高三高考数学总复习《不等式选讲》题型归纳与训练
- 格式:pdf
- 大小:238.40 KB
- 文档页数:14
数学高考《不等式选讲》试题含答案一、141.已知集合||1|2,}M x x x R =〈-∈„,集合5|1,1P x x R x ⎧⎫=≥∈⎨⎬+⎩⎭,则M P ⋃等于( )。
A .{|13}x x -<≤B .{|14}x x -<≤C .{}|4x x ≤D .{|14}x x -≤≤( ) 【答案】D 【解析】 【分析】根据绝对值不等式及分式不等式,化简集合M,P ,根据并集运算求解即可. 【详解】Q |1|2x -„,∴ 13x -≤≤,即[1,3]M =-,511x ≥+Q, 14x ∴-<≤,即(1,4]P =-,[1,4]M P ∴=-U ,故选:D 【点睛】本题主要考查了集合的并集运算,分式不等式,绝对值不等式,属于中档题.2.已知()23f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( )A .()()33f x f a a -≤+B .()()5f x f a a -≤+C .()()24f x f a a -≤+D .()()()231f x f a a -≤+【答案】C 【解析】 【分析】先表示出()()f x f a -,利用绝对值三角不等式a b a b ±≤+即可求解. 【详解】由()23f x x x =+,得()()()(3)f x f a x a x a -=-++,因为1x a -≤,所以()(3)323x a x a x a x a a -++≤++=-++,由绝对值三角不等式得232324x a a x a a a -++≤-++≤+,故()()24f x f a a -≤+一定成立.故选:C. 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式的灵活应用,在求最值时要注意等号成立的条件,考查逻辑推理能力,属基础题.3.若集合{}2540A x x x =-+<,{}1B x x a =-<,则“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的( )A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既非充分又不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】解出集合A 、B ,由B A ⊆得出关于a 的不等式组,求出实数a 的取值范围,由此可判断出“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的充分非必要条件. 【详解】解不等式2540x x -+<,解得14x <<,{}14A x x ∴=<<. 解不等式1x a -<,即11x a -<-<,解得11a x a -<<+,{}11B x a x a ∴=-<<+.B A ⊆Q ,则有1114a a -≥⎧⎨+≤⎩,解得23a ≤≤.因此,“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的充分非必要条件. 故选:A 【点睛】本题考查充分非必要条件的判断,一般将问题转化为集合的包含关系来判断,考查逻辑推理能力,属于中等题.4.2018年9月24日,英国数学家.M F 阿帝亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动,黎曼猜想来源于一些特殊数列求和,记222111123S n =+++++L L ,则( ) A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S >【答案】C 【解析】 【分析】由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--,利用放缩法和极限,即可得到答案.【详解】由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--, 所以2221111111113111()()()232334121n S n n n n =+++++>+-+-++-=-++L L L 22211111111111(1)()()2232231n S n n n nL L =++++<+-+-++-=--, 当n →+∞且n N +∈时,101n →+,且10n →,所以322S <<,故选C. 【点睛】本题主要考查了数列思想的应用问题,其中解答中,认真审题,利用21n进行合理放缩,再利用极限求解是解答本题的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及放缩思想的应用,属于中档试题.5.已知a ,b 均为正数,且20ab a b --=,则22214a b a b-+-的最小值为( )A .6B .7C .8D .9 【答案】B 【解析】 【分析】a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0,可得21a b+=1,根据柯西不等式求出代数式的最小值即可. 【详解】∵a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0, ∴21a b+=1. 则22214a b a b-+- 24a =+b 2﹣1, 又因为2a +b =(21a b +)(2a +b )22b a a b=++2≥2+2=4,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴(24a +b 2)(1+1)≥(2a +b )2≥16,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴24a +b 2≥8, ∴224a a-+b 2214a b -=+b 2﹣1≥7.故选:B . 【点睛】本题考查“乘1法”、基本不等式的性质、柯西不等式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.已知,,x y z ∈R ,若234x y z -+=,则222(5)(1)(3)x y z ++-++的最小值为( ) A .37200B .2007C .36D .40【答案】B 【解析】 【分析】根据柯西不等式得到不等式关系,进而求解. 【详解】根据柯西不等式得到()()()()()()2222221(2)352135313x y z x y z ⎡⎤+-+≥++-+++--++⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()()2222511423164030x y z x y z ⎡⎤++-++≥-++=⎣⎦进而得到最小值是:2007故答案为B. 【点睛】这个题目考查了柯西不等式的应用,比较基础.7.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2*21221n n a a S n n N +==++∈,,若对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(]2∞-,B .(]1∞-, C .14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,D .12,∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【答案】C 【解析】 【分析】2212,21n n a a S n +==++ ()*n N ∈,可得2n ≥时,()221121210n n n n n n a a S S a a +--=-+=+>,.可得11n n a a +=+时,212224a a +==,解得1a .利用等差数列的通项公式可得n a .通过放缩即可得出实数λ的取值范围. 【详解】2212,21n n a a S n +==++Q ()*n N ∈,2n ∴≥时,()22112121n n n n n a a S S a +--=-+=+, 化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0n a >.11n n a a +∴=+,即11n n a a +-=,1n =时,212224a a +==,解得11a =.∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1.11n a n n ∴=+-=. 1211111112n n a n a n a n n n n∴++⋯+=++⋯+++++++. 记11112n b n n n n =++⋯++++,1111111211n b n n n n +=++⋯++++++++. ()()11111022*******n n b b n n n n n +-=+-=>+++++. 所以{}n b 为增数列,112n b b ≥=,即121111111122n n a n a n a n n n n ++⋯+=++⋯+≥++++++. Q 对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立, 122λ∴≤,解得14λ≤ ∴实数λ的取值范围为14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,.故选C . 【点睛】本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、放缩法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.8.空间中两条不相交的直线与另外两条异面直线都相交,则这两条直线的位置关系是( ) A .平行或垂直 B .平行C .异面D .垂直【答案】C【解析】 【分析】利用反证法证明得解. 【详解】不妨设空间中不相交的两条直线为a b ,,另外两条异面直线为c d ,, 由于a b ,不相交,故a b ,平行或异面, 设a c ,确定的平面为α.不妨设a b ∥,①当b α⊂时,则a b ,与直线d 的交点都在α内,故d α⊂,而这与c d ,为异面直线矛盾;②当b α⊄时,由a b ∥可知b P α,又c α⊂,故b c ,没有公共点,与b c ,相交矛盾. 由①②知假设a b ∥错误,故a b ,为异面直线. 故选C. 【点睛】本题主要考查异面直线的判定和反证法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.9.函数y =|x -3|-|x +1|的( ) A .最小值是0,最大值是4 B .最小值是-4,最大值是0 C .最小值是-4,最大值是4 D .没有最大值也没有最小值【答案】C 【解析】因为y =|x -3|-|x +1|4,322,134,1x x x x -≥⎧⎪=--<<⎨⎪≤-⎩,所以最小值是-4,最大值是4,选C.点睛:分段函数的最值由于分段函数在定义域不同的子区间上对应不同的解析式,因而求其最值的常用方法是先求出分段函数在每一个子区间上的最值,然后取各区间上最大值中的最大者作为分段函数的最大值,各区间上最小值中的最小者作为分段函数的最小值.10.不等式的解集是 ( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式,得到,恒成立.【详解】恒成立.故答案选B 【点睛】本题考查了解绝对值不等式,利用绝对值三角不等式简化了运算.11.集合{}|12A x x =-<,1393x B x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭,则A B I 为( ) A .()1,2 B .()1,2-C .()1,3D .()1,3-【答案】B 【解析】 【分析】计算得到{}13A x x =-<<,{}12B x x =-<<,再计算A B I 得到答案. 【详解】18{}13x x =-<<,{}139123x B x x x ⎧⎫=<<=-<<⎨⎬⎩⎭, 故()1,2A B =-I . 故选:B . 【点睛】本题考查了集合的交集运算,意在考查学生的计算能力.12.“31a -<<”是“存在x ∈R ,使得|||1|2x a x -++<”的( ) A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件 D .既非充分又非必要条件【答案】C 【解析】 【分析】设:31p a -<<,1:,|||2x R x a x q ∃∈-++<,考虑命题“若p 则q ”及其逆命题的真假后可得两者之间的条件关系. 【详解】设:31p a -<<,||:|1|2q x a x -++<,当31a -<<时,|||1|1x a x a -++≥+总成立,而12a +<, 故|||1|2x a x -++<在R 上有解,故,|||1|2x R x a x ∃∈-++<, 所以“若p 则q ”为真命题.若,|||1|2x R x a x ∃∈-++<,则()min21x a x >-++,由绝对值不等式可知11x a x a -++≥+,当且仅当()()10x a x --≤时等号成立,所以1x a x -++的最小值为1a +,故21a >-即31a -<<,所以“若q 则p ”为真命题.综上,“31a -<<”是“存在x ∈R ,使得|||1|2x a x -++<”的充要条件. 故选:C. 【点睛】充分性与必要性的判断,可以依据命题的真假来判断,若“若p 则q ”是真命题,“若q 则p ”是假命题,则p 是q 的充分不必要条件;若“若p 则q ”是真命题,“若q 则p ”是真命题,则p 是q 的充分必要条件;若“若p 则q ”是假命题,“若q 则p ”是真命题,则p 是q 的必要不充分条件;若“若p 则q ”是假命题,“若q 则p ”是假命题,则p 是q 的既不充分也不必要条件.13.已知全集U =R ,{|13}P x x x =+-<,{|213}Q x x =-<,则集合P ,Q 之间的关系为( )A .集合P 是集合Q 的真子集B .集合Q 是集合P 的真子集C .P Q =D .集合P 是集合Q 的补集的真子集【答案】C 【解析】 【分析】先化简得{|12}P x x =-<<.求出{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<,由此得到P Q =. 【详解】 |||1|3x x +-<Q ,∴当0x „时,|||1|1213x x x x x +-=-+-=-+<,解得1x >-.10x ∴-<„;当01x <„时,|||1|113x x x x +-=+-=<,成立;当1x >时,|||1|1213x x x x x +-=+-=-<,解得2x <.12x ∴<<. {|12}P x x ∴=-<<.