2019版高考数学一轮复习不等式选讲课时训练选修4
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选修4-5不等式选讲题组1不等式的性质和绝对值不等式1.[2015 山东,5,5分]不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是()A.(-∞,4)B.(-∞,1)C.(1,4)D.(1,5)2.[2015重庆,16,5分]若函数f(x)=|x+1|+2|x-a|的最小值为5,则实数a=.3.[2014重庆,16,5分]若不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围是.4.[2017全国卷Ⅰ,23,10分][文]已知函数f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范围.5.[2016全国卷Ⅰ,24,10分][文]已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|.(Ⅰ)在图1中画出y=f(x)的图象;(Ⅱ)求不等式|f(x)|>1的解集.图16.[2015 新课标全国Ⅰ,24,10分][文]已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0.(Ⅰ)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;(Ⅱ)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,求a的取值范围.7.[2014新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设函数f(x)=|x+|+|x-a|(a>0).(Ⅰ)证明:f(x)≥2;(Ⅱ)若f(3)<5,求a的取值范围.题组2不等式的证明8.[2016全国卷Ⅱ,24,10分][文]已知函数f(x)=|x-|+|x+|,M为不等式f(x)<2的解集. (Ⅰ)求M;(Ⅱ)证明:当a,b∈M时,|a+b|<|1+ab|.9.[2015 新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d,证明:(Ⅰ)若ab>cd,则+>+;(Ⅱ)+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.10.[2013新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设a,b,c均为正数,且a+b+c=1.证明:(Ⅰ)ab+bc+ac≤;(Ⅱ)++≥1.A组基础题1.[2018广东七校联考,23]已知函数f(x)=|x-a|-|2x-1|.(1)当a=2时,求f(x)+3≥0的解集;(2)当x∈[1,3]时,f(x)≤3恒成立,求a的取值范围.2.[2018湖北八校第一次联考,23]已知不等式|x|+|x-3|<x+6的解集为(m,n).(1)求m,n的值;(2)若x>0,y>0,nx+y+m=0,求证:x+y≥16xy.3.[2018广西桂林市、柳州市高三综合模拟,23]已知f(x)=|ax-1|,不等式f(x)≤3的解集是{x|-1≤x≤2}.(1)求a的值;(2)若)-)<k存在实数解,求实数k的取值范围.4.[2017郑州市高三第三次质量预测,23]已知函数f(x)=|x-5|-|x-2|.(1)若∃x∈R,使得f(x)≤m成立,求m的取值范围;(2)求不等式x2-8x+15+f(x)≤0的解集.B组提升题5.[2018湘东五校联考,23]已知函数f(x)=m-|x-1|-|x+1|.(1)当m=5时,求不等式f(x)>2的解集;(2)若二次函数y=x2+2x+3与函数y=f(x)的图象恒有公共点,求实数m的取值范围.6.[2018河南省中原名校高三第三次质量考评,23]已知函数f(x)=|x-m|+|x+2|(m∈R),g(x)=|2x-1|+3.(1)当m=1时,求不等式f(x)≤5的解集;(2)若对任意的x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数m的取值范围.7.[2017长春市高三第四次质量监测,23](1)已知函数f(x)=|x+1|+|x-a|(a>0),若不等式f(x)≥5的解集为{x|x≤-2或x≥3},求a的值;(2)已知a,b,c为正实数,且a+b+c=m,求证:++≥.8.[2017长沙市5月模拟,23]已知函数f(x)=(x+1)2.(1)证明: f(x)+|f(x)-2|≥2;+[f(x)]2的最小值.(2)当x≠-1时,求y=)答案1.A当x<1时,不等式可化为-(x-1)+(x-5)<2,即-4<2,显然成立,所以此时不等式的解集为(-∞,1);当1≤x≤5时,不等式可化为x-1+(x-5)<2,即2x-6<2,解得x<4,又1≤x≤5,所以此时不等式的解集为[1,4);当x>5时,不等式可化为(x-1)-(x-5)<2,即4<2,显然不成立,所以此时不等式无解.综上,不等式的解集为(-∞,4).故选A.2.-6或4当a=-1时,f(x)=3|x+1|≥0,不满足题意;当a<-1时,f(x)=--,,--,-,-,-,f(x)min=f(a)=-3a-1+2a=5,解得a=-6;当a>-1时,f(x)=--,-,-,-,-,,f(x)min=f(a)=-a+1+2a=5,解得a=4.3.[-1,]|2x-1|+|x+2|=|x-|+(|x-|+|x+2|)≥0+|(x-)-(x+2)|=,当且仅当x=时取等号,因此函数y=|2x-1|+|x+2|的最小值是.所以a2+a+2≤,即2a2+a-1≤0,解得-1≤a≤,即实数a的取值范围是[-1,].4.(1)当a=1时,不等式f(x)≥g(x)等价于x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0①.当x<-1时,①式化为x2-3x-4≤0,无解;当-1≤x≤1时,①式化为x2-x-2≤0,从而-1≤x≤1;当x>1时,①式化为x2+x-4≤0,从而1<x≤-.所以f(x)≥g(x)的解集为{x|-1≤x≤-}.(2)当x∈[-1,1]时,g(x)=2.所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等价于当x∈[-1,1]时f(x)≥2.又f(x)在[-1,1]的最小值必为f(-1)与f(1)之一,所以f(-1)≥2且f 1)≥2,得-1≤a≤1.所以a的取值范围为[-1,1].5.(Ⅰ)由题意可得f(x)=-,-, -,-, -,,y=f(x)的图象如图D 2所示.图D 2(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=或x=5.故f(x)>1的解集为{x|1<x<3};f(x)<-1的解集为{x|x<或x>5}.所以|f(x)|>1的解集为{x|x<或1<x<3或x>5}.6.(Ⅰ)当a=1时, f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0.当x≤-1时,不等式化为x-4>0,无解;当-1<x<1时,不等式化为3x-2>0,解得<x<1;当x≥1时,不等式化为-x+2>0,解得1≤x<2.所以f(x)>1的解集为{x|<x<2}.(Ⅱ)由题设可得f(x)=--,-,-,-,-,所以函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为A(-,0),B(2a+1,0),C(a,a+1),△ABC的面积为(a+1)2.由题设得(a+1)2>6,故a>2.所以a的取值范围为(2,+∞).7.(Ⅰ)由a>0,有f(x)=|x+|+|x-a|≥|x+-(x-a)|=+a≥2.所以f(x)≥2. (Ⅱ)f(3)=|3+|+|3-a|.当a>3时,f(3)=a+,由f(3)<5得3<a<.当0<a≤3时,f(3)=6-a+,由f(3)<5得<a≤3.综上,a的取值范围是(,).8.(Ⅰ)由题意可得f(x)=-,-, ,-, ,当x≤-时,由f(x)<2得-2x<2,解得x>-1,所以-1<x≤-;当-<x<时,f(x)<2恒成立;当x≥时,由f(x)<2得2x<2,解得x<1,所以≤x<1.所以f(x)<2的解集M={x|-1<x<1}.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a,b∈M时,-1<a<1,-1<b<1,从而(a+b)2-(1+ab)2=a2+b2-a2b2-1=(a2-1)(1-b2)<0.因此|a+b|<|1+ab|.9.(Ⅰ)因为(+)2=a+b+2,(+)2=c+d+2,由题设a+b=c+d,ab>cd得(+)2>(+)2.因此+>+.(Ⅱ)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2,即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.因为a+b=c+d,所以ab>cd.由(Ⅰ)得+>+.②若+>+,则(+)2>(+)2,即a+b+2>c+d+2.因为a+b=c+d,所以ab>cd.于是(a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd=(c-d)2.因此|a-b|<|c-d|.综上,+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件. 10.(Ⅰ)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca得a2+b2+c2≥ab+bc+ca.由题设得(a+b+c)2=1,即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1.所以3(ab+bc+ca)≤1,即ab+bc+ca≤.(Ⅱ)因为+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,故+++(a+b+c)≥2 a+b+c),即++≥a+b+c.所以++≥1.A组基础题1.(1)当a=2时,由f(x)≥-3,可得|x-2|-|2x-1|≥-3,∴,---或,---或,---,解得-4≤x<或≤x<2或x=2.综上,当a=2时,不等式f(x)+3≥0的解集为{x|-4≤x≤2}.(2)当x∈[1,3]时,f(x)≤3恒成立,即|x-a|≤3+|2x-1|=2x+2.故-2x-2≤x-a≤2x+2,即-3x-2≤-a≤x+2, ∴-x-2≤a≤3x+2对x∈[1,3]恒成立.∴a∈[-3,5].2.(1)由|x|+|x-3|<x+6,得,-或,或,--,解得-1<x<9,所以m=-1,n=9.(2)由(1)知9x+y=1.因为x>0,y>0,所以(+)(9x+y)=10++≥10+2=16, 当且仅当=,即x=,y=时取等号,所以+≥16,即x+y≥16xy..3.(1)由|ax-1|≤3,得-3≤ax-1≤3,即-2≤ax≤4,当a>0时,-≤x≤,所以--,,解得a=2;当a<0时,≤x≤-,所以-,-无解.所以a=2.(2)因为)-)=-≥--) =,所以要使)-)<k存在实数解,只需k>,所以实数k的取值范围是(,+∞).4.(1)f(x)=|x-5|-|x-2|=,, -,, -,当2<x<5时,-3<7-2x<3,所以-3≤f(x)≤3.所以m的取值范围是[-3,+∞).(2)原不等式等价于-f(x)≥x2-8x+15,由(1)可知,当x≤2时,-f(x)≥x2-8x+15的解集为空集; 当2<x<5时,-f(x)≥x2-8x+15的解集为{x|5-≤x<5}; 当x≥5时,-f(x)≥x2-8x+15的解集为{x|5≤x≤6}.综上,原不等式的解集为{x|5-≤x≤6}.B组提升题5.(1)当m=5时,f(x)=-), -), -),由f(x)>2得不等式的解集为{x|-<x<}.(2)因为二次函数y=x2+2x+3=(x+1)2+2在x=-1处取得最小值2,f(x)=-),--),-)在x=-1处取得最大值m-2,所以要使二次函数y=x2+2x+3与函数y=f(x)的图象恒有公共点,只需m-2≥2,即m≥4,所以实数m的取值范围为[4,+∞).6.(1)当m=1时,f(x)=|x-1|+|x+2|,①当x≤-2时,f(x)=-2x-1,由-2x-1≤5,解得x≥-3,所以-3≤x≤-2;②当-2<x<1时,f(x)=1-x+x+2=3≤5恒成立,所以-2<x<1;③当x≥1时,f(x)=2x+1,由2x+1≤5,解得x≤2,所以1≤x≤2.综上所述,不等式f(x)≤5的解集为[-3,2].(2)若对任意的x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,设A={y|y=f(x)},B={y|y=g(x)},则A⊆B,因为f(x)=|x-m|+|x+2|≥|(x-m)-(x+2)|=|m+2|,g(x)=|2x-1|+3≥3,所以|m+2|≥3,解得m≥1或m≤-5,因此,实数m的取值范围为(-∞,-5]∪[1,+∞).7.(1)因为a>0,所以f(x)=|x+1|+|x-a|=--,-,,-, -,又不等式f(x)≥5的解集为{x|x≤-2或x≥3},解得a=2.(2)++=) )==≥(当且仅当a=b=c=时,取等号).8.(1)∵f (x )=(x+1)2≥0,∴f (x )+|f (x )-2|=|f (x )|+|2-f (x )|≥|f (x )+[2-f (x )]|=|2|=2. (2)当x ≠-1时,f (x )=(x+1)2>0,∴y=)+[f (x )]2=)+)+[f (x )]2≥3· )· )· )= ,当且仅当 )=)=[f (x )]2时取等号,即x=-1± 时取等号. ∴y= )+[f (x )]2的最小值为.。
