【世纪金榜】高考数学总复习 课时提升作业(六十一) 选修45 1绝对值不等式 文 新人教A版
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选修4-5 不等式选讲第1课时 绝对值不等式(理科专用)1. 解不等式:|2x -1|<3.解:|2x -1|<3-3<2x -1<3-1<x <2.2. 若关于x 的不等式|x +1|-|x -2|<a 2-4a 有实数解,求实数a 的取值范围.解:∵ ||x+1|-|x -2||≤|(x+1)-(x -2)|=3,∴ -3≤|x+1|-|x -2|≤3.由不等式a 2-4a>|x +1|-|x -2|有实数解,知a 2-4a>-3,解得a>3或a<1.3. 不等式|2-x|+|x +1|≤a 对于任意x∈[0,5]恒成立的实数a 的集合是多少? 解:当x∈[0,2]时,|2-x|+|x +1|=2-x +x +1=3,当x∈[2,5]时,|2-x|+|x +1|=x -2+x +1=2x -1≤9,综上可得|2-x|+|x +1|≤9,∴ a ≥9.4. 解不等式:|2x +1|-|x -4|<2.解:① 当x≥4时,2x +1-(x -4)<2,∴ x ∈;② 当-12≤x<4时,2x +1+x -4<2,∴ -12≤x<53;③ 当x<-12时,-2x -1+x -4<2.∴ -7<x<-12.综上,该不等式的解集为⎝⎛⎭⎪⎫-7,53. 5. (2014·南通一模)已知:a≥2,x ∈R .求证:|x -1+a|+|x -a|≥3. 证明:因为|m|+|n|≥|m-n|,所以|x -1+a|+|x -a|≥|x-1+a -(x -a)|=|2a -1|. 又a≥2,故|2a -1|≥3.所以|x -1+a|+|x -a|≥3.6. 若对任意x∈R ,||2-x +||3+x ≥a 2-4a 恒成立,求实数a 的取值范围.解:||2-x +||3+x ≥5,要||2-x +||3+x ≥a 2-4a 恒成立,即5≥a 2-4a ,解得-1≤a ≤5.7. 设a∈R ,函数f(x)=ax 2+x -a(-1≤x≤1).(1) 若|a|≤1,求证:|f(x)|≤54;(2) 求使函数f(x)最大值为178时a 的值.(1) 证明:∵ |x|≤1,|a|≤1,∴ |f(x)|=|a(x 2-1)+x|≤|a(x 2-1)|+|x|=|a|·|x2-1|+|x|≤|x 2-1|+|x|=|1-x 2|+|x|=1-|x|2+|x|=-⎝⎛⎭⎪⎫|x|-122+54≤54.(2) 解:当a =0时,f(x)=x(-1≤x≤1)的最大值是f(1)=1,从而a≠0,故知f(x)是二次函数.∵ f(±1)=±1,∴ f(x)=ax 2+x -a(-1≤x≤1)有最大值178⎩⎪⎨⎪⎧-1<-12a <1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a =178,即⎩⎪⎨⎪⎧a<-12,(a +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫a +18=0,∴ a =-2.8. 已知函数f(x)=|x -a|-2|x -1|(a∈R ).(1) 当a =3时,求函数f(x)的最大值; (2) 解关于x 的不等式f(x)≥0.解:(1) 当a =3时,f(x)=|x -3|-2|x -1| =⎩⎪⎨⎪⎧-x -1,x ≥3,-3x +5,1<x<3,x +1,x ≤1,所以,当x =1时,函数f(x)取得最大值2. (2) 由f(x)≥0得|x -a|≥2|x-1|,两边平方得(x -a)2≥4(x -1)2,即3x 2+2(a -4)x +4-a 2≤0, 得[x -(2-a)][3x -(2+a)]≤0,所以,①当a>1时,不等式的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2-a ,2+a 3; ② 当a =1时,不等式的解集为{x|x =1};③ 当a<1时,不等式的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2+a 3,2-a .9. 设函数f(x)=|x -2a|,a ∈R .(1) 若不等式f(x)<1的解集为{x|1<x<3},求a 的值; (2) 若存在x 0∈R ,使f(x 0)+x 0<3,求a 的取值范围.解:(1) 由题意可得|x -2a|<1可化为2a -1<x<2a +1,即⎩⎪⎨⎪⎧2a -1=1,2a +1=3,解得a =1.(2) 令g(x)=f(x)+x =|x -2a|+x =⎩⎪⎨⎪⎧2x -2a ,x ≥2a ,2a ,x<2a ,所以函数g(x)=f(x)+x 的最小值为2a ,根据题意可得2a<3,即a<32,所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,32. 10. 已知函数f(x)=|x +1|,g(x)=2|x|+a. (1) 当a =0时,解不等式f(x)≥g(x);(2) 若存在x∈R ,使得f(x)≥g(x)成立,求实数a 的取值范围.解:(1) |x +1|≥2|x|x 2+2x +1≥4x 2-13≤x ≤1,∴ 解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,1. (2) ∵ 存在x∈R ,使|x +1|≥2|x|+a , ∴ 存在x∈R ,使|x +1|-2|x|≥a.令φ(x)=|x +1|-2|x|,即有a≤φ(x)max ,φ(x)=⎩⎪⎨⎪⎧1-x ,x ≥0,3x +1,-1≤x<0,x -1,x<-1.当x≥0时,y ≤1;当-1≤x<0时,-2≤y<1;当x<-1时,y<-2.综上可得φ(x)≤1,∴ a ≤1. 即a 的取值范围是(-∞,1].11. 已知函数f(x)=log 2(|x +1|+|x -2|-m). (1) 当m =5时,求函数f(x)的定义域;(2) 若关于x 的不等式f(x)≥1的解集是R ,求m 的取值范围.解:(1) 由题设知|x +1|+|x -2|>5, 不等式的解集是三个不等式组:⎩⎪⎨⎪⎧x≥2,x +1+x -2>5或⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x<2,x +1-x +2>5或⎩⎪⎨⎪⎧x<-1,-x -1-x +2>5解集的并集,解得函数f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(3,+∞).(2) 不等式f(x)≥1即|x +1|+|x -2|>m +2.∵ x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,要使不等式|x +1|+|x -2|≥m +2的解集是R ,∴ m +2≤3,∴ m 的取值范围是(-∞,1].第2课时 不等式证明的基本方法(理科专用)1. 求不等式|x +1|+|x -2|>5的解集.解:不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x<-1,-x -1+2-x>5,或⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x≤2,x +1+2-x>5,或⎩⎪⎨⎪⎧x>2,x +1+x -2>5,解得x∈(-∞,-2)∪(3,+∞).2. (2014·镇江期末)已知正数a 、b 、c 满足abc =1,求(a +2)(b +2)(c +2)的最小值.解:∵ (a+2)(b +2)(c +2)=(a +1+1)(b +1+1)(c +1+1)≥3·3a ·3·3b ·3·3c =27·3abc =27,当且仅当a =b =c =1时等号成立.∴(a +2)(b +2)(c +2)的最小值为27.3. 已知x 、y∈R +,且1x +9y =1,求x +y 的最小值.解:已知x 、y∈R +,且1x +9y=1,有x +y =(x +y)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +9y =y x +9xy+10≥2y x ·9x y +10=16,当且仅当y x =9x y 即x =4、y =12时,取“=”.∴ x +y 的最小值为16.4. 已知x 2+y 2=1,求3x +4y 的最大值.解:(换元法)由x 2+y 2=1,可设x =cos α,y =sin α,则3x +4y =3cos α+4sin α=32+42cos (α-φ)≤5,其中cos φ=35,sin φ=45,∴ (3x +4y)max =5.5. 设n 是正整数,求证:12≤1n +1+1n +2+…+12n<1.证明:由2n≥n+k >n(k =1,2,…,n),得12n ≤1n +k <1n.当k =1时,12n ≤1n +1<1n ;当k =2时,12n ≤1n +2<1n ;…当k =n 时,12n ≤1n +n <1n,∴ 12=n 2n ≤1n +1+1n +2+…+12n <n n=1. 6. 已知a 、b 、c 为正数,且满足acos 2θ+bsin 2θ<c ,求证:acos 2θ+bsin 2θ< c.证明:由柯西不等式可得acos 2θ+bsin 2θ≤[(acos θ)2+(bsin θ)2]12(cos 2θ+sin 2θ)12=(acos 2θ+bsin 2θ)12< c.7. 已知a 、b 、c∈R +,求证:b 2a +c 2b +a2c ≥cb a+a c b +b a c. 证明:∵ a、b 、c∈R +,∴ b 2a +c2b ≥2b 2a ·c2b =2c b a. 