{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<, P Q ∴=.故选:C . 【点睛】本题考查两个集合的关系的判断,考查集合与集合的包含关系等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.14.对任意x ∈R ,不等式22|sin ||sin |x x a a +-≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .01a ≤≤ B .11a -≤≤C .12a -≤≤D .22a -≤≤【答案】B 【解析】【分析】解法一:(换元法)设sin t x =,则原不等式可化为22||||t t a a +-≥.求函数()||||||f t t t t a =++-的最小值,从而不等式2||a a ≥可得11a -≤≤.解法二:(特殊值法)代入2a =, 1a =-,排除错误选项即可. 【详解】解:解法一:(换元法)设sin t x =,则原不等式可化为22||||t t a a +-≥.令()||||||f t t t t a =++-,则min [()](0)||f t f a ==, 从而解不等式2||a a ≥可得11a -≤≤.故选B . 解法二:(特殊值法)当2a =时,因为2|sin ||sin 2|2sin 2|sin |2|sin |2x x x x x +-=-+≥+≥, 当且仅当sin 0x =时,等号成立. 此时2|sin ||sin 2|4x x +-≥不恒成立, 所以2a =不合题意,可以排除C 、D .当1a =-时,因为2|sin ||sin 1|1sin 2|sin |1|sin |1x x x x x ++=++≥+≥, 当且仅当sin 0x =时,等号成立. 此时2|sin ||sin 1|1x x ++≥恒成立, 所以1a =-符合题意,可以排除A. 故选:B 【点睛】本题考查绝对值不等式的参数问题,属于中档题,利用函数求最值的方法或者特殊值排除法都可以解题.15.函数()f x 的定义域为A ,若存在非零实数t ,使得对于任意()x C C A ∈⊆有,x t A +∈且()()f x t f x +≤,则称()f x 为C 上的t 度低调函数.已知定义域为[)0+∞,的函数()=3f x mx --,且()f x 为[)0+∞,上的6度低调函数,那么实数m 的取值范围是( )A .[]0,1B .[)1+∞,C .(],0-∞D .][(),01,-∞⋃+∞ 【答案】D【解析】试题分析:由题意得, ()()6633f x f x mx m mx +≤⇒+-≥-对任意0x ≥都成立.当0m ≤时, 633633|m mx m mx -≤-⇒+-≥-恒成立;当0m >时,结合图象可知,要633mx m mx +-≥-对任意0x ≥都成立,只需0x =时633mx m mx +-≥-成立即可,即6331m m -≥-⇒≥.选D.考点:1、新定义函数;2、绝对值不等式.16.若,,a b c ∈R ,则下列结论中: (1)2211a a a a+≥+; (2)a b a c b c -≤-+-; (3)若a b >,则11a ba b>++;(4)若1a b +=,则2221a b a b +++的最小值为 其中正确结论的个数为( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】利用函数知识、换元法、绝对值不等式等知识,对选项进行一一推理证明,即可得答案. 【详解】对(1),2221111()()20a a a a a a a a +≥+⇔+-+-≥,∴12a a +≥或11a a+≤-, ∵12a a +≥或12a a+≤-,∴原不等式成立,故(1)正确;对(2),∵()()a b a c b c a c b c -=---≤-+-,故(2)正确; 对(3),令1,52a b =-=-,则51,114a b a b =-=++,显然11a b a b>++不成立,故(3)错误;对(4),∵1a b +=,∴222222(1)231111a b b b b a b b b b +-+++=+=+-+-,当1b >时,2301b b +<-,∴2221a b a b +++的最小值为4)错误. 故选:B. 【点睛】本题考查函数与不等式的知识,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意消元法、换元法的使用.17.已知下列命题:①,122x R x x ∀∈-++>;②函数21()lg3f x x x=+-的零点有2个;③2x >是2320x x -+>的充分不必要条件;④命题:32,10x x x ∀∈--≤R 的否定是:32,10x x x ∃∈-->R ,其中真命题有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 【答案】D【解析】【分析】 由绝对值不等式,得()()12123x x x x -++≥--+=,故①正确;由图象可知lg y x =和23y x =-在()0,+?上有两个交点,故②正确;由2320x x -+>,得2x >或1x <,故③正确;全称命题的否定为特称命题,并将“≤”改为“>”,故④正确.【详解】 Q ()()12123x x x x -++≥--+=,∴ ,122x R x x ∀∈-++>,①正确;函数21()lg3f x x x =+-定义域为()0,+?, 由21()lg30f x x x =+-=, 得2lg 30x x -+-=即2lg 3x x =-,由图可知lg y x =的图象和23y x =-在()0,+?上有两个交点,所以方程2lg 3x x =-有两个解,即21()lg 3f x x x=+-有2个零点,②正确; 由2320x x -+>,解得2x >或1x <,所以2x >是2320x x -+>的充分不必要条件,③正确;命题:32,10x x x ∀∈--≤R 的否定是:32,10x x x ∃∈-->R ,④正确.故选:D【点睛】本题考查了绝对值不等式、函数的零点问题、充分条件与必要条件的判断以及全称命题的否定,考查了数形结合思想和转化思想,属于中档题.18.已知函数()1()02f x x a a a =-+≠.当12a <时,函数()()21g x f x x =+-有零点,则实数a 的取值范围是( ) A .1,02⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B .10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .8,03⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .4,03⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案】A【解析】【分析】 将函数的零点问题转化为方程的根问题,再构造函数1(2)g x x a x =+--求得函数的值域,可得关于a 的不等式,解不等式即可得到答案.【详解】 Q 函数()()21g x f x x =+-有零点,∴方程2112x ax a -=+--有根, 令1(2)g x x a x =+--,则31,,1()1,,2131,,2x a x a g x x a a x x a x ⎧⎪-+-≤⎪⎪=--+<≤⎨⎪⎪-->⎪⎩ ∴1()[,)2g x a ∈--+∞,∴11,221,2a a a ⎧-≥--⎪⎪⎨⎪<⎪⎩,解得:1,02a ⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭. 故选:A.【点睛】本题考查已知函数存在零点求参数的取值范围,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意将函数的零点转化为方程的根.19.若关于x 的不等式x 2x 1a +-->的解集不是空集,则实数a 的取值范围是( )A .()3,∞B .()3,∞-C .(),3∞-D .(),3∞--【答案】C【解析】x 2x 1+--表示数轴上的x 对应点到2-和1对应点的距离之差,其最大值为3,故当3a >时,关于x 的不等式x 2x 1a +-->的解集不是空集,故实数a 的取值范围为(),3∞-,故选C.点睛:本题主要考查了绝对值不等式的解法,以及转化与化归思想,难度一般;常见的绝对值不等式的解法,法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.20.已知,,x y z R +∈,且1x y z ++=,则222x y z ++的最小值是( )A .1B .13C .12D .3 【答案】B【解析】【分析】利用柯西不等式得出()()()2222222111x y z x y z ++++≥++,于此可得出222x y z ++的最小值。
【最新】高考数学《不等式选讲》专题解析一、141.设0x >,则()2142f x x x=--的最大值为( ) A.4B.4C .不存在D .52【答案】D 【解析】 【分析】化简得到()214222x xf x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,再利用均值不等式计算得到答案. 【详解】()2211544422222x x f x x x x ⎛⎫=--=-++≤-= ⎪⎝⎭当21222x x x ==即1x =时等号成立 故选:D 【点睛】本题考查了利用均值不等式求函数最值,意在考查学生对于均值不等式的灵活运用.2.若不等式23x a x -≤+对任意[]0,2x ∈恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .()1,3- B .[]1,3-C .()1,3D .[]1,3【答案】B 【解析】 【分析】将不等式去掉绝对值符号,然后变量分离转为求函数的最值问题. 【详解】不等式23x a x -≤+去掉绝对值符号得323x x a x --≤-≤+,即3223x x a x a x --≤-⎧⎨-≤+⎩对任意[]0,2x ∈恒成立,变量分离得333a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,只需min max (33)(3)a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,即31a a ≤⎧⎨≥-⎩所以a 的取值范围是[]1,3- 故选:B 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法和恒成立问题的处理方法,属于基础题.3.若关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解,则实数t 的取值范围是( ) A .1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .(],0-∞C .(],1-∞D .(],5-∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先得到当0t ≤时,满足题意,再当0t >时,根据绝对值三角不等式,得到22221x t x t t +-+++-的最小值,要使不等式无解,则最小值需大于等于3t ,从而得到关于t 的不等式,解得t 的范围 【详解】关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解, 当0t ≤时,可得此时不等式无解, 当0t >时,()2222221221x t x t t x t x t t +-+++-+--++-≥21t =--,所以要使不等式无解,则213t t --≥, 平方整理后得20541t t ≤--, 解得115t ≤≤-, 所以01t <≤,综上可得t 的范围为(],1-∞, 故选:C. 【点睛】本题考查绝对值的三角不等式的应用,根据不等式的解集情况求参数的范围,属于中档题.4.已知a ,b 均为正数,且20ab a b --=,则22214a b a b-+-的最小值为( )A .6B .7C .8D .9 【答案】B 【解析】 【分析】a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0,可得21a b+=1,根据柯西不等式求出代数式的最小值即可. 【详解】∵a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0,∴21a b+=1. 则22214a b a b-+- 24a =+b 2﹣1, 又因为2a +b =(21a b +)(2a +b )22b a a b=++2≥2+2=4,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴(24a +b 2)(1+1)≥(2a +b )2≥16,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴24a +b 2≥8, ∴224a a-+b 2214a b -=+b 2﹣1≥7.故选:B . 【点睛】本题考查“乘1法”、基本不等式的性质、柯西不等式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.5.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2*21221n n a a S n n N +==++∈,,若对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(]2∞-,B .(]1∞-, C .14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,D .12,∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【答案】C 【解析】 【分析】2212,21n n a a S n +==++ ()*n N ∈,可得2n ≥时,()221121210n n n n n n a a S S a a +--=-+=+>,.可得11n n a a +=+时,212224a a +==,解得1a .利用等差数列的通项公式可得n a .通过放缩即可得出实数λ的取值范围. 