第八讲 不等式2
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专题 不等式(二)Vip 个性化学科优化学案鹰击长空—知识要点1. 不等式的基本性质一:不等式两边都加上(或减去)同一个整式,不等号的方向不变。
(重点) 不等式的基本性质二:不等式两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。
(重点)不等式的基本性质三:不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变。
(重点、难点)2.能使不等式成立的未知数的值,叫做不等式的解。
(1)要判断某个数是不是不等式的解,可直接将该值带入不等式的左右两边,看不等式是否成立,成立,则是,不成立,则不是。
(2)一般,不等式的解不止一个,有时有很多个,甚至无穷个。
3.一个含有未知数的不等式的所有解的集合,组成这个不等式的解集。
不等式的解集必须符合两个条件①解集中的每一个数都能使不等式成立②能使不等式成立的解都在解集内。
4.求解不等式解集的过程叫解不等式。
5.不等式的解集有两种表示方法①用不等式表示(注意≤≥与<>区别)②用数轴表示(特别注意有等号画实心点,没有等号画空心点)。
6.等式的左右两边都是整式,只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是1,像这样的不等式,叫做一元一次不等式。
7.解一元一次不等式的一般步骤(部分步骤可以根据实际情况适当省略)① 分母 ②去括号 ③移项 (注意变号)④合并同类项 ⑤系数化为一8. 用图像法解ax+b<0(或ax+b>0)型的不等式的步骤(1)将一元一次不等式化成标准形式ax+b<0(或ax+b>0);(2)在平面直角坐标系中画出一次函数y=ax+b 的图像,确定图像与x 轴交点;(3)图像在x 轴上方的部分所对应的自变量的取值是一元一次不等式ax+b>0的解集; 图像在x 轴下方的部分所对应的自变量的取值是一元一次不等式ax+b<0的解集.9.一般的关于同一未知数的几个一元一次不等式和在一起,就组成了一个一元一次不等式组,理解一元一次不等式组的概念时应注意:(1)不等式组中所有一元一次不等式都只含有同一未知数;(2)不等式组中的一元一次不等式的个数为两个或两个以上。
不等式2知识梳理: 绝对值不等式:含绝对值的不等式性质(双向不等式) a b a b a b -≤±≤+ 左边在)0(0≥≤ab 时取得等号,右边在)0(0≤≥ab 时取得等号解指对不等式:(1) 当a >1时,a f(x)>a g(x)与f(x)>g(x)同解,当0<a <1时,a f(x)>a g(x)与f(x)<g(x)同解.(2) 0)a 1log f(x)log g(x)f(x)g(x)f(x)0a a 当>时,>与>>同解.⎧⎨⎩当<<时,>与<>>同解.0a 1log f(x)log g(x)f(x)g(x) f(x)0g(x)0a a ⎧⎨⎪⎩⎪1. 若关于x 的不等式23x ax a --≤-的解集不是空集,则实数a 的取值范围 .2. (1) 已知f (x )=32x -(k +1)3x +2,当x ∈R 时,f (x )恒为正值,则k 的取值范围是_______.(2)已知函数22(),[1,),()0x x af x x f x x++=∈+∞≥对于任意恒成立,试求a 的取值范围________.3. (1) 如果方程02)1(22=-+-+m x m x 的两个实根一个小于‒1,另一个大于1,那么实数m 的取值范围是__________.(2) 若)3,0(内的每一个数都是不等式0122<-+mx x 的解,求m 的取值范围_______. 4. 设函数f (x )=mx 2-mx -1,若对于m ∈[-2,2],f (x )<-m +5恒成立,求x 的取值范围.5. 当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________.6.若关于x 的不等式x 2+12x -(12)n ≥0对任意n ∈N *在x ∈(-∞,λ]上恒成立,则实常数λ的取值范围是________.7. 三个同学对问题“关于x 的不等式2x +25+|3x -52x |≥ax 在[1,12]上恒成立,求实数a 的取值范围”提出各自的解题思路. 甲说:“只须不等式左边的最小值不小于右边的最大值”. 乙说:“把不等式变形为左边含变量x 的函数,右边仅含常数,求函数的最值”. 丙说:“把不等式两边看成关于x 的函数,作出函数图像”.