2011届高三数学二轮复习-专题4 课时训练
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专题四 不等式、推理与证明第1讲 不等式1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2 x ≤0-x +2 x >0,则不等式f (x )≥x 2的解集为( )A .[-1,1]B .[-2,2]C .[-2,1]D .[-1,2]2.已知a <0,b <-1,则下列不等式成立的是( )A .a >a b >a b 2 B.a b 2>a b >a C.a b >a b 2>a D.a b >a >a b2 3.设集合A ={x |2x 2-x -10≥0},B ={x |xx +3≥0},则A ∩B =( )A .(-3,-2]B .(-3,-2]∪[0,52]C .(-∞,-3]∪[52,+∞)D .(-∞,-3)∪[52,+∞)4.(2010年高考安徽卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≥0,x +2y -6≤0,y ≥0,则目标函数z =x+y 的最大值是( )A .3B .4C .6D .85.(2010年高考四川卷)设a >b >0,则a 2+1ab+1a a -b 的最小值是( )A .1B .2C .3D .46.(2010年莱州第一中学质检)设x ,y ∈R ,a >1,b >1,若a x =b y =3,a +b =23,则1x +1y的最大值为( )A .2 B.32C .1 D.127.已知函数y =f (x )的图象如图所示,则不等式f (2x +1x -1)>0的解集为________.8.若不等式|x +1|+|x -3|≥a +4a对任意的实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是________.9.(2010年高考安徽卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +2≥0,8x -y -4≤0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =abx +y (a >0,b >0)的最大值为8,则a +b 的最小值为________.10.若a ∈[1,3]时,不等式ax 2+(a -2)x -2>0恒成立,求实数x 的取值范围.11.设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |132≤2-x ≤4,B ={x |(x -m +1)·(x -2m -1)<0}. (1)求A ∩Z ;(2)若A ⊇B ,求m 的取值范围.12.通过研究学生的学习行为,专家发现,学生的注意力随着老师讲课时间的变化而变化,讲课开始时,学生的兴趣激增;中间有一段时间,学生的兴趣保持较理想的状态,随后学生的注意力开始分散,设f (t )表示学生注意力随时间t (分钟)的变化规律,f (t )越大,表明学生注意力越集中,经过实验分析得知:f (t )=⎩⎪⎨⎪⎧-t 2+24t +100 0<t ≤10,240 10<t ≤20,-7t +380 20<t ≤40.(1)讲课开始后多少分钟,学生的注意力最集中?能持续多少分钟?(2)讲课开始后5分钟与讲课开始后25分钟比较,何时学生的注意力更集中?(3)一道数学难题,需要讲解24分钟,并且要求学生的注意力至少达到180,那么经过适当安排,老师能否在学生达到所需的状态下讲授完这道题目?第2讲推理与证明1.对a、b∈(0,+∞),a+b≥2ab(大前提),x+1x≥2x·1x(小前提),所以x+1x≥2(结论).以上推理过程中的错误为( )A.大前提B.小前提C.结论 D.无错误2.用反证法证明命题:“a,b∈N,ab可被5整除,那么a、b中至少有一个能被5整除”时,假设的内容应为( )A.a、b都能被5整除 B.a、b都不能被5整除C.a、b不都能被5整除 D.a不能被5整除3.(2010年天津一中模拟)若a、b、c是不全相等的正数,给出下列判断:①(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0;②a>b与a<b及a=b中至少有一个成立;③a≠c,b≠c,a≠b不能同时成立.其中判断正确的个数是( )A.0 B.1C.2 D.34.已知数列{a n}的前n项和S n=n2a n(n≥2),而a1=1,通过计算a2,a3,a4,猜想a n =( )A.2n+12B.2n n+1C.22n-1D.22n-15.有一个奇数列1,3,5,7,9,…,现进行如下分组:第1组含有一个数{1};第二组含两个数{3,5};第三组含三个数{7,9,11};…每组内各数之和与其组的编号数n的关系是( )A.等于n2 B.等于n3C.等于n4 D.等于n(n+1)6.