【详解】2212,21n n a a S n +==++Q ()*n N ∈,2n ∴≥时,()22112121n n n n n a a S S a +--=-+=+,化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0n a >.11n n a a +∴=+,即11n n a a +-=,1n =时,212224a a +==,解得11a =.∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1.11n a n n ∴=+-=. 1211111112n n a n a n a n n n n∴++⋯+=++⋯+++++++. 记11112n b n n n n =++⋯++++,1111111211n b n n n n +=++⋯++++++++. ()()11111022*******n n b b n n n n n +-=+-=>+++++. 所以{}n b 为增数列,112n b b ≥=,即121111111122n n a n a n a n n n n ++⋯+=++⋯+≥++++++. Q 对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立, 122λ∴≤,解得14λ≤ ∴实数λ的取值范围为14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,.故选C . 【点睛】本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、放缩法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.若存在x ,∈R ,使2x a 23x 1-+-≤成立,则实数a 的取值范围是( )A .[]75--,B .()57,C .[]57,D .][()57∞∞-⋃+,, 【答案】C 【解析】 【分析】先利用绝对值三角不等式求223x a x -+-的最小值,即得实数a 的取值范围. 【详解】由题得223=262|6|x a x x a x a -+--+-≥-,所以|6|1,161,57a a a -≤∴-≤-≤∴≤≤. 故选C 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式和绝对值不等式的能成立问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.7.已知命题P:2log (1)1x -<;命题q:21x -<,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】 【分析】先化简命题p 和q,再利用充要条件的定义判断得解. 【详解】由题得命题p:1<x <3,命题q:1<x <3. 所以命题p 是命题q 的充要条件. 故选C 【点睛】本题主要考查对数不等式和绝对值不等式的解法,考查充要条件的判断,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8.已知集合||1|2,}M x x x R =〈-∈„,集合5|1,1P x x R x ⎧⎫=≥∈⎨⎬+⎩⎭,则M P ⋃等于( )。
高三数学不等式选讲试题答案及解析1.设函数,,记的解集为M,的解集为N.(1)求M;(2)当时,证明:.【答案】(1);(2)详见解析.【解析】(1)由所给的不等式可得当时,由,或当时,由,分别求得它们的解集,再取并集,即得所求.(2)由,求得N,可得.当x∈M∩N时,f(x)=1-x,不等式的左边化为,显然它小于或等于,要证的不等式得证.(1)当时,由得,故;当时,由得,故;所以的解集为.(2)由得解得,因此,故.当时,,于是.【考点】1.其他不等式的解法;2.交集及其运算.2.设不等式的解集为M,.(1)证明:;(2)比较与的大小,并说明理由.【答案】(1)证明过程详见解析;(2)|1-4ab|>2|a-b|.【解析】本题主要考查绝对值不等式的解法、绝对值的运算性质、作差法比较大小等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,先利用零点分段法将化为分段函数,解不等式求出M,再利用绝对值的运算性质化简得,由于,代入得;第二问,利用第一问的结论,作差比较大小,由于和均为正数,所以都平方,作差比较大小.(1)记f(x)=|x-1|-|x+2|=由-2<-2x-1<0解得,则. 3分所以. 6分(2)由(1)得,.因为|1-4ab|2-4|a-b|2=(1-8ab+16a2b2)-4(a2-2ab+b2)=(4a2-1)(4b2-1)>0, 9分所以|1-4ab|2>4|a-b|2,故|1-4ab|>2|a-b|. 10分【考点】绝对值不等式的解法、绝对值的运算性质、作差法比较大小.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.已知不等式的解集与不等式的解集相同,则的值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】解不等式得或,所以的两个根为和,由根与系数的关系知.故选.【考点】绝对值不等式的解法,一元二次不等式的解法.5.在实数范围内,不等式的解集为___________.【答案】【解析】因此解集为.【考点】本题主要考查绝对值不等式的解法,考查运用能力.6.已知函数f(x)=|2x-1|+|2x+a|,g(x)=x+3.(1)当a=-2时,求不等式f(x)<g(x)的解集;(2)设a>-1,且当x∈[-,)时, f(x)≤g(x),求a的取值范围.【答案】(1){x|0<x<2}(2)(-1,]【解析】(1)当a=-2时,不等式f(x)<g(x)化为|2x-1|+|2x-2|-x-3<0.设函数y=|2x-1|+|2x-2|-x-3,则y=,其图象如图所示.从图象可知,当且仅当x∈(0,2)时,y<0.所以原不等式的解集是{x|0<x<2}.(2)当x∈[-,)时, f(x)=1+a.不等式f(x)≤g(x)化为1+a≤x+3.所以x≥a-2对x∈[-,)都成立.故-≥a-2,即a≤.从而a的取值范围是(-1,]7.已知关于x的不等式的解集不是空集,则a的最小值是__________。
高考数学复习讲义 不等式【要点提炼】考点一 不等式的性质与解法1.不等式的倒数性质(1)a>b ,ab>0⇒1a <1b. (2)a<0<b ⇒1a <1b. (3)a>b>0,0<c<d ⇒a c >b d. 2.不等式恒成立问题的解题方法(1)f(x)>a 对一切x ∈I 恒成立⇔f(x)min >a ,x ∈I ;f(x)<a 对一切x ∈I 恒成立⇔f(x)max <a ,x ∈I.(2)f(x)>g(x)对一切x ∈I 恒成立⇔当x ∈I 时,f(x)的图象在g(x)的图象的上方.(3)解决恒成立问题还可以利用分离参数法.【热点突破】【典例】1 (1)若p>1,0<m<n<1,则下列不等式正确的是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫m n p >1 B.p -m p -n <m n C .m -p <n -p D .log m p>log n p(2)(2020·北京市昌平区新学道临川学校模拟)已知关于x 的不等式ax -b ≤0的解集是[2,+∞),则关于x 的不等式ax 2+(3a -b)x -3b<0的解集是( )A .(-∞,-3)∪(2,+∞)B .(-3,2)C .(-∞,-2)∪(3,+∞)D .(-2,3)【拓展训练】1 (1)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧ 3,x<12,1x ,x ≥12,则不等式x 2f(x)+x -2≤0的解集是________________. (2)若不等式(a 2-4)x 2+(a +2)x -1≥0的解集是空集,则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,65B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-2,65C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,65D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-2,65∪{2}【要点提炼】考点二 基本不等式基本不等式求最值的三种解题技巧(1)凑项:通过调整项的符号,配凑项的系数,使其积或和为定值.(2)凑系数:若无法直接运用基本不等式求解,通过凑系数后可得到和或积为定值,从而利用基本不等式求最值.(3)换元:分式函数求最值,通常直接将分子配凑后将式子分开或将分母换元后将式子分开,即化为y =m +A g x+Bg(x)(AB>0),g(x)恒正或恒负的形式,然后运用基本不等式求最值. 【典例】2 (1)下列不等式的证明过程正确的是( )A .若a ,b ∈R ,则b a +a b≥2b a ·a b =2 B .若a<0,则a +4a ≥-2a ·4a=-4 C .若a ,b ∈(0,+∞),则lg a +lg b ≥2lg a ·lg bD .若a ∈R ,则2a +2-a ≥22a ·2-a =2(2)(2019·天津)设x>0,y>0,x +2y =5,则x +12y +1xy 的最小值为________.【拓展训练】2 (1)(2020·北京市中国人民大学附属中学模拟)已知a>0,b>0,且a -b =1,则2a +1b的最小值为________. (2)(2020·江苏)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是________. 专题训练一、单项选择题1.不等式(-x +3)(x -1)<0的解集是( )A .{x|-1<x<3}B .{x|1<x<3}C .{x|x<-1或x>3}D .{x|x<1或x >3}2.下列命题中正确的是( )A .若a>b ,则ac 2>bc 2B .若a>b ,c<d ,则a c >b dC .若a>b ,c>d ,则a -c>b -dD .若ab>0,a>b ,则1a <1b 3.(2020·北京市昌平区新学道临川学校模拟)已知一元二次不等式f(x)<0的解集为{x|x<-2或x>3},则f(10x)>0的解集为( )A .{x|x<-2或x>lg 3}B .{x|-2<x<lg 3}C .{x|x>lg 3}D .{x|x<lg 3} 4.若a>b>0,且ab =1,则下列不等式成立的是( )A .a +1b <b 2a <log 2(a +b) B.b 2a <log 2(a +b)<a +1bC .a +1b <log 2(a +b)<b 2aD .log 2(a +b)<a +1b <b 2a 5.(2018·全国Ⅲ)设a =log 0.20.3,b =log 20.3,则( )A .a +b<ab<0B .ab<a +b<0C .a +b<0<abD .ab<0<a +b6.已知x>0,y>0,x +2y +2xy =8,则x +2y 的最小值是( )A .3B .4 C.92 D.1127.已知a>-1,b>-2,(a +1)(b +2)=16,则a +b 的最小值是( )A .4B .5C .6D .78.已知正实数a ,b ,c 满足a 2-2ab +9b 2-c =0,则当ab c 取得最大值时,3a +1b -12c的最大值为( )A .3 B.94C .1D .0 二、多项选择题9.设f(x)=ln x,0<a<b ,若p =f(ab),q =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12[f(a)+f(b)],则下列关系式中正确的是( )A .q =rB .p<qC .p =rD .p>q10.已知a ∈Z ,关于x 的一元二次不等式x 2-6x +a ≤0的解集中有且仅有3个整数,则a 的值可以是( )A .6B .7C .8D .911.(2020·威海模拟)若a ,b 为正实数,则a>b 的充要条件为( )A.1a >1bB .ln a>ln bC .aln a<bln bD .a -b<e a -e b12.(2020·新高考全国Ⅰ)已知a>0,b>0,且a +b =1,则( )A .a 2+b 2≥12B .2a -b >12C .log 2a +log 2b ≥-2 D.a +b ≤ 2三、填空题 13.对于0<a<1,给出下列四个不等式:①log a (1+a)<log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ;②log a (1+a)>log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ;③a 1+a <11a a +;④a 1+a >a1+1a.其中正确的是________.(填序号) 14.当x ∈(0,+∞)时,关于x 的不等式mx 2-(m +1)x +m>0恒成立,则实数m 的取值范围是________.15.已知函数f(x)=x 3-2x +e x -1e x ,其中e 是自然对数的底数,若f(a -1)+f(2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.16.已知实数x ,y 满足x>1,y>0且x +4y +1x -1+1y =11,则1x -1+1y 的最大值为________.。