参考上述解题思路,你认为他们所讨论的问题的正确结论,即a 的取值范围是 .8. 已知抛物线C:y=-x²+mx-1,点A(3,0),B(0,3),求C 与线段AB 有两个不同焦点时m 的取值范围___________.9. 关于x 的不等式|x -2|+|x -a |≥2a 在R 上恒成立,则实数a 的最大值是________.10. 已知函数f (x )=|x -1|+|x -2|.若不等式|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )(a ≠0,a 、b ∈R)恒成立,求实数x 的取值范围_________.11. 设函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a >0,若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值____.12.(1)解不等式log x+1(x2-x-2)>1?(2)?13.___________?14.设a>0且a≠1,解不等式?15.a >0且a ≠1,解关于x 的不等式: 1log a x >-?16. 已知函数.1)1(log )(),49(log )21()(21221---=+x x g x x f x f 函数满足(Ⅰ)求函数f (x )的表达式;(Ⅱ)若f (x )>g (x ),求x 的取值范围?不等式2知识梳理: 绝对值不等式:含绝对值的不等式性质(双向不等式) a b a b a b -≤±≤+ 左边在)0(0≥≤ab 时取得等号,右边在)0(0≤≥ab 时取得等号解指对不等式:(3) 当a >1时,a f(x)>a g(x)与f(x)>g(x)同解,当0<a <1时,a f(x)>a g(x)与f(x)<g(x)同解.(4) 0)a 1log f(x)log g(x)f(x)g(x)f(x)0a a 当>时,>与>>同解.⎧⎨⎩当<<时,>与<>>同解.0a 1log f(x)log g(x)f(x)g(x) f(x)0g(x)0a a ⎧⎨⎪⎩⎪1. 若关于x 的不等式23x ax a --≤-的解集不是空集,则实数a 的取值范围 . 解:设()2f x x ax a =--,则关于x 的不等式23x ax a --≤-的解集不是空集()3f x ⇔≤-在(),-∞+∞上能成立()min 3f x ⇔≤-.2. (1) 已知f (x )=32x -(k +1)3x +2,当x ∈R 时,f (x )恒为正值,则k 的取值范围是_______.解: 由f (x )>0得32x -(k +1)·3x +2>0,解得k +1<3x +23x ,而3x +23x ≥22,∴k +1<22,k <22-1.(2)已知函数22(),[1,),()0x x af x x f x x++=∈+∞≥对于任意恒成立,试求a 的取值范围________.解:()22()20,[1,)23f x x x a x a x x a =++≥∈+∞⇒≥-+⇒≥-对于任意3. (1) 如果方程02)1(22=-+-+m x m x 的两个实根一个小于‒1,另一个大于1,那么实数m 的取值范围是__________. 解:(-2,1)(2) 若)3,0(内的每一个数都是不等式0122<-+mx x 的解,求m 的取值范围_______.解:()3,0),(3,02121≥≤⇒⊆x x x x 017(0)03(3)0f m f ∆>⎧⎪⇒≤⇒≤-⎨⎪≤⎩4. 设函数f (x )=mx 2-mx -1,若对于m ∈[-2,2],f (x )<-m +5恒成立,求x 的取值范围.解:将f (x )<-m +5变换成关于m 的不等式m (x 2-x +1)-6<0,则命题等价于m ∈[]-2,2时,g ()m =m ()x 2-x +1-6<0恒成立.∵x 2-x +1>0,∴g (m )在[-2,2]上单调递增,∴只要g (2)=2(x 2-x +1)-6<0, 即x 2-x -2<0,∴-1<x <2.5. 当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________.解:设f (x )=x 2+mx +4,则由二次函数的图象及一元二次方程x 2+mx +4=0的根的分布知,⎩⎪⎨⎪⎧ f (1)≤0,f (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧m +5≤0,2m +8≤0.解得m ≤-5. 