a+b=2.因为a2+b2表示原点(0,0)到点(a,b)的距离的平方,所以的最小值为原点到直线2a+b-2=0的距离,即()min==2,所以a2+b2的最小值是4,故选B.
8.(2018·嘉兴教学测试)若直线ax+by=1与不等式组表示的平面区域无公共点,则2a+3b的取值范围是( )
A.(-7,1) B.(-3,5)
C.(-7,3) D.R
答案 C
解析 不等式组表示的平面区域是以A(1,1),B(-1,1),C(0,-1)为顶点的三角形区域(包含边界);
因为直线ax+by=1与不等式组表示的平面区域无公共点,所以a,b满足
或故点(a,b)在如图所示的三角形区域(除边界且除原点)内,所以2a+3b的取值范围为(-7,3),故选C.
9.(2019·诸暨期末)不等式-x2+2x+3<0的解集为________;不等式|3-2x|<1的解集为________.
答案 (-∞,-1)∪(3,+∞) (1,2)
解析 依题意,不等式-x2+2x+3<0,即x2-2x-3>0,解得x<-1或x>3,因此不等式-x2+2x+3<0的解集是(-∞,-1)∪(3,+∞);由|3-2x|<1得-1<3-2x<1,1
10.(2018·宁波期末)关于实数x的不等式x2-4x>+3在[0,5]上有解,则实数a的取值范围为______________.
答案 (-∞,0)∪
解析 由x2-4x>+3得x2-4x-3>,则问题等价于小于x2-4x-3在[0,5]上的最大值,又因为x2-4x-3=(x-2)2-7,所以当x=5时,x2-4x-3取得最大值2,所以<2,解得a<0或a>,所以a的取值范围为(-∞,0)∪.
11.(2018·嘉兴测试)已知f(x)=x-2,g(x)=2x-5,则不等式|f(x)|+|g(x)|≤2的解集为______________;|f(2x)|+|g(x)|的最小值为________.
答案 3
解析 由题意得|f(x)|+|g(x)|=|x-2|+|2x-5|=
所以|f(x)|+|g(x)|≤2等价于或或
解得≤x≤3,
|f(2x)|+|g(x)|=|2x-2|+|2x-5|
=
|f(2x)|+|g(x)|的图象如图,则由图象易得|f(2x)|+|g(x)|的最小值为3.
12.(2018·浙江镇海中学模拟)已知正数x,y满足+=1,则+的最大值是________.
答案
解析 设u=,v=,则问题转化为“已知正数u,v满足u+2v=1,求+的最大值”.
+=3-
=3-·[(u+1)+2(v+1)]
=3-≤3-(5+4)=.
当且仅当=,即u=v=时,取等号.
13.(2018·浙江金华十校联考)已知实数x,y,z满足则xyz的最小值为________.
答案 9-32
解析 将变形为
由|xy|≤知,|1-2z|≤,
即-≤1-2z≤,解得2-≤z≤-2.
所以xyz=(1-2z)z=-2z2+z在[2-,-2]上的最小值为9-32.
14.(2018·宁波模拟)若6x2+4y2+6xy=1,x,y∈R,则x2-y2的最大值为________.
答案
解析 方法一 设m=x+y,n=x-y,则问题转化为“已知4m2+mn+n2=1,求mn的最大值”.
由基本不等式,知1=mn+4m2+n2≥mn+4|mn|,所以-≤mn≤,当且仅当n=2m,即x=-3y时,取得最大值.
方法二 (齐次化处理)显然要使得目标函数取到最大值,x≠0.
令z=x2-y2=
=,设t=,
则z=,则(4z+1)t2+6zt+6z-1=0对t∈R有解.
当z=-时,t=-.
当z≠-时,Δ=36z2-4(4z+1)(6z-1)≥0,
解得-≤z≤.当t=-=-时取最大值.
方法三 1=6x2+4y2+6××y≥6x2+4y2-6×=5x2-5y2,所以x2-y2≤,
当且仅当x=-3y时取等号.
15.(2019·浙江嘉兴一中模拟)已知点P是平面区域M:内的任意一点,则P到平面区域M的边界的距离之和的取值范围为________.
