基本不等式-高考历年真题
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高中数学不等式高考真题精选和解析1.(2020·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=|x-a2|+|x-2a+1|.(1)当a=2时,求不等式f(x)≥4的解集;(2)若f(x)≥4,求a的取值范围.2.(2020·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=|3x+1|-2|x-1|.(1)画出y=f(x)的图象;(2)求不等式f(x)>f(x+1)的解集.2.(2020·全国卷Ⅲ)设a,b,c∈R,a+b+c=0,abc=1.(1)证明:ab+bc+ca<0;(2)用max{a,b,c}表示a,b,c中的最大值,证明:max{a,b,c}≥3 4.4.(2019·全国卷Ⅰ)已知a,b,c为正数,且满足abc=1.证明:(1)1a +1b+1c≤a2+b2+c2;(2)(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥24.5.已知函数f(x)=|x+1|+|2x-1|.(1)解不等式f(x)≤x+3;(2)若g(x)=|3x-2m|+|3x-2|,对任意的x1∈R,存在x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数m的取值范围.6.已知函数f(x)=|2x+1|+|x-1|.(1)求不等式f(x)≥3的解集;(2)若直线y=x+a与y=f(x)的图象所围成的多边形面积为92,求实数a的值.答案解析1.解 (1)当a =2时,f (x )=|x -4|+|x -3|.当x ≤3时,f (x )=4-x +3-x =7-2x ,由f (x )≥4,解得x ≤32;当3<x <4时,f (x )=4-x +x -3=1,f (x )≥4无解; 当x ≥4时,f (x )=x -4+x -3=2x -7,由f (x )≥4,解得x ≥112. 综上所述,f (x )≥4的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤32或x ≥112. (2)f (x )=|x -a 2|+|x -2a +1|≥|(x -a 2)-(x -2a +1)|=|-a 2+2a -1|=(a -1)2(当且仅当2a -1≤x ≤a 2时取等号),∴(a -1)2≥4,解得a ≤-1或a ≥3,∴a 的取值范围为(-∞,-1]∪[3,+∞).2.解 (1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x +3,x ≥1,5x -1,-13<x <1,-x -3,x ≤-13,作出图象,如图所示.(2)将函数f (x )的图象向左平移1个单位,可得函数f (x +1)的图象,如图所示:由-x -3=5(x +1)-1,解得x =-76.所以不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-76.3. 证明 (1)∵(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2ac +2bc =0,∴ab +bc +ca =-12(a 2+b 2+c 2).由abc =1得a ,b ,c 均不为0,则a 2+b 2+c 2>0,∴ab +bc +ca =-12(a 2+b 2+c 2)<0.(2)不妨设max{a ,b ,c }=a ,由a +b +c =0,abc =1可知,a >0,b <0,c <0,∵a =-b -c ,a =1bc ,∴a 3=a 2·a =(b +c )2bc =b 2+c 2+2bc bc ≥2bc +2bc bc =4. 当且仅当b =c 时,取等号,∴a ≥34,即max{a ,b ,c }≥34.4. 证明 (1)因为a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ac , 又abc =1,故有a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca=ab +bc +ca abc=1a +1b +1c . 当且仅当a =b =c =1时,等号成立.所以1a +1b +1c ≤a 2+b 2+c 2.(2)因为a ,b ,c 为正数且abc =1,故有(a +b )3+(b +c )3+(c +a )3≥3 3(a +b )3(b +c )3(c +a )3=3(a +b )(b +c )(c +a ) ≥3×(2ab )×(2bc )×(2ca )=24.当且仅当a =b =c =1时,等号成立.所以(a +b )3+(b +c )3+(c +a )3≥24.5.(1)原不等式等价于⎩⎨⎧ x ≤-1,-3x ≤x +3或⎩⎪⎨⎪⎧ -1<x ≤12,-x +2≤x +3或⎩⎪⎨⎪⎧ x >12,3x ≤x +3,解得-12≤x ≤32,故原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-12≤x ≤32. (2)由f (x )=|x +1|+|2x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧ -3x ,x ≤-1,-x +2,-1<x ≤12,3x ,x >12,可知当x =12时,f (x )最小,无最大值,且f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=32. 设A ={y |y =f (x )},B ={y |y =g (x )}, 则A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≥32,因为g (x )=|3x -2m |+|3x -2|≥|(3x -2m )-(3x -2)|=|2m -2|,所以B ={y |y ≥|2m -2|}.由题意知A ⊆B ,所以|2m -2|≤32,所以m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,74. 故实数m的取值范围为⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |14≤m ≤74.6.解 (1)由题意,得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ,x ≥1,x +2,-12<x <1,-3x ,x ≤-12.当x ≥1时,由f (x )≥3得3x ≥3,解得x ≥1;当-12<x <1时,由f (x )≥3得x +2≥3,解得x ≥1, 这与-12<x <1矛盾,故舍去;当x ≤-12时,由f (x )≥3得-3x ≥3,解得x ≤-1.综上可知,不等式f (x )≥3的解集为{x |x ≤-1或x ≥1}.(2)画出函数y =f (x )的图象,如图所示,其中A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,B (1,3), ∴k AB =3-321+12=1,∴直线y =x +a 与直线AB 平行.若要围成多边形,则a >2.易得直线y =x +a 与y =f (x )的图象交于两点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,3a 2,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4,3a 4,则|CD|=2·|a2+a4|=324a,平行线AB与CD间的距离d=|a-2|2=a-22,|AB|=322,∴梯形ABCD的面积S=322+324a2·a-22=32+34a2·(a-2)=92(a>2),即(a+2)(a-2)=12,∴a=4.故所求实数a的值为4.。
专题14不等式1.【2022年全国乙卷】若x ,y 满足约束条件+O2,+2N4,O0,则=2−的最大值是()A .−2B .4C .8D .122.【2021年乙卷文科】若,x y 满足约束条件4,2,3,x y x y y +≥⎧⎪-≤⎨⎪≤⎩则3z x y =+的最小值为()A .18B .10C .6D .43.【2021年乙卷文科】下列函数中最小值为4的是()A .224y x x =++B .4sin sin y x x=+C .222x xy -=+D .4ln ln y x x=+4.【2020年新课标3卷文科】已知函数f (x )=sin x +1sin x,则()A .f (x )的最小值为2B .f (x )的图象关于y 轴对称C .f (x )的图象关于直线x π=对称D .f (x )的图象关于直线2x π=对称5.【2019年新课标2卷理科】若a >b ,则A .ln(a −b )>0B .3a <3b C .a 3−b 3>0D .│a │>│b │6.【2022年新高考2卷】若x ,y 满足2+2−B =1,则()A .+≤1B .+≥−2C .2+2≤2D .2+2≥17.【2020年新高考1卷(山东卷)】已知a >0,b >0,且a +b =1,则()A .2212a b +≥B .122a b->C .22log log 2a b +≥-D≤8.【2020年新课标1卷理科】若x ,y 满足约束条件220,10,10,x y x y y +-≤⎧⎪--≥⎨⎪+≥⎩则z =x +7y 的最大值为______________.9.【2020年新课标2卷文科】若x ,y 满足约束条件1121,x y x y x y +≥-⎧⎪-≥-⎨⎪-≤⎩,,则2z x y =+的最大值是__________.10.【2020年新课标3卷理科】若x ,y 满足约束条件0,201,x y x y x +≥⎧⎪-≥⎨⎪≤⎩,,则z =3x +2y 的最大值为_________.11.【2020年新课标3卷理科】关于函数f (x )=1sin sin x x+有如下四个命题:①f (x )的图象关于y 轴对称.②f (x )的图象关于原点对称.③f (x )的图象关于直线x =2π对称.④f (x )的最小值为2.其中所有真命题的序号是__________.12.【2019年新课标2卷文科】若变量x ,y 满足约束条件23603020x y x y y ,,,+-≥⎧⎪+-≤⎨⎪-≤⎩则z =3x –y 的最大值是___________.13.【2018年新课标1卷理科】若x ,y 满足约束条件220100x y x y y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩,则32z x y =+的最大值为_____________.14.【2018年新课标2卷理科】若,x y 满足约束条件250,230,50,x y x y x +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩则z x y =+的最大值为__________.15.【2018年新课标3卷文科】若变量x y ,满足约束条件23024020.x y x y x ++≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,则13z x y =+的最大值是________.。