解法二:当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立⇔m <-x 2-4x,当x ∈(1,2)时恒成立⇔m <-⎝⎛⎭⎫x +4x ,当x ∈(1,2)时恒成立.令g (x )=-⎝⎛⎭⎫x +4x ,x ∈(1,2),则g (x )min =g (1)=-5,∴m ≤-5.6.若关于x 的不等式x 2+12x -(12)n ≥0对任意n ∈N *在x ∈(-∞,λ]上恒成立,则实常数λ的取值范围是________.解: 由题意得x 2+12x ≥(12)n max =12,∴x ≥12或x ≤-1.又x ∈(-∞,λ],∴λ∈(-∞,-1].7. 三个同学对问题“关于x 的不等式2x +25+|3x -52x |≥ax 在[1,12]上恒成立,求实数a 的取值范围”提出各自的解题思路. 甲说:“只须不等式左边的最小值不小于右边的最大值”. 乙说:“把不等式变形为左边含变量x 的函数,右边仅含常数,求函数的最值”. 丙说:“把不等式两边看成关于x 的函数,作出函数图像”.参考上述解题思路,你认为他们所讨论的问题的正确结论,即a 的取值范围是 .解:由2x +25+|3x -52x |≥225,112|5|ax x a x x x x≤≤⇒≤++-,而2510x x +≥,等号当且仅当5[1,12]x =∈时成立;且2|5|0x x -≥,等号当且仅当5[1,12]x =∈时成立;所以,2min 25[|5|]10a x x x x≤++-=,等号当且仅当5[1,12]x =∈时成立;故(,10]a ∈-∞.8. 已知抛物线C:y=-x²+mx-1,点A(3,0),B(0,3),求C 与线段AB 有两个不同焦点时m 的取值范围___________.解:线段AB 的方程:y=3-x(0≤x ≤3),与抛物线方程联立: --->3-x= -x²+mx-1-->f(x)= x²-(m+1)x+4=0 两个交点--->f(x)=0在[0,3]上有两个根---> (1)f(x)的对称轴x=(m+1)/2∈[0,3]--->m ∈[-1,5](2)判别式=(m+1)^-16>0--->(m+5)(m-3)>0--->m ∈(-∞,-5)∪(3,+∞) (3)f(0)=4>0, 显然成立;(4)f(3)=9-3(m+1)+4≥0--->3m-10≤0--->m ∈(-∞,10/3] (1)(2)(3)(4)求交集--->m ∈(3,10/3]9. 关于x 的不等式|x -2|+|x -a |≥2a 在R 上恒成立,则实数a 的最大值是________.解:本小题考查了绝对值的定义,令f (x )=|x -2|+|x -a |,当a >2时,易知f (x )的值域为[a -2,+∞),使f (x )≥2a 恒成立,需a -2≥2a 成立,即a ≤-2(舍去).当a <2时,f (x )的值域为[2-a ,+∞),使f (x )≥2a 恒成立,需2-a ≥2a 成立,即a ≤23.当a =2时,需|x -2|≥a 恒成立,即a ≤0(舍去).综上a 的最大值为23.10. 已知函数f (x )=|x -1|+|x -2|.若不等式|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )(a ≠0,a 、b ∈R)恒成立,求实数x 的取值范围_________.解:由|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )且a ≠0得|a +b |+|a -b ||a |≥f (x ).又因为|a +b |+|a -b ||a |≥|a +b +a -b ||a |=2,则有2≥f (x ).解不等式|x -1|+|x -2|≤2得12≤x ≤52.11. 设函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a >0,若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值____. 解: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 =2.12. (1)解不等式log x+1(x 2-x-2)>1?解:原不等式同解于log x+1(x 2-x-2)>log x+1(x+1)所以原不等式的解为x >3。