高考数学《不等式选讲》课后练习一、141.不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集,则实数a 的取值范围是( )A .5a ≤B .554a -≤≤C .574a -≤≤D .7a ≤【答案】A 【解析】 【分析】原不等式等价于210x x a ---<,设()21f x x x a =---,则由题意得()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩,解之即可求得实数a 的取值范围. 【详解】不等式等价于210x x a ---<,设()21f x x x a =---,因为不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集,所以()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩,解之得5a ≤.故选:A. 【点睛】本题主要考查绝对值不等式的解法、二次函数的性质,体现化归与等价转化思想,属中等难度题.2.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( ) A .|a+b|+|a-b|>2 B .|a+b|+|a-b|<2 C .|a+b|+|a-b|=2 D .不能比较大小【答案】B 【解析】选B.当(a+b)(a-b )≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2, 当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.3.已知不等式()222cos 54sin 0m m θθ+-+≥恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .04m ≤≤ B .14m ≤≤C .4m ≥或0m ≤D .m 1≥或0m ≤【答案】C 【解析】试题分析:原不等式可转化为, 令,所以所以在上恒成立所以,,解得4m ≥或0m ≤.考点:不等式的恒成立问题.4.若关于x 的不等式2|1|30ax x a -++≥的解集为R ,则实数a 的取值范围为 A .1[,+)6∞ B .1[,+)3∞ C .1[,+)2∞ D .1[,+)12∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先将不等式2130ax x a -++≥变形为213x a x +≥+,由不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,可得213x a x +≥+恒成立,因此只需求出213x x ++的最大值即可.【详解】解:不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,即x R ∀∈,2130ax x a -++≥恒成立, ∴221133x x a x x ++≥=++, 令()213x g x x +=+, 当1x =-时,()0g x =; 当1x ≠-时,()21143121x g x x x x +==+++-+, 若10x +>,则()()44121?2211x x x x ++-≥+-=++, 当且仅当411x x +=+,即x 1=时上式“=”成立; 若x 10+<,则()()()()444121221?26111x x x x x x ⎡⎤⎡⎤++-=--++-≤--+-=-⎢⎥⎣⎦+-++⎢⎥⎣⎦, 当且仅当()()411x x -+=-+,即3x =-时上式“=”成立.()()][()412,62,1x x ∴++-∈-∞-⋃+∞+. ()10,2g x ⎛⎤∴∈ ⎥⎝⎦.12a ∴≥. 则实数a 的取值范围是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 故选C . 【点睛】本题主要考查不等式恒成立的问题,由不等式恒成立求参数的范围,通常用分离参数的方法,将不等式转化为参数与一个函数比较大小的形式,只需求出函数的最大值或最小值即可,属于常考题型.5.若存在x ,∈R ,使2x a 23x 1-+-≤成立,则实数a 的取值范围是( )A .[]75--,B .()57,C .[]57,D .][()57∞∞-⋃+,, 【答案】C 【解析】 【分析】先利用绝对值三角不等式求223x a x -+-的最小值,即得实数a 的取值范围. 【详解】由题得223=262|6|x a x x a x a -+--+-≥-, 所以|6|1,161,57a a a -≤∴-≤-≤∴≤≤. 故选C 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式和绝对值不等式的能成立问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.6.空间中两条不相交的直线与另外两条异面直线都相交,则这两条直线的位置关系是( ) A .平行或垂直 B .平行C .异面D .垂直【答案】C 【解析】 【分析】利用反证法证明得解. 【详解】不妨设空间中不相交的两条直线为a b ,,另外两条异面直线为c d ,, 由于a b ,不相交,故a b ,平行或异面, 设a c ,确定的平面为α.不妨设a b ∥,①当b α⊂时,则a b ,与直线d 的交点都在α内,故d α⊂,而这与c d ,为异面直线矛盾;②当b α⊄时,由a b ∥可知b P α,又c α⊂,故b c ,没有公共点,与b c ,相交矛盾. 由①②知假设a b ∥错误,故a b ,为异面直线. 故选C. 【点睛】本题主要考查异面直线的判定和反证法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.7.设0x 为函数()sin f x x π=的零点,且满足001()112x f x ++<,则这样的零点有( ) A .18个 B .19个C .20个D .21个【答案】D 【解析】从题设可得00()x k x k k Z ππ=⇒=∈,又001()sin()sin()(1)222k f x x k ππππ+=+=+=-,故(1)11k k +-<,当k 取奇数时,12k <,则1,3,5,7,9,11k =±±±±±±,共12个数;当k 取偶数时,10k <,则0,2,4,6,8k =±±±±,共9个数,所以这样的零点的个数共有21个,应选答案D 。
不等式选讲一、绝对值不等式1.绝对值三角不等式定理 1:假如 a,b 是实数,则 |a+b| ≤ |a|+|b|,当且仅当ab≥ 0 时,等号成立。
r r r r r 注:(1)绝对值三角不等式的向量形式及几何意义:当 a , b 不共线时,| a +b |≤| a r|+| b | ,它的几何意义就是三角形的两边之和大于第三边。
( 2)不等式 |a|-|b|≤ |a±b|≤ |a|+|b|中“ =”成立的条件分别是:不等式|a|-|b|≤|a+b| ≤ |a|+|b|,在侧“ =”成立的条件是ab≥ 0,左边“ =”成立的条件是ab≤ 0 且|a| ≥|b|;不等式|a|-|b|≤ |a-b|≤ |a|+|b|,右边“ =”成立的条件是ab≤ 0,左边“ =”成立的条件是 ab≥ 0 且 |a| ≥ |b| 。
定理 2:假如 a,b,c是实数,那么|a-c|≤ |a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥ 0时,等号成立。
2.绝对值不等式的解法( 1)含绝对值的不等式|x| < a 与|x| > a 的解集不等式a> 0a=0a< 0|x| < a{x|-a<x<a}|x| > a{x|x > a 或 x< -a }{x|x ∈ R 且 x≠ 0}R注: |x| 以及 |x-a|± |x-b|表示的几何意义(|x| 表示数轴上的点x 到原点O的距离; | x-a |± |x-b|)表示数轴上的点x 到点 a,b 的距离之和(差)(2) |ax+b| ≤ c(c > 0) 和|ax+b| ≥c(c > 0) 型不等式的解法① |ax+b| ≤ c-c ≤ ax+b≤c;② | ax+b|≥ c ax+b ≥ c 或 ax+b≤-c.( 3) |x-a|+|x-b|≥ c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤ c(c>0)型不等式的解法方法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,表现了数形联合的思想;方法二:利用“零点分段法”求解,表现了分类议论的思想;方法三:经过构造函数,利用函数的图象求解,表现了函数与方程的思想。
【高中数学】《不等式选讲》知识点一、141.如果关于x 的不等式34x x a -+-<的解集不是空集,则参数a 的取值范围是( ) A .()1,+∞ B .[)1,+∞C .(),1-∞D .(],1-∞ 【答案】A 【解析】 【分析】先求|x-3|+|x-4|的最小值是1,即得解. 【详解】由题得|x-3|+|x-4|<a 有解,由绝对值三角不等式得|x-3|+|x-4|≥|x -3-x+4|=1, 所以|x-3|+|x-4|的最小值为1, 所以1<a,即a >1. 故选:A 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式求最值,考查不等式的有解问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.2.设集合{}1,R A x x a x =-<∈,{}15,R B x x x =<<∈.若A B =∅I ,则实数a 的取值范围是()A .{}06a a ≤≤B .{}64a a a ≤≥或C .{}06a a a ≤≥或D .{}24a a ≤≤【答案】C 【解析】 【分析】根据公式()0x a a a x a <>⇔-<<解出集合A ,再根据交集的运算即可列出关系式,求解即可。
【详解】由111x a x a -<⇔-<-<,解得11a x a -<<+,因为A B =∅I , 所以11a +≤或15a -≥,解得0a ≤或6a ≥,即实数a 的取值范围是{}06a a a ≤≥或,故选:C. 【点睛】本题主要考查集合的交集运算应用以及绝对值不等式的解法。
3.已知()23f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( )A .()()33f x f a a -≤+B .()()5f x f a a -≤+C .()()24f x f a a -≤+D .()()()231f x f a a -≤+【答案】C 【解析】 【分析】先表示出()()f x f a -,利用绝对值三角不等式a b a b ±≤+即可求解. 【详解】由()23f x x x =+,得()()()(3)f x f a x a x a -=-++,因为1x a -≤,所以()(3)323x a x a x a x a a -++≤++=-++,由绝对值三角不等式得232324x a a x a a a -++≤-++≤+,故()()24f x f a a -≤+一定成立.故选:C. 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式的灵活应用,在求最值时要注意等号成立的条件,考查逻辑推理能力,属基础题.4.若不等式23x a x -≤+对任意[]0,2x ∈恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .()1,3- B .[]1,3-C .()1,3D .[]1,3【答案】B 【解析】 【分析】将不等式去掉绝对值符号,然后变量分离转为求函数的最值问题. 【详解】不等式23x a x -≤+去掉绝对值符号得323x x a x --≤-≤+,即3223x x ax a x --≤-⎧⎨-≤+⎩对任意[]0,2x ∈恒成立,变量分离得333a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,只需min max (33)(3)a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,即31a a ≤⎧⎨≥-⎩所以a 的取值范围是[]1,3- 故选:B 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法和恒成立问题的处理方法,属于基础题.5.关于x 不等式2x x a a -+-≥在R 上恒成立,则实数a 的最大值是 A .0 B .1C .-1D .2【答案】B 【解析】由于|x -2|+|x -a |≥|a -2|,∴等价于|a -2|≥a ,即a ≤1.故实数a 的最大值为1.6.已知命题p :不等式11x m ->-的解集为R ,命题q :()(52)x f x m =--是减函数,若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,则实数m 的取值范围是( ) A .1≤m≤2 B .1≤m<2C .1<m≤2D .1<m<2【答案】B 【解析】 【分析】若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,可知p 真q 假或p 假q 真,化简p,q 为真时,对应m 的取值范围,然后按p 真q 假或p 假q 真求解即可. 【详解】若p 为真时,10m -<,即1m < ,若q 为真时,521m ->,即2m <,若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,可知p 真q 假或p 假q 真,当p 真q 假时,12m m <⎧⎨≥⎩,无解,若p 假q 真时,12m m ≥⎧⎨<⎩,即 12m ≤<,故选B. 【点睛】本题主要考查了含且、或命题的真假,及含绝对值不等式恒成立,指数型函数的增减性,属于中档题.7.2018年9月24日,英国数学家.M F 阿帝亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动,黎曼猜想来源于一些特殊数列求和,记222111123S n =+++++L L ,则( ) A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S >【答案】C【解析】 【分析】 由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--,利用放缩法和极限,即可得到答案. 【详解】由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--, 所以2221111111113111()()()232334121n S n n n n =+++++>+-+-++-=-++L L L 22211111111111(1)()()2232231n S n n n nL L =++++<+-+-++-=--, 当n →+∞且n N +∈时,101n →+,且10n →,所以322S <<,故选C. 【点睛】本题主要考查了数列思想的应用问题,其中解答中,认真审题,利用21n进行合理放缩,再利用极限求解是解答本题的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及放缩思想的应用,属于中档试题.8.已知集合{}|11A x x =-<,1|10B x x ⎧⎫=-≥⎨⎬⎩⎭,则A B =∩( ) A .{}|12x x ≤< B .{}|02x x << C .{}|01x x <≤ D .{}|01x x <<【答案】A 【解析】1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,()1011100{0x x x x x x -≥--≥⇒≥⇒≠,解得0,1x x <≥,故[)1,2A B ⋂=.点睛:本题主要考查绝对值不等式的解法,考查分式不等式的解法,考查集合交集等知识.解含有一个绝对值不等式,只需要按照口诀“大于在两边,小于在中间”来解即可.