答卷时应注意事项1、拿到试卷,要认真仔细的先填好自己的考生信息。
2、拿到试卷不要提笔就写,先大致的浏览一遍,有多少大题,每个大题里有几个小题,有什么题型,哪些容易,哪些难,做到心里有底;3、审题,每个题目都要多读几遍,不仅要读大题,还要读小题,不放过每一个字,遇到暂时弄不懂题意的题目,手指点读,多读几遍题目,就能理解题意了;容易混乱的地方也应该多读几遍,比如从小到大,从左到右这样的题;4、每个题目做完了以后,把自己的手从试卷上完全移开,好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题;试卷第1页和第2页上下衔接的地方一定要注意,仔细看看有没有遗漏的小题;5、中途遇到真的解决不了的难题,注意安排好时间,先把后面会做的做完,再来重新读题,结合平时课堂上所学的知识,解答难题;一定要镇定,不能因此慌了手脚,影响下面的答题;6、卷面要清洁,字迹要清工整,非常重要;7、做完的试卷要检查,这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题,检查的时候,用手指点读题目,不要管自己的答案,重新分析题意,所有计算题重新计算,判断题重新判断,填空题重新填空,之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。
亲爱的小朋友,你们好!经过两个月的学习,你们一定有不小的收获吧,用你的自信和智慧,认真答题,相信你一定会闯关成功。
相信你是最棒的!2.2 基本不等式1. 利用基本不等式比较大小;2. 变形技巧:“1”的代换;3. 证明不等式;4. 不等式的证明技巧—字母轮换不等式的证法;5. 求参数的取值范围问题;6.求最大(小)值;7.均值不等式在实际问题中的应用一、单选题1.(2021·浙江高一单元测试)若0a <b <,则下列结论中不恒成立的是( )A .a b >B .11a b>C .222a b ab +>D .a b +>-【答案】D 【解析】因为0a <b <,所以0->->a b 所以a b >,11a b -<-即11a b>,故A ,B 正确.因为()20a b -³,所以222a b ab +³,所以222a b ab +>故C 正确.当 2,1a b =-=-时, +<-a b D 错误.故选:D2.(2021·全国高一课时练习)若0a b << ,则下列不等式一定成立的是( )A .2a ba b +>>>B .2a bb a +>>>C .2a bb a +>>>D .2a bb a +>>>【答案】C 【解析】因为0a b <<,所以2b a b >+,又由基本不等式可得:2a b +>,所以2a bb +>>,又2ab a >a >,因此2a bb a +>>>.故选:C.3.(2021·黑龙江南岗·哈师大附中高一期末)已知x ,y >0且x+4y=1,则11x y+的最小值为( )A .8B .9C .10D .11【答案】B 【解析】0x y Q ,> 且41x y += ,∴111144 1459x y x y x y x y y x +=++=+++³+()().当且仅当1136x y ,==时,等号成立.∴11x y+的最小值为9.故选:B .4.(2021·浙江高一单元测试)如图,某汽车运输公司刚买了一批豪华大客车投入营运,据市场分析每辆客车营运的总利润y (单位:10万元)与营运年数x (x ∈N )为二次函数关系,若使营运的年平均利润最大,则每辆客车应营运A .3年B .4年C .5年D .6年【答案】C 【解析】可设y=a(x -6)2+11,又曲线过(4,7),∴7=a(4-6)2+11 ∴a=-1.即y=-x 2+12x -25,∴=12-(x+)≤12-2=2,当且仅当x=5时取等号. 故选C .5.(2021·浙江鄞州·宁波华茂外国语学校高三一模)已知实数0a >,0b >,11111a b +=++,则2+a b 的最小值是( )A .B .C .3D .2【答案】B 【解析】∵0a >,0b >,11111a b +=++∴112(1)12(1)2(1)3[(1)2(1)](3[12]31111b a a b a b a b a b a b +++=+++-=+++×+-=+++-++++³-当且仅当2(1)111b a a b ++=++,即a =,b =.故选B6.(2021·全国高三课时练习(理))已知关于x 的不等式227x x a+³-在(,)x a Î+¥上恒成立,则实数a 的最小值为 ( )A .1B .52C .2D .32【答案】D 【解析】设2()2f x x x a=+-,,0x a x a >\->Q , 227x x a+³-在(,)x a Î+¥上恒成立,需min ()7f x ³,22()22()222242f x x x a a a a x a x a=+=-++³´+=+--,当且仅当11x a x a -==-,即1x a =+时等号成立,3427,2a a \+³³.故选:D.7.(2021·广西兴宁·南宁三中高一期末)已知0a >,0b >,1ab =,且1m b a =+,1n a b=+,则m n +的最小值是( )A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】由1ab =知,12m b b a =+=,12n a a b=+=,\()24m n a b +=+³=,当且仅当1a b ==时取等号.故m n +的最小值为4故选:B8.(2021·皇姑·辽宁实验中学高三其他(文))已知实数,x y 满足221x xy y -+=,则x y +的最大值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】原式可化为:22()1313(2x y x y xy ++=+£+,解得22x y -£+£,当且仅当1x y ==时成立.所以选B.9.(2021·河南高二期末(理))设,,a b c 为任意正数.则111,,a b c b c a+++这三个数( )A .都大于2B .都小于2C .至少有一个不小于2D .至少有一个不大于2【答案】C 【解析】假设三个数均小于2,即1112,2,2a b c b c a +<+<+<,故1116a b c a b c+++++<,而1116a b c a b c +++++³++=,当1a b c ===时等号成立,这与1116a b c a b c+++++<矛盾,故假设不成立,故至少有一个不小于2,C 正确;取2a b c ===,计算排除BD ;取1a b c ===,计算排除A.故选:C.10.(2021·浙江金华·高一期末)已知x ,0y >,则41x y x y+++的最小值为( )A .B .6C .D .【答案】B 【解析】因为x ,0y >,由基本不等式可得,416x y x y +++³=,当且仅当2,1x y ==时等号成立.故选:B .二、多选题11.(2021·浙江高一单元测试)已知函数11(0)y x x x=++<,则该函数的( ).A .最小值为3B .最大值为3C .没有最小值D .最大值为1-【答案】CD 【解析】0x <Q ,\函数111()111()y x x x x éù=++=--++-+=-êú-ëû…,当且仅当1x =-时取等号,\该函数有最大值1-.无最小值.故选:CD .12.(2021·海南高二期末)已知实数a 、b 满足0a b >>,则下列不等式一定成立的有( )A .22a b <B .a b -<-C .2b aa b+>D .a b ab+>【答案】BC 【解析】因为0a b >>,于是22a b >,A 项不成立;由0a b >>得a b -<-,B 项正确;由基本不等式可知2b a a b +³=,因为a b ¹,所以等号取不到,所以C 项正确;当3a =,2b =时,D 项不成立.故选:BC.13.(2021·山东德州·高三二模)若正实数a ,b 满足1a b +=则下列说法正确的是( )A .ab 有最大值14BC .11a b+有最小值2D .22a b +有最大值12【答案】AB 【解析】对A,2211224a b ab +æöæö£==ç÷ç÷èøèø,当且仅当12a b ==时取等号.故A 正确.对B,22a b a b a b =++£+++=,+£,当且仅当12a b ==时取等号.故B 正确.对C,()1111224b a a b a b a b a b æö+=++=++³+è=ç÷ø.当且仅当12a b ==时取等号.所以11a b +有最小值4.故C 错误.对D, ()()2222222121a b a ab b a a bb+=Þ++=£+++,即2212a b +³,故22a b +有最小值12.