答案
解析 设平面区域M:为△ABO区域(包含边界),由题意,|AO|=1,|BO|=,|AB|=2,P到平面区域M的边界的距离之和d就是P到△ABO三边的距离之和,设P到边界AO,BO,AB的距离分别为a,b,c,则P(b,a),由题意0≤a≤,0≤b≤1,0≤c=(-a-b)≤,所以d=a+b+c=[a+(2-)b+],从而d≥,当a=b=0时取等号.
如图,P为可行域内任意一点,过P作PE⊥x轴,PF⊥y轴,PP′⊥AB,过P′作P′E′⊥x轴,P′F′⊥y轴,则有PE+PF+PP′≤P′F′+P′E′,由P(b,a),
可得P′,
所以d=a+b+c≤+=,又0≤a≤,0≤b≤1,则d≤,当a=,b=0时取等号,因此d的取值范围为.
16.(2018·浙江“七彩阳光”新高考研究联盟联考)若正数a,b,c满足+=+1,则的最小值是________.
答案
解析 由a,b,c为正数,且+=+1得+=++1,设m=,n=,则有m>0,n>0,上式转化为+=m+n+1,即=m+n+1,又由基本不等式得m2+n2≥,mn≤,所以m+n+1=≥,令t=m+n,则t>0,上式转化为t+1≥,即t2-t-4≥0,解得t≥,所以t=m+n=+=的最小值为.
题型一 含参数不等式的解法
例1 解关于x的不等式x2+ax+1>0(a∈R).
解 对于方程x2+ax+1=0,Δ=a2-4.
(1)当Δ>0,即a>2或a<-2时,方程x2+ax+1=0有两个不等实根x1=,x2=,
且x1
;
(2)当Δ=0,即a=±2时,
①若a=2,则原不等式的解集为{x|x≠-1};
②若a=-2,则原不等式的解集为{x|x≠1};
(3)当Δ<0,即-2 思维升华 解含参数的一元二次不等式的步骤
(1)若二次项含有参数应讨论是否等于0,小于0,和大于0,然后将不等式转化为二次项系数为正的形式.
(2)判断方程的根的个数,讨论判别式Δ与0的关系.
(3)当方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.
跟踪训练1 (1)若不等式ax2+8ax+21<0的解集是{x|-7
解析 由题意可知-7和-1为方程ax2+8ax+21=0的两个根.
∴-7×(-1)=,故a=3.
(2)若关于x的不等式|x-1|+|x+m|>3的解集为R,则实数m的取值范围是__________.
答案 (-∞,-4)∪(2,+∞)
解析 依题意得,|x-1|+|x+m|≥|(x-1)-(x+m)|=|m+1|,即函数y=|x-1|+|x+m|的最小值是|m+1|,于是有|m+1|>3,m+1<-3或m+1>3,由此解得m<-4或m>2.因此实数m的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).
题型二 线性规划问题
例2 (2018·浙江五校联考)已知实数x,y满足约束条件且z=ax+y的最大值为16,则实数a=________,z的最小值为________.
答案 2 1
解析 如图,作出不等式组所表示的可行域(△ABC及其内部区域).目标函数z=ax+y对应直线ax+y-z=0的斜率k=-a.
(1)当k∈(-∞,1],即-a≤1,a≥-1时,目标函数在点A处取得最大值,由解得A(5,6),故z的最大值为5a+6,即5a+6=16,解得a=2.
(2)当k∈(1,+∞),即-a>1,a<-1时,目标函数在点C处取得最大值,由解得C(0,1),故z的最大值为0×a+1=1,不符合题意.
综上,a=2.
数形结合知,当直线z=2x+y经过点C时,z取得最小值,zmin=2×0+1=1.
思维升华
1.利用线性规划求目标函数的基本步骤为一画二移三求,其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.
2.常见的目标函数有
(1)截距型:如z=-2x+y,z=,z=·(其中M(x,y)为区域内动点,P(-2,1)),等等.
(2)距离型:如z=(x-2)2+y2,z=|2x-y|,等等.
(3)斜率型:如z=,z=,z=,z=+=,等等.
(4)二次曲线型:如z=xy,z=,z=+y2,等等.
3.解题时要注意可行解是区域的所有点还是区域内的整点.
跟踪训练2 (1)(2018·湖州五校模拟)设实数x,y满足约束条件则z=2x-y的取值范围为( )
A.(-6,-1) B.(-8,-2)
C.(-1,8) D.(-2,6)
答案 D
解析 方法一 作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示.作出直线y=2x,平移直线,直线z=2x-y在点B(-1,0)处的取最小值为-2,在点C(3,0)处的取最大值为6,所以z=2x-y的取值范围为(-2,6).