解分式不等式主要方法就是通过通分后,转化为整式不等式来求解,在转化的过程中要注意分母不为零这个特殊情况.9.已知1a >,且函数()2224f x x x a x x a =-++-+.若对任意的()1,x a ∈不等式()()1f x a x ≥-恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .[]4,25B .(]1,25C .(]1,16D .[]4,16【答案】C 【解析】 【分析】由题目得已知函数和要求解的不等式中都含有待求的参数,且已知函数中含有两个绝对值符号,直接求解难度很大,因此考虑用排除法,代值验证可得解. 【详解】当25a =时,()22252425f x x x x x =-++-+且22250,4250x x x x -+≥-+≥ 所以()23975f x x x =-+,此时()()1f x a x ≥-化为()24f x x ≥,即2397524x x x -+≥,所以212250x x -+≥在()1,25x ∈不是恒成立的.故A 、B 不对;当3a =时,()223243f x x x x x =-++-+,当()1,3x ∈时,2230,430x x x x -+>-+<,所以()()222324373f x x x x x x x =-+--+=-+-,此时()()1f x a x ≥-化成()27331x x x -+-≥-,即2530x x -+-≥满足()1,3x ∈恒成立,所以当3a =时成立, 故D 不对,C 正确; 故选C. 【点睛】本题考查了含绝对值不等式恒成立的问题,考查了小题小做的技巧方法,属于中档题.10.2018年9月24日,英国数学家M.F 阿帝亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动,黎曼猜想来源于一些特殊数列求和.记无穷数列21n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的各项的和222111123S n L L =+++++,那么下列结论正确的是( ) A .413S << B .5443S << C .322S << D .2S >【答案】C 【解析】 【分析】由2n ≥时,()2111111n n n n n<=---,由裂项相消求和以及不等式的性质可得2S <,排除D ,再由前3项的和排除A ,B ,从而可得到结论. 【详解】由2n ≥时,()2111111n n n n n<=---, 可得222111111111...11...232231n S n n n =++++<+-+-++--12n=-, n →+∞时,2S →,可得2S <,排除D ,由22111341123363++=+>,可排除,A B ,故选C. 【点睛】本题主要考查裂项相消法求数列的和,以及放缩法和排除法的应用,属于中档题. 用特例代替题设所给的一般性条件,得出特殊结论,然后对各个选项进行检验,从而做出正确的判断,这种方法叫做特殊法. 若结果为定值,则可采用此法. 特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性.11.若关于x 的不等式|x-1|+|x-3|≤a 2-2a-1在R 上的解集为⌀,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(3,+∞) B .(-∞,0)∪(3,+∞)C .(-1,3)D .[-1,3]【答案】C 【解析】 【分析】表示数轴上的对应点到1和3对应点的距离之和,其最小值为2,再由,解得的取值范围.【详解】表示数轴上的对应点到1和3对应点的距离之和,其最小值为2,由题意的解集为空集, 可得恒成立,所以有,整理得,解得,所以的范围是, 故选C. 【点睛】该题考查的是有关根据不等式的解集为求参数的取值范围的问题,在解题的过程中,注意对不等式的转化,对应恒成立问题向最值靠拢,属于简单题目.12.设0x 为函数()sin f x x π=的零点,且满足001()112x f x ++<,则这样的零点有( ) A .18个 B .19个C .20个D .21个【答案】D 【解析】从题设可得00()x k x k k Z ππ=⇒=∈,又001()sin()sin()(1)222k f x x k ππππ+=+=+=-,故(1)11k k +-<,当k 取奇数时,12k <,则1,3,5,7,9,11k =±±±±±±,共12个数;当k 取偶数时,10k <,则0,2,4,6,8k =±±±±,共9个数,所以这样的零点的个数共有21个,应选答案D 。
2020年领军高考数学一轮复习(文理通用)专题76不等式选讲最新考纲1.理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(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-a|+|x-b|≥c.3.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.基础知识融会贯通1.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解集(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.2.含有绝对值的不等式的性质(1)如果a,b是实数,则|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.(2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.3.不等式证明的方法(1)比较法①作差比较法知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明a-b>0即可,这种方法称为作差比较法.②作商比较法由a >b >0⇔a b >1且a >0,b >0,因此当a >0,b >0时,要证明a >b ,只要证明ab >1即可,这种方法称为作商比较法. (2)综合法从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即“由因导果”的方法. (3)分析法从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法.重点难点突破【题型一】绝对值不等式的解法【典型例题】已知函数f (x )=|2x ﹣1|+|x +a |,g (x )=x +2.(1)当a =﹣1时,求不等式f (x )<g (x )的解集; (2)设,且当,求a 的取值范围.【解答】解:(1)当a =﹣1时,不等式f (x )<g (x )化为|2x ﹣1|+|x ﹣1|﹣x ﹣2<0, (i )当x 时,不等式化为﹣(2x ﹣1)﹣(x ﹣1)﹣x ﹣2<0,解得0<x .(ii )当x ≤1时,不等式化为2x ﹣1﹣(x ﹣1)﹣x ﹣2<0,解得x ≤1,(iii )当x >1时,不等式化为2x ﹣1+x ﹣1﹣x ﹣2<0,解得1<x <2 综上,原不等式的解集为(0,2). (2)由﹣a ≤x ,得﹣2a ≤2x <1,﹣2a ﹣1≤2x ﹣1<0, 又0≤x +aa ,则f (x )=﹣(2x ﹣1)+x +a =﹣x +a +1, ∴不等式f (x )≤g (x )化为﹣x +a +1≤x +2, 得a ≤2x +1对x ∈[﹣a ,)都成立,故a≤﹣2a+1,即a,又a,故a的取值范围是(,].【再练一题】求不等式4﹣2|x+2|≤|x﹣1|的解集.【解答】解:①当x≤﹣2时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x,此时x;②当﹣2<x<1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x≥﹣1,此时﹣1≤x<1;③当x≥1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤x﹣1,解得x,此时x≥1.综上,原不等式的解集为(﹣∞,]∪[﹣1,+∞).思维升华解绝对值不等式的基本方法(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式.(2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式.(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.【题型二】利用绝对值不等式求最值【典型例题】已知函数f(x)=|x+1|,g(x)=2|x|+a.(1)当a=﹣1时,解不等式f(x)≤g(x);(2)若存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),求实数a的取值范围.【解答】解:(1)a=﹣1时,由f(x)≤g(x)得,|x+1|≤2|x|﹣1;x≤﹣1时,﹣x﹣1≤﹣2x﹣1,解得:x≤﹣1;﹣1<x≤0时,x+1≤﹣2x﹣1,解得:﹣1<x;x>0时,x+1≤2x﹣1,解得:x≥2;∴不等式f(x)≤g(x)的解集为{x|x,或x≥2};(2)存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),即存在x0∈R,使得|x0+1|≤|x0|;即存在x0∈R,使得|x0+1|﹣|x0|;设h(x)=|x+1|﹣|x|,则h(x)的最小值为﹣1;∴1;即a≥﹣2;∴实数a的取值范围为:[﹣2,﹣∞).【再练一题】已知函数f(x)=|2x﹣4|+|x+1|,(Ⅰ)解不等式f(x)≤9;(Ⅱ)若不等式f(x)<2x+a的解集为A,B={x|x2﹣3x<0},且满足B⊆A,求实数a的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)f(x)≤9可化为|2x﹣4|+|x+1|≤9,故,或,或;…解得:2<x≤4,或﹣1≤x≤2,或﹣2≤x<﹣1;…不等式的解集为[﹣2,4];…(Ⅱ)易知B=(0,3);…所以B⊆A,又|2x﹣4|+|x+1|<2x+a在x∈(0,3)恒成立;…⇒|2x﹣4|<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;…⇒﹣x﹣a+1<2x﹣4<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;…故思维升华求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种(1)利用绝对值的几何意义.(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|.(3)利用零点分区间法.【题型三】绝对值不等式的综合应用【典型例题】已知不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R.(1)求a的取值范围;(2)当a取得最小值时,请画出f(x)=x+|x﹣a|的图象.【解答】解:(1)∵x+|x﹣a|≥x﹣x+a=a,∴不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R等价于a≥1,a的取值范围是[1,+∞)(2)由(1)知a=1,f(x)=x+|x﹣1|,图象如下:【再练一题】设函数f(x)=|2x﹣4|+1.(Ⅰ)求不等式f(x)≥x+3的解集;(Ⅱ)关于x的不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解,求实数a的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)f(x)≥x+3,即|2x﹣4|+1≥x+3,则2|x﹣2|≥x+2,当x≥2时,解得x≥6,当x<2,解得x,所以原不等式的解集为(﹣∞,)∪(6,+∞)(Ⅱ)由不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解可得:a≤2|x﹣2|﹣2|x+2|+1在实数范围内有解,令g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1,则a≤g(x)nax,因为g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1≤2|(x﹣2)﹣(x+2)|+1=9,所以a≤g(x)max=9,即a∈(﹣∞,9].思维升华(1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决.(2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法.【题型四】用综合法与分析法证明不等式【典型例题】用综合法或分析法证明:(1)求证2.(2)已知a+b+c=1,a,b,c为正实数,证明8.【解答】证明(1)要证2,只需证明()2>()2,即证明22,也就是证明42>40,上式显然成立,故原结论成立.(2)(分析法)要证明8,∵a+b+c=1,只要证明••8,∵,,,∴相乘可得;(综合法)∵a,b,c为正实数,∴,,,∴••8,∵a+b+c=1,∴8.【再练一题】已知函数f(x)=x3,x∈[0,1].(1)用分析法证明:f(x)≥1﹣x+x2;(2)证明:.【解答】证明:(1)∵x ∈[0,1],∴x +1∈[1,2]. 要证明:f (x )≥1﹣x +x 2,只要证明:x 3(x +1)+1≥(x +1)(1﹣x +x 2), 只要证明:x 4≥0, 显然成立,∴f (x )≥1﹣x +x 2; (2)∵1﹣x +x 2=(x )2,当且仅当x时取等号,∵f (),f (x )≥1﹣x +x 2,∴f (x ),(2)∵0≤x ≤1,∴x 3≤x , ∴f (x )≤x ,设g (x )=x ,x ∈[0,1],∴g ′(x )=10,∴g (x )在[0,1]上单调递增, ∴f (x )≤g (1), 综上所述明. 思维升华 用综合法证明不等式是“由因导果”,用分析法证明不等式是“执果索因”,它们是两种思路截然相反的证明方法.综合法往往是分析法的逆过程,表述简单、条理清楚,所以在实际应用时,往往用分析法找思路,用综合法写步骤,由此可见,分析法与综合法相互转化,互相渗透,互为前提,充分利用这一辩证关系,可以增加解题思路,开阔视野. 所以(a +b )3≤8,因此a +b ≤2.基础知识训练1.已知()()0f x x a a =−>.(1)若函数()()()2F x f x f x =+的最小值为3,求实数a 的值;(2)若2a =时,函数()()()g x f x f x =−−的最大值为k ,且()230,0m n k m n +=>>.