故D 错误.故选:AB14.(2021·山东泰山·泰安一中高一期中)设0a >,0b >,给出下列不等式恒成立的是( ).A .21a a+>B .296a a+>C .()114a b a b æö++³ç÷èøD .114a b a b æöæö++³ç÷ç÷èøèø【答案】ACD 【解析】设0a >,0b >,22131024a a a æö+-=++>ç÷èø,A 成立,2296(3)0a a a +-=-…,B 不成立()111124b a a b a b a b æö++=+++³+=ç÷èø,当且仅当b a a b =即a b =时取等号,故C 成立,12a a +…,12b b +…,114a b a b æöæö\++³ç÷ç÷èøèø,当且仅当1a a =,1b b =即1a b ==时取等号,故D 成立,故选:ACD .三、填空题15.(2021·浙江高一单元测试)已知04x <<,则414x x+-的最小值为______.【答案】94.【解析】用“1”的代换法配凑出定值,然后用基本不等式得最小值.4144114(4)95444444x x x x x x x x x x +--æöæöæö+=+=++ç÷ç÷ç÷---èøèøèø…,当且仅当4(4)4x x x x -=-,解得1288,3x x ==,又因为04x <<,所以83x =时等号成立.故答案为:94.16.(2021·全国高一)若0, 0a >b >,则“4a b +£”是 “4ab £”的_____条件【答案】充分不必要【解析】当0,0a b >>时,由基本不等式,可得a b +³,当4a b +£时,有4a b £+£,解得4ab £,充分性是成立的;例如:当1,4a b ==时,满足4ab £,但此时=5>4a+b ,必要性不成立,综上所述,“4a b +£”是“4ab £”的充分不必要条件.故答案为充分不必要条件.17.(2021·全国高一)若实数x ,y 满足xy=1,则x 2+4y 2的最小值为______.【答案】4【解析】若实数,x y 满足1xy=,则2242244x y x y xy +³××==,当且仅当2x y ==,上式取得最小值4故答案为:4四、双空题18.(2021·全国高一课时练习)若1x >,则1141x x ++-的最小值是______,此时x =______.【答案】9 32【解析】因为1x >,即10x ->所以1114=4(1)545911x x x x ++-++³+=--当且仅当14(1)1x x -=-即32x =时取等号.故第一空填9,第二空填3219.(2021·浙江鄞州·宁波诺丁汉附中高一期中)用一根长为12m 的铝合金条做成一个“目”字形窗户的框架(不计损耗),要使这个窗户通过的阳光最充足,则框架的宽为________m ;高为________m .【答案】323 【解析】设窗户的宽为x ,则其高为62x -,要使阳光充足,只要面积最大,()()()23962232[]22x x S x x x x +-=-=-£´=,当且仅当32x =时等号成立,这时高为3m .故答案为:(1).32(2). 3用基本不等式求最值问题:已知0,0x y >>,则:(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x y =时,x y +有最小值是 .(简记:积定和最小)(2)如果和x y +是定值p ,那么当且仅当x y =时,xy 有最大值是24p.(简记:和定积最大)20.(2021·浙江金华·高一期中)已知正数a ,b 满足a+b=1,则1b a b+的最小值等于__________ ,此时a=____________.【答案】3 12【解析】根据题意,正数a 、b 满足1a b +=,则1113b b a b b a a b a b a b ++=+=++³=,当且仅当12a b ==时,等号成立,故1b a b+的最小值为3,此时12a =.故答案为:3;12.21.(2017·北京人大附中高一期中)已知正数x 、y 满足1x y +=,则:(1)22xy +的最小值为________.(2)若14a x y+>恒成立,则实数a 的取值范围是______.【答案】12(),9-¥ 【解析】(1)因为正数x 、y 满足1x y +=,所以21()24x y xy +£=,当且仅当12x y ==时取等号,所以2221()2122x y x y xy xy =+-=-³+;(2)因为正数x 、y 满足1x y +=,14144()1459x y x y x y x y y x\+=++=+++³+=,当且仅当4x y y x =,即12,33x y ==时取等号,所以9a <;故答案为:()1;,92-¥五、解答题22.(2021·全国高一课时练习)已知a ,b ,c 为任意实数,求证:222a b c ab bc ca ++++….【答案】见解析【解析】∵222a b ab +…,22222,2b c bc c a ca ++……,∴()22222()a b c ab bc ca ++++….即222a b c ab bc ca ++++….当且仅当a b c ==时,等号成立.23.(2021·全国)设a ,b ,c 都是正数,求证:bc ca ab a b c a b c++++….【答案】详见解析【解析】证明:∵a ,b ,c 都是正数,∴由重要不等式可得:2bc ca c a b +³①,当且仅当bc ac a b =时等号成立,即a b =;2bc ab b a c +³②,当且仅当bc ab a c =时等号成立,即a c =;2ac ab a b c +³=③,当且仅当ac ab b c =时等号成立,即b c =;∴①+②+③得:22()bc ca ab a b c a b c æö++³++ç÷èø∴bc ca ab a b c a b c++++…;当且仅当a b c ==时等号成立.24.(2021·全国高一课时练习)已知a>0,b>0,a +b =1,求证:11119a b æöæö++³ç÷ç÷èøèø.【答案】证明见解析【解析】证明:法一:因为a>0,b>0,a +b =1,所以1+1a =1+a b a +=2+b a ,同理1+1b =2+a b,故11112252549b a b a a b a b a b æöæöæöæöæö++=++=++³+=ç÷ç÷ç÷ç÷ç÷èøèøèøèøèø.所以11119a b æöæö++³ç÷ç÷èøèø(当且仅当12a b ==时取等号).法二:111111211111a b a b a b ab ab ab ab +æöæö++=+++=++=+ç÷ç÷èøèø,因为a ,b 为正数,a +b =1,所以ab≤2124a b +æö=ç÷èø,于是14ab ³,28ab ³,因此1111189a b æöæö++³+=ç÷ç÷èøèø(当且仅当12a b ==时取等号).25.(2021·全国高一课时练习)用篱笆围一个面积为2100m 的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用篱笆最短,最短的篱笆是多少?【答案】矩形的长、宽都为10m 时,所用篱笆最短,最短篱笆为40m .【解析】设矩形菜园的长为m x ,宽为m y ,则100xy =,篱笆的长为()2x y m +.由基本不等式可得()2240x y +³´=,当且仅当10x y ==时,等号成立,因此,这个矩形的长、宽都为10m 时,所用篱笆最短,最短篱笆为40m .26.(2021·浙江高一单元测试)(1)已知x >3,求y =x +4x 3的最小值,并求取到最小值时x 的值;(2)已知x >0,y >0,x 2+y 3=2,求xy 的最大值,并求取到最大值时x 、y 的值.【答案】(1)当x =5时,y 的最小值为7.(2) x =2,y =3时,xy 的最大值为6.【解析】(1)已知x >3,则:x ―3>0,故:y =x +4x 3=x ―3+4x 3+3≥3=7,当且仅当:x ―3=4x3,解得:x =5,即:当x =5时,y 的最小值为7.(2)已知x >0,y >0,x 2+y 3=2,则:x 2+y 3≥解得:xy ≤6,即:x 2=y 3=1,解得:x =2,y =3时,xy 的最大值为6.27.(2021·浙江高一单元测试)已知0,0x y >>且191x y +=,求使不等式x y m +³恒成立的实数m 的取值范围.【答案】16m ….【解析】由191x y +=,则19()x y x y x y æö+=++ç÷èø910x y y x =++1016+=….当且仅当169x y x y y x +=ìïí=ïî即412x y =ìí=î时取到最小值16.若x y m +…恒成立,则16m ….。