方法二 三条直线两两联立求出的交点坐标分别是(1,2),(-1,0),(3,0),分别代入z=2x-y求值,得0,-2,6,所以z=2x-y的取值范围为(-2,6).
(2)若x,y满足则不等式组表示的平面区域的面积为________,z=(x+1)2+(y-1)2的最小值为________.
答案 30
解析 作出表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)所示,则不等式组表示的平面区域的面积为×5×2+×10×5=30.
z=(x+1)2+(y-1)2表示可行域内的点(x,y)与点M(-1,1)之间的距离的平方,数形结合易知,z=(x+1)2+(y-1)2的最小值为点M(-1,1)到直线2x-y=0的距离的平方,即zmin==.
题型三 基本不等式的应用
例3 (1)已知x2+4xy-3=0,其中x>0,y∈R,则x+y的最小值是( )
A. B.3 C.1 D.2
答案 A
解析 由x2+4xy-3=0,得y=,
即有x+y=x+=.
∵x>0,∴x+≥2,即x+y≥,
当且仅当x=,即x=1,y=时,x+y取得最小值.
(2)已知a>0,b>0,c>1,且a+b=1,则·c+的最小值为______.
答案 4+2
解析 ∵==
=++2≥2+2=2+2,
当且仅当即时等号成立,
∴·c+≥2c+
=2(c-1)++2
≥2+2=4+2,
当且仅当2(c-1)=,即c=1+时,等号成立.
综上,所求最小值为4+2.
思维升华 利用基本不等式求最值的方法
(1)利用基本不等式求最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要思路有两种:①对条件使用基本不等式,建立所求目标函数的不等式求解.②条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值.
(2)有些题目虽然不具备直接应用基本不等式求最值的条件,但可以通过添项、分离常数、平方等手段使之能运用基本不等式.常用的方法还有:拆项法、变系数法、凑因子法、分离常数法、换元法、整体代换法.
跟踪训练3 (1)已知xy=1,且0
答案 A
解析 由xy=1且0
所以x-2y>0.
==x-2y+≥4,
当且仅当x=+1,y=时等号成立.
(2)若实数x,y满足x2+y2+xy=1,则x+y的最大值是________.
答案
解析 由x2+y2+xy=1,得1=(x+y)2-xy,
∴(x+y)2=1+xy≤1+,
解得-≤x+y≤(当且仅当x=y=时取得最大值),∴x+y的最大值为.
题型四 绝对值不等式的应用
例4 (1)(2018·浙江五校联考)已知a∈R,则“a≤9”是“2|x-2|+|5+2x| A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 2|x-2|+|5+2x|=|2x-4|+|5+2x|
≥|2x-4-5-2x|=9,
若2|x-2|+|5+2x| 所以“a≤9”是“2|x-2|+|5+2x| (2)(2019·温州模拟)已知a,b,c∈R,若|acos2x+bsin x+c|≤1对x∈R恒成立,则|asin x+b|的最大值为________.
答案 2
解析 |acos2x+bsin x+c|≤1,
即|asin2x-bsin x-(a+c)|≤1,
分别取sin x=1,-1,0,可知
所以|a+b|=|(a+c)+(b-c)|≤|a+c|+|b-c|≤2,
且|a-b|=|(a+c)-(b+c)|≤|a+c|+|b+c|≤2.
所以max{|asin x+b|}=max{|a+b|,|a-b|}≤2,当a=2,b=0,c=-1时,取等号.
思维升华 (1)解绝对值不等式可以利用绝对值的几何意义,零点分段法、平方法、构造函数法等.
(2)利用绝对值三角不等式可以证明不等式或求最值.
跟踪训练4 (1)已知函数f(x)=|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|-c,若存在正实数m,使f(m)=0,则不等式f(x)
解析 由|-x-5|+|-x+3|+|-x-3|+|-x+5|=|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|可知,函数f(x)为偶函数,当-3≤x≤3时,f(x)取最小值16-c.结合题意可得c≥16.由f(m)=0得f(x)<0,即|x-5|+|x+3|+|x-3|+|x+5|-c<0,结合图象(图略)可知,解集为(-m,m).