第3课时 含参数的不等式式.而这类含参数的不等式是我们教学和高考中的一个重点和难点.解含参数的不等式往往需要分类讨论求解,寻找讨论点(常见的如零点,等值点等),正确划分区间,是分类讨论例1. 已知A ={x| 2ax 2+(2-ab)x -b>0},B ={x| x<-2或x>3},其中b>0,若A ⊇B ,求a 、b 的取值范围.解:a ≥21且0<b ≤6变式训练1:不等式11<-x ax 的解集是{x| x<1或x>2},则a = . 解:a =21例2. 已知关于x 的不等式a x ax --25<0的解集为M ,(1) 当a =4时,求集合M ;(2) 若3∈M且5∉M ,求实数a 的取值范围.解: (1)M ={x|x <-2或45<x <2} (2)a ∈[1,35)∪(9,25]变式训练2:已知函数f (x)=b ax x +2(a 、b 为常数),且方程f (x)-x +12=0有两个实根为x 1=3,x 2=4.(1)求函数f (x)的解析式;(2)设k >1,解关于x 的不等式f (x)<xk x k --+2)1(. 解:(1)将x 1=3,x 2=4分别代入方程b ax x +2-x +12=0 得:8416939-=+-=+ba b a 解得21=-=b a 所以f(x)=xx -22(x ≠2) (2)不等式即为xk x k x x --+<-2)1(22 可代为02)1(2<-++-xk x k x 即0))(1)(2(>---k x x x①当1<k <2时,解集为x ∈(1,k)∪(2,+∞)②当k =2时,不等式为(x -2)2(x -1)>0,解集为x ∈(1,2)∪(2,+∞)③当k >2时,解集为x ∈(1,2)∪(k ,+∞)例3. 若不等式2x -1>m(x 2-1)对满足-2≤m≤2的所有m 都成立,求x 的取值范围. 解: 271+-<x <231+变式训练3:若不等式122)31(3+->x ax x 对一切实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是 .解:21-<a <23例4. 解关于x 的不等式ax 2-2≥2x -ax(a ∈R).解:a =0时,x ≤-1;a >0时,x ≤-1或x ≥a 2,-2<a <0时,a 2≤x ≤-1;a =-2时,x =-1;a <-2时,-1≤x ≤a 2.变式训练4:解关于x 的不等式01224222>+--a a ax x . 解:(1)当2a +1>0,即a >-21时,原不等式为(x +4a)(x -6a)>0①当a >0时,x ∈(-∞,-4a)∪(6a ,+∞) ②当-21<a <0时,x ∈③当a =0时,x ∈(-∞,0)∪(0,+∞)(2)当2a +1<0,即a <-21时,原不等式为(x +4a)(x -6a) ∴x ∈(6a ,-4a)综合以上,原不等式的解集为:当a ≥0时,解集为(-∞,-4a)∪(6a ,+∞) 当-21<a <0时,解集为(-∞,6a)∪(-4a ,+∞)当a <-1时,解集为(6a ,-4a)行讨论求解.能避免讨论的应设法避免讨论. 第4课时 不等式的应用(组)的解的讨论,函数单调性的研究,函数的定义域,值域的确定,三角、数列、立体几何,解析几何中的最大值、最小值问题,无一不与不等式有着密切关系.2.能够运用不等式的性质、定理和方法分析解决有关函数的性质,方程实根的分布,解决涉及不等式的应用问题和转化为不等式的其它数学问题.4x +a·2x +a +1=0有实数解,求实数a 的取值范围.解:令t =2x (t >0),则原方程化为t 2+at +a +1=0,变形得]212)1[(112-+++-=++-=t t t t a 222)222(-=--≤ 变式训练1:已知方程sin 2x -4sinx +1-a =0有解,则实数a 的取值范围是 ( )A .[-3,6]B .[-2,6]C .[-3,2]D .[-2,2]解:B例2. 如图,为处理含有某种杂质的污水,要制造一底宽为2米的无盖长方体沉淀箱,污水从A 孔流入,经沉淀后从B 孔流出.设箱体的长度为a 米,高度为b 米.已知流出的水中该杂质的质量分数与a ,b 的乘积ab 成反比.现有制箱材料60平方米.问当a ,b 各为多少米时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小(A 、B 孔的面积忽略不计).解法一:设y 为流出的水中杂质的质量分数,则y =abk ,其中k >0为比例系数.依题意,即所求的a ,b 值使y 值最小.根据题设,有4b +2ab +2a =60(a >0,b >0),得b =aa +-230(0<a <30) ① 于是 y =ab k =aa a k +-230226432+-+-=a a k ⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=264234a a k ≥()2642234+⋅+-a a k 18k = 当a +2=264+a 时取等号,y 达到最小值. 