历年(2020-2024)全国高考数学真题分类(等式与不等式综合)汇编解不等式1.(2024∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知集合{}355,{3,1,0,2,3}A xx B =-<<=--∣,则A B = ( ) A .{1,0}- B .{2,3} C .{3,1,0}-- D .{1,0,2}-2.(2024∙上海∙高考真题)已知,x ∈R 则不等式2230x x --<的解集为 .3.(2023∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知集合{}2,1,0,1,2M =--,{}260N x x x =--≥,则M N ⋂=( )A .{}2,1,0,1--B .{}0,1,2C .{}2-D .{}24.(2020∙全国∙高考真题)已知集合2{|340},{4,1,3,5}A x x x B =--<=-,则A B = ( ) A .{4,1}- B .{1,5} C .{3,5}D .{1,3}基本不等式1.(2024∙北京∙高考真题)已知()11,x y ,()22,x y 是函数2x y =的图象上两个不同的点,则( ) A .12122log 22y y x x ++< B .12122log 22y y x x ++> C .12212log 2y y x x +<+ D .12212log 2y y x x +>+ 2.(2021∙全国乙卷∙高考真题)下列函数中最小值为4的是( ) A .224y x x =++ B .4sin sin y x x=+ C .2y 22x x -=+D .4ln ln y x x=+3.(2021∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知1F ,2F 是椭圆C :22194x y +=的两个焦点,点M 在C 上,则12MF MF ⋅的最大值为( ) A .13B .12C .9D .64.(2020∙全国∙高考真题)设O 为坐标原点,直线x a =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b ab-=>>的两条渐近线分别交于,D E 两点,若ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( ) A .4B .8C .16D .32参考答案解不等式1.(2024∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知集合{}355,{3,1,0,2,3}A xx B =-<<=--∣,则A B = ( ) A .{1,0}- B .{2,3}C .{3,1,0}--D .{1,0,2}-【答案】A【详细分析】化简集合A ,由交集的概念即可得解.【答案详解】因为{{}|,3,1,0,2,3A x x B =<<=--,且注意到12<<,从而A B = {}1,0-. 故选:A.2.(2024∙上海∙高考真题)已知,x ∈R 则不等式2230x x --<的解集为 . 【答案】{}|13x x -<<【详细分析】求出方程2230x x --=的解后可求不等式的解集. 【答案详解】方程2230x x --=的解为=1x -或3x =, 故不等式2230x x --<的解集为{}|13x x -<<, 故答案为:{}|13x x -<<.3.(2023∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知集合{}2,1,0,1,2M =--,{}260N x x x =--≥,则M N ⋂=( )A .{}2,1,0,1--B .{}0,1,2C .{}2-D .{}2【答案】C【详细分析】方法一:由一元二次不等式的解法求出集合N ,即可根据交集的运算解出. 方法二:将集合M 中的元素逐个代入不等式验证,即可解出.【答案详解】方法一:因为{}(][)260,23,N x x x ∞∞=--≥=--⋃+,而{}2,1,0,1,2M =--,所以M N ⋂={}2-. 故选:C .方法二:因为{}2,1,0,1,2M =--,将2,1,0,1,2--代入不等式260x x --≥,只有2-使不等式成立,所以M N ⋂={}2-.故选:C .4.(2020∙全国∙高考真题)已知集合2{|340},{4,1,3,5}A x x x B =--<=-,则A B = ( ) A .{4,1}- B .{1,5} C .{3,5} D .{1,3}【答案】D【详细分析】首先解一元二次不等式求得集合A ,之后利用交集中元素的特征求得A B ⋂,得到结果. 【答案详解】由2340x x --<解得14x -<<, 所以{}|14A x x =-<<,又因为{}4,1,3,5B =-,所以{}1,3A B = , 故选:D.【名师点评】本题考查的是有关集合的问题,涉及到的知识点有利用一元二次不等式的解法求集合,集合的交运算,属于基础题目.基本不等式1.(2024∙北京∙高考真题)已知()11,x y ,()22,x y 是函数2x y =的图象上两个不同的点,则( ) A .12122log 22y y x x ++< B .12122log 22y y x x ++> C .12212log 2y y x x +<+ D .12212log 2y y x x +>+ 【答案】B【详细分析】根据指数函数和对数函数的单调性结合基本不等式详细分析判断AB ;举例判断CD 即可. 【答案详解】由题意不妨设12x x <,因为函数2x y =是增函数,所以12022x x <<,即120y y <<,对于选项AB :可得121222222x xx x ++>=,即12122202x x y y ++>>, 根据函数2log y x =是增函数,所以121212222log log 222x x y y x x+++>=,故B 正确,A 错误;对于选项D :例如120,1x x ==,则121,2y y ==, 可得()12223log log 0,122y y +=∈,即12212log 12y y x x +<=+,故D 错误; 对于选项C :例如121,2x x =-=-,则1211,24y y ==, 可得()122223log log log 332,128y y +==-∈--,即12212log 32y y x x +>-=+,故C 错误, 故选:B.2.(2021∙全国乙卷∙高考真题)下列函数中最小值为4的是( ) A .224y x x =++ B .4sin sin y x x=+ C .2y 22x x -=+ D .4ln ln y x x=+【答案】C【详细分析】根据二次函数的性质可判断A 选项不符合题意,再根据基本不等式“一正二定三相等”,即可得出,B D 不符合题意,C 符合题意.【答案详解】对于A ,()2224133y x x x =++=++≥,当且仅当=1x -时取等号,所以其最小值为3,A 不符合题意;对于B ,因为0sin 1x <≤,4sin 4sin y x x=+≥=,当且仅当sin 2x =时取等号,等号取不到,所以其最小值不为4,B 不符合题意;对于C ,因为函数定义域为R ,而20x >,2422242x x xx y -=+=+≥=,当且仅当22x =,即1x =时取等号,所以其最小值为4,C 符合题意; 对于D ,4ln ln y x x=+,函数定义域为()()0,11,+∞ ,而ln x R ∈且ln 0x ≠,如当ln 1x =-,5y =-,D 不符合题意. 故选:C .【名师点评】本题解题关键是理解基本不等式的使用条件,明确“一正二定三相等”的意义,再结合有关函数的性质即可解出.3.(2021∙全国新Ⅰ卷∙高考真题)已知1F ,2F 是椭圆C :22194x y +=的两个焦点,点M 在C 上,则12MF MF ⋅的最大值为( ) A .13 B .12C .9D .6【答案】C【详细分析】本题通过利用椭圆定义得到1226MF MF a +==,借助基本不等式212122MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤ ⎪⎝⎭即可得到答案.【答案详解】由题,229,4a b ==,则1226MF MF a +==,所以2121292MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤= ⎪⎝⎭(当且仅当123MF MF ==时,等号成立). 故选:C . 【名师点评】4.(2020∙全国∙高考真题)设O 为坐标原点,直线x a =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b ab-=>>的两条渐近线分别交于,D E 两点,若ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( ) A .4 B .8 C .16 D .32【答案】B【详细分析】因为2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>,可得双曲线的渐近线方程是b y x a=±,与直线x a =联立方程求得D ,E 两点坐标,即可求得||ED ,根据ODE 的面积为8,可得ab值,根据2c =等式,即可求得答案. 【答案详解】 2222:1(0,0)x y C a b a b -=>> ∴双曲线的渐近线方程是b y x a=±直线x a =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的两条渐近线分别交于D ,E 两点 不妨设D 为在第一象限,E 在第四象限 联立x ab y x a =⎧⎪⎨=⎪⎩,解得x a y b =⎧⎨=⎩ 故(,)D a b联立x ab y x a =⎧⎪⎨=-⎪⎩,解得x a y b =⎧⎨=-⎩ 故(,)E a b -∴||2ED b =∴ODE 面积为:1282ODE S a b ab =⨯==△双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>∴其焦距为28c =≥==当且仅当a b ==∴C 的焦距的最小值:8故选:B.【名师点评】本题主要考查了求双曲线焦距的最值问题,解题关键是掌握双曲线渐近线的定义和均值不等式求最值方法,在使用均值不等式求最值时,要检验等号是否成立,考查了详细分析能力和计算能力,属于中档题.。