同理,c 2b +a2c≥2ac b ,a 2c +b2a≥2b a c , 三式相加可得b 2a +c 2b +a2c ≥cb a+a c b+b a c . 8. 已知a 、b 都是正实数,且a +b =2,求证:a 2a +1+b2b +1≥1.证明:(证法1)a 2a +1+b2b +1-1=a 2(b +1)+b 2(a +1)-(a +1)(b +1)(a +1)(b +1)=a 2b +ab 2+a 2+b 2-ab -a -b -1(a +1)(b +1).∵ a +b =2,∴ a 2a +1+b 2b +1-1=1-ab(a +1)(b +1).∵ a 、b 都是正实数,∴ ab ≤(a +b )24=1,∴ a 2a +1+b 2b +1-1≥0,即a 2a +1+b 2b +1≥1. (证法2)由柯西不等式,得⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a +1+b 2b +1[(a +1)2+(b +1)2]≥(a+b)2. ∵ a +b =2,∴ 上式即为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a +1+b 2b +1×4≥4, 即a 2a +1+b 2b +1≥1. (证法3)∵ a、b 都是正实数,∴ a 2a +1+a +14≥a ,b 2b +1+b +14≥b.两式相加,得a2a +1+a +14+b 2b +1+b +14≥a +b. ∵ a +b =2,∴ a 2a +1+b2b +1≥1.9. (2014·苏北三市期末)已知a 、b 、c 均为正数,求证:a 2+b 2+c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥6 3.证明:(证法1)因为a 、b 、c 均为正数,由均值不等式得a 2+b 2+c 2≥3(abc)23,1a +1b +1c≥3(abc)-13,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥9(abc)-23.故a 2+b 2+c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥3(abc)23+9(abc)-23. 又3(abc)23+9(abc)-23≥227=63,所以原不等式成立.(证法2)因为a 、b 、c 均为正数,由基本不等式得 a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ca.所以a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca.同理1a 2+1b 2+1c 2≥1ab +1bc +1ca,故a 2+b 2+c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥ab +bc +ca +3ab +3bc +3ca ≥6 3.所以原不等式成立.10. (2014·徐州二模)已知x 、y 、z∈R ,且x +2y +3z +8=0.求证:(x -1)2+(y +2)2+(z -3)2≥14.证明:因为[(x -1)2+(y +2)2+(z -3)2](12+22+32)≥[(x-1)+2(y +2)+3(z -3)]2=(x +2y +3z -6)2=142,当且仅当x -11=y +22=z -33,即x =z =0,y =-4时,取等号,所以(x -1)2+(y +2)2+(z -3)2≥14.11. (2014·南通二模)各项均为正数的数列{x n }对一切n∈N *均满足x n +1x n +1<2.试证明:(1) x n <x n +1;(2) 1-1n<x n <1.证明:(1) 因为x n >0,x n +1x n +1<2,所以0<1x n +1<2-x n ,所以x n +1>12-x n,且2-x n >0.因为12-x n -x n =x 2n -2x n +12-x n =(x n -1)22-x n≥0,所以12-x n ≥x n ,所以x n ≤12-x n<x n +1,即x n <x n +1.(2) 下面用数学归纳法证明:x n >1-1n.① 当n =1时,由题设x 1>0可知结论成立;② 假设n =k 时,x k >1-1k,当n =k +1时,由(1)得x k +1>12-x k >12-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1k =k k +1=1-1k +1.由①②可得x n >1-1n.下面先证明x n ≤1.假设存在自然数k ,使得x k >1,则一定存在自然数m ,使得x k >1+1m.因为x k +1x k +1<2,x k +1>12-x k >12-⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1m =mm -1,x k +2>12-x k +1>12-⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1m -1=m -1m -2,…,x k +m -1>m -(m -2)m -(m -1)=2,与题设x k +1x k +1<2矛盾,所以x n ≤1.若x k =1,则x k +1>x k =1,根据上述证明可知存在矛盾. 所以x n <1成立.。
2021年高考数学绝对值不等式课时提升作业理北师大版选修4-1一、选择题1.(xx·宝鸡模拟)不等式|x-2|>x-2的解集是( )(A)(-∞,2) (B)(-∞,+∞)(C)(2,+∞) (D)(-∞,2)∪(2,+∞)2.(xx·蚌埠模拟)若不等式|x-2|+|x+3|<a的解集为⌀,则a的取值范围为( )(A)a>5 (B)a≥5 (C)a<5 (D)a≤53.(xx·潍坊模拟)不等式|x-5|+|x+3|≥10的解集是( )(A)[-5,7](B)[-4,6](C)(-∞,-5]∪[7,+∞)(D)(-∞,-4]∪[6,+∞)二、填空题4.(xx·天津高考)集合A={x∈R||x-2|≤5}中最小整数为.5.(xx·陕西高考)若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是.6.(xx·江西高考)在实数范围内,不等式|2x-1|+|2x+1|≤6的解集为.三、解答题7.已知函数f(x)=|x-1|+|x+3|.(1)求x的取值范围,使f(x)为常数函数.(2)若关于x的不等式f(x)-a≤0有解,求实数a的取值范围.8.已知函数f(x)=|2x+1|+|2x-3|.(1)求不等式f(x)≤6的解集.(2)若关于x的不等式f(x)<|a-1|的解集非空,求实数a的取值范围.9.(xx·辽宁高考)已知f(x)=|ax+1|(a∈R),不等式f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1}.(1)求a的值.(2)若|f(x)-2f()|≤k恒成立,求k的取值范围.10.(xx·玉溪模拟)已知函数f(x)=|x+1|+|x-2|-m.(1)当m=5时,求f(x)>0的解集.(2)若关于x的不等式f(x)≥2的解集是R,求m的取值范围.11.已知函数f(x)=|x-2|,g(x)=-|x+3|+m.(1)解关于x的不等式f(x)+a-1>0(a∈R).(2)若函数f(x)的图像恒在函数g(x)图象的上方,求m的取值范围.a(其中a>0).12.(xx·哈尔滨模拟)已知关于x的不等式|2x+1|-|x-1|≤log2(1)当a=4时,求不等式的解集.(2)若不等式有解,求实数a的取值范围.答案解析1.【解析】选A.∵|x-2|>x-2,∴x-2<0,即x<2.2.【解析】选D.∵|x-2|+|x+3|≥|x-2-x-3|=5,又不等式|x-2|+|x+3|<a的解集为⌀,∴a≤5.3.【解析】选D.①当x≥5时,不等式化为x-5+x+3≥10,解得x≥6;②-3<x<5时,不等式化为5-x+x+3≥10,即8≥10,不等式不成立,故这时原不等式无解;③x≤-3时,5-x-(x+3)≥10,解得x≤-4.由①②③得x≤-4或x≥6.4.【解析】不等式|x-2|≤5,即-5≤x-2≤5,∴-3≤x≤7,故集合A={x|-3≤x≤7},故最小的整数为-3.答案:-35.【解析】方法一:在数轴上确定点1,再移动点a的位置,观察a点的位置在-2和4的位置时验证符合题意.因为它们是边界位置,所以-2≤a≤4.方法二:∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,要使|x-a|+|x-1|≤3有解,只要有|a-1|≤3,∴-3≤a-1≤3,∴-2≤a≤4.答案:[-2,4]6.【解析】当|2x-1|=0时,x=,当|2x+1|=0时,x=-.当x<-时,不等式化为1-2x-2x-1≤6⇒->x≥-;当-≤x≤时,不等式化为1-2x+2x+1≤6⇒-≤x≤;当x>时,不等式化为2x-1+2x+1≤6⇒<x≤.综上可得,不等式的解集为[-,].答案:[-,]7.【解析】(1)f(x)=|x-1|+|x+3|=则当x∈[-3,1]时,f(x)为常数函数.(2)方法一:如图所示,由(1)得函数f(x)的最小值为4.∴a≥4.方法二:|x-1|+|x+3|≥|x-1-(x+3)|,∴|x-1|+|x+3|≥4,等号当且仅当x∈[-3,1]时成立,得函数f(x)的最小值为4,则实数a的取值范围为a≥4.8.【解析】(1)原不等式等价于或或解之得<x≤2,或-≤x≤,或-1≤x<-,即不等式的解集为{x|-1≤x≤2}.(2)∵f(x)=|2x+1|+|2x-3|≥|(2x+1)-(2x-3)|=4,∴|a-1|>4,解此不等式得a<-3或a>5.9.