选修4-5 不等式选讲题组1 不等式的性质和绝对值不等式1.[2015 山东,5,5分]不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是( )A .(-∞,4)B .(-∞,1)C .(1,4)D .(1,5)2.[2015重庆,16,5分]若函数f (x )=|x+1|+2|x-a|的最小值为5,则实数a= .3.[2014重庆,16,5分]若不等式|2x-1|+|x+2|≥a 2+a+2对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值12范围是 .4.[2017全国卷Ⅰ,23,10分][文]已知函数f (x )=-x 2+ax+4,g (x )=|x+1|+|x-1|.(1)当a=1时,求不等式f (x )≥g (x )的解集;(2)若不等式f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],求a 的取值范围.5.[2016全国卷Ⅰ,24,10分][文]已知函数f (x )=|x+1|-|2x-3|.(Ⅰ)在图1中画出y=f (x )的图象;(Ⅱ)求不等式|f (x )|>1的解集.图16.[2015 新课标全国Ⅰ,24,10分][文]已知函数f (x )=|x+1|-2|x-a|,a>0.(Ⅰ)当a=1时,求不等式f (x )>1的解集;(Ⅱ)若f (x )的图象与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围.7.[2014新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设函数f (x )=|x+|+|x-a|(a>0).1a(Ⅰ)证明:f (x )≥2;(Ⅱ)若f (3)<5,求a 的取值范围.题组2 不等式的证明8.[2016全国卷Ⅱ,24,10分][文]已知函数f (x )=|x-|+|x+|,M为不等式f (x )<2的解集.1212(Ⅰ)求M ;(Ⅱ)证明:当a ,b ∈M 时,|a+b|<|1+ab|.9.[2015 新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设a ,b ,c ,d 均为正数,且a+b=c+d ,证明:(Ⅰ)若ab>cd ,则+>+;a b c d (Ⅱ)+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.a b c d 10.[2013新课标全国Ⅱ,24,10分][文]设a ,b ,c 均为正数,且a+b+c=1.证明:(Ⅰ)ab+bc+ac ≤;13(Ⅱ)++≥1.a 2b b 2c c 2aA 组基础题1.[2018广东七校联考,23]已知函数f (x )=|x-a|-|2x-1|.(1)当a=2时,求f (x )+3≥0的解集;(2)当x ∈[1,3]时,f (x )≤3恒成立,求a 的取值范围.2.[2018湖北八校第一次联考,23]已知不等式|x|+|x-3|<x+6的解集为(m ,n ).(1)求m ,n 的值;(2)若x>0,y>0,nx+y+m=0,求证:x+y ≥16xy.3.[2018广西桂林市、柳州市高三综合模拟,23]已知f (x )=|ax-1|,不等式f (x )≤3的解集是{x|-1≤x ≤2}.(1)求a 的值;(2)若<k 存在实数解,求实数k 的取值范围.f (x )+f (-x )34.[2017郑州市高三第三次质量预测,23]已知函数f (x )=|x-5|-|x-2|.(1)若∃x ∈R,使得f (x )≤m 成立,求m 的取值范围;(2)求不等式x 2-8x+15+f (x )≤0的解集.B 组提升题5.[2018湘东五校联考,23]已知函数f (x )=m-|x-1|-|x+1|.(1)当m=5时,求不等式f (x )>2的解集;(2)若二次函数y=x 2+2x+3与函数y=f (x )的图象恒有公共点,求实数m 的取值范围.6.[2018河南省中原名校高三第三次质量考评,23]已知函数f (x )=|x-m|+|x+2|(m ∈R),g (x )=|2x-1|+3.(1)当m=1时,求不等式f (x )≤5的解集;(2)若对任意的x 1∈R,都有x 2∈R,使得f (x 1)=g (x 2)成立,求实数m 的取值范围.7.[2017长春市高三第四次质量监测,23](1)已知函数f (x )=|x+1|+|x-a|(a>0),若不等式f (x )≥5的解集为{x|x ≤-2或x ≥3},求a 的值;(2)已知a ,b ,c 为正实数,且a+b+c=m ,求证:++≥.1a +b 1b +c 1c +a 92m 8.[2017长沙市5月模拟,23]已知函数f (x )=(x+1)2.14(1)证明: f (x )+|f (x )-2|≥2;(2)当x ≠-1时,求y=+[f (x )]2的最小值.14f (x )答案1.A 当x<1时,不等式可化为-(x-1)+(x-5)<2,即-4<2,显然成立,所以此时不等式的解集为(-∞,1);当1≤x ≤5时,不等式可化为x-1+(x-5)<2,即2x-6<2,解得x<4,又1≤x ≤5,所以此时不等式的解集为[1,4);当x>5时,不等式可化为(x-1)-(x-5)<2,即4<2,显然不成立,所以此时不等式无解.综上,不等式的解集为(-∞,4).故选A .2.-6或4 当a=-1时,f (x )=3|x+1|≥0,不满足题意;当a<-1时,f (x )=f (x ){-3x -1+2a ,x ≤a ,x -1-2a ,a <x ≤-1,3x +1-2a ,x >-1,min =f (a )=-3a-1+2a=5,解得a=-6;当a>-1时,f (x )=f (x )min =f (a )=-{-3x -1+2a ,x ≤-1,-x +1+2a ,-1<x ≤a ,3x +1-2a ,x >a ,a+1+2a=5,解得a=4.3.[-1,] |2x-1|+|x+2|=|x-|+(|x-|+|x+2|)≥0+|(x-)-(x+2)|=,当且仅当x=时取等号,因此函数121212125212y=|2x-1|+|x+2|的最小值是.所以a 2+a+2≤,即2a 2+a-1≤0,解得-1≤a ≤,即实数a 的取值范围52125212是[-1,].124.(1)当a=1时,不等式f (x )≥g (x )等价于x 2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0 ①.当x<-1时,①式化为x 2-3x-4≤0,无解;当-1≤x ≤1时,①式化为x 2-x-2≤0,从而-1≤x ≤1;当x>1时,①式化为x 2+x-4≤0,从而1<x ≤.-1+172所以f (x )≥g (x )的解集为{x|-1≤x ≤}.-1+172(2)当x ∈[-1,1]时,g (x )=2.所以f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],等价于当x ∈[-1,1]时f (x )≥2.又f (x )在[-1,1]的最小值必为f (-1)与f (1)之一,所以f (-1)≥2且 f (1)≥2,得-1≤a ≤1.所以a 的取值范围为[-1,1].5.(Ⅰ)由题意可得f (x )={x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,y=f (x )的图象如图D 2所示.图D 2(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=或x=5.13故f (x )>1的解集为{x|1<x<3};f (x )<-1的解集为{x|x<或x>5}.13所以|f (x )|>1的解集为{x|x<或1<x<3或x>5}.136.(Ⅰ)当a=1时, f (x )>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0.当x ≤-1时,不等式化为x-4>0,无解;当-1<x<1时,不等式化为3x-2>0,解得<x<1;23当x ≥1时,不等式化为-x+2>0,解得1≤x<2.所以f (x )>1的解集为{x|<x<2}.23(Ⅱ)由题设可得f (x )=所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三{x -1-2a ,x <-1,3x +1-2a ,-1≤x ≤a ,-x +1+2a ,x >a .个顶点分别为A (,0),B (2a+1,0),C (a ,a+1),△ABC的面积为(a+1)2.2a -1323由题设得(a+1)2>6,故a>2.23所以a 的取值范围为(2,+∞).7.(Ⅰ)由a>0,有f (x )=|x+|+|x-a|≥|x+-(x-a )|=+a ≥2.所以f (x )≥2.1a 1a 1a(Ⅱ)f (3)=|3+|+|3-a|.1a 当a>3时,f (3)=a+,由f (3)<5得3<a<.1a 5+212当0<a ≤3时,f (3)=6-a+,由f (3)<5得<a ≤3.1a 1+52综上,a 的取值范围是().1+525+2128.(Ⅰ)由题意可得f (x )={-2x ,x ≤-12,1,-12<x <12,2x ,x ≥12.当x ≤-时,由f (x )<2得-2x<2,解得x>-1,所以-1<x ≤-;1212当-<x<时,f (x )<2恒成立;1212当x ≥时,由f (x )<2得2x<2,解得x<1,所以≤x<1.1212所以f (x )<2的解集M={x|-1<x<1}.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a ,b ∈M 时,-1<a<1,-1<b<1,从而(a+b )2-(1+ab )2=a 2+b 2-a 2b 2-1=(a 2-1)(1-b 2)<0.因此|a+b|<|1+ab|.9.(Ⅰ)因为(+)2=a+b+2,(+)2=c+d+2,a b ab c d cd 由题设a+b=c+d ,ab>cd 得(+)2>(+)2.a b c d 因此+>+.a b c d (Ⅱ)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b )2<(c-d )2,即(a+b )2-4ab<(c+d )2-4cd.因为a+b=c+d ,所以ab>cd.由(Ⅰ)得+>+.a b c d ②若+>+,则(+)2>(+)2,即a b c d a b c d a+b+2>c+d+2.ab cd 因为a+b=c+d ,所以ab>cd.于是(a-b )2=(a+b )2-4ab<(c+d )2-4cd=(c-d )2.因此|a-b|<|c-d|.综上,+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.a b c d 10.(Ⅰ)由a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ca 得a 2+b 2+c 2≥ab+bc+ca.