不等式考试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 若不等式 \( ax^2 + bx + c > 0 \) 的解集为 \( (-1, 2) \),则下列哪个不等式有相同解集?A. \( ax^2 + bx + c < 0 \)B. \( -ax^2 - bx - c > 0 \)C. \( ax^2 + bx + c \leq 0 \)D. \( -ax^2 - bx - c < 0 \)答案:B2. 对于不等式 \( |x - 3| < 2 \),下列哪个区间是其解集?A. \( (1, 5) \)B. \( (-1, 7) \)C. \( (-2, 4) \)D. \( (3, 5) \)答案:A3. 若不等式 \( x^2 - 5x + 6 < 0 \) 的解集为 \( A \),则 \( A \) 与 \( (2, 3) \) 的交集是什么?A. \( \emptyset \)B. \( (2, 3) \)C. \( (2, 3) \cap A \)D. \( (3, 4) \)答案:C4. 已知不等式 \( x^3 - 3x^2 + 2x > 0 \) 的解集包含 \( (1, 2) \),那么下列哪个不等式也包含 \( (1, 2) \) 作为其解集的一部分?A. \( x^3 - 3x^2 + 2x < 0 \)B. \( -x^3 + 3x^2 - 2x < 0 \)C. \( x^3 - 3x^2 + 2x \leq 0 \)D. \( -x^3 + 3x^2 - 2x \geq 0 \)答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 若不等式 \( 2x - 3 < 5 \) 的解为 \( x < 4 \),则 \( 2x -3 > 5 \) 的解为 \( x > \_\_\_\_\_ \)。
答案:42. 不等式 \( |x + 1| \geq 3 \) 的解集为 \( x \leq -4 \) 或\( x \geq 2 \),那么 \( |x + 1| < 3 \) 的解集为 \( x \in\_\_\_\_\_ \)。
高三数学基本不等式试题答案及解析1.若且(I)求的最小值;(II)是否存在,使得?并说明理由.【答案】(1)最小值为;(2)不存在a,b,使得.【解析】(1)根据题意由基本不等式可得:,得,且当时等号成立,则可得:,且当时等号成立.所以的最小值为;(2)由(1)知,,而事实上,从而不存在a,b,使得.试题解析:(1)由,得,且当时等号成立.故,且当时等号成立.所以的最小值为.(2)由(1)知,.由于,从而不存在a,b,使得.【考点】1.基本不等式的应用;2.代数式的处理2.已知点A(m,n)在直线x+2y-1=0上,则2m+4n的最小值为________.【答案】2【解析】因为点A(m,n)在直线x+2y-1=0上,所以有m+2n=1;2m+4n=2m+22n≥2=2=2,当且仅当m=2n时“=”成立.3.已知,且,成等比数列,则xy( )A.有最大值e B.有最大值C.有最小值e D.有最小值【答案】C【解析】解:因为,所以又,成等比数列,所以(当且仅当即时等号成立)所以,故选C.【考点】1、基本不等式的应用;2、对数函数的性质.4.设正实数x,y,z满足x2﹣3xy+4y2﹣z=0,则当取得最小值时,x+2y﹣z的最大值为()A.0B.C.2D.【答案】C【解析】∵x2﹣3xy+4y2﹣z=0,∴z=x2﹣3xy+4y2,又x,y,z为正实数,∴=+﹣3≥2﹣3=1(当且仅当x=2y时取“=”),即x=2y(y>0),∴x+2y﹣z=2y+2y﹣(x2﹣3xy+4y2)=4y﹣2y2=﹣2(y﹣1)2+2≤2.∴x+2y﹣z的最大值为2.故选C.5.若2x+2y=1,则x+y的取值范围是()A.[0,2]B.[﹣2,0]C.[﹣2,+∞)D.(﹣∞,﹣2]【答案】D【解析】∵1=2x+2y≥2•(2x2y),变形为2x+y≤,即x+y≤﹣2,当且仅当x=y时取等号.则x+y的取值范围是(﹣∞,﹣2].故选D.6.设是半径为的球面上的四个不同点,且满足,,,用分别表示△、△、△的面积,则的最大值是 .【答案】2【解析】设则有即的最大值为2.【考点】基本不等式7.若(其中,),则的最小值等于.【答案】.【解析】,因此的最小值等于.【考点】基本不等式8.已知正数满足,则的最小值为.【答案】9【解析】由,得,当且仅当,即,也即时等号成立,故最小值是9.【考点】基本不等式.9.若正实数满足,且恒成立,则的最大值为.【答案】1【解析】,恒成立,那么,即,所以的最大值为1.【考点】基本不等式求最值10.已知,且,则的最小值是.【答案】【解析】∵,∴==≥=,当且仅当=取等号,故最小值为.【考点】1.利用基本不等式求最值;2.转化与化归思想.11.若正数x,y满足x+3y=5xy,则3x+4y的最小值是()A.B.C.5D.6【答案】C【解析】因为x>0,y>0,x+3y=5xy,所以+=1,所以(+)(3x+4y)=++++≥+2×=5,当且仅当=时,等号成立,所以选C.12.设,,若,则的最小值为A.B.6C.D.【答案】A【解析】因为,,,所以,;所以,当且仅当时,“=”成立,故答案为A.【考点】基本不等式13.在平面直角坐标系xoy中,过坐标原点的一条直线与函数的图像交于P、Q两点,则线段PQ长的最小值是____【答案】【解析】因为过坐标原点的一条直线与函数的图像交于P、Q两点,则线段PQ长,由对称性只要研究部分,设,所以,所以当且仅当时取等号.所以的最小值为.故填.【考点】1.直线与双曲线的关系.2.两点间的距离.3.基本不等式的应用.14.在实数集中定义一种运算“”,对任意,为唯一确定的实数,且具有性质:(1)对任意,;(2)对任意,.则函数的最小值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】依题意可得,当且仅当时“=”成立,所以函数的最小值为,选.【考点】基本不等式,新定义问题.15.已知函数f(x)=.(1)若f(x)>k的解集为{x|x<-3,或x>-2},求k的值;(2)对任意x>0,f(x)≤t恒成立,求t的取值范围.【答案】(1)k=-(2)【解析】(1)f(x)>k⇔kx2-2x+6k<0.由已知{x|x<-3,或x>-2}是其解集,得kx2-2x+6k=0的两根是-3,-2,由根与系数的关系可知(-2)+(-3)=,即k=-.(2)∵x>0,f(x)==≤=.当且仅当x=时取等号,由已知f(x)≤t对任意x>0恒成立,故t≥.即t的取值范围是.16.(-6≤a≤3)的最大值为 ().A.9B.C.3D.【答案】B【解析】由于-6≤a≤3,所以=≤,当且仅当a=-时等号成立.17.若直线ax+by+1=0(a>0,b>0)平分圆x2+y2+8x+2y+1=0,则+的最小值为________.【答案】16【解析】直线平分圆,∴直线过圆心,又圆心坐标为(-4,-1),∴-4a-b+1=0,∴4a+b=1,∴+=(4a+b) =4+++4≥16,当且仅当b=4a,即a=,b=时等号成立,∴+的最小值为16.18.在直角坐标系中,定义两点之间的“直角距离”为,现给出四个命题:①已知,则为定值;②用表示两点间的“直线距离”,那么;③已知为直线上任一点,为坐标原点,则的最小值为;④已知三点不共线,则必有.A.②③B.①④C.①②D.①②④【答案】C【解析】①;②【考点】1.基本不等式;2.三角函数的性质.19.设均为正数,且证明:(1);(2).【答案】(1)证明:见解析;(2)证明:见解析.【解析】(1)利用基本不等式,得到,,,利用,首先得到,得证;(2)为应用,结合求证式子的左端,应用基本不等式得到,,,同向不等式两边分别相加,即得证.试题解析:(1),,, 2分所以 4分所以 5分(2),, 7分10分【考点】基本不等式,不等式证明方法.20.已知,,则的最小值为____________.【答案】【解析】由得,当且仅当时取等号;两边平方得,,当且仅当时取等号.【考点】基本不等式求最值.21.已知函数的定义域为,则实数的取值范为 .【答案】【解析】由函数定义域可知为正数,根据均值不等式,恒成立即可.【考点】均值不等式求最值.22.在矩形ABCD中,|AB|=2,|AD|=2,E、F、G、H分别为矩形四条边的中点,以HF、GE所在直线分别为x,y轴建立直角坐标系(如图所示).若R、R′分别在线段0F、CF上,且.(Ⅰ)求证:直线ER与GR′的交点P在椭圆:+=1上;(Ⅱ)若M、N为椭圆上的两点,且直线GM与直线GN的斜率之积为,求证:直线MN过定点;并求△GMN面积的最大值.【答案】详见解析;直线MN过定点(0,-3),△GMN面积的最大值.【解析】先计算出E、R、G、R′各点坐标,得出直线ER与GR′的方程,解得其交点坐标代入满足椭圆方程即可; 先讨论直线MN的斜率不存在时的情况;再讨论斜率存在时,用斜截式设出直线MN方程.与椭圆方程联立,用“设而不求”的方法通过韦达定理得出b为定值-3或1,又当b=1时,直线GM与直线GN的斜率之积为0,所以舍去.从而证明出MN过定点(0,-3).最后算出点到直线的距离及MN的距离,得出△GMN面积是一个关于的代数式,由及知:,用换元法利用基本不等式求出△GMN面积的最大值是.试题解析:(Ⅰ)∵,∴, 1分又则直线的方程为① 2分又则直线的方程为②由①②得∵∴直线与的交点在椭圆上 4分(Ⅱ)①当直线的斜率不存在时,设不妨取∴ ,不合题意 5分②当直线的斜率存在时,设联立方程得则7分又即将代入上式得解得或(舍)∴直线过定点 10分∴,点到直线的距离为∴由及知:,令即∴当且仅当时, 13分【考点】1.直线的方程;2.解析几何;3.基本不等式.23.设,若直线与轴相交于点,与轴相交于点,且坐标原点到直线的距离为,则的面积的最小值为A.B.2C.3D.4【答案】C【解析】原点到直线的距离,,在直线的方程中,令可得,即直线与轴交于点,令可得,即直线与轴交于点,,当且仅当时上式取等号,由于,故当时,面积取最小值.【考点】原点到直线的距离,,在直线的方程中,令可得,即直线与轴交于点,令可得,即直线与轴交于点,,当且仅当时上式取等号,由于,故当时,面积取最小值.24.已知正数满足,,则的取值范围是______.【答案】【解析】由,,又,得,所以,故.【考点】不等式性质,基本不等式的应用.25.设若是与的等比中项,则的最小值【答案】4【解析】根据题意,由于若是与的等比中项,则可知,则,当a=b时等号成立故答案为4.【考点】不等式的运用点评:主要是考查了均值不等式来求解最值的运用,属于中档题。