【解析】(1)因为|ax+1|≤3⇒-4≤ax≤2,而f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1},当a≤0时,不合题意;当a>0时,-≤x≤,对照得a=2.(2)记h(x)=f(x)-2f(),则h(x)=所以|h(x)|≤1,由于|f(x)-2f()|≤k恒成立,故k≥1.10.【解析】(1)由题设知:|x+1|+|x-2|>5,不等式的解集是以下三个不等式组解集的并集.或或解得f(x)>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞).(2)不等式f(x)≥2,即|x+1|+|x-2|≥m+2,∵x∈R时,恒有|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,不等式|x+1|+|x-2|≥m+2的解集是R,∴m+2≤3,m≤1,m的取值范围是(-∞,1].11.【解析】(1)不等式f(x)+a-1>0,即|x-2|+a-1>0.当a=1时,解集为x≠2,即(-∞,2)∪(2,+∞);当a>1时,解集为R;当a<1时,解集为(-∞,a+1)∪(3-a,+∞).(2)f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,即为|x-2|>-|x+3|+m对任意实数x恒成立,即|x-2|+|x+3|>m恒成立,又对任意实数x恒有|x-2|+|x+3|≥|(x-2)-(x+3)|=5,于是得m<5,即m的取值范围是(-∞,5).12.【解析】(1)当a=4时,|2x+1|-|x-1|≤2,x<-时,-x-2≤2,得-4≤x<-;-≤x≤1时,3x≤2,得-≤x≤,x>1时,x≤0,此时无解,∴不等式的解集为{x|-4≤x≤}.(2)设f(x)=|2x+1|-|x-1|=故f(x)∈[-,+∞),即f(x)的最小值为-,所以若使f(x)≤log2a有解,只需log2a≥f(x)min,即log2a≥-,解得a≥,即a的取值范围是[,+∞).33677 838D 莍20728 50F8 僸C 39843 9BA3 鮣\737780 9394 鎔38057 94A9 钩uj @27426 6B22 欢。
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课时提升作业五绝对值不等式的解法一、选择题(每小题6分,共18分)1.(2016·临沂高二检测)>0的解集为( )A.B.C.D.{x|x∈R且x≠-3}【解析】选C.原不等式可化为解得x>或x<-且x≠-3.2.(2016·济南高二检测)不等式|x-2|+|x-1|≤3的最小整数解是( )A.0B.-1C.1D.2【解析】选A.根据绝对值的几何意义,得不等式|x-2|+|x-1|≤3的解为0≤x≤3.所以不等式|x-2|+|x-1|≤3的最小整数解为0.3.若关于x的不等式|x-2|+|x-a|≥a在R上恒成立,则a的最大值是( )A.0B.1C.-1D.2【解析】选B.|x-2|+|x-a|=|x-2|+|a-x|≥|x-2+a-x|=|a-2|,所以|a-2|≥a,解得a≤1,所以a的最大值为1.二、填空题(每小题6分,共12分)4.(2016·德州高二检测)已知集合A={x||x-4|+|x-1|<5},B={x|a<x<6}且A∩B=(2,b),则a+b=________. 【解析】A={x|0<x<5},由A∩B=(2,b)知故a+b=7.答案:75.(2016·石家庄高二检测)不等式|x-1|+|x+2|≥5的解集为__________.【解析】方法一:由得x≤-3;由无解;由得x≥2.即所求的解集为{x|x≤-3或x≥2}.方法二:在数轴上,点-2与点1的距离为3,所以往左右边界各找距离为1的两个点,即点-3到点-2与点1的距离之和为5,点2到点-2与点1的距离之和也为5,所以原不等式的解集为{x|x≤-3或x≥2}.答案:{x|x≤-3或x≥2}三、解答题(每小题10分,共30分)6.(2016·武汉高二检测)解不等式x+|2x+3|≥2.【解析】原不等式可化为或解得x≤-5或x≥-.综上,原不等式的解集是.7.已知a+b=1,对任意的a,b∈(0,+∞),+≥|2x-1|-|x+1|恒成立,求x的取值范围. 【解析】因为a>0,b>0且a+b=1,所以+=(a+b)=5++≥9,故+的最小值为9,因为对任意的a,b∈(0,+∞),使+≥|2x-1|-|x+1|恒成立,所以|2x-1|-|x+1|≤9,当x≤-1时,2-x≤9,所以-7≤x≤-1;当-1<x<时,-3x≤9,所以-1<x<;当x≥时,x-2≤9,所以≤x≤11.综上所述,x的取值范围是-7≤x≤11.8.(2016·聊城高二检测)已知函数f(x)=|x+1|+|2x+a|的最小值为3,求实数a的值. 【解析】①当a≤2时,f(x)=②当a>2时,f(x)=由①②可得f(x)min=f==3,解得a=-4或8.一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2015·山东高考)不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是( )A.(-∞,4)B.(-∞,1)C.(1,4)D.(1,5)【解题指南】可以分段讨论去掉绝对值符号,也可以利用绝对值的几何意义,还可以结合选择题的特点利用特殊值排除错误答案.【解析】选A.方法一:当x<1时,原不等式化为1-x-(5-x)<2,即-4<2,不等式恒成立;当1≤x<5时,原不等式即x-1-(5-x)<2,解得x<4;当x≥5时,原不等式化为x-1-(x-5)<2,即4<2,显然不成立,综上可得不等式的解集为(-∞,4).方法二:由绝对值的几何意义可得数轴上的点x到1,5两点 (距离为4)的距离之差小于2的点满足x<4,所求不等式的解集为(-∞,4).方法三:用排除法,令x=0符合题意,排除C,D;令x=2符合题意,排除B.2.(2016·石家庄高二检测)设函数f(x)=则使f(x)≥1的自变量x的取值范围是( )A.(-∞,-2]∪B.(-∞,-2]∪C.(-∞,-2]∪D.∪【解析】选A.由题意知,当x<1时,f(x)≥1等价于(x+1)2≥1,解得x≤-2或0≤x<1;当x≥1时,f(x)≥1等价于4-≥1,解得1≤x≤4.综上所述,满足题设的x的取值范围是(-∞,-2]∪.二、填空题(每小题5分,共10分)3.(2016·安阳高二检测)若关于x的不等式|ax-2|<3的解集为,则a=__________. 【解析】由|ax-2|<3得到-3<ax-2<3,-1<ax<5,又知道解集为,所以a=-3.答案:-34.设a,b∈R,|a-b|>2,则关于实数x的不等式|x-a|+|x-b|>2的解集是________.【解题指南】利用绝对值不等式的基本知识|x-a|+|x-b|表示数轴上某点到a,b的距离之和即可得解. 【解析】函数f(x)=| x-a|+|x-b|的值域为:2≤.【解析】(1)f(x)=2|x-1|+x-1=当x≥1时,由f(x)≤1得x≤,故1≤x≤;当x<1时,由f(x)≤1得x≥0,故0≤x<1;综上可知,f(x)≤1的解集为M=.(2)由g(x)=16x2-8x+1≤4得16≤4,解得-≤x≤.因此N=,故M∩N=.当x∈M∩N时,f(x)=1-x,于是x2f(x)+x2=xf(x)(x+f(x))=xf(x)=x(1-x)=-≤.关闭Word文档返回原板块。
第一节绝对值不等式1.理解绝对值不等式的几何意义,并能利用绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:(1)|a+b|≤|a|+|b|;(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|.2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c.知识点一绝对值三角不等式1.定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当______时,等号成立.2.定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当______________时,等号成立.答案1.ab≥0 2.(a-b)(b-c)≥01.判断正误(1)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当a>b>0时等号成立.( )(2)对|a|-|b|≤|a-b|当且仅当|a|≥|b|时等号成立.( )(3)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当ab≤0时等号成立.( )答案:(1)×(2)×(3)√2.若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是________.解析:∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,要使|x-a|+|x-1|≤3有解,可使|a-1|≤3,∴-3≤a-1≤3,∴-2≤a≤4.答案:[-2,4]知识点二含绝对值的不等式的解法1.含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解法(1)|ax +b |≤c ⇔______________; (2)|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 法一: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; 法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.