由题设得(a+b+c )2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab+2bc+2ca=1.所以3(ab+bc+ca )≤1,即ab+bc+ca ≤.13(Ⅱ)因为+b ≥2a ,+c ≥2b ,+a ≥2c ,a 2b b 2c c 2a 故+++(a+b+c )≥2(a+b+c ),即++≥a+b+c.a 2b b 2c c 2a a 2b b 2c c 2a 所以++≥1.a 2b b 2c c 2a A 组基础题1.(1)当a=2时,由f (x )≥-3,可得|x-2|-|2x-1|≥-3,∴或或{x <12,2-x +2x -1≥-3{12≤x <2,2-x -2x +1≥-3{x ≥2,x -2-2x +1≥-3,解得-4≤x<或≤x<2或x=2.1212综上,当a=2时,不等式f (x )+3≥0的解集为{x|-4≤x ≤2}.(2)当x ∈[1,3]时,f (x )≤3恒成立,即|x-a|≤3+|2x-1|=2x+2. 故-2x-2≤x-a ≤2x+2,即-3x-2≤-a ≤x+2,∴-x-2≤a ≤3x+2对x ∈[1,3]恒成立.∴a ∈[-3,5].2.(1)由|x|+|x-3|<x+6,得或或{x ≥3,x +x -3<x +6{0<x <3,3<x +6{x ≤0,-x +3-x <x +6,解得-1<x<9,所以m=-1,n=9.(2)由(1)知9x+y=1.因为x>0,y>0,所以(+)(9x+y )=10++≥10+2=16,1x 1y y x 9xy y x×9xy 当且仅当=,即x=,y=时取等号,y x 9xy 11214所以+≥16,即x+y ≥16xy.1x 1y .3.(1)由|ax-1|≤3,得-3≤ax-1≤3,即-2≤ax ≤4,当a>0时,-≤x ≤,所以解得a=2;2a 4a {-2a =-1,4a=2,当a<0时,≤x ≤-,所以无解.所以a=2.4a 2a {-2a =2,4a=-1(2)因为=≥=,所以要使 <k 存在实数解,只需k>,f (x )+f (-x )3|2x -1|+|2x +1|3|2x -1-(2x +1)|323f (x )+f (-x )323所以实数k的取值范围是(,+∞).234.(1)f (x )=|x-5|-|x-2|={3,x ≤2,7-2x ,2<x <5,-3,x ≥5.当2<x<5时,-3<7-2x<3,所以-3≤f (x )≤3.所以m 的取值范围是[-3,+∞).(2)原不等式等价于-f (x )≥x 2-8x+15,由(1)可知,当x ≤2时,-f (x )≥x 2-8x+15的解集为空集;当2<x<5时,-f (x )≥x 2-8x+15的解集为{x|5-≤x<5};3当x ≥5时,-f (x )≥x 2-8x+15的解集为{x|5≤x ≤6}.综上,原不等式的解集为{x|5-≤x ≤6}.3B 组提升题5.(1)当m=5时,f (x )={5+2x (x <-1),3(-1≤x ≤1),5-2x (x >1),由f (x )>2得不等式的解集为{x|-<x<}.3232(2)因为二次函数y=x 2+2x+3=(x+1)2+2在x=-1处取得最小值2,f (x )=在x=-1处取得最大值m-2,{m +2x (x <-1),m -2(-1≤x ≤1),m -2x (x >1)所以要使二次函数y=x 2+2x+3与函数y=f (x )的图象恒有公共点,只需m-2≥2,即m ≥4,所以实数m 的取值范围为[4,+∞).6.(1)当m=1时,f (x )=|x-1|+|x+2|,①当x ≤-2时,f (x )=-2x-1,由-2x-1≤5,解得x ≥-3,所以-3≤x ≤-2;②当-2<x<1时,f (x )=1-x+x+2=3≤5恒成立,所以-2<x<1;③当x ≥1时,f (x )=2x+1,由2x+1≤5,解得x ≤2,所以1≤x ≤2.综上所述,不等式f (x )≤5的解集为[-3,2].(2)若对任意的x 1∈R,都有x 2∈R,使得f (x 1)=g (x 2)成立,设A={y|y=f (x )},B={y|y=g (x )},则A ⊆B ,因为f (x )=|x-m|+|x+2|≥|(x-m )-(x+2)|=|m+2|,g (x )=|2x-1|+3≥3,所以|m+2|≥3,解得m ≥1或m ≤-5,因此,实数m 的取值范围为(-∞,-5]∪[1,+∞).7.(1)因为a>0,所以f (x )=|x+1|+|x-a|={-2x +a -1,x <-1,a +1,-1≤x <a ,2x -a +1,x ≥a .又不等式f (x )≥5的解集为{x|x ≤-2或x ≥3},解得a=2.(2)++1a +b 1b +c 1c +a=(1a +b +1b +c +1c +a )(a +b +b +c +c +a )2m=1+b +ca +b +c +aa +b +1+a +bb +c +c +ab +c +1+a +bc +a +b +cc +a2m=3+b +c a +b +a +b b +c +c +a b +c +b +c c +a +a +b c +a +c +aa +b2m≥(当且仅当a=b=c=时,取等号).92m m38.(1)∵f (x )=(x+1)2≥0,14∴f (x )+|f (x )-2|=|f (x )|+|2-f (x )|≥|f (x )+[2-f (x )]|=|2|=2.(2)当x ≠-1时,f (x )=(x+1)2>0,14∴y=+[f (x )]2=++[f (x )]2≥3·=,当且仅当==[f (x )]2时取等14f (x )18f (x )18f (x )318f (x )·18f (x )·[f (x )]23418f (x )18f (x )号,即x=-1±时取等号.2∴y=+[f (x )]2的最小值为.14f (x )34。
2019年高中数学选修4-5《不等式选讲》最新考纲:1.理解绝对值的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:(1)|a +b|≤|a|+|b|(a ,b ∈R).(2)|a -b|≤|a -c|+|c -b|(a ,b ∈R).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 -c|+|x -b|≥a.3.了解柯西不等式的几种不同形式,理解它们的几何意义,并会证明.4.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法.知识点总结1.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)对形如|x -a |+|x -b |≤c ,|x -a |+|x -b |≥c 的不等式,可利用绝对值不等式的几何意义求解.2.含有绝对值的不等式的性质 |a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |.问题探究:不等式|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |中,“=”成立的条件分别是什么?提示:不等式|a |-|b |≤|a +b |≤|a |+|b |,右侧“=”成立的条件是ab ≥0,左侧“=”成立的条件是ab ≤0且|a |≥|b |;不等式|a |-|b |≤|a -b |≤|a |+|b |,右侧“=”成立的条件是ab ≤0,左侧“=”成立的条件是ab ≥0且|a |≥|b |.3.基本不等式定理1:设a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab .当且仅当a =b 时,等号成立. 定理2:如果a 、b 为正数,则a +b2≥ab ,当且仅当a =b 时,等号成立.定理3:如果a 、b 、c 为正数,则a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立. 定理4:(一般形式的算术—几何平均值不等式)如果a 1、a 2、…、a n 为n 个正数,则a 1+a 2+…+a n n≥na 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.4.柯西不等式(1)柯西不等式的代数形式:设a ,b ,c ,d 为实数,则(a 2+b 2)·(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时等号成立.知识点拓展柯西不等式的各种形式及其证明 二维形式在一般形式中,12122,,,,n a a a b b c b d =====令,得二维形式()()()22222bd ac d c b a+≥++等号成立条件:()d c b a bc ad //==扩展:()()()222222222123123112233nn n n a a a a b b b b a b a b a b a b +++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+≥+++⋅⋅⋅+等号成立条件:1122000::::,1,2,3,,i i i i n n i i a b a b a b a b a b a b i n ==⎛⎫==⋅⋅⋅= ⎪=⋅⋅⋅⎝⎭当或时,和都等于,不考虑二维形式的证明:()()()()()()22222222222222222222222,,,220=ab c d a b c d R a c b d a d b c a c abcd b d a d abcd b c ac bd ad bc ac bd ad bc ad bc ++∈=+++=+++-+=++-≥+-=等号在且仅在即时成立三角形式ad bc=等号成立条件:三角形式的证明:()()22222222222222222-2a b c d a b c d ac bd a ac c b bd d a c b d =++++≥+++++≥-+++=-+-≥注:表示绝对值向量形式()()()()123123=,,,,,,,,2=n n a a a a b b b b n N n R αβαβαββαλβλ≥⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅∈≥∈,等号成立条件:为零向量,或向量形式的证明:()()1231231122332222212322222222112233123123=,,,,,,,,,cos ,cos ,cos ,1n n n n n n n n n nm a a a a n b b b b m n a b a b a b a b m n m na b b b b m nm n a b a b a b a b a a a a b b b b =⋅=++++==++++++≤∴++++≤++++++++令一般形式211212⎪⎭⎫⎝⎛≥∑∑∑===n k k k nk k n k k b a b a 1122:::n n i i a b a b a b a b ==⋅⋅⋅=等号成立条件:,或 、均为零。