求123m n+的最小值.【答案】(1)6(2)2 【解析】解:(1)0a >,2aa ∴<,∴函数()()3222232x a x aa F x x a x a x x a a a x x ⎧⎪−>⎪⎪⎛⎫=−+−=≤≤⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫−<⎪ ⎪⎝⎭⎩∴当2a x =时,函数()F x 的最小值为322a aF ⎛⎫== ⎪⎝⎭,6a ∴=.(2)当2a =时,()22g x x x =−−+,()()22224x x x x −−+≤−−+=,4k ∴=,所以234m n +=因为()12112134123442343434n m m n m n m n m n ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝,所以当343n m m n =,即2n =,1m =时,123m n +最小值为2 2.选修4-5:不等式选讲 已知正实数,ab 满足2a b+=. ≤(Ⅱ) 若对任意正实数,a b ,不等式|1||3|x x ab +−−≥恒成立,求实数x 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)见解析.(Ⅱ)3[,)2+∞. 【解析】(Ⅰ)22()262()212a b a b=+++≤+++=≤(Ⅱ)对正实数,a b 有a b +…所以2≤,解得1ab ≤,当且仅当a b =时等号成立. 因为对任意正实数,a b ,|1||3|x x ab +−−≥恒成立, 所以|1||3|1x x +−−≥恒成立.当1x ≤−时,不等式化为1(3)1x x −−−−≥,整理得41−≥,所以不等式无解; 当13x −<<时,不等式化为1(3)1x x +−−≥,解得332x ≤≤; 当3x ≥时,不等式化为1(3)1x x +−−≥,整理得41≥,不等式恒成立. 综上可得x 的取值范围是3[,)2+∞. 3.已知函数()||,f x x x a a R =+∈. (1)若()()111f f +−>,求a 的取值范围; (2)若0a <,对,(,]x y a ∀∈−∞−,不等式3(2)4f x y y a≤+++恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)30.1/mol L NaHCO ;(2)[)3,0−. 【解析】(1)由()()111f f +−>得111a a +−−>, 若1a ≤−,则111a a −−+−>,显然不成立; 若11a −<<,则111a a ++−>,12a >,即112a <<; 若1a ≥,则111a a +−+>,即21>,显然成立, 综上所述,a 的取值范围是30.1/mol L NaHCO . (2)由题意知,要使得不等式恒成立,只需3))42((max min f x y ay ≤+++, 当(,]x a ∈−∞−时,()()f x x x a =−+,所以2()24maxa a f x f ⎛⎫=−= ⎪⎝⎭;因为223344a y y a +++≥−,所以23442a a ≤−,解得31a −≤≤,结合0a <,所以a 的取值范围是[)3,0−. 4.已知函数()3f x x =−. (1)解不等式()241f x x −+≤;(2)当()1f m ≤,()22f n ≤时,存在,m n R ∈,使得42131m n a −−>−,求实数a 的取值范围。
【高中数学】数学高考《不等式选讲》复习资料一、141.不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集,则实数a 的取值范围是( )A .5a ≤B .554a -≤≤C .574a -≤≤D .7a ≤【答案】A【解析】【分析】 原不等式等价于210x x a ---<,设()21f x x x a =---,则由题意得()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩,解之即可求得实数a 的取值范围. 【详解】 不等式等价于210x x a ---<,设()21f x x x a =---,因为不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集,所以()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩,解之得5a ≤. 故选:A.【点睛】本题主要考查绝对值不等式的解法、二次函数的性质,体现化归与等价转化思想,属中等难度题.2.已知()23f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( ) A .()()33f x f a a -≤+B .()()5f x f a a -≤+C .()()24f x f a a -≤+D .()()()231f x f a a -≤+ 【答案】C【解析】【分析】 先表示出()()f x f a -,利用绝对值三角不等式a b a b ±≤+即可求解.【详解】由()23f x x x =+,得()()()(3)f x f a x a x a -=-++,因为1x a -≤,所以()(3)323x a x a x a x a a -++≤++=-++,由绝对值三角不等式得232324x a a x a a a -++≤-++≤+,故()()24f x f a a -≤+一定成立. 故选:C.【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式的灵活应用,在求最值时要注意等号成立的条件,考查逻辑推理能力,属基础题.3.设2sin1sin 2sin 222n n n a =++⋅⋅⋅+,对任意正整数m 、n (m >n )都成立的是( ). A .12n m m a a -<B .12n m m a a ->C .12n m n a a -<D .12n m na a -> 【答案】C【解析】【分析】 先作差,再根据三角函数有界性放缩,进而根据等比数列求和确定选项.【详解】212sin1sin 2sin sin(1)sin(2)sin 222222n m n n n n mn n n m a a a ++++=++⋅⋅⋅+∴-=++⋅⋅⋅+Q 12sin(1)sin(2)sin ||||222m n n n m n n m a a ++++∴-=++⋅⋅⋅+ 12sin(1)sin(2)sin ||||||222n n m n n m ++++≤++⋅⋅⋅+ 11211(1)11111122122222212n m n n n m n m n +-++-≤++⋅⋅⋅+==-<- 故选:C【点睛】本题考查三角函数有界性、等比数列求和以及放缩法,考查综合分析求解与论证能力,属中档题.4.325x -≥不等式的解集是( )A .{|1}x x ≤-B .{|14}x x -≤≤C .{|14}x x x ≤-≥或D .{|4}x x ≥【答案】C【解析】【分析】根据绝对值定义化简不等式,求得解集.【详解】 因为325x -≥,所以325x -≥或325x -≤-,即14x x ≤-≥或,选C.【点睛】本题考查含绝对值不等式解法,考查基本求解能力.5.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( )A .|a+b|+|a-b|>2B .|a+b|+|a-b|<2C .|a+b|+|a-b|=2D .不能比较大小【答案】B【解析】 选B.当(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2,当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.6.设a >0,b >0,且ab -(a +b)≥1,则( )A .a ++1)B .a ++1C .a -1)2D .a +b >+1)【答案】A【解析】【分析】2a b +.所以ab≤14 (a +b)2,所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1,再解不等式 (a +b) 2-4(a +b)-4≥0得解.【详解】2a b +.所以ab≤14 (a +b)2. 所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1. 所以(a +b) 2-4(a +b)-4≥0.因为a >0,b >0,所以a +b≥2+故答案为:A【点睛】本题主要考查基本不等式和不等式的解法,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.7.已知,,x y z ∈R ,若234x y z -+=,则222(5)(1)(3)x y z ++-++的最小值为( ) A .37200 B .2007 C .36 D .40【答案】B【解析】【分析】根据柯西不等式得到不等式关系,进而求解.【详解】根据柯西不等式得到()()()()()()2222221(2)352135313x y z x y z ⎡⎤+-+≥++-+++--++⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()()2222511423164030x y z x y z ⎡⎤++-++≥-++=⎣⎦进而得到最小值是:2007故答案为B.【点睛】 这个题目考查了柯西不等式的应用,比较基础.8.若关于x 的不等式43x x a -++<有实数解,则实数a 的取值范围是( ) A .(7,)+∞B .[)7,+∞C .(1,)+∞D .(1,7)【答案】A【解析】【分析】 利用绝对值的意义可求得43x x -++的最小值为7,由此可得实数a 的取值范围,得到答案.【详解】 由题意43x x -++表示数轴上的x 对应点到4和3-对应点的距离之和,其最小值为7,再由关于x 的不等式43x x a -++<有实数解,可得7a >,即实数x 的取值范围是(7,)+∞,故选A.【点睛】本题主要考查了绝对值的意义,以及函数绝对值不等式的有解问题,其中根据绝对值的意义,求得43x x -++的最小值为7是解得关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.9.不等式|1||2|x x a +--<无实数解,则a 的取值范围是( )A .(,3)-∞B .(3,)-+∞C .(,3]-∞-D .(,3)-∞-【答案】C【解析】【分析】 利用绝对值不等式的性质||||||a b a b -≤-,因此得出||||a b -的范围,再根据无实数解得出a 的范围。
不等式选讲高考导航考试要求重难点击命题展望1.理解绝对值的几何意义,并能用它证明绝对值三角不等式等较简单的不等式.①|a+b|≤|a|+|b|;②|a-b|≤|a-c|+|c-b|.2.能用绝对值的几何意义解几类简单的绝对值型不等式,如|ax+b|≤c或|ax+b|≥c,以及|x-a|+|x-b|≥c或|x-a|+|x-b|≤c类型.3.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法和放缩法.4.了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用它证明一些简单不等式及其他问题.5.了解柯西不等式的几种不同形式:二维形式(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2、向量形式|α|·|β|≥|α·β|、一般形式∑∑∑===•nininiiiiibaba112122)(≥,理解它们的几何意义.掌握柯西不等式在证明不等式和求某些特殊类型的函数极值中的应用.6.了解排序不等式的推导及意义并能简单应用.7.会用数学归纳法证明贝努利不等式:.)1,0,1>(>1)1(的正整数为大于nxxnxx n≠-++本章重点:不等式的基本性质;基本不等式及其应用、绝对值型不等式的解法及其应用;用比较法、分析法、综合法证明不等式;柯西不等式、排序不等式及其应用.本章难点:三个正数的算术——几何平均不等式及其应用;绝对值不等式的解法;用反证法、放缩法证明不等式;运用柯西不等式和排序不等式证明不等式.本专题在数学必修5“不等式”的基础上,进一步学习一些重要的不等式,如绝对值不等式、柯西不等式、排序不等式以及它们的证明,同时了解证明不等式的一些基本方法,如比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法等,会用绝对值不等式、平均值不等式、柯西不等式、排序不等式等解决一些简单问题.高考中,只考查上述知识和方法,不对恒等变形的难度和一些技巧作过高的要求.知识网络§1 绝对值型不等式典例精析题型一解绝对值不等式【例1】设函数f(x)=|x-1|+|x-2|.(1)解不等式f(x)>3;(2)若f(x)>a对x∈R恒成立,求实数a的取值范围.【解析】(1)因为f (x )=|x -1|+|x -2|=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,11,<,23x x x x x所以当x <1时,3-2x >3,解得x <0; 当1≤x ≤2时,f (x )>3无解; 当x >2时,2x -3>3,解得x >3.所以不等式f (x )>3的解集为(-∞,0)∪(3,+∞).(2)因为f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,1<1,,23x x x x x 所以f (x )min =1.因为f (x )>a 恒成立,所以a <1,即实数a 的取值范围是(-∞,1). 【变式训练1】设函数f (x )=|x +1|+|x -2|+a . (1)当a =-5时,求函数f (x )的定义域; (2)若函数f (x )的定义域为R ,试求a 的取值范围.【解析】(1)由题设知|x +1|+|x -2|-5≥0,如图,在同一坐标系中作出函数y =|x +1|+|x -2|和y =5的图象,知定义域为(-∞,-2]∪[3,+∞).(2)由题设知,当x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|+a ≥0,即|x +1|+|x -2|≥-a ,又由(1)知|x +1|+|x -2|≥3, 所以-a ≤3,即a ≥-3. 题型二 解绝对值三角不等式【例2】已知函数f (x )=|x -1|+|x -2|,若不等式|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )对a ≠0,a 、b ∈R 恒成立,求实数x 的范围.