答案1.{x |-a <x <a } ∅ ∅ {x |x >a ,或x <-a } {x |x ∈R ,且x ≠0}2.(1)-c ≤ax +b ≤c (2)ax +b ≥c 或ax +b ≤-c3.若不等式|kx -4|≤2的解集为{x |1≤x ≤3},则实数k =________. 解析:由|kx -4|≤2⇔2≤kx ≤6.∵不等式的解集为{x |1≤x ≤3},∴k =2. 答案:24.不等式|x -1|-|x -5|<2的解集是( ) A .(-∞,4) B .(-∞,1) C .(1,4)D .(1,5)解析:|x -1|-|x -5|表示数轴上对应的点x 到1和5的距离之差.而数轴上满足|x -1|-|x -5|=2的点的数是4,结合数轴可知,满足|x -1|-|x -5|<2的解集是(-∞,4).答案:A热点一 绝对值三角不等式的应用【例1】 已知x ,y ∈R ,且|x +y |≤16,|x -y |≤14,求证:|x +5y |≤1.【证明】 ∵|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|.∴由绝对值不等式的性质,得|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|≤|3(x +y )|+|2(x -y )|=3|x +y |+2|x -y |≤3×16+2×14=1.即|x +5y |≤1.(2016·江苏卷)设a >0,|x -1|<a 3,|y -2|<a3,求证:|2x +y -4|<a .证明:因为|x -1|<a 3,|y -2|<a3,所以|2x +y -4|=|2(x -1)+(y -2)|≤2|x -1|+|y-2|<2×a 3+a3=a .即|2x +y -4|<a .热点二 含绝对值的不等式的解法考向1 “|ax +b |≤c 和|ax +b |≥c (c >0)”型不等式的解法 【例2】 (1)|5-4x |>9的解集是________.(2)在实数范围内,不等式||x -2|-1|≤1的解集为________.【解析】 (1)因为|5-4x |>9,所以5-4x >9或5-4x <-9,所以4x <-4或4x >14,所以x <-1或x >72,所以原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-1或x >72. (2)由于||x -2|-1|≤1,即-1≤|x -2|-1≤1,即|x -2|≤2,所以-2≤x -2≤2,所以0≤x ≤4.【答案】 (1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-1或x >72 (2)0≤x ≤4 考向2 “|x -a |+|x -b |≥c 和|x -a |+|x +b |≤c (c >0)”型不等式的解法 【例3】 (2016·新课标全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=|x +1|-|2x -3|. (Ⅰ)画出y =f (x )的图象;(Ⅱ)求不等式|f (x )|>1的解集.【解】 (Ⅰ)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,y =f (x )的图象如图所示.(Ⅱ)由f (x )的表达式及图象知, 当f (x )=1时,可得x =1或x =3; 当f (x )=-1时,可得x =13或x =5.故f (x )>1的解集为{x |1<x <3};f (x )<-1的解集为{x |x <13或x >5}.所以|f (x )|>1的解集为{x |x <13或1<x <3或x >5}.(1)若不等式|x -a |+3x ≤0(其中a >0)的解集为{x |x ≤1},则实数a 的值是________. (2)解不等式|2x +1|-|x -4|>0.解析:(1)不等式|x -a |+3x ≤0等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≥a ,x -a +3x ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x <a ,a -x +3x ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥a ,x ≤a 4或⎩⎪⎨⎪⎧x <a ,x ≤-a 2.因为a >0,所以不等式组的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≤-a2.由题设可得-a2=-1,故a =2.(2)解:令f (x )=|2x +1|-|x -4|,当x ≥4时,f (x )=2x +1-(x -4)=x +5>0得x >-5,所以x ≥4时,不等式成立.当-12≤x <4时,f (x )=2x +1+x -4=3x -3>0,得x >1,所以,1<x <4时,不等式成立.当x <-12时,f (x )=-x -5>0,得x <-5,所以,x <-5时,不等式成立.综上,原不等式的解集为{x |x >1或x <-5}.答案:(1)2热点三 绝对值不等式的恒成立问题【例4】 (2016·新课标全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=|2x -a |+a . (Ⅰ)当a =2时,求不等式f (x )≤6的解集;(Ⅱ)设函数g (x )=|2x -1|.当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3,求a 的取值范围. 【解】 (Ⅰ)当a =2时,f (x )=|2x -2|+2.解不等式|2x -2|+2≤6得-1≤x ≤3.因此f (x )≤6的解集为{x |-1≤x ≤3}. (Ⅱ)当x ∈R 时,f (x )+g (x )=|2x -a |+a +|1-2x |≥|2x -a +1-2x |+a =|1-a |+a .所以当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3等价于|1-a |+a ≥3.①当a ≤1时,①等价于1-a +a ≥3,无解. 当a >1时,①等价于a -1+a ≥3,解得a ≥2. 所以a 的取值范围是[2,+∞).(2017·郑州模拟)已知函数f (x )=|2x +1|+|2x -3|. (1)求不等式f (x )≤6的解集.(2)若关于x 的不等式f (x )<|a -1|的解集非空,求实数a 的取值范围. 解:(1)原不等式等价于 ⎩⎪⎨⎪⎧x >32,x ++x -,或⎩⎪⎨⎪⎧ -12≤x ≤32,x +-x -,或⎩⎪⎨⎪⎧x <-12,-x +-x -解之得32<x ≤2或-12≤x ≤32或-1≤x <-12.即不等式的解集为{x |-1≤x ≤2}.(2)因为f (x )=|2x +1|+|2x -3|≥|(2x +1)-(2x -3)|=4,所以|a -1|>4,解此不等式得a <-3或a >5.1.对于绝对值三角不等式,易忽视等号成立的条件.对|a +b |≥|a |-|b |,当且仅当|a |≥|b |且ab ≤0时,等号成立,对|a |-|b |≤|a -b |≤|a |+|b |,当且仅当|a |≥|b |且ab ≥0时左边等号成立,当且仅当ab ≤0时右边等号成立.2.形如|x -a |+|x -b |≥c (c >0)的不等式解法在讨论时应注意分类讨论点处的处理及c 的符号判断,若c <0,则不等式解集为R .。
选修4-5 不等式选讲第1课时 绝对值不等式(对应学生用书(理)197~198页)含有绝对值的不等式的解法.① 理解绝对值的几何意义. ② 会解绝对值不等式:|ax +b|≤c,|ax +b|≥c.③ 了解绝对值不等式:|x -c|+|x -b|≥a 的解法.1. 解不等式:|x +1|>3.解:由|x +1|>3得x +1<-3或x +1>3,解得x <-4或x >2.所以解集为(-∞,-4)∪(2,+∞).2. 解不等式:3≤|5-2x|<9.解:⎩⎪⎨⎪⎧|2x -5|<9|2x -5|≥3⎩⎪⎨⎪⎧-9<2x -5<92x -5≥3或2x -5≤-3⎩⎪⎨⎪⎧-2<x<7,x ≥4或x≤1,得解集为(-2,1]∪[4,7). 3. 已知|x -a|<b(a 、b∈R )的解集为{x|2<x<4}, 求a -b 的值.解:由|x -a|<b ,得a -b<x<a +b.又|x -a|<b(a 、b∈R )的解集为{x|2<x<4},所以a -b =2.4. 解不等式:|2x -1|-|x -2|<0. 解:原不等式等价于不等式组 ① ⎩⎪⎨⎪⎧x≥2,2x -1-(x -2)<0,无解; ② ⎩⎪⎨⎪⎧12<x <2,2x -1+(x -2)<0,解得12<x<1;③ ⎩⎪⎨⎪⎧x ≤12,-(2x -1)+(x -2)<0,解得-1<x≤12.综上得-1<x <1,所以原不等式的解集为{x|-1<x <1}.5. 若存在实数x 满足不等式|x -4|+|x -3|<a ,求实数a 的取值范围.解:由绝对值不等式的性质知,|x -4|+|x -3|≥|(x-4)-(x -3)|=1,所以函数y =|x -4|+|x -3|的最小值为1.因为原不等式有实数解,所以a 的取值范围是(1,+∞).1. 不等式的基本性质① a>b b<a ;② a>b,b>c a>c ;③ a>b a +c>b +c ;④ a>b,c>0ac>bc;a>b,c<0ac<bc;⑤ a>b>0a n>b n(n∈N,且n>1);⑥ a>b>0na>nb(n∈N,且n>1).2. 