选修4-5不等式选讲考点1不等式的性质1.已知a,b,c均为正数,证明: a2+b2+c2+(++)2≥6, 并确定a,b,c为何值时,等号成立.考点2绝对值不等式2.设函数f(x)=|x-1|+|x-2|.(1)解不等式f(x)>2;(2)求函数g(x)=ln f(x)的值域.3.已知函数f(x)=2|x+a|-|x-1|(a>0).(1)若函数f(x)与x轴围成的三角形的面积的最小值为4,求实数a的取值范围;(2)若对任意的x∈R都有f(x)+2≥0,求实数a的取值范围.4.已知m>1,且关于x的不等式m-|x-2|≥1的解集为[0,4].(1)求m的值;(2)若a,b均为正实数,且满足a+b=m,求a2+b2的最小值.5.设函数f(x)=-+-的最大值为M.(1)求实数M的值;(2)求关于x的不等式|x-|+|x+2|≤M的解集.6.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],求实数a的取值范围.考点3证明不等式的基本方法7.已知a>0,b>0,求证:+≥+.8.已知a,b,c均为正实数.求证:(1)(a+b)(ab+c2)≥4abc;(2)若a+b+c=3,则+≤3.答案1.解法一因为a,b,c均为正数,所以a2+b2+c2≥3(abc)①,因为++≥3(abc)-,所以(++)2≥9(abc)-②.故a2+b2+c2+(++)2≥3(abc)+9(abc)-.又3(abc)+9(abc)-≥2=6③,所以原不等式成立.当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立.当且仅当3(abc)=9(abc)-时,③式等号成立,即当a=b=c=时,原式等号成立.解法二因为a,b,c均为正数,由基本不等式得a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,所以a2+b2+c2≥ab+bc+ac①.同理,++≥++②.故a2+b2+c2+(++)2=a2+b2+c2++++++≥ab+bc+ac+++≥6③.所以原不等式成立.当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立,当且仅当(ab)2=(bc)2=(ac)2=3时,③式等号成立.即当且仅当a=b=c=时,原不等式等号成立.2.(1)由题意知f(x)=|x-1|+|x-2|=-,, ,, -,当x<1时,由f(x)>2,得3-2x>2,解得x<,所以x<;当1≤x≤2时,f(x)>2无解;当x>2时,由f(x)>2,得2x-3>2,解得x>,所以x>.综上,不等式f(x)>2的解集为(-∞,)∪(,+∞).(2)因为f(x)=|x-1|+|x-2|,则f(x)≥1,又函数y=ln x在其定义域内为增函数.所以函数g(x)=ln f(x)的值域为[0,+∞).3.(1)由题意可得f(x)=---, -,-, -,,画出函数f(x)的图象,如图D 1所示,图D 1函数f(x)与x轴围成的三角形为△ABC,易求得A(-2a-1,0),B(-,0),C(-a,-a-1).所以S△ABC=[--(-2a-1)]×|-a-1|=(a+1)2≥4(a>0),解得a≥-1.(2)由图D 1可知,f(x)min=f(-a)=-a-1.对任意的x∈R都有f(x)+2≥0,即f(x)min+2≥0,即-a-1+2≥0,解得a≤1,又a>0,所以实数a的取值范围为(0,1].4.(1)∵m>1,不等式m-|x-2|≥1可化为|x-2|≤m-1, ∴1-m≤x-2≤m-1,即3-m≤x≤m+1.∵不等式m-|x-2|≥1的解集为[0,4],∴-,,即m=3.(2)由(1)知a+b=3,解法一(利用基本不等式)∵(a+b)2=a2+b2+2ab≤(a2+b2)+(a2+b2)=2(a2+b2),∴a2+b2≥,∴a2+b2的最小值为.解法二(消元法求二次函数的最值)∵a+b=3,∴b=3-a,∴a2+b2=a2+(3-a)2=2a2-6a+9=2(-)+≥,∴a2+b2的最小值为.5.(1)f(x)=-+-≤2(-)(-)=3,当且仅当x=时等号成立.故函数f(x)的最大值M=3.(2)由(1)知M=3.由绝对值三角不等式可得|x-|+|x+2|≥|(x-)-(x+2)|=3.所以不等式|x-|+|x+2|≤3的解集就是方程|x-|+|x+2|=3的解.由绝对值的几何意义得,当且仅当-2x≤,|x-|+|x+2|=3,所以不等式|x-2|≤M的解集为{x|-2≤x≤.6.(1)当a=-3时,f(x)≥3⇔|x-3|+|x-2|≥3⇔ ,-或,或,-,解得x≤1或x≥4.故当a=-3时,不等式f(x)≥3的解集为{x|x≤1或x≥4}.(2)由题意可得f(x)≤|x-4|在区间[1,2]上恒成立⇔|x+a|+2-x≤4-x在区间[1,2]上恒成立⇔-2-x≤a≤2-x在区间[1,2]上恒成立⇔-3≤a ≤0,即实数a 的取值范围是[-3,0].7.解法一 (作差比较法)因为a>0,b>0,所以 + -( + )= ) ) ) = )( -≥0,所以 +≥ + . 解法二 (作商比较法)因为a>0,b>0,所以= ) ) ( )= )( )( )== - ) ≥1,所以 +≥ + . 8.(1)要证(a+b )(ab+c 2)≥4abc ,可证a 2b+ac 2+ab 2+bc 2-4abc ≥0,需证b (a 2+c 2-2ac )+a (c 2+b 2-2bc )≥0, 即证b (a-c )2+a (c-b )2≥0,当且仅当a=b=c 时,取等号, 由已知,上式显然成立,故不等式(a+b )(ab+c 2)≥4abc 成立.(2)因为a ,b ,c 均为正实数,由不等式的性质知· ≤ = ,当且仅当a+1=2时,取等号,· ≤ = ,当且仅当b+1=2时,取等号, · ≤ = ,当且仅当c+1=2时,取等号,以上三式相加,得 ( )≤=6,所以 + + ≤3 ,当且仅当a=b=c=1时,取等号.。
选修4- 5不等式选讲第1课时绝对值不等式1. 解不等式1<|x —1|<3.解:原不等式可化为1<x—1<3或—3<x—1<—1,解得不等式的解集为(一2,0) U (2 , 4).2. 解不等式|x + 1| + |x —2| V 4.解:当x<—1时,不等式化为一x — 1 + 2—x<4,3 解得—2<x< —1 ;当一K x < 2时,不等式化为x + 1 + 2 —x<4, 得—K x < 2;当x>2时,不等式化为x + 1 + x—2<4,5 解得2<X<7原不等式的解集为i— 2,| .23. 解不等式|x —2x + 4|>2x.解:原不等式等价于x2—2x + 4<—2x①,|或x —2x + 4>2x ②.解①得解集为?,解②得解集为{x|x € R且x工2}.•原不等式的解集为{x|x € R且x丰2}.4. 解不等式x2—|x| —2<0.解:(解法1)当x > 0 时,x —x —2<0, 解得—1<x<2,「. 0 < x<2 ;|当x<0 时,x + x —2<0,解得—2<x<1 ,—2<x<0.•原不等式的解集为{x| —2<x<2}.(解法2)原不等式可化为凶1—|x| —2<0,解得—1<|x|<2.■/ |x| > 0,「. 0 w |x|<2 , •—2<x<2.•原不等式的解集为{x| —2<x<2}.5. 已知满足不等式|2x + a| + |x —3| w 4的x的最大值为3,求实数a的值.解:因为x的最大值为3,所以x w 3,即不等式为|2x + a| + 3—x w 4,所以|2x + a| w x+ 1,p>- 1,x + 1 A 0, | —a —1所以’所以{x^——,—x —1 w 2x+ a w x+ 1, 3x w 1 —a, 因为x的最大值为3,所以1—a= 3,即a=—2.|6. 已知函数f(x) = |x + 1| + |x —2| —|a —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 —|a2—2a| ,由题设,得|a —2a|<3,解得 a € ( —1, 3).7. 已知函数f(x) = |x| —|x —3|.(1) 解关于x的不等式f(x) > 1;(2) 若存在x o€ R,使得关于x的不等式m w f(x 0)成立,求实数m的取值范围.… x w 0, …0V x v 3, _ 解:(1)原不等式等价于不等式组①:* 或②:/ 或③:—x +( x —3)A1 |x +( x—3)A1x —x + 3> 1. 不等式组①无解;解不等式组②得 2 < x V 3;解不等式组③得等式的解集为[2 ,+^ ).(2)由题意知m< f (x) max,因为f(x) = |x| —|x —3| < |x —x + 3| = 3, 所以me 3,即m€ ( 3].8. 已知函数f(x) = |1 —x| —|2 + x|.(1) 求f(x)的最大值;(2) |2t —1| > f(x)恒成立,求实数t的取值范围.解:⑴ f(x) = |1 —x| —|2 + x| e |1 —x+ 2+ x| = 3, 当且仅当x e—2时等号成立,••• f(x) max= 3.(2)由|2t —1| > f(x)恒成立得|2t —1| > f(x) max,即|2t —1| > 3, 2t —1> 3 或2t —K —3,解得t > 2或t <—1,•实数t的取值范围是(一3 —1] U [2 ,+^ ).9. 已知关于x的不等式|ax —1| + |ax —a| > 1(a>0).(1) 当a = 1时,求此不等式的解集;(2) 若此不等式的解集为R,求实数a的取值范围.1解:(1)当a = 1 时,得2|x —1| > 1,即|x —1| > ,x> 3,所以原不所以f(x) max= 3,解得x>扌或x e 1,•不等式的解集为:一3, 1U -|,+3 .(2) •.jax —1| + |ax —a|》|a —1| ,•原不等式解集为R等价于|a —1| > 1.• a > 2 或a e 0.•/ a>0 , • a > 2.•实数a的取值范围是[2 , +3 ).10.设函数f(x) = |2x + 1| —|x —2|.(1)求不等式f(x)>2的解集;2 11⑵? x€ R, f(x) >t —-^t,求实数t的取值范围.1—x —3,x<—2,解:⑴f(x) 13x —1 , —x<2,x+ 3, x>2,1当x< —q时,一x —3>2, x< —5,「. x<—5;1当—寸 x<2 时,3x —1>2, x>1,「. 1<x<2 ;当x>2 时,x+ 3>2, x> —1,二x >2.综上所述,不等式f(x) >2的解集为{x|x>1或x< —5}.5 11⑵ f(x) min= —2,若? x € R, f(x) > t 2—~t恒成立,5 2 11t 1则只需f(x) min= —2》t —2,解得2e t e 5.即t的取值范围是-|2, 5 111.设函数 f(x) = |2x — 1| - |x + 1|. ⑴求不等式f(x) < 0的解集D;⑵ 若存在实数x € {x|0 w x w 2},使得.3x +2 — x>a 成立,求实数a 的取值范围.解:(1)当 x w — 1 时,由 f(x) =— x + 2w 0 得 x >2,所以 x € ?;1 1当一1<x w 2时,由 f(x) = — 3x w 0 得 x 》0,所以 0w x w ; 1 1当 x>2时,由 f(x) = x — 2 w 0 得 x w 2,所以 2<x w 2. 综上,不等式 f(x) w 0的解集D = {x|0 w x w 2}.(2) 3x + 2— x =3 x + 2 — x ,由柯西不等式得(,3 ,x + • 2 — x) 2w (3 + 1)[x + (23—x)] = 8,••• 3x + 2— x w 2〔2,当且仅当x =空时取“ =”, /• a 的取值范围是(一®2 .2). 第2课时 不等式证明的基本方法2 2 2 21. 已知 x > 1, y > 1,求证:x y + xy + 1 w x y + x + y.证明:左边一右边= (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 w 0, xy — 1 >0, x — 1 >0. 从而左边—右边w 0,• x y + xy + 1 w x y + x + y.2. (2017 •苏州期末)已知 a , b ,x ,y 都是正数,且 a + b = 1,求证:(ax + by)(bx + ay) >xy. 证明:因为a , b , x , y 都是正数,所以(ax + by)(bx + ay) = ab(x 2+ y 2) + xy(a 2+ b 2)2 2 2> ab • 2xy + xy(a + b ) = (a + b) xy. 又 a + b = 1,所以(ax + by)(bx + ay) >xy. 当且仅当x = y 时等号成立.3. 已知 x , y , z € R ,且 x + 2y + 3z + 8= 0.求证:(x — 1) + (y + 2) + (z — 3) > 14. 证明:因为[(x — 1)2+ (y + 2)2+ (z — 3) 2](1 2+ 22+ 32)2> [(x — 1) + 2(y + 2) + 3(z — 3)]2 2=(x + 2y + 3z — 6) = 14 ,X — 1 y -k 2 z 一 3当且仅当 〒=七厂=丁,即x = z = 0, y =— 4时,取等号,所以(x — 1)2+ (y + 2)2+ (z — 3)2> 14.4. 已知函数 f(x) = |2x — 1| + |x + 1|,函数 g(x) = f(x) + |x + 1| 的值域为 M. (1)求不等式f(x) w 3的解集;23若 t € M 求证:t + 1 > + 3t.