【解析】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.【变式训练2】(2010深圳)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 .【解析】(-∞,0)∪{2}.题型三 利用绝对值不等式求参数范围 【例3】(2009辽宁)设函数f (x )=|x -1|+|x -a |. (1)若a =-1,解不等式f (x )≥3; (2)如果∀x ∈R ,f (x )≥2,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|. 由f (x )≥3得|x -1|+|x +1|≥3,①当x ≤-1时,不等式化为1-x -1-x ≥3,即-2x ≥3,不等式组⎩⎨⎧-3≥)(1,≤x f x 的解集为(-∞,-32];②当-1<x ≤1时,不等式化为1-x +x +1≥3,不可能成立,不等式组⎩⎨⎧-3≥)(1,≤<1x f x 的解集为∅;③当x >1时,不等式化为x -1+x +1≥3,即2x ≥3,不等式组⎩⎨⎧3≥)(1,>x f x 的解集为[32,+∞).综上得f (x )≥3的解集为(-∞,-32]∪[32,+∞).(2)若a =1,f (x )=2|x -1|不满足题设条件.若a <1,f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧+-++-1,≥1),(-2<1,<,1,≤,12x a x x a a a x a xf (x )的最小值为1-a .由题意有1-a ≥2,即a ≤-1.若a >1,f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧+-++-,≥1),(-2,<<1,11,≤,12a x a x a x a x a xf (x )的最小值为a -1,由题意有a -1≥2,故a ≥3.综上可知a 的取值范围为(-∞,-1]∪[3,+∞).【变式训练3】关于实数x 的不等式|x -12(a +1)2|≤12(a -1)2与x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0 (a ∈R )的解集分别为A ,B .求使A ⊆B 的a 的取值范围.【解析】由不等式|x -12(a +1)2|≤12(a -1)2⇒-12(a -1)2≤x -12(a +1)2≤12(a -1)2,解得2a ≤x ≤a 2+1,于是A ={x |2a ≤x ≤a 2+1}.由不等式x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0⇒(x -2)[x -(3a +1)]≤0,①当3a +1≥2,即a ≥13时,B ={x |2≤x ≤3a +1},因为A ⊆B ,所以必有⎩⎨⎧++1,3≤1,2≤22a a a 解得1≤a ≤3;②当3a +1<2,即a <13时,B ={x |3a +1≤x ≤2},因为A ⊆B ,所以⎩⎨⎧++2,≤1,2≤132a a a 解得a =-1.综上使A ⊆B 的a 的取值范围是a =-1或1≤a ≤3.总结提高1.“绝对值三角不等式”的理解及记忆要结合三角形的形状,运用时注意等号成立的条件.2.绝对值不等式的解法中,||x <a 的解集是(-a ,a );||x >a 的解集是(-∞,-a )∪(a ,+∞),它可以推广到复合型绝对值不等式||ax +b ≤c ,||ax +b ≥c 的解法,还可以推广到右边含未知数x 的不等式,如||3x +1≤x -1⇒1-x ≤3x +1≤x -1.3.含有两个绝对值符号的不等式,如||x -a +||x -b ≥c 和||x -a +||x -b ≤c 型不等式的解法有三种,几何解法和代数解法以及构造函数的解法,其中代数解法主要是分类讨论的思想方法,这也是函数解法的基础,这两种解法都适宜于x 前面系数不为1类型的上述不等式,使用范围更广.§2 不等式的证明(一)典例精析题型一 用综合法证明不等式【例1】 若a ,b ,c 为不全相等的正数,求证: lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c 2>lg a +lg b +lg c .【证明】 由a ,b ,c 为正数,得lga +b 2≥lg ab ;lg b +c 2≥lg bc ;lg a +c2≥lg ac . 而a ,b ,c 不全相等,所以lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c2>lg ab +lg bc +lg ac =lg a 2b 2c 2=lg(abc )=lg a +lg b +lg c .即lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c 2>lg a +lg b +lg c .【点拨】 本题采用了综合法证明,其中基本不等式是证明不等式的一个重要依据(是一个定理),在证明不等式时要注意结合运用.而在不等式的证明过程中,还要特别注意等号成立的条件是否满足.【变式训练1】已知a ,b ,c ,d 都是实数,且a 2+b 2=1,c 2+d 2=1.求证:|ac +bd |≤1. 【证明】因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以|ac +bd |≤|ac |+|bd |≤a 2+c 22+b 2+d 22=a 2+b 2+c 2+d 22.又因为a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,所以|ac +bd |≤1. 题型二 用作差法证明不等式【例2】 设a ,b ,c 为△ABC 的三边,求证:a 2+b 2+c 2<2(ab +bc +ca ). 【证明】a 2+b 2+c 2-2(ab +bc +ca )=(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2-a 2-b 2-c 2=[(a -b )2-c 2]+[(b -c )2-a 2]+[(c -a )2-b 2].而在△ABC 中,||b -a <c ,所以(a -b )2<c 2,即(a -b )2-c 2<0.同理(a -c )2-b 2<0,(b -c )2-a 2<0,所以a 2+b 2+c 2-2(ab +bc +ca )<0. 故a 2+b 2+c 2<2(ab +bc +ca ).【点拨】 不等式的证明中,比较法特别是作差比较法是最基本的证明方法,而在牵涉到三角形的三边时,要注意运用三角形的三边关系:任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.【变式训练2】设a ,b 为实数,0<n <1,0<m <1,m +n =1,求证:a 2m +b 2n≥(a +b )2.【证明】因为a 2m +b 2n -(a +b )2=na 2+mb 2mn -nm (a 2+2ab +b 2)mn=na 2(1-m )+mb 2(1-n )-2mnab mn=n 2a 2+m 2b 2-2mnab mn =(na -mb )2mn≥0,所以不等式a 2m +b 2n≥(a +b )2成立.题型三 用分析法证明不等式【例3】已知a 、b 、c ∈R +,且a +b +c =1. 求证:(1+a )(1+b )(1+c )≥8(1-a )(1-b )(1-c ).【证明】因为a 、b 、c ∈R +,且a +b +c =1,所以要证原不等式成立, 即证[(a +b +c )+a ][(a +b +c )+b ][(a +b +c )+c ] ≥8[(a +b +c )-a ][(a +b +c )-b ][(a +b +c )-c ],也就是证[(a +b )+(c +a )][(a +b )+(b +c )][(c +a )+(b +c )]≥8(b +c )(c +a )(a +b ).① 因为(a +b )+(b +c )≥2(a +b )(b +c )>0, (b +c )+(c +a )≥2(b +c )(c +a )>0, (c +a )+(a +b )≥2(c +a )(a +b )>0, 三式相乘得①式成立,故原不等式得证.【点拨】 本题采用的是分析法.从待证不等式出发,分析并寻求使这个不等式成立的充分条件的方法叫分析法,概括为“执果索因”.分析法也可以作为寻找证题思路的方法,分析后再用综合法书写证题过程.【变式训练3】设函数f (x )=x -a (x +1)ln(x +1)(x >-1,a ≥0).(1)求f (x )的单调区间;(2)求证:当m >n >0时,(1+m )n <(1+n )m . 【解析】(1)f ′(x )=1-a ln(x +1)-a ,①a =0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(-1,+∞)上是增函数; ②当a >0时,f (x )在(-1,aa -1e -1]上单调递增,在[aa-1e -1,+∞)单调递减.(2)证明:要证(1+m )n <(1+n )m ,只需证n ln(1+m )<m ln(1+n ),只需证ln(1+m )m <ln(1+n )n.设g (x )=ln(1+x )x (x >0),则g ′(x )=x1+x -ln(1+x )x 2=x -(1+x )ln(1+x )x 2(1+x ). 由(1)知x -(1+x )ln(1+x )在(0,+∞)单调递减, 所以x -(1+x )ln(1+x )<0,即g (x )是减函数, 而m >n ,所以g (m )<g (n ),故原不等式成立.总结提高1.一般在证明不等式的题目中,首先考虑用比较法,它是最基本的不等式的证明方法.比较法一般有“作差比较法”和“作商比较法”,用得较多的是“作差比较法”,其中在变形过程中往往要用到配方、因式分解、通分等计算方法.2.用综合法证明不等式的过程中,所用到的依据一般是定义、公理、定理、性质等,如基本不等式、绝对值三角不等式等.3.用分析法证明不等式的关键是对原不等式的等价转换,它是从要证明的结论出发,逐步寻找使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立.4.所谓“综合法”、“分析法”其实是证明题的两种书写格式,而不是真正意义上的证明方法,并不像前面所用的比较法及后面要复习到的三角代换法、放缩法、判别式法、反证法等是一种具体的证明方法(或者手段),而只是两种互逆的证明题的书写格式.§3 不等式的证明(二)典例精析题型一 用放缩法、反证法证明不等式【例1】已知a ,b ∈R ,且a +b =1,求证:(a +2)2+(b +2)2≥252.【证明】 方法一:(放缩法) 因为a +b =1,所以左边=(a +2)2+(b +2)2≥2[(a +2)+(b +2)2]2=12[(a +b )+4]2=252=右边.方法二:(反证法)假设(a +2)2+(b +2)2<252,则 a 2+b 2+4(a +b )+8<252.由a +b =1,得b =1-a ,于是有a 2+(1-a )2+12<252.所以(a -12)2<0,这与(a -12)2≥0矛盾.故假设不成立,所以(a +2)2+(b +2)2≥252.【点拨】 根据不等式左边是平方和及a +b =1这个特点,选用重要不等式a 2 + b 2≥ 2(a + b 2)2来证明比较好,它可以将具备a 2+b 2形式的式子缩小.而反证法的思路关键是先假设命题不成立,结合条件a +b =1,得到关于a 的不等式,最后与数的平方非负的性质矛盾,从而证明了原不等式.当然本题也可以用分析法和作差比较法来证明.【变式训练1】设a 0,a 1,a 2,…,a n -1,a n 满足a 0=a n =0,且有 a 0-2a 1+a 2≥0, a 1-2a 2+a 3≥0, …a n -2-2a n -1+a n ≥0, 求证:a 1,a 2,…,a n -1≤0.【证明】由题设a 0-2a 1+a 2≥0得a 2-a 1≥a 1-a 0. 同理,a n -a n -1≥a n -1-a n -2≥…≥a 2-a 1≥a 1-a 0.假设a 1,a 2,…,a n -1中存在大于0的数,假设a r 是a 1,a 2,…,a n -1中第一个出现的正数. 即a 1≤0,a 2≤0,…,a r -1≤0,a r >0,则有a r -a r -1>0,于是有a n -a n -1≥a n -1-a n -2≥…≥a r -a r -1>0. 并由此得a n ≥a n -1≥a n -2≥…≥a r >0.这与题设a n =0矛盾.由此证得a 1,a 2,…,a n -1≤0成立. 题型二 用数学归纳法证明不等式 【例2】用放缩法、数学归纳法证明: 设a n =1×2+2×3+…+n (n +1),n ∈N *,求证:n (n +1)2<a n <(n +1)22. 【证明】 方法一:(放缩法)n 2<n (n +1)<n +(n +1)2,即n <n (n +1)<2n +12.所以1+2+…+n <a n <12[1+3+…+(2n +1)].所以n (n +1)2<a n <12·(n +1)(1+2n +1)2,即n (n +1)2<a n <(n +1)22.方法二:(数学归纳法)①当n =1时,a 1=2,而1<2<2,所以原不等式成立.②假设n =k (k ≥1)时,不等式成立,即k (k +1)2<a k <(k +1)22.则当n =k +1时,a k +1=1×2+2×3+…+k (k +1)+(k +1)(k +2),所以k (k +1)2+(k +1)(k +2)<a k +1<(k +1)22+(k +1)(k +2).而k (k +1)2+(k +1)(k +2)>k (k +1)2+(k +1)(k +1)=k (k +1)2+(k +1)=(k +1)(k +2)2,(k +1)22+(k +1)(k +2)<(k +1)22+(k +1)+(k +2)2=k 2+4k +42=(k +2)22. 所以(k +1)(k +2)2<a k +1<(k +2)22.故当n =k +1时,不等式也成立.综合①②知当n ∈N *,都有n (n +1)2<a n <(n +1)22.【点拨】 在用放缩法时,常利用基本不等式n (n +1)<n +(n +1)2将某个相乘的的式子进行放缩,而在上面的方法二的数学归纳法的关键步骤也要用到这个公式.在用数学归纳法时要注意根据目标来寻找思路.【变式训练2】已知数列8×112×32,8×232×52,…,8n (2n -1)2(2n +1)2,…,S n 为其前n 项和,计算得S 1=89,S 2=2425,S 3=4849,S 4=8081,观察上述结果推测出计算S n 的公式且用数学归纳法加以证明. 【解析】猜想S n =(2n +1)2-1(2n +1)2(n ∈N +).