含有绝对值的不等式的解法① |f(x)|>a(a>0)f(x)>a或f(x)<-a;② |f(x)|<a(a>0)-a<f(x)<a.3. 含有绝对值的不等式的性质① |a|+|b|≥|a+b|;② |a|-|b|≤|a+b|;③ |a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.[备课札记]题型1 含绝对值不等式的解法 , 1) 解不等式:|x +3|-|2x -1|<x2+1.解: ① 当x<-3时,原不等式化为-(x +3)-(1-2x)<x2+1,解得x<10,∴ x<-3.② 当-3≤x<12时,原不等式化为(x +3)-(1-2x)<x 2+1,解得x<-25,∴ -3≤x<-25.③ 当x≥12时,原不等式化为(x +3)-(2x -1)<x2+1,解得x>2,∴ x>2.综上可知,原不等式的解集为{x|x<-25或x>2}.备选变式(教师专享)已知函数f(x)=|x +a|+|x -2|.(1) 当a =-3时,求不等式f(x)≥3的解集;(2) 若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a 的取值范围.解:(1) 当a =-3时,f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +5,x ≤2,1,2<x <3,2x -5,x ≥3.当x≤2时,由f(x)≥3得-2x +5≥3,解得x≤1;当2<x <3时,f (x)≥3无解;当x≥3时,由f(x)≥3得2x -5≥3,解得x≥4; 所以f(x)≥3的解集为{x|x≤1,或x≥4}. (2) f(x)≤|x-4||x -4|-|x -2|≥|x+a|. 当x∈[1,2]时,|x -4|-|x -2|≥|x+a| 4-x -(2-x)≥|x+a| -2-a≤x≤2-a.由条件得-2-a≤1且2-a≥2,即-3≤a≤0. 故满足条件的a 的取值范围为[-3,0].题型2 含绝对值不等式性质的运用, 2) (2014·苏锡常镇一模)已知函数f(x)=|x +1|+|x -2|-|a 2-2a|.若函数f(x)的图象恒在x 轴上方,求实数a 的取值范围.解:f(x)的最小值为3-|a 2-2a|,由题设,得|a 2-2a|<3,解得a∈(-1,3). 变式训练已知函数f(x)=|x -a|.(1) 若不等式f(x)≤3的解集为{x|-1≤x≤5},求实数a 的值; (2) 在(1)的条件下,若f(x)+f(x +5)≥m 对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围. 解:(1) 由f(x)≤3得|x -a|≤3,解得a -3≤x ≤a +3.又已知不等式f(x)≤3的解集为{x|-1≤x ≤5},所以⎩⎪⎨⎪⎧a -3=-1,a +3=5,解得a =2.(2) 当a =2时,f(x)=|x -2|,设g(x)=f(x)+f(x +5),于是g(x)=|x -2|+|x +3|≥|(2-x)+(x +3)|=5,当且仅当(2-x)(x +3)≥0即当-3≤x ≤2时等号成立.所以实数m 的取值范围是{m|m≤5}.题型3 含绝对值不等式综合运用, 3) 设函数f(x)=|x -a|+3x ,其中a >0.(1) 当a =1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;(2) 若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},求a 的值.解:(1) 当a =1时,f (x)≥3x+2可化为|x -1|≥2.由此可得x≥3或x≤-1,故不等式f(x)≥3x +2的解集为{x|x≥3或x≤-1}.(2) 由f(x)≤0得|x -a|+3x≤0,此不等式化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≥a,x -a +3x≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x≤a a -x +3x≤0, 即⎩⎪⎨⎪⎧x≥a,x ≤a 4或⎩⎪⎨⎪⎧x≤a,x ≤-a 2.因为a >0,所以不等式组的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x|x≤-a 2. 由题设可得-a2=-1,故a =2.变式训练已知f(x)=1+x 2,a ≠b ,求证:|f(a)-f(b)|<|a -b|.证明:∵ |f(a)-f(b)|=|1+a 2-1+b 2|=|a 2-b 2|1+a 2+1+b 2=|a -b||a +b|1+a 2+1+b 2, 又|a +b|≤|a|+|b|=a 2+b 2<1+a 2+1+b 2,∴ |a +b|1+a 2+1+b2<1. ∵ a ≠b ,∴ |a -b|>0.∴ |f(a)-f(b)|<|a -b|.1. 若关于实数x 的不等式|x -5|+|x +3|<a 无解,求实数a 的取值范围.解:因为|x -5|+|x +3|的最小值为8,所以要使不等式|x -5|+|x +3|<a 无解,则a≤8,即实数a 的取值范围是(-∞,8].2. 在实数范围内,求不等式||x -2|-1|≤1的解集.解:由||x -2|-1|≤1,得-1≤|x-2|-1≤1,即0≤|x -2|≤2,即-2≤x-2≤2,解得0≤x≤4,所以原不等式的解集为[0,4].3. (2014·南京、盐城一模)已知x 、y∈R ,且|x +y|≤16,|x -y|≤14,求证:|x +5y|≤1.证明:因为|x +5y|=|3(x +y)-2(x -y)|. 由绝对值不等式性质,得|x +5y|=|3(x +y)-2(x -y)|≤|3(x +y)|+|2(x -y)|=3|x+y|+2|x -y|≤3×16+2×14=1.即|x +5y|≤1.4. 设不等式|x -2|<a(a ∈N *)的解集为A ,且32∈A ,12A.(1) 求a 的值;(2) 求函数f(x)=|x +a|+|x -2|的最小值.解:(1) 因为32∈A ,且12A ,所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪32-2<a ,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-2≥a ,解得12<a ≤32. 因为a∈N *,所以a =1.(2) 因为|x +1|+|x -2|≥|(x+1)-(x -2)|=3,当且仅当(x +1)(x -2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,所以f(x)的最小值为3.1. 解不等式:|x -1|>2x.解:当x<0时,原不等式成立;当x≥1时,原不等式等价于x(x -1)>2,解得x>2或x<-1,所以x>2; 当0<x<1时,原不等式等价于x(1-x)>2,这个不等式无解. 综上,原不等式的解集是{x|x<0或x>2}.2. 若不等式|3x -b|<4的解集中整数有且只有1,2,3,求实数b 的取值范围.解:由|3x -b|<4,得-4<3x -b <4,即b -43<x <b +43.因为解集中整数有且只有1,2,3,所以⎩⎪⎨⎪⎧0≤b -43<1,3<b +43≤4,解得⎩⎪⎨⎪⎧4≤b<7,5<b≤8,所以5<b <7.3. 设函数f(x)=|2x -a|+5x ,其中a>0.(1) 若a =3时,求不等式f(x)≥5x+1的解集;(2) 若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},求a 的值. 解:(1) 当a =3时,不等式f(x)≥5x+1可化为 |2x -3|≥1.由此可得x≥2或x≤1,故不等式f(x)≥5x+1的解集为{x|x≤1,或x≥2}.(2) 由f(x)≤0得|2x -a|+5x≤0,此不等式可化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥a 2,2x -a +5x≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x<a 2,-(2x -a )+5x≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥a 2,x ≤a 7或⎩⎪⎨⎪⎧x <a 2,x ≤-a 3.因为a>0,所以不等式组的解集为{x|x≤-a 3}.由题设可得-a3=-1,故a =3.4. 已知函数f(x)=log 2(|x -1|+|x -5|-a). (1) 当a =2时,求函数f(x)的最小值;(2) 当函数f(x)的定义域为R 时,求实数a 的取值范围. 解:函数的定义域满足|x -1|+|x -5|-a>0, 即|x -1|+|x -5|>a.(1) 当a =2时,f(x)=log 2(|x -1|+|x -5|-2), 设g(x)=|x -1|+|x -5|,则g(x)=|x -1|+|x -5|=⎩⎪⎨⎪⎧2x -6,x ≥5,4,1<x <5,6-2x ,x ≤1,g(x)min=4,f(x)min=log2(4-2)=1.(2) 由(1)知,g(x)=|x-1|+|x-5|的最小值为4,|x-1|+|x-5|-a>0,∴ a<4.