一 3x ,3x , x > 2,2 —x w3 (2) 证明:g(x) = f(x) + |x + 1| = |2x — 1| + |2x + 2| > |2x — 1 — 2x — 2| = 3, 当且仅当(2x — 1)(2x + 2) w 0 时,取等号,••• M= [3 ,+s ).2 3 t3 — 3t2 + t — 3 (t — 3)( t2 + 1)原不等式等价于t 2— 3t + 1 —x w — 1. (1)依题意,得f(x)1—1< x < —,x w — 1,或—3x w31一 1< X V 2, x > 1,或 2 解得一1 w x w 1.即不等式f(x) w 3的解集为{x| — 1 w x w 1}.3x w 3,•/ t € M •- t — 3> 0, t 2+ 1 > 0.(t — 3)(t2 +1}> 0. • Z 1> 3 + 3t.5. (2017 •苏、锡、常、镇二模)已知a , b , c 为正实数,求证: b2 证明:T a , b , c 为正实数,• a + —>2b , a b2 c2 a2将上面三个式子相加得 a + b + c + +p+ —》2a +2b + 2c , a b cb2 c2 a2+ T + 7》a + * c .1 1 1a 1, a 2, a 3均为正数,且 a 1 + a ? + a 3= 1,求证: — > 9.a1 a2 a31 1 1 因为 a 1, a 2, a 3均为正数,且 a 1 + a2 + a3 = 1,所以 二+帀十-^ = (a 1 + a 2 + ai a2 a31 2 3,+7.已知正数x , y , z 满足x + 2y + 3z = 1,求- + -+-的最小值.x y z1 4 9解:一+-+二=二+代+丁 (x + 2y + 3z) /2y 4x> 14 + 2 • —+ 2\j x 2y1 “ 、 x = y = z = 6时等号成立,1 1 1且a + 2b + 4c = 3.求乔+ R +而的最小值,并指出取得最小值时a , b , c 的值. 解:••• a + 2b + 4c = 3,「 ••• a , b , c 为正数,•••由柯西不等式得[(a + 2)2.当且仅当(a + 1)2= 2(b + 1)2= 4(c + 1)2时,等式成立.1 1 1 11 + 62 • + + 》 a +1 b + 1 c +1 10'• 2(c + 1) + 2 2(c + 1) + 4(c + 1) = 10 ,b2 c2 a2+ — + — > a + b + c. a b c a2 c + > 2a , cc2b + > 2c ,b 6.设 证明: 1 1 1 i 3 = 9(当且仅当a 1 = a 2= a 3时等号成立),所以1 1 1 ■+ -a1 a2 诂 A 3(a 1a 2a 3)3'3F 1 1 +匚+二》9.a2 a3a 3) al a2 a3 xyz 込 2y 3z 厂 -2y 3z 4x 12z 9x 18y=1 + 4 + 9+ +—+ +—+ + 于x x 2y 2y 3z 3z当且仅当 12 3• -+ -+-的最小值为36.x y z 8.已知 x > 0, y > 0, z > 0 且 xyz = 1,证明:T x > 0, y >0, z > 0, • x + y + z > 3xyz.3333同理 x + y + 1 > 3xy , y + z + 1 > 3yz , 求证: 3 3 3x + y + z > xy + yz + zx.将以上各式相加,得 3x 3y + 3z + 3>3xyz + 3xy + 3yz + 3zx. 333T xyz = 1 ,• x + y + z > xy + yz + zx.9.已知a ,b ,c 均为正数, (a + 1) + 2(b + 1) + 4(c + 1) = 10.12z 2y3z 9x x 3z + 2 18y3z = 36, 1) + 2(b + 1) + 4(c + 1)] • 11 I厂+而+市 A(1+ 2+8- 5j215(2—17 23- 10F2…c = -, b= —7, a= 7 1 ~10.已知a+ b + c= 1, a, b, c>0.求证:1(1) abc w 27 ;(2) a 2+ b2+ c2> ^abc.证明:(1) a+ b + c>3 • Qabc,而a+ b+ c = 1? abc w£7,当且仅当a= b = c=g时取等号.2 2 2 1 2 13 1(2)由柯西不等式得a + b + c >^(a + b+ c) = 3,由(1)知•. abc w3,••• a 2+ b2+ c2> %bc,当且仅当a = b= c =''时取等号.11.已知函数f(x) = . 3x+ 6, g(x) = ■_ 14-x.若存在实数x使f(x) + g(x) > a成立,求实数a的取值范围.解:存在实数x使f(x) + g(x) > a成立,等价于f(x) + g(x)的最大值大于a.■/ f(x) + g(x) = 3x + 6 + ,14- x=i.;3 X :x + 2+ 1 X 14—x,由柯西不等式得, c 3 X,: X+ 2+ 1X 14 —x) 2w (3 + 1) •( x+ 2+ 14—x) = 64,• f(x) + g(x) = 3x + 6 + . 14 —x w 8,当且仅当x = 10 时取等号.故实数a的取值范围是(8).。
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选修4.5 不等式选讲第1课时 绝对值不等式1. (选修45P 5例2改编)解不等式|2x -1|>3.解:不等式|2x -1|>3可化为2x -1<-3或2x -1>3,解得x 〈-1或x>2.故不等式的解集为{x| x 〈-1或x 〉2}.2. 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。
3。
求不等式|2x +1|-|5-x |>0的解集。
解:原不等式化为|2x +1|>|5-x |,两边同时平方得 4x 2+4x +1>25-10x +x 2,即3x 2+14x -24>0,解得原不等式的解集为(-∞,-6)∪(错误!,+∞)。
4. (选修45P 6例4改编)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:由绝对值不等式的几何性质知,|x -4|+|x -3|≥|(x -4)-(x -3)|=1,所以函数y =|x -4|+|x -3|的最小值为1。
选修45 不等式选讲第1课时 绝对值不等式1. 解不等式1<|x -1|<3.解:原不等式可化为1<x -1<3或-3<x -1<-1, 解得不等式的解集为(-2,0)∪(2,4). 2. 解不等式|x +1|+|x -2|<4.解:当x<-1时,不等式化为-x -1+2-x<4,解得-32<x<-1;当-1≤x≤2时,不等式化为x +1+2-x<4, 得-1≤x≤2;当x>2时,不等式化为x +1+x -2<4,解得2<x<52.∴ 原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52. 3. 解不等式|x 2-2x +4|>2x.解:原不等式等价于x 2-2x +4<-2x ①,或x 2-2x +4>2x ②. 解①得解集为∅,解②得解集为{x|x∈R 且x≠2}.∴ 原不等式的解集为{x|x∈R 且x≠2}.4. 解不等式x 2-|x|-2<0.解:(解法1)当x≥0时,x 2-x -2<0, 解得-1<x<2,∴ 0≤x<2;当x<0时,x 2+x -2<0,解得-2<x<1, ∴ -2<x<0.∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.(解法2)原不等式可化为|x|2-|x|-2<0, 解得-1<|x|<2.∵ |x|≥0,∴ 0≤|x|<2,∴ -2<x<2. ∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.5. 已知满足不等式|2x +a|+|x -3|≤4的x 的最大值为3,求实数a 的值.解:因为x 的最大值为3,所以x≤3,即不等式为|2x +a|+3-x≤4,所以|2x +a|≤x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,-x -1≤2x+a≤x+1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x≥-1,x ≥-a -13,x ≤1-a ,因为x 的最大值为3,所以1-a =3,即a =-2.6. 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). 7. 已知函数f(x)=|x|-|x -3|. (1) 解关于x 的不等式f(x)≥1;(2) 若存在x 0∈R ,使得关于x 的不等式m ≤f(x 0)成立,求实数m 的取值范围.解:(1) 原不等式等价于不等式组①:⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,-x +(x -3)≥1或②:⎩⎪⎨⎪⎧0<x <3,x +(x -3)≥1或③:⎩⎪⎨⎪⎧x≥3,x -x +3≥1.不等式组①无解;解不等式组②得2≤x<3;解不等式组③得x≥3,所以原不等式的解集为[2,+∞).(2) 由题意知m≤f (x)max ,因为f(x)=|x|-|x -3|≤|x-x +3|=3,所以f(x)max =3,所以m≤3,即m∈(-∞,3].8. 已知函数f(x)=|1-x|-|2+x|. (1) 求f(x)的最大值;(2) |2t -1|≥f(x)恒成立,求实数t 的取值范围. 解:(1) f(x)=|1-x|-|2+x|≤|1-x +2+x|=3, 当且仅当x≤-2时等号成立,∴ f(x)max =3. (2) 由|2t -1|≥f(x)恒成立得|2t -1|≥f(x)max , 即|2t -1|≥3,2t -1≥3或2t -1≤-3, 解得t≥2 或 t≤-1,∴ 实数t 的取值范围是(-∞,-1]∪[2,+∞). 9. 已知关于x 的不等式|ax -1|+|ax -a|≥1(a>0). (1) 当a =1时,求此不等式的解集;(2) 若此不等式的解集为R ,求实数a 的取值范围.解:(1) 当a =1时,得2|x -1|≥1, 即|x -1|≥12,解得x≥32或x≤12,∴ 不等式的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. (2) ∵ |ax-1|+|ax -a|≥|a-1|, ∴ 原不等式解集为R 等价于|a -1|≥1. ∴ a ≥2或a≤0. ∵ a>0,∴ a ≥2.∴ 实数a 的取值范围是[2,+∞). 10. 设函数f(x)=|2x +1|-|x -2|. (1) 求不等式f(x)>2的解集;(2) ∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t ,求实数t 的取值范围.解:(1) f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x -3,x<-12,3x -1,-12≤x<2,x +3,x ≥2,当x<-12时,-x -3>2,x<-5,∴ x<-5;当-12≤x<2时,3x -1>2,x>1,∴ 1<x<2;当x≥2时,x +3>2,x>-1,∴ x ≥2.综上所述,不等式f(x)>2的解集为{x|x>1或x<-5}.(2) f(x)min =-52,若∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t 恒成立,则只需f(x)min =-52≥t 2-11t 2,解得12≤t ≤5.即t 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,5.11. 设函数f(x)=|2x -1|-|x +1|. (1) 求不等式f(x)≤0的解集D ;(2) 若存在实数x∈{x|0≤x≤2},使得3x +2-x>a 成立,求实数a 的取值范围. 解:(1) 当x≤-1时,由f(x)=-x +2≤0得x≥2,所以x ∈∅;当-1<x≤12时,由f(x)=-3x≤0得x≥0,所以0≤x≤12;当x>12时,由f(x)=x -2≤0得x≤2,所以12<x ≤2.综上,不等式f(x)≤0的解集D ={x|0≤x≤2}.(2) 3x +2-x =3x +2-x ,由柯西不等式得(3x +2-x)2≤(3+1)[x +(2-x)]=8,∴ 3x +2-x ≤22,当且仅当x =32时取“=”, ∴ a 的取值范围是(-∞,22).