(2)不等式|x-2|+|x+1|≥a对于任意x∈R恒成立,则实数a的取值范围为__________.
答案 (-∞,3]
解析 当x∈(-∞,-1]时,
|x-2|+|x+1|=2-x-x-1=1-2x≥3;
当x∈(-1,2)时,|x-2|+|x+1|=2-x+x+1=3;
当x∈[2,+∞)时,
|x-2|+|x+1|=x-2+x+1=2x-1≥3,
综上可得|x-2|+|x+1|≥3,∴a≤3.
1.(2018·宁波期末)若a,b∈R,且a A.2a-b>1 B.>
C.a3>b3 D.a+|b|>0
答案 B
解析 由a0,所以(a-1)·<(b-1)·,即>,故选B.
2.(2018·浙江绍兴一中期末)若关于x的不等式|x+2|+|x-a|<5有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-7,7) B.(-3,3)
C.(-7,3) D.∅
答案 C
解析 不等式|x+2|+|x-a|<5有解,等价于(|x+2|+|x-a|)min<5,又因为|x+2|+|x-a|≥|(x+2)-(x-a)|=|2+a|,所以|2+a|<5,-5<2+a<5,解得-7 3.设集合M=,则M表示的平面区域的面积是( )
A. B. C. D.2
答案 B
解析 由题意,M表示的平面区域是以A(0,1),B(-1,-2),C为顶点的三角形及其内部,如图中阴影部分所示(含边界),所以其面积为×2×=.
4.(2018·杭州质检)若正数x,y满足2x+y-3=0,则+的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 B
解析 由2x+y-3=0,得2x+y=3,
所以+=(2x+y)=
≥=3,当且仅当=,即x=y=1时等号成立,故选B.
5.(2018·金华十校调研)设x,y∈R,下列不等式成立的是( )
A.1+|x+y|+|xy|≥|x|+|y| B.1+2|x+y|≥|x|+|y|
C.1+2|xy|≥|x|+|y| D.|x+y|+2|xy|≥|x|+|y|
答案 A
解析 对于选项B,令x=100,y=-100,不成立;对于选项C,令x=100,y=,不成立;对于选项D,令x=,y=-,不成立,故选A.
6.(2018·杭州学军中学模拟)设关于x,y的不等式组表示的平面区域内存在点P(x0,y0)满足x0-2y0>3,则实数m的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(-1,+∞) D.(-∞,-1)
答案 D
解析 作出满足不等式组的平面区域,如图中阴影部分所示(包含边界),当目标函数z=x-2y经过直线x+m=0与y-m=0的交点时取得最大值,即zmax=-m-2m=-3m,则根据题意有-3m>3,即m<-1,故选D.
7.(2018·浙江舟山中学月考)已知x,y满足约束条件当目标函数z=ax+by(a>0,b>0)在该约束条件下取到最小值2时,a2+b2的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
答案 B
解析 画出满足约束条件的可行域如图中阴影部分(包含边界)所示,可知当目标函数过直线x-y-1=0与2x-y-3=0的交点A(2,1)时取得最小值,所以有2a+b=2.因为a2+b2表示原点(0,0)到点(a,b)的距离的平方,所以的最小值为原点到直线2a+b-2=0的距离,即()min==2,所以a2+b2的最小值是4,故选B.
8.(2018·嘉兴教学测试)若直线ax+by=1与不等式组表示的平面区域无公共点,则2a+3b的取值范围是( )
A.(-7,1) B.(-3,5)
C.(-7,3) D.R
答案 C
解析 不等式组表示的平面区域是以A(1,1),B(-1,1),C(0,-1)为顶点的三角形区域(包含边界);
因为直线ax+by=1与不等式组表示的平面区域无公共点,所以a,b满足
或故点(a,b)在如图所示的三角形区域(除边界且除原点)内,所以2a+3b的取值范围为(-7,3),故选C.
9.(2019·诸暨期末)不等式-x2+2x+3<0的解集为________;不等式|3-2x|<1的解集为________.
答案 (-∞,-1)∪(3,+∞) (1,2)
解析 依题意,不等式-x2+2x+3<0,即x2-2x-3>0,解得x<-1或x>3,因此不等式-x2+2x+3<0的解集是(-∞,-1)∪(3,+∞);由|3-2x|<1得-1<3-2x<1,1
10.(2018·宁波期末)关于实数x的不等式x2-4x>+3在[0,5]上有解,则实数a的取值范围为______________.