不等式高考试题及答案一、选择题1. 若不等式3x+2>7成立,则x的取值范围是:A. x < -1B. x > -1C. x < 1D. x > 1答案:D2. 已知不等式2(x-1) > 3(x+2),则x的取值范围是:A. x < -7/5B. x > -7/5C. x < -1D. x > -1答案:C3. 若x<y,则对x+y,下列不等式成立的是:A. x + y < 2xB. x + y < 2yC. x + y > 2xD. x + y > 2y答案:C4. 若不等式5x+3y > 6成立,下列不等式中一定成立的是:A. 10x + 6y > 12B. 5x + 6y > 12C. 5x + 3y > 6D. 10x + 3y > 6答案:D5. 下列不等式组中,解集与其他三个不同的是:A. {x | -2 < x < 3}B. {x | 0 < x < 5}C. {x | 1 < x < 4}D. {x | -3 < x < 2}答案:B二、填空题1. 若不等式2x - 1 > 5成立,则x的取值范围为________。
答案:x > 32. 若不等式-3(x - 1) < 2(x + 3)成立,则x的取值范围为________。
答案:x < 13/53. 已知不等式2x - 3 < 5x + 4,则x的取值范围为________。
答案:x > -7/34. 若不等式x + 5 > 2x - 3成立,则x的取值范围为________。
答案:x < 85. 若不等式3x - 2 > 5成立,则x的取值范围为________。
答案:x > 7/3三、解答题1. 解不等式组{x | 2x + 3 > 5, x - 1 < 4},并将解表示在数轴上。
一、多选题1.(23-24高一下·山东济宁·阶段练习)已知正实数,x y 满足2x y xy +=,则()A .16xy ≥B .29x y +≥C .6x y +>D .1831x y+≥-2.(21-22高一下·全国·开学考试)下列不等式一定成立的是()A .()21lg lg 04x x x ⎛⎫+≥> ⎝⎭B .()lgeln 21lg x x x+>>C .()21012x x x ≥>D .()1121x x <∈R3.(23-24高一上·安徽芜湖·阶段练习)已知,a b 均为实数,则()222a b a b ab+++的可能值为()A .43B .34C .1D .24.(22-23高一下·陕西西安·阶段练习)若62,63a b ==,则下列不等关系正确的有()A2B .114a b+>C .2212a b +>D .14ab <5.(23-24高三下·河南·阶段练习)已知位于第一象限的点(),a b 在曲线1x y+=上,则()A .()()111a b --=-B .4ab ≥C .49a b +≤D .221223a b +≥6.(23-24高一下·云南·阶段练习)已知p q 、为函数()lg f x x t =-的两个不相同的零点,则下列式子一定正确的是()A .222p q +<B .228p q +>C .33log log 0p q ⋅<D .1pq =由图可知,当0t >时,直线设p q <,则01p q <<<,由由()lg 0f q q t =-=,可得lg 对于A 选项,222p q pq +>=对于B 选项,2222p q p ++>对于C 选项,33log log 1p <=对于D 选项,由上可知1pq =故选:CD.7.(2024高三·全国·专题练习)已知x ≥1,则下列函数的最小值为2的有()A .22x y x =+B .2y =C .13y x x=-D .411y x x =-+【答案】ACD号取不到;因为函数-在上单调递增,所以3-≥2;因为x ≥1+=+-2≥4).故选8.(2024高三·全国·专题练习)(多选)已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若b =1,且a 2-c 2=2,则下列结论正确的是()A .a <32B .tan A +3tanC =0C .角B 的最大值为3πD .△ABC 的外接圆面积的最小值为π9.(23-24高一下·重庆·阶段练习)如图所示,在ABC 中,4BC =,且M 点为BC 边的中点,则下列结论正确的有()A .设G 是AM 的中点,则0GA GB GC ++=C .若π3BAC ∠=,则AM 的最小值为D .若π6BAM ∠=,则AC 边的最小值为2【详解】对于B ,分别在ABM 和ACM △中由正弦定理可得sin sin sin sin AMB BAMAC CM AMC CAM ⎧=⎪⎪∠∠⎨⎪=⎪∠∠⎩,因为2πBM CM AMB AMC ==⎧⎨∠+∠=⎩,则sin sin AB CAMAC BAM ∠=∠,正确;对于C ,在ABC 中,由余弦定理可得2216b c bc +-=,所以22162b c bc bc +=+≥,则16bc ≤,当且仅当4b c ==时取等,又2AB AC AM +=,所以AM AM ===,当且仅当4b c ==时取等,故AM 最大值为对于D ,在ABM 中,由正弦定理可得242πsin 6R==,故ABM 的外接圆圆O 的半径为2R =,则点A 在优弧 BM上运动,则AC 的最小值为2OC R R -=-=-,正确.故选:BD10.(2024·贵州毕节·二模)已知252100a b ==,则下列式子中正确的有()A .211a b+=B .121a b+=C .8ab >D .29a b +>【答案】BCD 【分析】由指对互化得到25log 100a =,2log 100b =,进而结合对数运算性质和基本不等式的应用即可求解.【详解】11.(2024·江苏·一模)已知,x y ∈R ,且123x =,124y =,则()A .y x >B .1x y +>C .14xy <D <【答案】ACD 【分析】用对数表示x ,y ,利用对数函数的性质、对数的计算、基本不等式等即可逐项计算得到答案.【详解】12.(23-24高一下·安徽宿州·开学考试)若正实数,a b 满足1a b +=,则下列选项中正确的是()A .ab 有最大值14B .122a b->C .14a b+的最小值是10D【答案】AB 【分析】利用均值不等式和“1”的妙用判断ACD ,由12a b b -=-讨论b 的范围判断B 即可.【详解】选项A :因为,a b 为正实数,所以2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭,当且仅当12a b ==时等号成立,所以ab 有最大值14,A 说法正确;选项B :由1a b +=可得12a b b -=-,因为,a b 为正实数,所以01b <<,1121b -<-<,所以1212222a b b --<=<,B 说法正确;选项C :由题意可得()14144559a b a b a b a b b a ⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭,当且仅当4a bb a =,即13a =,23b =时等号成立,所以14a b +的最小值是9,C 说法错误;选项D :由A 得212a b =++=+≤,误;故选:AB13.(23-24高一上·江苏连云港·期末)下列各函数中,最小值为2的是()A .2610y x x =-+B .3y x =-+C .1y xx=+D .2y =14.(23-24高三下·广东·阶段练习)若0a >,0b >,8a b +=,则下列不等式恒成立的是()A 4≤B 4+≥C .2232a b +≥D .1498a b +≥【详解】15.(23-24高一下·河南信阳·阶段练习)已知0x >,0y >,且24x y +=,则()A .ln ln ln2x y +≤B .248x y +<C .1294x y +≥D .324e e x x y-≥16.(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)下列函数中,最小值是4的有()A .()134x f x x=++B .()f x =C .()()31011f x x x x=+<<D .()f x =则()A .413x y +≥B .9xy ≤C .2218x y +≤D .1123x y +≥18.(2024·贵州贵阳·一模)已知0,0a b >>,且2a b +=,则()A .22a b+≥B .112a b+≥C .22log log 1a b +≤D .222a b +≥19.(2024·河南信阳·一模)已知正数,m n满足322m n+=,则()A.12mn≥B.222m n+≥C.32m n+≥D.2,(0,),()2m nm n mnmn-∃∈+∞≥20.(23-24高一上·广东茂名·期中)下面命题正确的是()A .“1a >”是“11a<”的充分不必要条件B .命题“x ∃∈R ,使20x ax a ++<”是假命题,则实数a 的取值范围为04a ≤≤C .不等式21x>的解集是(),2-∞D .设a +∈R ,则24a a+的最小值为4.21.(23-24高三上·湖南常德·期末)已知0a b >>,则下列不等式一定成立的是()A .11a ba b >++B .2ab a b +22.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知0a b >>,则下列不等式可能成立,也可能不成立的是()A .22()(1)a b b +>+B .11b b a a ->-2223.(23-24高一上·浙江·期末)设正实数,a b满足2a b+=,则()A.11a b+的最小值为2B.1122a b a b+++的最大值为23C2D.3ab b-的最大值为1424.(23-24高三下·河北·阶段练习)已知正数,a b 满足()()111a b --=,则下列选项正确的是()A .111a b+=B .25ab b+³C .4a b +≥D .228a b +≥25.(22-23高一上·江苏宿迁·期中)已知3824a b ==,则a ,b 满足的关系是()A .111a b+=B .112a b+=C .()()22112a b -+-<D .()()22112a b -+->26.(23-24高一上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是()A .若a b >,则22a b >B .44ππcos sin 882-=27.(23-24高一上·安徽马鞍山·期末)若,m n 均为正数,且满足22m n +=,则()A .mn的最大值为12B .11m n+的最小值为3+C .24m n +的最小值为4D .2mm n+的最小值为1+28.(23-24高三下·云南昆明·阶段练习)已知0a b >>,下列说法正确的是()A .11a b b a+>+B .2b a a b+>C .若0c >,则b b ca a c+<D .若c d >,则a c b d->-29.(23-24高三上·海南·期末)已知0,0a b >>,且4a b ab +-=,则()A .3a b +≥B .104ab <≤或94ab ≥C .221(1)(1)2a b -+-≤D .11413a b <+≤或114a b+≥30.(23-24高一上·浙江杭州·期中)已知0,0a b>>,且1a b+=,则()A.41ab>B.2728a b+≥C.41912a b+≥D2≤。