第2课时 不等式证明的基本方法1. 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. 2. (2017·苏州期末)已知a ,b ,x ,y 都是正数,且a +b =1,求证:(ax +by)(bx +ay)≥xy. 证明:因为a ,b ,x ,y 都是正数,所以(ax +by)(bx +ay)=ab(x 2+y 2)+xy(a 2+b 2)≥ab ·2xy +xy(a 2+b 2)=(a +b)2xy.又a +b =1,所以(ax +by)(bx +ay)≥xy. 当且仅当x =y 时等号成立.3. 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≥14.4. 已知函数f(x)=|2x -1|+|x +1|,函数g(x)=f(x)+|x +1|的值域为M. (1) 求不等式f(x)≤3的解集;(2) 若t∈M,求证:t 2+1≥3t+3t.(1) 解:依题意,得f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-3x ,x ≤-1.2-x ,-1<x <12,3x ,x ≥12,于是得f(x)≤3⇒⎩⎪⎨⎪⎧x≤-1,-3x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <12,2-x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥12,3x ≤3,解得-1≤x ≤1.即不等式f(x)≤3的解集为{x|-1≤x≤1}. (2) 证明:g(x)=f(x)+|x +1|=|2x -1|+|2x +2|≥|2x-1-2x -2|=3,当且仅当(2x -1)(2x +2)≤0时,取等号,∴M =[3,+∞).原不等式等价于t 2-3t +1-3t =t 3-3t 2+t -3t =(t -3)(t 2+1)t.∵t ∈M ,∴t -3≥0,t 2+1>0.∴(t -3)(t 2+1)t ≥0.∴t 2+1≥3t+3t.5. (2017·苏、锡、常、镇二模)已知a ,b ,c 为正实数,求证:b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.证明:∵ a,b ,c 为正实数,∴ a +b 2a ≥2b ,b +c 2b ≥2c ,c +a2c ≥2a ,将上面三个式子相加得a +b +c +b 2a +c 2b +a2c≥2a +2b +2c ,∴ b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.6. 设a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,求证:1a 1+1a 2+1a 3≥9.证明:因为a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,所以1a 1+1a 2+1a 3=(a 1+a 2+a 3)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1+1a 2+1a 3≥3(a 1a 2a 3)13·3⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1·1a 2·1a 313=9(当且仅当a 1=a 2=a 3时等号成立),所以1a 1+1a 2+1a 3≥9.7. 已知正数x ,y ,z 满足x +2y +3z =1,求1x +2y +3z的最小值.解:1x +2y +3z =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +42y +93z (x +2y +3z)=1+4+9+2y x +3z x +4x 2y +12z 2y +9x 3z +18y3z≥14+22y x ·4x 2y +23z x ·9x 3z +212z 2y ·18y 3z=36, 当且仅当x =y =z =16时等号成立,∴ 1x +2y +3z的最小值为36. 8. 已知x >0,y >0,z >0且xyz =1,求证:x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx. 证明:∵ x>0,y >0,z >0,∴ x 3+y 3+z 3≥3xyz.同理x 3+y 3+1≥3xy,y 3+z 3+1≥3yz,x 3+z 3+1≥3xz.将以上各式相加,得3x 3+3y 3+3z 3+3≥3xyz+3xy +3yz +3zx.∵ xyz =1,∴ x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx.9. 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时,等式成立.∴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 =23-1027.10. 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时取等号.(2) 由柯西不等式得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 =时取等号.11. 已知函数f(x)=3x +6,g(x)=14-x.若存在实数x 使f(x)+g(x)>a 成立,求实数a 的取值范围.解:存在实数x 使f(x)+g(x)>a 成立, 等价于f(x)+g(x)的最大值大于a. ∵ f(x)+g(x)=3x +6+14-x =3×x +2+1×14-x ,由柯西不等式得,(3×x +2+1×14-x)2≤(3+1)·(x+2+14-x)=64, ∴ f(x)+g(x)=3x +6+14-x ≤8,当且仅当x =10时取等号. 故实数a 的取值范围是(-∞,8).。
选修不等式选讲第课时绝对值不等式. 解不等式<-<.解:原不等式可化为<-<或-<-<-,解得不等式的解集为(-,)∪(,).. 解不等式++-<.解:当<-时,不等式化为--+-<,解得-<<-;当-≤≤时,不等式化为++-<,得-≤≤;当>时,不等式化为++-<,解得<<.∴原不等式的解集为.. 解不等式-+>.解:原不等式等价于-+<-①,或-+> ②.解①得解集为∅,解②得解集为{∈且≠}.∴原不等式的解集为{∈且≠}.. 解不等式--<.解:(解法)当≥时,--<,解得-<<,∴≤<;当<时,+-<,解得-<<,∴-<<.∴原不等式的解集为{-<<}.(解法)原不等式可化为--<,解得-<<.∵≥,∴≤<,∴-<<.∴原不等式的解集为{-<<}.. 已知满足不等式++-≤的的最大值为,求实数的值.解:因为的最大值为,所以≤,即不等式为++-≤,所以+≤+,所以所以因为的最大值为,所以-=,即=-.. 已知函数()=++---.若函数()的图象恒在轴上方,求实数的取值范围.解:()的最小值为--,由题设,得-<,解得∈(-,).. 已知函数()=--.() 解关于的不等式()≥;() 若存在∈,使得关于的不等式≤()成立,求实数的取值范围.解:() 原不等式等价于不等式组①:或②:或③:不等式组①无解;解不等式组②得≤<;解不等式组③得≥,所以原不等式的解集为[,+∞).() 由题意知≤ (),因为()=--≤-+=,所以()=,所以≤,即∈(-∞,].. 已知函数()=--+.() 求()的最大值;() -≥()恒成立,求实数的取值范围.解:() ()=--+≤-++=,当且仅当≤-时等号成立,∴ ()=.() 由-≥()恒成立得-≥(),即-≥,-≥或-≤-,解得≥ 或≤-,∴实数的取值范围是(-∞,-]∪[,+∞).. 已知关于的不等式-+-≥(>).() 当=时,求此不等式的解集;() 若此不等式的解集为,求实数的取值范围.解:() 当=时,得-≥, 即-≥,解得≥或≤,∴不等式的解集为∪.() ∵ -+-≥-,∴原不等式解集为等价于-≥.∴≥或≤.∵ >,∴≥.∴实数的取值范围是[,+∞).. 设函数()=+--.() 求不等式()>的解集;() ∀∈,()≥-,求实数的取值范围.解:() ()=当<-时,-->,<-,∴ <-;当-≤<时,->,>,∴ <<;当≥时,+>,>-,∴≥.综上所述,不等式()>的解集为{>或<-}.() ()=-,若∀∈,()≥-恒成立,则只需()=-≥-,解得≤≤.即的取值范围是.. 设函数()=--+.() 求不等式()≤的解集;() 若存在实数∈{≤≤},使得+>成立,求实数的取值范围.解:() 当≤-时,由()=-+≤得≥,所以∈∅;当-<≤时,由()=-≤得≥,所以≤≤;当>时,由()=-≤得≤,所以<≤.综上,不等式()≤的解集={≤≤}.() +=+,由柯西不等式得(+)≤(+)[+(-)]=,∴+≤,当且仅当=时取“=”,∴的取值范围是(-∞,).第课时不等式证明的基本方法. 已知≥,≥,求证:++≤++.证明:左边-右边=(-)+(-)-+=(-)[-(+)+]=(-)(-)(-),∵≥,≥,∴-≤,-≥,-≥.从而左边-右边≤,∴++≤++.. (·苏州期末)已知,,,都是正数,且+=,求证:(+)(+)≥.证明:因为,,,都是正数,所以(+)(+)=(+)+(+)≥·+(+)=(+).又+=,所以(+)(+)≥.当且仅当=时等号成立.. 已知,,∈,且+++=.求证:(-)+(+)+(-)≥.证明:因为[(-)+(+)+(-)](++)≥[(-)+(+)+(-)]=(++-)=,当且仅当==,即==,=-时,取等号,所以(-)+(+)+(-)≥.. 已知函数()=-++,函数()=()++的值域为.。
选修不等式选讲第课时绝对值不等式. 解不等式<-<.解:原不等式可化为<-<或-<-<-,解得不等式的解集为(-,)∪(,).. 解不等式++-<.解:当<-时,不等式化为--+-<,解得-<<-;当-≤≤时,不等式化为++-<,得-≤≤;当>时,不等式化为++-<,解得<<.∴原不等式的解集为.. 解不等式-+>.解:原不等式等价于-+<-①,或-+> ②.解①得解集为∅,解②得解集为{∈且≠}.∴原不等式的解集为{∈且≠}.. 解不等式--<.解:(解法)当≥时,--<,解得-<<,∴≤<;当<时,+-<,解得-<<,∴-<<.∴原不等式的解集为{-<<}.(解法)原不等式可化为--<,解得-<<.∵≥,∴≤<,∴-<<.∴原不等式的解集为{-<<}.. 已知满足不等式++-≤的的最大值为,求实数的值.解:因为的最大值为,所以≤,即不等式为++-≤,所以+≤+,所以所以因为的最大值为,所以-=,即=-.. 已知函数()=++---.若函数()的图象恒在轴上方,求实数的取值范围.解:()的最小值为--,由题设,得-<,解得∈(-,).. 已知函数()=--.() 解关于的不等式()≥;() 若存在∈,使得关于的不等式≤()成立,求实数的取值范围.解:() 原不等式等价于不等式组①:或②:或③:不等式组①无解;解不等式组②得≤<;解不等式组③得≥,所以原不等式的解集为[,+∞).() 由题意知≤ (),因为()=--≤-+=,所以()=,所以≤,即∈(-∞,].. 已知函数()=--+.() 求()的最大值;() -≥()恒成立,求实数的取值范围.解:() ()=--+≤-++=,当且仅当≤-时等号成立,∴ ()=.() 由-≥()恒成立得-≥(),即-≥,-≥或-≤-,解得≥ 或≤-,∴实数的取值范围是(-∞,-]∪[,+∞).. 已知关于的不等式-+-≥(>).() 当=时,求此不等式的解集;() 若此不等式的解集为,求实数的取值范围.解:() 当=时,得-≥, 即-≥,解得≥或≤,∴不等式的解集为∪.() ∵ -+-≥-,∴原不等式解集为等价于-≥.∴≥或≤.∵ >,∴≥.∴实数的取值范围是[,+∞).. 设函数()=+--.() 求不等式()>的解集;() ∀∈,()≥-,求实数的取值范围.解:() ()=当<-时,-->,<-,∴ <-;当-≤<时,->,>,∴ <<;当≥时,+>,>-,∴≥.综上所述,不等式()>的解集为{>或<-}.() ()=-,若∀∈,()≥-恒成立,则只需()=-≥-,解得≤≤.即的取值范围是.. 设函数()=--+.() 求不等式()≤的解集;() 若存在实数∈{≤≤},使得+>成立,求实数的取值范围.解:() 当≤-时,由()=-+≤得≥,所以∈∅;当-<≤时,由()=-≤得≥,所以≤≤;当>时,由()=-≤得≤,所以<≤.综上,不等式()≤的解集={≤≤}.() +=+,由柯西不等式得(+)≤(+)[+(-)]=,∴+≤,当且仅当=时取“=”,∴的取值范围是(-∞,).第课时不等式证明的基本方法. 已知≥,≥,求证:++≤++.证明:左边-右边=(-)+(-)-+=(-)[-(+)+]=(-)(-)(-),∵≥,≥,∴-≤,-≥,-≥.从而左边-右边≤,∴++≤++.. (·苏州期末)已知,,,都是正数,且+=,求证:(+)(+)≥.证明:因为,,,都是正数,所以(+)(+)=(+)+(+)≥·+(+)=(+).又+=,所以(+)(+)≥.当且仅当=时等号成立.. 已知,,∈,且+++=.求证:(-)+(+)+(-)≥.证明:因为[(-)+(+)+(-)](++)≥[(-)+(+)+(-)]=(++-)=,当且仅当==,即==,=-时,取等号,所以(-)+(+)+(-)≥.. 已知函数()=-++,函数()=()++的值域为.。