(2010年沈阳二中质检)类比平面内正三角形的“三边相等,三内角相等”的性质,可推知正四面体的下列一些性质,你认为比较恰当的是( )①各棱长相等,同一顶点上的任两条棱的夹角相等②各个面是全等的正三角形,相邻两个面所成的二面角相等③各个面都是全等的正三角形,同一顶点的任何两条棱的夹角都相等A.① B.①②C.①②③ D.③7.如果a a+b b>a b+b a,则a、b应满足的条件是________.8.观察下列式子:1+122<32,1+122+132<53,1+122+132+142<74,由上可得出一般的结论为____________.9.(2009年高考浙江卷)设等差数列{a n}的前n项和为S n,则S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12成等差数列.类比以上结论有:设等比数列{b n}的前n项积为T n,则T4,__________,________,T16T12成等比数列.10.已知f (x )(x ∈R )恒不为0,对任意x 1,x 2∈R ,等式f (x 1)+f (x 2)=2f (x 1+x 22)f (x 1-x 22)恒成立.求证:f (x )是偶函数.11.(2010年河北八校联考)已知a >0,b >0,且a +b >2.求证:1+b a 、1+a b中至少有一个小于2.12.在数列{a n },{b n }中,a 1=2,b 1=4,且a n ,b n ,a n +1成等差数列,b n ,a n +1,b n +1成等比数列(n ∈N *).求a 2,a 3,a 4及b 2,b 3,b 4,由此猜测{a n },{b n }的通项公式,并证明你的结论.专题四第1讲 不等式1.【解析】选A.原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x +2≥x2x ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧-x +2≥x 2x >0.解得-1≤x ≤1,∴解集为[-1,1].2.【解析】选C.取特殊值,如令a =-1,b =-2,则可得a b >ab2>a ,故选C. 3.【解析】选D.由已知得,A ={x |x ≥52或x ≤-2},B ={x |x ≥0或x <-3}.∴A ∩B ={x |x <-3或x ≥52},故选D.4.【解析】选C.由约束条件可知可行域为图中的阴影部分.可知点A 、B 、C 的坐标分别为A (2,2)、B (3,0)、C (6,0).故当直线y =z -x 过点C (6,0)时,z 取最大值,z max =6+0=6.5.【解析】选 D.a 2+1ab +1a a -b =a 2-ab +ab +1ab +1a a -b =a (a -b )+1a a -b +ab +1ab≥2+2=4,当且仅当a (a -b )=1且ab =1,即a =2,b =22时取等号. 6.【解析】选C.因为a >1,b >1,a x =b y =3, a +b =23,所以x =log a 3,y =log b 3. 1x +1y =1log a 3+1log b 3=log 3a +log 3b =log 3(ab ) ≤log 3(a +b2)2=log 3(232)2=1,当且仅当a =b 时,等号成立. 7.【解析】由题图知,f (x )在(-∞,1)上恒大于0,即2x +1x -1<1,∴x +2x -1<0,解得-2<x <1. 【答案】(-2,1) 8.【解析】设函数f (x )=|x +1|+|x -3|,则f (x )=|x +1|+|3-x |≥|(x +1)+(3-x )|=4,即函数f (x )的最小值为4.不等式|x +1|+|x -3|≥a +4a对任意的实数x 恒成立,即a +4a ≤4恒成立,令f (a )=a +4a ,当a >0时,f (a )=a +4a≥2a ·4a=4,当且仅当a =2时等号成立,即要使a +4a≤4恒成立,则a =2;当a <0时,f (a )=a +4a为负数,那么a+4a≤4必定恒成立.故a 的取值范围是(-∞,0)∪{2}.【答案】(-∞,0)∪{2} 9.【解析】(x ,y )满足可行域如图所示,∵abx +y 的最大值为8(a >0,b >0),∴目标函数等值线l :y =-abx +z 最大值时的最优解为⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +2=0,8x -y -4=0,解得A (1,4),∴8=ab +4,ab =4.又∵a +b ≥2ab ;当且仅当a =b =2时取等号,∴a +b ≥4. 【答案】410.【解】设f (a )=a (x 2+x )-2x -2,则当a ∈[1,3]时f (a )>0恒成立.∴⎩⎪⎨⎪⎧f 1=x 2-x -2>0f 3=3x 2+x -2>0,解得x >2或x <-1. ∴实数x 的取值范围是x >2或x <-1. 11.【解】(1)化简可得,集合A ={x |-2≤x ≤5}, 则A ∩Z ={-2,-1,0,1,2,3,4,5}.(2)集合B ={x |(x -m +1)·(x -2m -1)<0}, ①当m =-2时,B =∅,所以B ⊆A ;②当m <-2时,∵(2m +1)-(m -1)=2+m <0, ∴B =(2m +1,m -1). 