这时a =6,a =-10(舍去).将a =6代入①式得b =3.故当a 为6米,b 为3米时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小.解法二:依题意,即所求的a ,b 的值使ab 最大.由题设知 4b +2ab +2a =60(a >0,b >0),即 a +2b +ab =30(a >0,b >0).因为 a +2b ≥2ab 2,所以 ab 22+ab ≤30,当且仅当a =2b 时,上式取等号.由a >0,b >0,解得0<ab ≤18.即当a =2b 时,ab 取得最大值,其最大值为18.所以2b 2=18.解得b =3,a =6.故当a 为6米,b 为3米时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小.变式训练2:一批物资要用11辆汽车从甲地运到360千米外的乙地,若车速为v 千米/小时,两车的距离不能小于(10v )2千米,运完这批物资至少需要 ( )A .10小时B .11小时C .12小时D .13小时解:C例3. 已知二次函数y =ax 2+2bx +c ,其中a >b >c 且a +b +c =0.(1) 求证:此函数的图象与x 轴交于相异的两个点.(2) 设函数图象截x 轴所得线段的长为l ,求证:3<l <23.证明:(1)由a +b +c =0得b =-(a +c).Δ=(2b)2-4ac =4(a +c)2-4ac=4(a 2+ac +c 2)=4[(a +2c )2+43c 2]>0. 故此函数图象与x 轴交于相异的两点.(2)∵a +b +c =0且a >b >c ,∴a >0,c <0.由a >b 得a >-(a +c),∴ac >-2. 由b >c 得-(a+c)>c ,∴a c <-21. ∴-2<a c <-21. l =|x 1-x 2|=32142++)(a c . 由二次函数的性质知l ∈(3,23)变式训练3:设函数f(x)=x 2+2bx +c (c <b <1),f(1)=0,且方程f(x)+1=0有实根.(1)证明:-3<c≤-1且b≥0;(2)若m 是方程f(x)+1=0的一个实根,判断f(m -4)的正负,并加以证明.证明:(1)210210)1(+-=⇒=++⇒=c b c b f 又c <b <1,故313121-<<-⇒<+-<c c c 又方程f(x)+1=0有实根,即x 2+2bx +c +1=0有实根.故△=4b 2-4(c -1)≥0,即(c +1)2-4(c +1)≥0⇒c ≥3或c ≤-1 由1313313-≤<-⇒⎪⎩⎪⎨⎧-≤≥-<<-c c c c 或由021≥+-=b c b 知 (2))()1(2)(22c x c x c x c bx x x f -=++-=++=)1(-xf(m)=-1<0∴c <m <1c -4<m -4<-3<c∴f(m -4)=(m -4-c)(m -4-1)>0∴f(m -4)的符号为正.例4. 一船由甲地逆水匀速行驶至乙地,甲乙两地相距S(千米),水速为常量p(千米/小时),船在静水中的最大速度为q(千米/小时)(q >p),已知船每小时的燃料费用(以元为单位)与船在静水中速度v(千米/小时)的平方成正比,比例系数为k .⑴ 把全程燃料费用y(元)表示为静水中速度v 的函数,并求出这个函数的定义域. ⑵ 为了使全程燃料费用最小,船的实际前进速度应为多少?解:(1) y =kv 2pv s -,v ∈(p ,q] (2) i) 2p ≤q 时,船的实际前进速度为p ;ii) 2p >q 时,船的实际前进速度为q -p .变式训练4:某游泳馆出售冬季游泳卡,每张240元,使用规定:不记名,每卡每次只限1人,每天只限1次.某班有48名同学,老师们打算组织同学们集体去游泳,除需要购买若干张游泳卡外,每次游泳还要包一辆汽车,无论乘坐多少名同学,每次的包车费均为40元,若使每个同学游泳8次,每人最少交多少钱?解:设购卡x 张,总费用y 元.y =240(x +x 64)≥3840x =8时,y min =38403840÷48=80(元)答:每人最少交80元钱.⑴ 一类是不等式在其它数学问题中的应用,主要是求字母的取值范围,这类问题所进行的必须是等价转化.注意沟通各知识点之间的内在联系,活用不等式的概念、方法,融会贯通. ⑵ 一类是解决与不等式有关的实际问题,这类问题首先应认真阅读题目,理解题目的意义,注意题目中的关键词和有关数据,然后将实际问题转化为数学问题,即数学建模,再运用不。