选修45 不等式选讲第1课时 绝对值不等式1. 解不等式1<|x -1|<3.解:原不等式可化为1<x -1<3或-3<x -1<-1, 解得不等式的解集为(-2,0)∪(2,4). 2. 解不等式|x +1|+|x -2|<4.解:当x<-1时,不等式化为-x -1+2-x<4,解得-32<x<-1;当-1≤x≤2时,不等式化为x +1+2-x<4, 得-1≤x≤2;当x>2时,不等式化为x +1+x -2<4,解得2<x<52.∴ 原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52. 3. 解不等式|x 2-2x +4|>2x.解:原不等式等价于x 2-2x +4<-2x ①,或x 2-2x +4>2x ②. 解①得解集为∅,解②得解集为{x|x∈R 且x≠2}.∴ 原不等式的解集为{x|x∈R 且x≠2}.4. 解不等式x 2-|x|-2<0.解:(解法1)当x≥0时,x 2-x -2<0, 解得-1<x<2,∴ 0≤x<2;当x<0时,x 2+x -2<0,解得-2<x<1, ∴ -2<x<0.∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.(解法2)原不等式可化为|x|2-|x|-2<0, 解得-1<|x|<2.∵ |x|≥0,∴ 0≤|x|<2,∴ -2<x<2. ∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.5. 已知满足不等式|2x +a|+|x -3|≤4的x 的最大值为3,求实数a 的值.解:因为x 的最大值为3,所以x≤3,即不等式为|2x +a|+3-x≤4,所以|2x +a|≤x+1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,-x -1≤2x+a≤x+1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x≥-1,x ≥-a -13,x ≤1-a ,因为x 的最大值为3,所以1-a =3,即a =-2.6. 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). 7. 已知函数f(x)=|x|-|x -3|. (1) 解关于x 的不等式f(x)≥1;(2) 若存在x 0∈R ,使得关于x 的不等式m ≤f(x 0)成立,求实数m 的取值范围.解:(1) 原不等式等价于不等式组①:⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,-x +(x -3)≥1或②:⎩⎪⎨⎪⎧0<x <3,x +(x -3)≥1或③:⎩⎪⎨⎪⎧x≥3,x -x +3≥1.不等式组①无解;解不等式组②得2≤x<3;解不等式组③得x≥3,所以原不等式的解集为[2,+∞).(2) 由题意知m≤f (x)max ,因为f(x)=|x|-|x -3|≤|x-x +3|=3,所以f(x)max =3,所以m≤3,即m∈(-∞,3].8. 已知函数f(x)=|1-x|-|2+x|. (1) 求f(x)的最大值;(2) |2t -1|≥f(x)恒成立,求实数t 的取值范围. 解:(1) f(x)=|1-x|-|2+x|≤|1-x +2+x|=3, 当且仅当x≤-2时等号成立,∴ f(x)max =3. (2) 由|2t -1|≥f(x)恒成立得|2t -1|≥f(x)max , 即|2t -1|≥3,2t -1≥3或2t -1≤-3, 解得t≥2 或 t≤-1,∴ 实数t 的取值范围是(-∞,-1]∪[2,+∞). 9. 已知关于x 的不等式|ax -1|+|ax -a|≥1(a>0). (1) 当a =1时,求此不等式的解集;(2) 若此不等式的解集为R ,求实数a 的取值范围.解:(1) 当a =1时,得2|x -1|≥1, 即|x -1|≥12,解得x≥32或x≤12,∴ 不等式的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. (2) ∵ |ax-1|+|ax -a|≥|a-1|, ∴ 原不等式解集为R 等价于|a -1|≥1. ∴ a ≥2或a≤0. ∵ a>0,∴ a ≥2.∴ 实数a 的取值范围是[2,+∞). 10. 设函数f(x)=|2x +1|-|x -2|. (1) 求不等式f(x)>2的解集;(2) ∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t ,求实数t 的取值范围.解:(1) f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x -3,x<-12,3x -1,-12≤x<2,x +3,x ≥2,当x<-12时,-x -3>2,x<-5,∴ x<-5;当-12≤x<2时,3x -1>2,x>1,∴ 1<x<2;当x≥2时,x +3>2,x>-1,∴ x ≥2.综上所述,不等式f(x)>2的解集为{x|x>1或x<-5}.(2) f(x)min =-52,若∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t 恒成立,则只需f(x)min =-52≥t 2-11t 2,解得12≤t ≤5.即t 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,5. 11. 设函数f(x)=|2x -1|-|x +1|. (1) 求不等式f(x)≤0的解集D ;(2) 若存在实数x∈{x|0≤x≤2},使得3x +2-x>a 成立,求实数a 的取值范围. 解:(1) 当x≤-1时,由f(x)=-x +2≤0得x≥2,所以x ∈∅;当-1<x≤12时,由f(x)=-3x≤0得x≥0,所以0≤x≤12;当x>12时,由f(x)=x -2≤0得x≤2,所以12<x ≤2.综上,不等式f(x)≤0的解集D ={x|0≤x≤2}.(2) 3x +2-x =3x +2-x ,由柯西不等式得(3x +2-x)2≤(3+1)[x +(2-x)]=8,∴3x +2-x ≤22,当且仅当x =32时取“=”, ∴ a 的取值范围是(-∞,22).第2课时 不等式证明的基本方法 1. 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.2. (2017·苏州期末)已知a ,b ,x ,y 都是正数,且a +b =1,求证:(ax +by)(bx +ay)≥xy. 证明:因为a ,b ,x ,y 都是正数,所以(ax +by)(bx +ay)=ab(x 2+y 2)+xy(a 2+b 2)≥ab ·2xy +xy(a 2+b 2)=(a +b)2xy.又a +b =1,所以(ax +by)(bx +ay)≥xy. 当且仅当x =y 时等号成立.3. 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≥14.4. 已知函数f(x)=|2x -1|+|x +1|,函数g(x)=f(x)+|x +1|的值域为M. (1) 求不等式f(x)≤3的解集;(2) 若t∈M,求证:t 2+1≥3t+3t.(1) 解:依题意,得f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-3x ,x ≤-1.2-x ,-1<x <12,3x ,x ≥12,于是得f(x)≤3⇒⎩⎪⎨⎪⎧x≤-1,-3x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <12,2-x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧x≥12,3x ≤3,解得-1≤x ≤1.即不等式f(x)≤3的解集为{x|-1≤x≤1}. (2) 证明:g(x)=f(x)+|x +1|=|2x -1|+|2x +2|≥|2x-1-2x -2|=3,当且仅当(2x -1)(2x +2)≤0时,取等号,∴M =[3,+∞).原不等式等价于t 2-3t +1-3t =t 3-3t 2+t -3t =(t -3)(t 2+1)t .∵t ∈M ,∴t -3≥0,t 2+1>0.∴(t -3)(t 2+1)t ≥0.∴t 2+1≥3t+3t.5. (2017·苏、锡、常、镇二模)已知a ,b ,c 为正实数,求证:b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.证明:∵ a,b ,c 为正实数,∴ a +b 2a ≥2b ,b +c 2b ≥2c ,c +a2c ≥2a ,将上面三个式子相加得a +b +c +b 2a +c 2b +a2c≥2a +2b +2c ,∴ b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.6. 设a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,求证:1a 1+1a 2+1a 3≥9.证明:因为a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,所以1a 1+1a 2+1a 3=(a 1+a 2+a 3)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1+1a 2+1a 3≥3(a 1a 2a 3)13·3⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1·1a 2·1a 313=9(当且仅当a 1=a 2=a 3时等号成立),所以1a 1+1a 2+1a 3≥9.7. 已知正数x ,y ,z 满足x +2y +3z =1,求1x +2y +3z的最小值.解:1x +2y +3z =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +42y +93z (x +2y +3z)=1+4+9+2y x +3z x +4x 2y +12z 2y +9x 3z +18y3z≥14+22y x ·4x 2y +23z x ·9x 3z +212z 2y ·18y 3z=36, 当且仅当x =y =z =16时等号成立,∴ 1x +2y +3z的最小值为36. 8. 已知x >0,y >0,z >0且xyz =1,求证:x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx. 证明:∵ x>0,y >0,z >0,∴ x 3+y 3+z 3≥3xyz.同理x 3+y 3+1≥3xy,y 3+z 3+1≥3yz,x 3+z 3+1≥3xz.将以上各式相加,得3x 3+3y 3+3z 3+3≥3xyz+3xy +3yz +3zx.∵ xyz =1,∴ x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx.9. 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时,等式成立.∴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 =23-1027.10. 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时取等号.(2) 由柯西不等式得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 =时取等号.11. 已知函数f(x)=3x+6,g(x)=14-x.若存在实数x使f(x)+g(x)>a成立,求实数a的取值范围.解:存在实数x使f(x)+g(x)>a成立,等价于f(x)+g(x)的最大值大于a.∵ f(x)+g(x)=3x+6+14-x=3×x+2+1×14-x,由柯西不等式得,(3×x+2+1×14-x)2≤(3+1)·(x+2+14-x)=64,∴ f(x)+g(x)=3x+6+14-x≤8,当且仅当x=10时取等号.故实数a的取值范围是(-∞,8).。