因此,要使B ⊆A ,只需⎩⎪⎨⎪⎧2m +1≥-2,m -1≤5,解得-32≤m ≤6,所以m 值不存在.③当m >-2时,B =(m -1,2m +1),要使B ⊆A ,只需⎩⎪⎨⎪⎧m -1≥-2,2m +1≤5,解得-1≤m ≤2.综上所述,m 的取值范围是m =-2或-1≤m ≤2.12.【解】(1)当0<t ≤10时,f (t )=-t 2+24t +100=-(t -12)2+244是增函数,且f (10)=240, 当20<t ≤40时,f (t )=-7t +380是减函数,且f (20)=240,所以,讲课开始后10分钟,学生的注意力最集中,能持续10分钟.(2)f (5)=195,f (25)=205,所以,讲课开始25分钟时,学生的注意力比讲课开始后5分钟更集中.(3)当0<t ≤10时,令f (t )=-t 2+24t +100=180,解得t =4, 当20<t ≤40时,令f (t )=-7t +380=180,解得t ≈28.57,则学生注意力在180以上所持续的时间为28.57-4=24.57>24.所以,经过适当安排,老师可以在学生达到所需的状态下讲授完这道题目.第2讲 推理与证明 1.【解析】选B.x +1x≥2x ·1x成立则x 必大于0.2.【解析】选B.用反证法证明命题应先否定结论,故选B. 3.【解析】选C.∵a 、b 、c 是不全相等的正数,故①正确.③错误;对任意两个数a 、b ,a >b 与a <b 及a =b 三者必有其一成立,故②正确.4.【解析】选B.由S n =n 2a n 知S n +1=(n +1)2a n +1 ∴S n +1-S n =(n +1)2a n +1-n 2a n ,∴a n +1=(n +1)2a n +1-n 2a n ,∴a n +1=nn +2a n (n ≥2).当n =2时,S 2=4a 2,又S 2=a 1+a 2,∴a 2=a 13=13,a 3=24a 2=16,a 4=35a 3=110.由a 1=1,a 2=13,a 3=16,a 4=110.猜想a n =2n n +1.5.【解析】选B.第1组中含有1个数1=13,第2组中3+5=8=23,第3组中三数和7+9+11=27=33,…由此归纳第n 组内各数之和为n 3.6.【解析】选C.由合情推理可知①②③全部正确. 7.【解析】∵a a +b b >a b +b a ⇔(a -b )2(a +b )>0⇔a ≥0,b ≥0且a ≠b . 【答案】a ≥0,b ≥0且a ≠b8.【解析】注意到3=2×2-1,5=2×3-1,7=2×4-1,…因此1+122+132+…+1n +12<2n +1n +1. 【答案】1+122+132+…+1n +12<2n +1n +19.【解析】对于等比数列,通过类比,有等比数列{b n }的前n 项积为T n ,则T 4=b 1b 2b 3b 4,T 8=b 1b 2…b 8,T 12=b 1b 2…b 12,T 16=b 1b 2…b 16,因此T 8T 4=b 5b 6b 7b 8,T 12T 8=b 9b 10b 11b 12,T 16T 12=b 13b 14b 15b 16,而T 4,T 8T 4,T 12T 8,T 16T 12的公比为q 16,因此T 4,T 8T 4,T 12T 8,T 16T 12成等比数列.【答案】T 8T 4 T 12T 810.【证明】对于f (x 1)+f (x 2)=2f (x 1+x 22)f (x 1-x 22),令x 1=x 2=x ,则2f (x )=2f (x )f (0). 又∵f (x )≠0,∴f (0)=1. 令x 1=-x 2=x ,则f (x )+f (-x )=2f (0)f (x ), ∴f (x )+f (-x )=2f (x ), 即f (-x )=f (x ), ∴f (x )是偶函数.11.【证明】假设1+b a ,1+ab都不小于2,∴1+ba≥2,1+ab≥2,∵a>0,b>0,∴1+b≥2a,1+a≥2b,∴1+1+a+b≥2(a+b),即2≥a+b. 这与已知a+b>2矛盾,故假设不成立,即1+ba、1+ab中至少有一个小于2.12.【解】由条件得2b n=a n+a n+1,a2n+1=b n b n+1,由此可得a2=6,b2=9,a3=12,b3=16,a4=20,b4=25. 猜测a n=n(n+1),b n=(n+1)2,n∈N*.用数学归纳法证明:①当n=1时,由已知a1=2,b1=4可得结论成立.②假设当n=k(k≥1且k∈N)时,结论成立,即a k=k(k+1),b k=(k+1)2,那么当n=k+1时,a k+1=2b k-a k=2(k+1)2-k(k+1)=(k+1)(k+2),b k+1=a2k+1b k=k+12k+22k+12=(k+2)2.所以当n=k+1时,结论也成立.由①②可知,a n=n(n+1),b n=(n+1)2对一切n∈N*都成立.所以,经过适当安排,老师可以在学生达到所需的状态下讲授完这道题目.。