高三数学基本不等式试题答案及解析1. [2014·兰州调研]设x、y、z>0,a=x+,b=y+,c=z+,则a、b、c三数()A.至少有一个不大于2B.都小于2C.至少有一个不小于2D.都大于2【答案】C【解析】假设a、b、c都小于2,则a+b+c<6.而事实上a+b+c=x++y++z+≥2+2+2=6与假设矛盾,∴a,b,c中至少有一个不小于2.2.若方程有实根,则实数的取值范围是___________.[【答案】【解析】原方程可变为:,【考点】方程及重要不等式.3.阅读:已知、,,求的最小值.解法如下:,当且仅当,即时取到等号,则的最小值为.应用上述解法,求解下列问题:(1)已知,,求的最小值;(2)已知,求函数的最小值;(3)已知正数、、,,求证:.【答案】(1)9;(2)18;(3)证明见解析.【解析】本题关键是阅读给定的材料,弄懂弄清给定材料提供的方法(“1”的代换),并加以运用.主要就是,展开后就可应用基本不等式求得最值.(1);(2)虽然没有已知的“1”,但观察求值式子的分母,可以凑配出“1”:,因此有,展开后即可应用基本不等式;(3)观察求证式的分母,结合已知有,因此有此式中关键是凑配出基本不等式所需要的两项,如与合并相加利用基本不等式有,从而最终得出. (1),2分而,当且仅当时取到等号,则,即的最小值为. 5分(2), 7分而,,当且仅当,即时取到等号,则,所以函数的最小值为. 10分(3)当且仅当时取到等号,则. 16分【考点】阅读材料问题,“1”的代换,基本不等式.4.在如图所示的锐角三角形空地中, 欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分), 则其边长x 为 (m).【答案】20【解析】利用均值不等式解决应用问题。
设矩形高为y, 由三角形相似得:.5.设A、B、C、D是半径为2的球面上的四点,且满足,的最大值是 _______ .【答案】8【解析】由已知得,,当且仅当时等号成立,因此最大值为8.【考点】球的性质.6.设a、b、c均为正数,且a+b+c=1.证明:(1)ab+bc+ca≤;(2)≥1【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】(1)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≤.(2)因为+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,故+(a+b+c)≥2(a+b+c),即≥a+b+c.所以≥1.7.若,其中为虚数单位,则_________.【答案】【解析】,所以.【考点】复数基本运算.8.已知函数在时取得最小值,则____________.【答案】【解析】由题意得时取得最小值,所以.【考点】重要不等式.9.若(其中,),则的最小值等于.【答案】.【解析】,因此的最小值等于.【考点】基本不等式10.设均为正实数,且,则的最小值为____________.【答案】16【解析】由,化为,整理为,∵均为正实数,∴,∴,解得,即,当且仅当时取等号,∴的最小值为16,故答案为:16.【考点】基本不等式.11.若a、b∈R,且ab>0,则下列不等式中,恒成立的是()A.a2+b2>2ab B.a+b≥2C.+>D.+≥2【答案】D【解析】对于选项A,a2+b2≥2ab,所以选项A错;对于选项B、C,虽然ab>0,只能说明a、b同号,若a、b都小于0时,选项B、C错;对选项D,∵ab>0,∴>0,>0,则+≥2.故选D.12.若直线ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦长为4,则+的最小值为() A.B.C.+D.+2【答案】C【解析】圆的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=4,所以圆心坐标为(-1,2),半径为r=2.因为直线被圆截得的弦长为4,所以直线ax-by+2=0过圆心,所以-a-2b+2=0,即a+2b=2,所以+b=1,所以+=(+)(+b)=+1++≥+2=+.当且仅当=,a=b时取等号,所以+的最小值为+.故选C.13.在实数集中定义一种运算“”,对任意,为唯一确定的实数,且具有性质:(1)对任意,;(2)对任意,.则函数的最小值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】依题意可得,当且仅当时“=”成立,所以函数的最小值为,选.【考点】基本不等式,新定义问题.14.若a,b∈R,且ab>0,则下列不等式中,恒成立的是()A.a+b≥2 B.>C.≥2D.a2+b2>2ab【答案】C【解析】因为ab>0,所以>0,>0,即≥2 =2,所以选C.15.设x,y∈R,a>1,b>1,若a x=b y=3,a+b=2,则的最大值为() A.B.1C.D.2【答案】B【解析】由a x=b y=3得=log3a,=log3b,所以=log3ab≤log3=log3=1.16.设a+b=2,b>0,则当a=________时,+取得最小值.【答案】-2【解析】因为+=+=++≥+2=+1≥-+1=,当且仅当=,a<0,即a=-2,b=4时取等号,故+取得最小值时,a=-2.17.已知函数f(x)=4x+ (x>0,a>0)在x=3时取得最小值,则a=________.【答案】36【解析】∵x>0,a>0,∴f(x)=4x+≥2=4 ,当且仅当4x=(x>0)即x=时f(x)取得最小值,由题意得=3,∴a=36.18.某公司购买一批机器投入生产,据市场分析每台机器生产的产品可获得的总利润y(单位:万元)与机器运转时间x(单位:年)的关系为y=-x2+18x-25(x∈N*).则当每台机器运转______年时,年平均利润最大,最大值是______万元.【答案】58【解析】由题意知每台机器运转x年的年平均利润为=18-(x+),而x>0,故≤18-=8,当且仅当x=5时,年平均利润最大,最大值为8万元.19.设,若,则的最大值为()A.2B.3C.4D.【答案】B【解析】由得,,∴,又,∴,即,当且仅当,即时取等号,所以. 故.【考点】基本不等式.20.已知当取得最小值时,直线与曲线的交点个数为【答案】2【解析】∵,∴当且仅当,即时,取得最小值8,故曲线方程为时,方程化为;当时,方程化为,当时,方程化为,当时,无意义,由圆锥曲线可作出方程和直线与的图象,由图象可知,交点的个数为2.【考点】基本不等式,直线与圆锥曲线的位置关系.21.如图,某小区拟在空地上建一个占地面积为2400平方米的矩形休闲广场,按照设计要求,休闲广场中间有两个完全相同的矩形绿化区域,周边及绿化区域之间是道路(图中阴影部分),道路的宽度均为2米.怎样设计矩形休闲广场的长和宽,才能使绿化区域的总面积最大?并求出其最大面积.【答案】当休闲广场的长为米,宽为米时,绿化区域总面积最大值,最大面积为平方米.【解析】先将休闲广场的长度设为米,并将宽度也用进行表示,并将绿化区域的面积表示成的函数表达式,利用基本不等式来求出绿化区域面积的最大值,但是要注意基本不等式适用的三个条件.试题解析:设休闲广场的长为米,则宽为米,绿化区域的总面积为平方米,6分, 8分因为,所以,当且仅当,即时取等号 12分此时取得最大值,最大值为.答:当休闲广场的长为米,宽为米时,绿化区域总面积最大值,最大面积为平方米.14分【考点】矩形的面积、基本不等式22.若,且,则下列不等式中,恒成立的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】因为,则或,则排除与;由于恒成立,当且仅当时,取“=”,故错;由于,则,即,所以选.【考点】基本不等式.23.在矩形ABCD中,|AB|=2,|AD|=2,E、F、G、H分别为矩形四条边的中点,以HF、GE所在直线分别为x,y轴建立直角坐标系(如图所示).若R、R′分别在线段0F、CF上,且.(Ⅰ)求证:直线ER与GR′的交点P在椭圆:+=1上;(Ⅱ)若M、N为椭圆上的两点,且直线GM与直线GN的斜率之积为,求证:直线MN过定点;并求△GMN面积的最大值.【答案】详见解析;直线MN过定点(0,-3),△GMN面积的最大值.【解析】先计算出E、R、G、R′各点坐标,得出直线ER与GR′的方程,解得其交点坐标代入满足椭圆方程即可; 先讨论直线MN的斜率不存在时的情况;再讨论斜率存在时,用斜截式设出直线MN方程.与椭圆方程联立,用“设而不求”的方法通过韦达定理得出b为定值-3或1,又当b=1时,直线GM与直线GN的斜率之积为0,所以舍去.从而证明出MN过定点(0,-3).最后算出点到直线的距离及MN的距离,得出△GMN面积是一个关于的代数式,由及知:,用换元法利用基本不等式求出△GMN面积的最大值是.试题解析:(Ⅰ)∵,∴, 1分又则直线的方程为① 2分又则直线的方程为②由①②得∵∴直线与的交点在椭圆上 4分(Ⅱ)①当直线的斜率不存在时,设不妨取∴ ,不合题意 5分②当直线的斜率存在时,设联立方程得则7分又即将代入上式得解得或(舍)∴直线过定点 10分∴,点到直线的距离为∴由及知:,令即∴当且仅当时, 13分【考点】1.直线的方程;2.解析几何;3.基本不等式.24.已知不等式2|x-3|+|x-4|<2a.(Ⅰ)若a=1,求不等式的解集;(Ⅱ)若已知不等式的解集不是空集,求a的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)先令,得,再分类去绝对值解不等式;(Ⅱ)设,去绝对值得,根据原不等式解集为空集得,从而求得.试题解析:(Ⅰ)当时,不等式即为,若,则,,舍去;若,则,;若,则,.综上,不等式的解集为.(5分)(Ⅱ)设,则,,,,即的取值范围为.(10分)【考点】含绝对值不等式的解法.25.已知,且满足,则的最小值为【答案】【解析】∵,且满足,∴,=,当且仅当时,的最小值为。