∴ a的取值范围是(-∞,4).1. |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.2. |x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法方法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;方法2:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;方法3:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.请使用课时训练(A)第1课时(见活页).[备课札记]第2课时不等式证明的基本方法(对应学生用书(理)199~202页)证明不等式的基本方法.① 了解证明不等式的基本方法:比较法,综合法,分析法,反证法,换元法,数学归纳法,放缩法. ②能用比较法,综合法,分析法证明简单的不等式.1. 设a、b∈R+,试比较a+b2与a+b的大小.解:∵ (a+b)2-⎝⎛⎭⎪⎫a+b22=(a-b)22≥0,∴a+b≥a+b2.2. 若a、b、c∈R+,且a+b+c=1,求a+b+c的最大值.解:(1·a+1·b+1·c)2≤(12+12+12)(a+b+c)=3,即a+b+c的最大值为 3.3. 已知关于x的不等式x+4x-a≥3,在x∈(a,+∞)上恒成立,求实数a的最小值.解:∵ x+4x-a=x-a+4x-a+a≥24+a=4+a,∴ a+4≥3,∴ a≥-1.∴ 实数a 的最小值为-1.4. (2014·南通二模)已知x>0,y>0,a∈R,b∈R.求证:⎝⎛⎭⎪⎫ax+byx+y2≤a2x+b2yx+y.证明:因为x>0,y>0,所以x+y>0,所以要证⎝⎛⎭⎪⎫ax+byx+y2≤a2x+b2yx+y,即证(ax+by)2≤(x+y)(a2x+b2y).即证xy(a2-2ab+b2)≥0,即证(a-b)2≥0,而(a-b)2≥0显然成立,故⎝⎛⎭⎪⎫ax+byx+y2≤a2x+b2yx+y.5. 用数学归纳法证明不等式1n+1+1n+2+…+1n+n>12(n>1,n∈N*)的过程中,用n=k +1时左边的代数式减去n=k时左边的代数式的结果是A,求代数式A.解:当n=k时,左边=1k+1+1k+2+…+1k+k,n=k+1时,左边=1k+2+1k+3+…+1(k+1)+(k+1),故左边增加的式子是12k+1+12k+2-1k+1,即A=1(2k+1)(2k+2).1. 不等式证明的常用方法(1) 比较法:比较法是证明不等式的一种最基本的方法,也是一种常用方法,基本不等式就是用比较法证得的.比较法有差值、比值两种形式,但比值法必须考虑正负.比较法证明不等式的步骤:作差(商)、变形、判断符号.其中的变形主要方法是分解因式、配方,判断过程必须详细叙述.(2) 综合法:综合法就是从题设条件和已经证明过的基本不等式出发,不断用必要条件替换前面的不等式,直到推出要证明的结论,即为“由因导果”,在使用综合法证明不等式时,常常用到基本不等式.(3) 分析法:分析法就是从所要证明的不等式出发,不断地用充分条件替换前面的不等式,直至推出显然成立的不等式,即为“执果索因”.2. 不等式证明的其他方法和技巧 (1) 反证法从否定结论出发,经过逻辑推理,导出矛盾,证实结论的否定是错误的,从而肯定结论是正确的证明方法.(2) 放缩法欲证A≥B,可通过适当放大或缩小,借助一个或多个中间量,使得A≥C 1≥C 2≥…≥C n≥B ,利用传递性达到证明的目的.(3) 数学归纳法3. 柯西不等式的二维形式(1) 柯西不等式的代数形式:设a 1,a 2,b 1,b 2均为实数,则(a 21+a 22)(b 21+b 22)≥(a 1b 1+a 2b 2)2(当且仅当a 1b 2=a 2b 1时,等号成立).(2) 柯西不等式的向量形式:设α、β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|.(3) 三角形不等式:设x 1,y 1,x 2,y 2,x 3,y 3∈R ,那么(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2+(x 2-x 3)2+(y 2-y 3)2≥(x 1-x 3)2+(y 1-y 3)2. 4. 柯西不等式的一般形式设n 为大于1的自然数,a i ,b i (i =1,2,…,n)为任意实数,则∑ni =1a 2i ∑n i =1b 2i ≥(∑ni =1a ib i )2,其中等号当且仅当b 1a 1=b 2a 2=…=b na n时成立(当a i =0时,约定b i =0,i =1,2,…,n).5. 算术—几何平均不等式a 1+a 2+…+a n n ≥na 1a 2…a n (a 1,a 2,…,a n ∈R +).题型1 用比较法证明不等式, 1) 求证:a 2+b 2≥ab +a +b -1.证明:∵ (a 2+b 2)-(ab +a +b -1)=a 2+b 2-ab -a -b +1 =12(2a 2+2b 2-2ab -2a -2b +2) =12[(a 2-2ab +b 2)+(a 2-2a +1)+(b 2-2b +1)] =12[(a -b)2+(a -1)2+(b -1)2]≥0. ∴ a 2+b 2≥ab +a +b -1. 备选变式(教师专享)(2014·常州期末)已知x≥1,y ≥1,求证:x 2y +xy 2+1≤x 2y 2+x +y.证明:左边-右边=(y -y 2)x 2+(y 2-1)x -y +1=(1-y)[yx 2-(1+y)x +1] =(1-y)(xy -1)(x -1), ∵ x ≥1,y ≥1,∴ 1-y≤0,xy -1≥0,x -1≥0. 从而,左边-右边≤0,∴ x 2y +xy 2+1≤x 2y 2+x +y.题型2 用分析法、综合法证明不等式, 2) 已知x 、y 、z 均为正数,求证:x yz +y zx +z xy ≥1x +1y +1z .证明:(证法1:综合法)因为x 、y 、z 都是正数,所以x yz +y zx =1z ⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +y x ≥2z .同理可得yzx+z xy ≥2x ,z xy +x yz ≥2y. 将上述三个不等式两边分别相加,并除以2,得x yz +y zx +z xy ≥1x +1y +1z.(证法2:分析法)因为x 、y 、z 均为正数,要证x yz +y zx +z xy ≥1x +1y +1z .只要证x 2+y 2+z2xyz≥yz +zx +xy xyz ,只要证x 2+y 2+z 2≥yz +zx +xy ,只要证(x -y)2+(y -z)2+(z -x)2≥0,而(x -y)2+(y -z)2+(z -x)2≥0显然成立,所以原不等式成立.变式训练已知a>0,求证:a 2+1a 2-2≥a +1a-2.证明:要证a 2+1a 2-2≥a +1a-2,只需证a 2+1a 2+2≥a+1a+2,只需证a 2+1a2+4+4a 2+1a 2≥a 2+1a 2+2+22⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1a +2,即证2a 2+1a 2≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫a +1a ,只需证4⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+1a 2≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+1a 2+2,即证a 2+1a2≥2,此式显然成立.∴ 原不等式成立. 题型3 均值不等式与柯西不等式的应用, 3) (2014·泰州期末)已知:a +b +c =1,a 、b 、c>0.求证:(1) abc≤127;(2) a 2+b 2+c 2≥3abc.证明:(1) a +b +c≥3·3abc ,而a +b +c =1,∴ abc ≤127,当且仅当a =b =c =13时取“=”.(2) 柯西不等式a 2+b 2+c 2≥13(a +b +c)2=13,由(1)知3abc ≤13,∴ a 2+b 2+c 2≥3abc ,当且仅当a =b =c 时取“=”. 变式训练若实数x 、y 、z 满足x +2y +3z =a(a 为常数),求x 2+y 2+z 2的最小值.解:∵ (12+22+32)(x 2+y 2+z 2)≥(x+2y +3z)2=a 2,即14(x 2+y 2+z 2)≥a 2,∴ x 2+y 2+z 2≥a 214,即x 2+y 2+z 2的最小值为a 214.备选变式(教师专享)(2014·无锡期末)已知a 、b 、c 均为正数,且a +2b +4c =3.求1a +1+1b +1+1c +1的最小值,并指出取得最小值时a 、b 、c 的值.解:∵ a +2b +4c =3,∴ (a +1)+2(b +1)+4(c +1)=10. ∵ a 、b 、c 为正数,∴ 由柯西不等式得[(a +1)+2(b +1)+4(c +1)]·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1+1b +1+1c +1≥(1+2+2)2.当且仅当(a +1)2=2(b +1)2=4(c +1)2,等号成立. 1a +1+1b +1+1c +1≥11+6210, ∴ 2(c +1)+22(c +1)+4(c +1)=10,∴ c =8-527,b =152-177,a =23-1027., 4) 求函数y =1-x +4+2x 的最大值. 解:∵y 2=(1-x +2·2+x)2≤[12+(2)2](1-x +2+x)=3×3,∴ y ≤3,当且仅当11-x =22+x时取“=”号,即当x =0时,y max =3.