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.。
选修45 不等式选讲第1课时 绝对值不等式1. 解不等式1<|x -1|<3.解:原不等式可化为1<x -1<3或-3<x -1<-1, 解得不等式的解集为(-2,0)∪(2,4). 2. 解不等式|x +1|+|x -2|<4.解:当x<-1时,不等式化为-x -1+2-x<4,解得-32<x<-1;当-1≤x≤2时,不等式化为x +1+2-x<4, 得-1≤x≤2;当x>2时,不等式化为x +1+x -2<4,解得2<x<52.∴ 原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52. 3. 解不等式|x 2-2x +4|>2x.解:原不等式等价于x 2-2x +4<-2x ①,或x 2-2x +4>2x ②. 解①得解集为∅,解②得解集为{x|x∈R 且x≠2}.∴ 原不等式的解集为{x|x∈R 且x≠2}.4. 解不等式x 2-|x|-2<0.解:(解法1)当x≥0时,x 2-x -2<0, 解得-1<x<2,∴ 0≤x<2;当x<0时,x 2+x -2<0,解得-2<x<1, ∴ -2<x<0.∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.(解法2)原不等式可化为|x|2-|x|-2<0, 解得-1<|x|<2.∵ |x|≥0,∴ 0≤|x|<2,∴ -2<x<2. ∴ 原不等式的解集为{x|-2<x<2}.5. 已知满足不等式|2x +a|+|x -3|≤4的x 的最大值为3,求实数a 的值.解:因为x 的最大值为3,所以x≤3,即不等式为|2x +a|+3-x≤4,所以|2x +a|≤x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,-x -1≤2x+a≤x+1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x≥-1,x ≥-a -13,x ≤1-a ,因为x 的最大值为3,所以1-a =3,即a =-2.6. 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). 7. 已知函数f(x)=|x|-|x -3|. (1) 解关于x 的不等式f(x)≥1;(2) 若存在x 0∈R ,使得关于x 的不等式m≤f(x 0)成立,求实数m 的取值范围.解:(1) 原不等式等价于不等式组①:⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,-x +(x -3)≥1或②:⎩⎪⎨⎪⎧0<x <3,x +(x -3)≥1或③:⎩⎪⎨⎪⎧x≥3,x -x +3≥1.不等式组①无解;解不等式组②得2≤x<3;解不等式组③得x≥3,所以原不等式的解集为[2,+∞).(2) 由题意知m≤f (x)max ,因为f(x)=|x|-|x -3|≤|x-x +3|=3,所以f(x)max =3,所以m≤3,即m∈(-∞,3].8. 已知函数f(x)=|1-x|-|2+x|. (1) 求f(x)的最大值;(2) |2t -1|≥f(x)恒成立,求实数t 的取值范围. 解:(1) f(x)=|1-x|-|2+x|≤|1-x +2+x|=3, 当且仅当x≤-2时等号成立,∴ f(x)max =3. (2) 由|2t -1|≥f(x)恒成立得|2t -1|≥f(x)max , 即|2t -1|≥3,2t -1≥3或2t -1≤-3, 解得t≥2 或 t≤-1,∴ 实数t 的取值范围是(-∞,-1]∪[2,+∞). 9. 已知关于x 的不等式|ax -1|+|ax -a|≥1(a>0). (1) 当a =1时,求此不等式的解集;(2) 若此不等式的解集为R ,求实数a 的取值范围.解:(1) 当a =1时,得2|x -1|≥1, 即|x -1|≥12,解得x≥32或x≤12,∴ 不等式的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. (2) ∵ |ax-1|+|ax -a|≥|a-1|, ∴ 原不等式解集为R 等价于|a -1|≥1. ∴ a ≥2或a≤0. ∵ a>0,∴ a ≥2.∴ 实数a 的取值范围是[2,+∞). 10. 设函数f(x)=|2x +1|-|x -2|. (1) 求不等式f(x)>2的解集;(2) ∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t ,求实数t 的取值范围.解:(1) f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x -3,x<-12,3x -1,-12≤x<2,x +3,x ≥2,当x<-12时,-x -3>2,x<-5,∴ x<-5;当-12≤x<2时,3x -1>2,x>1,∴ 1<x<2;当x≥2时,x +3>2,x>-1,∴ x ≥2.综上所述,不等式f(x)>2的解集为{x|x>1或x<-5}.(2) f(x)min =-52,若∀x ∈R ,f (x)≥t 2-112t 恒成立,则只需f(x)min =-52≥t 2-11t 2,解得12≤t ≤5.即t 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,5.11. 设函数f(x)=|2x -1|-|x +1|. (1) 求不等式f(x)≤0的解集D ;(2) 若存在实数x∈{x|0≤x≤2},使得3x +2-x>a 成立,求实数a 的取值范围. 解:(1) 当x≤-1时,由f(x)=-x +2≤0得x≥2,所以x ∈∅;当-1<x≤12时,由f(x)=-3x≤0得x≥0,所以0≤x≤12;当x>12时,由f(x)=x -2≤0得x≤2,所以12<x ≤2.综上,不等式f(x)≤0的解集D ={x|0≤x≤2}.(2) 3x +2-x =3x +2-x ,由柯西不等式得(3x +2-x)2≤(3+1)[x +(2-x)]=8,∴ 3x +2-x ≤22,当且仅当x =32时取“=”, ∴ a 的取值范围是(-∞,22).第2课时 不等式证明的基本方法1. 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. 2. (2017·苏州期末)已知a ,b ,x ,y 都是正数,且a +b =1,求证:(ax +by)(bx +ay)≥xy. 证明:因为a ,b ,x ,y 都是正数,所以(ax +by)(bx +ay)=ab(x 2+y 2)+xy(a 2+b 2)≥ab ·2xy +xy(a 2+b 2)=(a +b)2xy.又a +b =1,所以(ax +by)(bx +ay)≥xy. 当且仅当x =y 时等号成立.3. 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≥14.4. 已知函数f(x)=|2x -1|+|x +1|,函数g(x)=f(x)+|x +1|的值域为M. (1) 求不等式f(x)≤3的解集;(2) 若t∈M,求证:t 2+1≥3t+3t.(1) 解:依题意,得f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-3x ,x ≤-1.2-x ,-1<x <12,3x ,x ≥12,于是得f(x)≤3⇒⎩⎪⎨⎪⎧x≤-1,-3x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <12,2-x≤3或⎩⎪⎨⎪⎧x≥12,3x ≤3,解得-1≤x ≤1.即不等式f(x)≤3的解集为{x|-1≤x≤1}. (2) 证明:g(x)=f(x)+|x +1|=|2x -1|+|2x +2|≥|2x-1-2x -2|=3,当且仅当(2x -1)(2x +2)≤0时,取等号,∴M =[3,+∞).原不等式等价于t 2-3t +1-3t =t 3-3t 2+t -3t =(t -3)(t 2+1)t.∵t ∈M ,∴t -3≥0,t 2+1>0.∴(t -3)(t 2+1)t ≥0.∴t 2+1≥3t+3t.5. (2017·苏、锡、常、镇二模)已知a ,b ,c 为正实数,求证:b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.证明:∵ a,b ,c 为正实数,∴ a +b 2a ≥2b ,b +c 2b ≥2c ,c +a2c ≥2a ,将上面三个式子相加得a +b +c +b 2a +c 2b +a2c≥2a +2b +2c ,∴ b 2a +c 2b +a2c≥a +b +c.6. 设a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,求证:1a 1+1a 2+1a 3≥9.证明:因为a 1,a 2,a 3均为正数,且a 1+a 2+a 3=1,所以1a 1+1a 2+1a 3=(a 1+a 2+a 3)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1+1a 2+1a 3≥3(a 1a 2a 3)13·3⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1·1a 2·1a 313=9(当且仅当a 1=a 2=a 3时等号成立),所以1a 1+1a 2+1a 3≥9.7. 已知正数x ,y ,z 满足x +2y +3z =1,求1x +2y +3z的最小值.解:1x +2y +3z =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +42y +93z (x +2y +3z)=1+4+9+2y x +3z x +4x 2y +12z 2y +9x 3z +18y3z≥14+22y x ·4x 2y +23z x ·9x 3z +212z 2y ·18y 3z=36, 当且仅当x =y =z =16时等号成立,∴ 1x +2y +3z的最小值为36. 8. 已知x >0,y >0,z >0且xyz =1,求证:x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx. 证明:∵ x>0,y >0,z >0,∴ x 3+y 3+z 3≥3xyz.同理x 3+y 3+1≥3xy,y 3+z 3+1≥3yz,x 3+z 3+1≥3xz.将以上各式相加,得3x 3+3y 3+3z 3+3≥3xyz+3xy +3yz +3zx.∵ xyz =1,∴ x 3+y 3+z 3≥xy +yz +zx.9. 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时,等式成立.∴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 =23-1027.10. 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时取等号.(2) 由柯西不等式得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 =时取等号.11. 已知函数f(x)=3x +6,g(x)=14-x.若存在实数x 使f(x)+g(x)>a 成立,求实数a 的取值范围.解:存在实数x 使f(x)+g(x)>a 成立, 等价于f(x)+g(x)的最大值大于a. ∵ f(x)+g(x)=3x +6+14-x =3×x +2+1×14-x ,由柯西不等式得,(3×x +2+1×14-x)2≤(3+1)·(x+2+14-x)=64, ∴ f(x)+g(x)=3x +6+14-x ≤8,当且仅当x =10时取等号. 故实数a 的取值范围是(-∞,8).。