高考数学《基本不等式》真题练习含答案一、选择题1.函数y =2x +22x 的最小值为( )A .1B .2C .22D .4 答案:C解析:因为2x >0,所以y =2x +22x ≥22x ·22x =22 ,当且仅当2x =22x ,即x =12时取“=”.故选C.2.若a >0,b >0且2a +b =4,则1ab的最小值为( )A .2B .12C .4D .14答案:B解析:∵a >0,b >0,∴4=2a +b ≥22ab (当且仅当2a =b ,即:a =1,b =2时等号成立),∴0<ab ≤2,1ab ≥12 ,∴1ab 的最小值为12.3.下列结论正确的是( )A .当x >0且x ≠1时,lg x +1lg x≥2B .当x ∈⎝⎛⎦⎤0,π2 时,sin x +4sin x的最小值为4 C .当x >0时,x +1x ≥2D .当0<x ≤2时,x -1x无最大值答案:C解析:当x ∈(0,1)时,lg x <0,故A 不成立,对于B 中sin x +4sin x≥4,当且仅当sinx =2时等号成立,等号成立的条件不具备,故B 不正确;D 中y =x -1x在(0,2]上单调递增,故当x =2时,y 有最大值,故D 不正确;又x +1x ≥2x ·1x=2(当且仅当x =1x即x =1时等号成立).故C 正确. 4.下列不等式恒成立的是( )A .a 2+b 2≤2abB .a 2+b 2≥-2abC .a +b ≥2|ab |D .a +b ≥-2|ab | 答案:B解析:对于A ,C ,D ,当a =0,b =-1时,a 2+b 2>2ab ,a +b <2ab ,a +b <-2|ab | ,故A ,C ,D 错误;对于B ,因为a 2+b 2=|a |2+|b |2≥2|a |·|b |=2|ab |≥-2ab ,所以B 正确.故选B.5.若x >0,y >0,x +2y =1,则xy2x +y的最大值为( )A .14B .15C .19D .112答案:C解析:x +2y =1⇒y =1-x 2 ,则xy2x +y =x -x 23x +1 .∵x >0,y >0,x +2y =1,∴0<x <1.设3x +1=t (1<t <4),则x =t -13,原式=-t 2+5t -49t =59 -⎝⎛⎭⎫t 9+49t ≤59 -2481 =19 ,当且仅当t 9 =49t ,即t =2,x =13 ,y =13 时,取等号,则xy 2x +y 的最大值为19 ,故选C.6.已知a >0,b >0,c >0,且a 2+b 2+c 2=4,则ab +bc +ac 的最大值为( )A .8B .4C .2D .1 答案:B解析:∵a 2+b 2≥2ab ,a 2+c 2≥2ac ,b 2+c 2≥2bc ,∴2(a 2+b 2+c 2)≥2(ab +bc +ca ),∴ab +bc +ca ≤a 2+b 2+c 2=4.7.若直线x a +yb=1(a >0,b >0)过点(1,1),则a +b 的最小值等于( )A .2B .3C .4D .5 答案:C解析:因为直线x a +y b =1(a >0,b >0)过点(1,1),所以1a +1b=1.所以a +b =(a +b )·⎝⎛⎭⎫1a +1b =2+a b +b a ≥2+2a b ·b a =4,当且仅当a b =b a 即a =b =2时取“=”,故选C.8.若向量a =(x -1,2),b =(4,y ),a 与b 相互垂直,则9x +3y 的最小值为( ) A .12 B .2 C .3 D .6 答案:D解析:∵a ⊥b ,∴a ·b =(x -1,2)·(4,y )=4(x -1)+2y =0,即2x +y =2, ∴9x +3y =32x +3y ≥232x +y =232 =6,当且仅当2x =y =1时取等号,∴9x +3y 的最小值为6.9.用一段长8 cm 的铁丝围成一个矩形模型,则这个模型面积的最大值为( ) A .9 cm 2 B .16 cm 2 C .4 cm 2 D .5 cm 2 答案:C解析:设矩形模型的长和宽分别为x cm ,y cm ,则x >0,y >0,由题意可得2(x +y )=8,所以x +y =4,所以矩形模型的面积S =xy ≤(x +y )24 =424 =4(cm 2),当且仅当x =y =2时取等号,所以当矩形模型的长和宽都为2 cm 时,面积最大,为4 cm 2.故选C.二、填空题10.已知a ,b ∈R ,且a -3b +6=0,则2a +18b 的最小值为________.答案:14解析:∵a -3b +6=0,∴ a -3b =-6,∴ 2a +18b =2a +2-3b ≥22a ·2-3b =22a -3b=22-6 =14 .当且仅当2a =2-3b ,即a =-3,b =1时,2a +18b 取得最小值为14.11.已知函数f (x )=4x +ax(x >0,a >0)在x =3时取得最小值,则a =________.答案:36解析:∵x >0,a >0,∴4x +a x ≥24x ·ax=4 a ,当且仅当4x =a x ,即:x =a 2 时等号成立,由a2 =3,a =36.12.[2024·山东聊城一中高三测试]已知a >0,b >0,3a +b =2ab ,则a +b 的最小值为________.答案:2+3解析:由3a +b =2ab , 得32b +12a=1, ∴a +b =(a +b )⎝⎛⎭⎫32b +12a =2+b 2a +3a2b ≥2+2b 2a ·3a 2b =2+3 (当且仅当b 2a =3a2b即b =3 a 时等号成立).[能力提升]13.[2024·合肥一中高三测试]若a ,b 都是正数,则⎝⎛⎭⎫1+b a ⎝⎛⎭⎫1+4ab 的最小值为( ) A .7 B .8C .9D .10 答案:C解析:⎝⎛⎭⎫1+b a ⎝⎛⎭⎫1+4a b =5+b a +4ab≥5+2b a ·4a b =9(当且仅当b a =4ab即b =2a 时等号成立).14.(多选)已知a >0,b >0,且a +b =1,则( )A .a 2+b 2≥12B .2a -b >12C .log 2a +log 2b ≥-2D . a + b ≤2 答案:ABD解析:对于选项A ,∵a 2+b 2≥2ab ,∴2(a 2+b 2)≥a 2+b 2+2ab =(a +b )2=1,∴a 2+b 2≥12,正确;对于选项B ,易知0<a <1,0<b <1,∴-1<a -b <1,∴2a -b >2-1=12,正确;对于选项C ,令a =14 ,b =34 ,则log 214 +log 234 =-2+log 234 <-2,错误;对于选项D ,∵2 =2(a +b ) ,∴[2(a +b ) ]2-( a + b )2=a +b -2ab =( a - b )2≥0,∴ a + b ≤2 ,正确.故选ABD.15.(多选)已知a ,b ,c 为正实数,则( )A .若a >b ,则ab <a +c b +cB .若a +b =1,则b 2a +a 2b 的最小值为1C .若a >b >c ,则1a -b +1b -c ≥4a -cD .若a +b +c =3,则a 2+b 2+c 2的最小值为3 答案:BCD解析:因为a >b ,所以a b -a +c b +c =c (a -b )b (b +c ) >0,所以ab >a +c b +c ,选项A 不正确;因为a +b =1,所以b 2a +a 2b =⎝⎛⎭⎫b 2a +a +⎝⎛⎭⎫a 2b +b -(a +b )≥2b +2a -(a +b )=a +b =1,当且仅当a =b =12 时取等号,所以b 2a +a 2b的最小值为1,故选项B 正确;因为a >b >c ,所以a -b >0,b -c >0,a -c >0,所以(a -c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -b +1b -c =[](a -b )+(b -c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -b +1b -c =2+b -c a -b +a -b b -c≥2+2b -c a -b ·a -bb -c=4,当且仅当b -c =a -b 时取等号,所以1a -b +1b -c ≥4a -c,故选项C 正确;因为a 2+b 2+c 2=13 [(a 2+b 2+c 2)+(a 2+b 2)+(b 2+c 2)+(c 2+a 2)]≥13(a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca )=13 [(a +b )2+2(a +b )c +c 2]=13 (a +b +c )2=3,当且仅当a =b =c =1时等号成立,所以a 2+b 2+c 2的最小值为3,故选项D 正确.16.某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是________.答案:30解析:一年的总运费为6×600x =3 600x(万元).一年的总存储费用为4x 万元. 总运费与总存储费用的和为⎝⎛⎭⎫3 600x +4x 万元.因为3 600x +4x ≥2 3 600x ·4x =240,当且仅当3 600x =4x ,即x =30时取得等号,所以当x =30时,一年的总运费与总存储费用之和最小.。