备选变式(教师专享)已知函数f(x)=m -|x -2|,m ∈R ,且f(x +2)≥0的解集为[-1,1]. (1) 求m 的值;(2) 若a 、b 、c ∈R +,且1a +12b +13c=m ,求证:a +2b +3c≥9.解:(1) 因为f(x +2)=m -|x|,f(x +2)≥0等价于|x|≤m, 由|x|≤m 有解,得m≥0,且其解集为{x|-m≤x≤m}. 又f(x +2)≥0的解集为[-1,1],故m =1.(2) 证明:由(1)知1a +12b +13c=1,又a 、b 、c∈R +,由柯西不等式得a +2b +3c =(a+2b +3c)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +12b +13c ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a ·1a +2b ·12b +3c ·13c 2=9.1. (2014·南京二模)已知a 、b 、c∈R ,a 2+2b 2+3c 2=6,求a +b +c 的最大值.解:由柯西不等式,得[a 2+(2b)2+(3c)2]·⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+⎝ ⎛⎭⎪⎫132≥(a +b +c)2.因为a 2+2b 2+3c 2=6,所以(a +b +c)2≤11,即-11≤a +b +c≤11.故a +b +c 的最大值为11,当且仅当a =2b =3c =61111.2. 设x 、y 、z∈R ,且满足x 2+y 2+z 2=1,x +2y +3z =14,求x +y +z 的值.解:由柯西不等式可知(x +2y +3z)2=14≤(x 2+y 2+z 2)(12+22+32),因为x 2+y 2+z 2=1,所以当且仅当x 1=y 2=z 3时取等号.此时y =2x ,z =3x 代入x +2y +3z =14得x =1414,即 y =21414,z =31414,所以x +y +z =3147.3. 已知a≥b>0,求证:2a 3-b 3≥2ab 2-a 2b.证明:∵ 2a 3-b 3-2ab 2+a 2b=(2a 3-2ab 2)+(a 2b -b 3)=2a(a 2-b 2)+b(a 2-b 2)=(a 2-b 2)(2a +b)=(a +b)(a -b)(2a +b), 又a≥b>0,∴ a +b>0,a -b≥0,2a +b≥0, ∴ (a +b)(a -b)(2a +b)≥0,∴ 2a 3-b 3-2ab 2+a 2b ≥0,∴ 2a 3-b 3≥2ab 2-a 2b.4. (2014·南京、盐城期末)已知x 1、x 2、x 3为正实数,若x 1+x 2+x 3=1,求证:x 22x 1+x 23x 2+x 21x 3≥1. 证明:因为x 1、x 2、x 3为正实数,所以x 22x 1+x 1+x 23x 2+x 2+x 21x 3+x 3≥2x 22+2x 23+2x 21=2(x 1+x 2+x 3)=2,当且仅当x 1=x 2=x 3时取等号.所以x 22x 1+x 23x 2+x 21x 3≥1.1. (2014·江苏)已知x >0,y >0,证明:(1+x +y 2)(1+x 2+y)≥9xy. 证明:因为x>0,y>0,所以1+x +y 2≥33xy 2>0, 1+x 2+y≥33x 2y>0,故(1+x +y 2)(1+x 2+y)≥33xy 2·33x 2y =9xy.2. 已知函数f(x)=m -|x -2|,m ∈R ,且f(x +2)≥0的解集为[-1,1]. (1) 求m 的值;(2) 若a ,b ,c ∈R ,且1a +12b +13c=m ,求证:a +2b +3c≥9.解:(1) ∵ f(x+2)=m -|x|≥0,∴ |x|≤m , ∴ m ≥0,-m≤x≤m,∴ f(x +2)≥0的解集是[-1,1],故m =1.(2) 由(1)知1a +12b +13c=1,a 、b 、c∈R ,由柯西不等式得a +2b +3c =(a +2b +3c)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +12b +13c ≥(a ·1a +2b ·12b +3c ·13c)2=9.3. 已知x ,y ,z ∈R +,且x +y +z =1(1) 若2x 2+3y 2+6z 2=1,求x ,y ,z 的值.(2) 若2x 2+3y 2+tz 2≥1恒成立,求正数t 的取值范围.解:(1) ∵ (2x 2+3y 2+6z 2)(12+13+16)≥(x+y +z)2=1,当且仅当2x 12=3y 13=6z 16时取“=”.∴ 2x =3y =6z. ∵ x +y +z =1,∴ x =12,y =13,z =16.(2) ∵ (2x 2+3y 2+tz 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫12+13+1t ≥(x +y +z)2=1,∴ (2x 2+3y 2+tz 2)min =156+1t.∵ 2x 2+3y 2+tz 2≥1恒成立,∴ 156+1t ≥1. ∴ t ≥6.4. (2014·苏锡常镇二模)已知不等式|a -2|≤x 2+2y 2+3z 2对满足x +y +z =1的一切实数x 、y 、z 都成立,求实数a 的取值范围.解:由柯西不等式,得[x 2+(2y)2+(3z)2][12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+⎝ ⎛⎭⎪⎫132]≥(x+y +z)2.所以x 2+2y 2+3z 2≥611.当且仅当x 1=2y 12=3z13时取等号,即x =611,y =311,z =211取等号.则|a -2|≤611.所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤1611,2811.1. 算术—几何平均不等式若a 1,a 2,…,a n ∈R +,n>1且n∈N *,则a 1+a 2+…+a n n 叫做这n 个正数的算术平均数,na 1a 2…a n 叫做这n 个正数的几何平均数.基本不等式:(n∈N*,a i∈R+,1≤i≤n).2. 绝对值三角形不等式若a、b是实数,则||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.推论1:|a1+a2+…+a n|≤|a1|+|a2|+…+|a n|.推论2:如果a、b、c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.3. 柯西不等式若a、b、c、d为实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2.4. 三角不等式设x1、y1、x2、y2∈R,则x21+y21+x22+y22≥(x1-x2)2+(y1-y2)2.请使用课时训练(B)第2课时(见活页).[备课札记]。
绝对值不等式(45分钟60分)1.关于x的不等式lg(错误!未找到引用源。
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)<m .(1)当m=1时,解此不等式.(2)设函数f(x)=lg(错误!未找到引用源。
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),当m为何值时,f(x)<m恒成立? 【解析】(1)当m=1时,原不等式可变为0<|x+3|-|x-7|<10,可得其解集为{x|2<x<7}.(2)设t=|x+3|-|x-7|,则由对数定义及绝对值的几何意义知0<t≤10.因y=lgx在(0,+∞)上为增函数,则lgt≤1,当t=10,x≥7时,lgt=1,故只需m>1即可,即m>1时,f(x)<m恒成立.2.(2016·邯郸模拟)设函数f(x)=|2x+1|+|x-a|(a∈R).(1)当a=2时,求不等式f(x)≤4的解集.(2)当a<-错误!未找到引用源。
时,若存在x≤-错误!未找到引用源。
使得f(x)+x≤3成立,求a的取值范围.【解析】(1)当a=2时,f(x)=|2x+1|+|x-2|,当x≥2时,f(x)≤4,即为(2x+1)+(x-2)≤4,即x≤错误!未找到引用源。
成立,则有2≤x≤错误!未找到引用源。
,显然不成立;当x≤-错误!未找到引用源。
时,f(x)≤4,即为-(2x+1)-(x-2)≤4,即x≥-1,则-1≤x≤-错误!未找到引用源。
;当-错误!未找到引用源。
<x<2时,f(x)≤4,即为(2x+1)-(x-2)≤4,即x≤1,则有-错误!未找到引用源。
<x≤1.综上,原不等式的解集为[-1,1].(2)由a<-错误!未找到引用源。
,x≤-错误!未找到引用源。
可得f(x)+x=错误!未找到引用源。
因为存在x≤-错误!未找到引用源。
使得f(x)+x≤3成立,所以3≥(f(x)+x)min=-a-1,所以求得a≥-4,则a的取值范围为错误!未找到引用源。
课时提升作业(六十一)
绝对值不等式
一、选择题(每小题6分,共18分)
1.若不等式|ax+2|<6的解集为(-1,2),则实数a 的值为 ( )
A.8
B.2
C.-4
D.-8
【解析】选C.由题知a ≠0,由|ax+2|<6⇒-8<ax<4,
当a>0时,-错误!未找到引用源。
<x<错误!未找到引用源。
,
又因为原不等式的解集为(-1,2),
当a<0时,错误!未找到引用源。
<x<-错误!未找到引用源。
,
2.不等式ax 1
||x ->a 的解集为M,且2∉M,则a 的取值范围为( )
【解析】选B.由已知2∉M,可得2∈错误!未找到引用源。
M, 于是有2a 1
||2-≤a,
即-a ≤2a 1
2-≤a,
解得a ≥1
4,故应选B.