答案 (-∞,0)∪
解析 由x2-4x>+3得x2-4x-3>,则问题等价于小于x2-4x-3在[0,5]上的最大值,又因为x2-4x-3=(x-2)2-7,所以当x=5时,x2-4x-3取得最大值2,所以<2,解得a<0或a>,所以a的取值范围为(-∞,0)∪.
11.(2018·嘉兴测试)已知f(x)=x-2,g(x)=2x-5,则不等式|f(x)|+|g(x)|≤2的解集为______________;|f(2x)|+|g(x)|的最小值为________.
答案 3
解析 由题意得|f(x)|+|g(x)|=|x-2|+|2x-5|=
所以|f(x)|+|g(x)|≤2等价于或或
解得≤x≤3,
|f(2x)|+|g(x)|=|2x-2|+|2x-5|
=
|f(2x)|+|g(x)|的图象如图,则由图象易得|f(2x)|+|g(x)|的最小值为3.
12.(2018·浙江镇海中学模拟)已知正数x,y满足+=1,则+的最大值是________.
答案
解析 设u=,v=,则问题转化为“已知正数u,v满足u+2v=1,求+的最大值”.
+=3-
=3-·[(u+1)+2(v+1)]
=3-≤3-(5+4)=.
当且仅当=,即u=v=时,取等号.
13.(2018·浙江金华十校联考)已知实数x,y,z满足则xyz的最小值为________.
答案 9-32
解析 将变形为
由|xy|≤知,|1-2z|≤,
即-≤1-2z≤,解得2-≤z≤-2.
所以xyz=(1-2z)z=-2z2+z在[2-,-2]上的最小值为9-32.
14.(2018·宁波模拟)若6x2+4y2+6xy=1,x,y∈R,则x2-y2的最大值为________.
答案
解析 方法一 设m=x+y,n=x-y,则问题转化为“已知4m2+mn+n2=1,求mn的最大值”.
由基本不等式,知1=mn+4m2+n2≥mn+4|mn|,所以-≤mn≤,当且仅当n=2m,即x=-3y时,取得最大值.
方法二 (齐次化处理)显然要使得目标函数取到最大值,x≠0.
令z=x2-y2=
=,设t=,
则z=,则(4z+1)t2+6zt+6z-1=0对t∈R有解.
当z=-时,t=-.
当z≠-时,Δ=36z2-4(4z+1)(6z-1)≥0,
解得-≤z≤.当t=-=-时取最大值.
方法三 1=6x2+4y2+6××y≥6x2+4y2-6×=5x2-5y2,所以x2-y2≤,
当且仅当x=-3y时取等号.
15.(2019·浙江嘉兴一中模拟)已知点P是平面区域M:内的任意一点,则P到平面区域M的边界的距离之和的取值范围为________.
答案
解析 设平面区域M:为△ABO区域(包含边界),由题意,|AO|=1,|BO|=,|AB|=2,P到平面区域M的边界的距离之和d就是P到△ABO三边的距离之和,设P到边界AO,BO,AB的距离分别为a,b,c,则P(b,a),由题意0≤a≤,0≤b≤1,0≤c=(-a-b)≤,所以d=a+b+c=[a+(2-)b+],从而d≥,当a=b=0时取等号.
如图,P为可行域内任意一点,过P作PE⊥x轴,PF⊥y轴,PP′⊥AB,过P′作P′E′⊥x轴,P′F′⊥y轴,则有PE+PF+PP′≤P′F′+P′E′,由P(b,a),
可得P′,
所以d=a+b+c≤+=,又0≤a≤,0≤b≤1,则d≤,当a=,b=0时取等号,因此d的取值范围为.
16.(2018·浙江“七彩阳光”新高考研究联盟联考)若正数a,b,c满足+=+1,则的最小值是________.
答案
解析 由a,b,c为正数,且+=+1得+=++1,设m=,n=,则有m>0,n>0,上式转化为+=m+n+1,即=m+n+1,又由基本不等式得m2+n2≥,mn≤,所以m+n+1=≥,令t=m+n,则t>0,上式转化为t+1≥,即t2-t-4≥0,解得t≥,所以t=m+n=+=的最小值为.
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