3.如果关于x 的不等式|x-3|+|x-4|<a 的解集不是空集,则实数a 的取值范围是
( )
A.0<a ≤1
B.a ≥1
C.0<a<1
D.a>1
【解析】选D.因为|x-3|+|x-4|
≥|(x-3)-(x-4)|=1,
所以(|x-3|+|x-4|)min=1.
当a≤1时,|x-3|+|x-4|<a解集显然为∅,所以a>1.
【加固训练】已知不等式|x+1|-|x-3|>a.分别求出下列情形中a的取值范围.
(1)不等式有解.
(2)不等式的解集为R.
(3)不等式的解集为∅.
【解析】方法一: |x+1|-|x-3|表示数轴上的点P(x)与两定点A(-1),B(3)距离的差即|x+1|-|x-3|=|PA|-|PB|.
由绝对值的几何意义知,PA-PB的最大值为|AB|=4,最小值为-|AB|=-4,即
-4≤|x+1|-|x-3|≤4.
(1)若不等式有解,则a只要比|x+1|-|x-3|的最大值小即可,故a<4.
(2)若不等式的解集为R,即不等式恒成立,则a只要比|x+1|-|x-3|的最小值小即可,即a<-4.
(3)若不等式的解集为∅,则a只要不小于|x+1|-|x-3|的最大值即可,即a≥4.
方法二:由|x+1|-|x-3|≤|x+1-(x-3)|=4,
|x-3|-|x+1|≤|(x-3)-(x+1)|=4,
可得-4≤|x+1|-|x-3|≤4.
(1)若不等式有解,则a<4.
(2)若不等式的解集为R,则a<-4.
(3)若不等式的解集为∅,则a≥4.
二、填空题(每小题6分,共18分)
4.1≤|3x+4|<6的解集为.
【解析】1≤|3x+4|⇔3x+4≥1或3x+4≤-1⇔x≥-1或x≤-错误!未找到引用源。
,|3x+4|<6⇔-6<3x+4<6⇔-错误!未找到引用源。
<x<错误!未找到引用源。
,故解集为
答案:
5.不等式|x+2|-|x|≤1的解集为.
【解析】方法一:当x≤-2时,-(x+2)-(-x)≤1,
-2≤1,所以x≤-2.
当-2<x<0时,(x+2)-(-x)≤1,2x+2≤1,
所以-2<x≤-错误!未找到引用源。
.
当x≥0时,(x+2)-x≤1,2≤1不成立,∅.
综上知原不等式的解集为
方法二:由绝对值的几何意义,点x到-2的距离与点x到0的距离的差小于等于1,如图所示.
答案:
6.若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是. 【解题提示】存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立⇔(|x-a|+|x-1|)min≤3,要求出f(x)=|x-a|+|x-1|的最小值,可利用绝对值的几何意义或绝对值三角不等式来探求.
【解析】方法一:不等式|x-a|+|x-1|≤3表示数轴上的点x到点a和点1的距离之和小于等于3.
因为数轴上的点x到点a和点1的距离之和最小时,即点x在点a和点1之间时,此时距离之和为|a-1|,
要使不等式|x-a|+|x-1|≤3有解,
则|a-1|≤3,解得-2≤a≤4.
方法二:因为存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,
所以(|x-a|+|x-1|)min≤3,
又|x-a|+|x-1|≥|x-a-(x-1)|=|a-1|,
所以|a-1|≤3,解得-2≤a≤4.
答案:-2≤a≤4
【方法技巧】解决存在性问题的“两关”及“三法”
求解存在性问题需过两关:第一关是转化关,先把存在性问题转化为求最值问题;第二关是求最值关,求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种:(1)利用绝对值的几何意义.(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥||a|-|b||来快速求解其最值.(3)利用零点分区间来
求其最值.
三、解答题(每小题16分,共64分)
7.设函数f(x)=x2x6a
++-+错误!未找到引用源。
.
(1)当a=-10时,求函数f(x)的定义域.
(2)若函数f(x)的定义域为R,试求a的取值范围.
【解析】(1)由题设知:|x+2|+|x-6|-10≥0.
①当x<-2时,不等式可化为-(x+2)-(x-6)-10=-2x-6≥0,即x≤-3;
②当-2≤x≤6时,不等式可化为(x+2)-(x-6)-10=-2≥0,无解;
③当x>6时,不等式可化为(x+2)+(x-6)-10=2x-14≥0,即x≥7.
综上所述,函数f(x)的定义域为(-∞,-3]∪[7,+∞).
(2)由题设知,当x∈R时,恒有|x+2|+|x-6|+a≥0,
即|x+2|+|x-6|≥-a.
又由|x+2|+|x-6|≥|(x+2)-(x-6)|=8,
当-2≤x≤6时取“=”号,
所以-a≤8,即a≥-8,
所以a的取值范围是[-8,+∞).
8.已知f(x)=|ax-4|-|ax+8|,a∈R.
(1)当a=2时,解不等式f(x)<2.
(2)若f(x)≤k恒成立,求k的取值范围.
【解题提示】(1)利用分类讨论思想将函数转化为分段函数,然后逐一求解每个不等式.
(2)利用绝对值性质定理求解f(x)=|ax-4|-|ax+8|的最大值,然后确定k的取值范围. 【解析】(1)当a=2时,
f(x)=2(|x-2|-|x+4|)
=
12,x4,
4x4,4x2, 12,x 2.
<-
⎧
⎪
---≤≤⎨
⎪->
⎩
当x<-4时,不等式不成立;
当-4≤x≤2时,由-4x-4<2,得-错误!未找到引用源。
<x≤2; 当x>2时,不等式必成立.
综上,不等式f(x)<2的解集为{x|x>-错误!未找到引用源。
}.
(2)因为f(x)=|ax-4|-|ax+8|≤|(ax-4)-(ax+8)|=12,当且仅当ax≤-8时取等号.
所以f(x)的最大值为12.
故k的取值范围是[12,+∞).
9.已知函数f(x)=|2x-a|+a.
(1)若不等式f(x)≤6的解集为x|-2≤x≤3,求实数a的值.
(2)在(1)的条件下,若存在实数n使f(n)≤m-f(-n)成立,求实数m的取值范围.
【解析】(1)由|2x-a|+a≤6得|2x-a|≤6-a,所以a-6≤2x-a≤6-a.即a-3≤x≤3,所以a-3=-2,所以a=1.
(2)由(1)知f(x)=|2x-1|+1.
令φ(n)=f(n)+f(-n).
则φ(n)=|2n-1|+|2n+1|+2
所以φ(n)的最小值为4,故实数m的取值范围是[4,+∞).
10.已知函数f(x)=|x-2|,g(x)=-|x+3|+m.
(1)解关于x的不等式f(x)+a-1>0(a∈R).
(2)若函数f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,求m的取值范围.
【解析】(1)不等式f(x)+a-1>0,
即|x-2|+a-1>0,
当a=1时,解集为x≠2,即(-∞,2)∪(2,+∞);
当a>1时,解集为全体实数R;
当a<1时,解集为(-∞,a+1)∪(3-a,+∞).
(2)f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,即为|x-2|>-|x+3|+m对任意实数x恒成立,即|x-2|+|x+3|>m恒成立,又对任意实数x恒有|x-2|+|x+3|≥|(x-2)-(x+3)|=5,于是得m<5, 即m的取值范围是(-∞,5).。