证明:①当n =1时,S 1=32-132=89,等式成立.②假设当n =k (k ≥1)时等式成立,即S k =(2k +1)2-1(2k +1)2.则S k +1=S k +8(k +1)(2k +1)2(2k +3)2=(2k +1)2-1(2k +1)2+8(k +1)(2k +1)2(2k +3)2=(2k +1)2(2k +3)2-(2k +1)2(2k +1)2(2k +3)2=[2(k +1)+1]2-1[2(k +1)+1]2.即当n =k +1时,等式也成立.综合①②得,对任何n ∈N +,等式都成立. 题型三 用不等式证明方法解决应用问题【例3】某地区原有森林木材存量为a ,且每年增长率为25%,因生产建设的需要每年年底要砍伐的木材量为b ,设a n 为n 年后该地区森林木材存量.(1)求a n 的表达式;(2)为保护生态环境,防止水土流失,该地区每年森林木材量应不少于79a ,如果b =1972a ,那么该地区今后会发生水土流失吗?若会,需要经过几年?(取lg 2=0.30)【解析】(1)依题意得a 1=a (1+14)-b =54a -b ,a 2=54a 1-b =54(54a -b )-b =(54)2a -(54+1)b ,a 3=54a 2-b =(54)3a -[(54)2+(54+1)]b ,由此猜测a n =(54)n a -[(54)n -1+(54)n -2+…+54-4[(54)n -1]b (n ∈N +).下面用数学归纳法证明:①当n =1时,a 1=54a -b ,猜测成立.②假设n =k (k ≥2)时猜测成立,即a k =(54)k a -4[(54)k -1]b 成立.那么当n =k +1时,a k +1=54a k -b =54⎩⎨⎧⎭⎬⎫(54)k a -4[(54)k -1]b -b =(54)k +1a -4[(54)k +1-1]b ,即当n =k +1时,猜测仍成立.由①②知,对任意n ∈N +,猜测成立.(2)当b =1972a 时,若该地区今后发生水土流失,则森林木材存量必须少于79a ,所以(54)n a -4[(54)n -1]·1972a <79a ,整理得(54)n >5,两边取对数得n lg 54>lg 5,所以n >lg 5lg 5-2lg 2=1-lg 21-3lg 2≈1-0.301-3×0.30=7.故经过8年该地区就开始水土流失.【变式训练3】经过长期观测得到:在交通繁忙的时段内,某公路段汽车的车流量y (千辆/时)与汽车的平均速度v (千米/时)之间的函数关系为y =920vv 2+3v +1 600(v >0).(1)在该时段内,当汽车的平均速度v 为多少时,车流量最大?最大车流量为多少?(精确到0.1千辆/时) (2)若要求在该时段内车流量超过10千辆/时,则汽车的平均速度应在什么范围内?【解析】(1)依题意,y =9203+(v +1 600v)≤9203+2 1 600=92083,当且仅当v =1 600v,即v =40时,上式等号成立,所以y max =92083≈11.1(千辆/时).(2)由条件得920vv 2+3v +1 600>10,整理得v 2-89v +1 600<0,即(v -25)(v -64)<0,解得25<v <64.答:当v =40千米/时时,车流量最大,最大车流量约为11.1千辆/时.如果要求在该时段内车流量超过10千辆/时,则汽车的平均速度应大于25千米/时且小于64千米/时.总结提高1.有些不等式,从正面证如果不易说清,可以考虑反证法,凡是含有“至少”、“唯一”或者其他否定词的命题适用反证法.在一些客观题如填空、选择题之中,也可以用反证法的方法进行命题正确与否的判断.2.放缩法是证明不等式特有的方法,在证明不等式过程中常常要用到它,放缩要有目标,目标在结论和中间结果中寻找.常用的放缩方法有:(1)添加或舍去一些项,如a 2+1>||a ,n (n +1)>n ; (2)将分子或分母放大(或缩小);(3)利用基本不等式,如n (n +1)<n +(n +1)2;(4)利用常用结论,如k +1-k =1k +1+k <12k,1k 2<1k (k -1)=1k -1-1k ; 1k 2>1k (k +1)=1k -1k +1(程度大); 1k 2<1k 2-1=1(k -1)(k +1)=12(1k -1-1k +1) (程度小). 3.用数学归纳法证明与自然数有关的不等式的证明过程与用数学归纳法证明其他命题一样,先要奠基,后进行假设与推理,二者缺一不可.§4 柯西不等式和排序不等式典例精析题型一 用柯西不等式、排序不等式证明不等式【例1】设a 1,a 2,…,a n 都为正实数,证明:a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2n a 1≥a 1+a 2+…+a n .【证明】方法一:由柯西不等式,有(a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2na 1)(a 2+a 3+…+a n +a 1)≥ (a 1a 2·a 2+a 2a 3·a 3+…+a n a 1·a 1)2=(a 1+a 2+…+a n )2. 不等式两边约去正数因式a 1+a 2+…+a n 即得所证不等式.方法二:不妨设a 1≤a 2≤…≤a n ,则a 21≤a 22≤…≤a 2n ,1a 1≥1a 2≥…≥1a n. 由排序不等式有a 21·1a 2+a 22·1a 3+…+a 2n -1·1a n +a 2n ·1a 1≥a 21·1a 1+a 22·1a 2+…+a 2n ·1a n =a 1+a 2+…+a n , 故不等式成立.方法三:由均值不等式有a 21a 2+a 2≥2a 1,a 22a 3+a 3≥2a 2,…,a 2na 1+a 1≥2a n ,将这n 个不等式相加得 a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2na 1+a 2+a 3+…+a n +a 1≥2(a 1+a 2+…+a n ),整理即得所证不等式. 【点拨】 根据所证不等式的结构形式观察是否符合柯西不等式、排序不等式的结构形式或有相似之处.将其配成相关结构形式是解决问题的突破口,有时往往要进行添项、拆项、重组、配方等方法的处理.【变式训练1】已知a +b +c =1,且a 、b 、c 是正数,求证:2a +b +2b +c +2c +a≥9.【证明】左边=[2(a +b +c )](1a +b +1b +c +1c +a )=[(a +b )+(b +c )+(c +a )](1a +b +1b +c +1c +a)≥(1+1+1)2=9,(或左边=[(a +b )+(b +c )+(c +a )](1a +b +1b +c +1c +a)=3+a +b b +c +a +b c +a +b +c a +b +b +c c +a +c +a a +b +c +a b +c≥3+2b ac b c b b a ++++•+2b a a c a c b a ++++•+2c b ac a c c b ++++•=9) 所以2a +b +2b +c +2c +a≥9.题型二 用柯西不等式求最值【例2】 若实数x ,y ,z 满足x +2y +3z =2,求x 2+y 2+z 2的最小值. 【解析】 由柯西不等式得,(12+22+32)(x 2+y 2+z 2)≥(x +2y +3z )2=4(当且仅当1=kx,2=ky,3=kz 时等号成立,结合x +2y +3z =2,解得x =17,y =27,z =37),所以14(x 2+y 2+z 2)≥4.所以x 2+y 2+z 2≥27.故x 2+y 2+z 2的最小值为27.【点拨】 根据柯西不等式,要求x 2+y 2+z 2的最小值,就要给x 2+y 2+z 2再配一个平方和形式的因式,再考虑需要出现定值,就要让柯西不等式的右边出现x +2y +3z 的形式,从而得到解题思路.由此可见,柯西不等式可以应用在求代数式的最值中.【变式训练2】已知x 2+2y 2+3z 2=1817,求3x +2y +z 的最小值.【解析】因为(x 2+2y 2+3z 2)[32+(2)2+(13)2]≥(3x +2y ·2+3z ·13)2≥(3x +2y +z )2,所以(3x +2y +z )2≤12,即-23≤3x +2y +z ≤23,当且仅当x =-9317,y =-3317,z =-317时,3x +2y +z 取最小值,最小值为-2 3. 题型三 不等式综合证明与运用【例3】 设x >0,求证:1+x +x 2+…+x 2n ≥(2n +1)x n .【证明】(1)当x ≥1时,1≤x ≤x 2≤…≤x n ,由排序原理:顺序和≥反序和得 1·1+x ·x +x 2·x 2+…+x n ·x n ≥1·x n +x ·x n -1+…+x n -1·x +x n ·1, 即1+x 2+x 4+…+x 2n ≥(n +1)x n .①又因为x ,x 2,…,x n ,1为序列1,x ,x 2,…,x n 的一个排列,于是再次由排序原理:乱序和≥反序和得1·x +x ·x 2+…+x n -1·x n +x n ·1≥1·x n +x ·x n -1+…+x n -1·x +x n ·1,即x+x3+…+x2n-1+x n≥(n+1)x n,②将①和②相加得1+x+x2+…+x2n≥(2n+1)x n.③(2)当0<x<1时,1>x>x2>…>x n.由①②仍然成立,于是③也成立.综合(1)(2),原不等式成立.【点拨】分类讨论的目的在于明确两个序列的大小顺序.【变式训练3】把长为9 cm的细铁线截成三段,各自围成一个正三角形,求这三个正三角形面积和的最小值.【解析】设这三个正三角形的边长分别为a、b、c,则a+b+c=3,且这三个正三角形面积和S满足:3S=34(a2+b2+c2)(12+12+12)≥34(a+b+c)2=934⇒S≥334.当且仅当a=b=c=1时,等号成立.总结提高1.柯西不等式是基本而重要的不等式,是推证其他许多不等式的基础,有着广泛的应用.教科书首先介绍二维形式的柯西不等式,再从向量的角度来认识柯西不等式,引入向量形式的柯西不等式,再介绍一般形式的柯西不等式,以及柯西不等式在证明不等式和求某些特殊类型的函数极值中的应用.2.排序不等式也是基本而重要的不等式.一些重要不等式可以看成是排序不等式的特殊情形,例如不等式a2+b2≥2ab.有些重要不等式则可以借助排序不等式得到简捷的证明.证明排序不等式时,教科书展示了一个“探究——猜想——证明——应用”的研究过程,目的是引导学生通过自己的数学活动,初步认识排序不等式的数学意义、证明方法和简单应用.3.利用柯西不等式或排序不等式常常根据所求解(证)的式子结构入手,构造适当的两组数,有难度的逐步调整去构造.对于具体明确的大小顺序、数目相同的两列数考虑它们对应乘积之和的大小关系时,通常考虑排序不等式.嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇。
2020年高考理科数学《不等式选讲》题型归纳与训练【题型归纳】题型一 解绝对值不等式例1、设函数f (x )=|x -1|+|x -2|.(1)解不等式f (x )>3;(2)若f (x )>a 对x ∈R 恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)(-∞,0)∪(3,+∞);(2)(-∞,1).【解析】(1)因为f (x )=|x -1|+|x -2|=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,11,<,23x x x x x所以当x <1时,3-2x >3,解得x <0;当1≤x ≤2时,f (x )>3无解;当x >2时,2x -3>3,解得x >3.所以不等式f (x )>3的解集为(-∞,0)∪(3,+∞).(2)因为f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,1<1,,23x x x x x 所以f (x )min =1.因为f (x )>a 恒成立,【易错点】如何恰当的去掉绝对值符号【思维点拨】用零点分段法解绝对值不等式的步骤:(1)求零点;(2)划区间、去绝对值号;(3)分别解去掉绝对值的不等式;(4)取每个结果的并集,注意在分段时不要遗漏区间的端点值.题型二 利用绝对值的几何意义或图象解不等式例2、(1)若不等式|x -1|+|x +2|≥a 2+12a +2对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是________.【答案】(1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1-174,-1+174. 【解析】(1)∵|x -1|+|x +2|≥|(x -1)-(x -2)|=3,∴a 2+12a +2≤3,解得-1-174≤a ≤-1+174. 即实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1-174,-1+174. 【易错点】绝对值的几何意义和如何把恒成立问题转化为最值问题【思维点拨】解含参数的不等式存在性问题,只要求出存在满足条件的x 即可;不等式的恒成立问题,可转化为最值问题,即f (x )<a 恒成立⇔a >f (x )max ,f (x )>a 恒成立⇔a <f (x )min .题型三 不等式的证明与应用例3、设a ,b ,c ,d 均为正数,且a +b =c +d ,证明:(1)若ab >cd ,则a +b >c +d ; (2)a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.【答案】略.【解析】[证明] (1)因为(a +b )2=a +b +2ab ,(c +d )2=c +d +2cd ,由题设a +b =c +d ,ab >cd 得(a +b )2>(c +d )2. 因此a +b >c +d .(2)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(1)得a +b >c +d . ②若a +b >c +d ,则(a +b )2>(c +d )2,即a +b +2ab >c +d +2cd .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,a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.【易错点】不等式的恒等变形.【思维点拨】分析法是证明不等式的重要方法,当所证不等式不能使用比较法且与重要不等式、基本不等式没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.【巩固训练】题型一 解绝对值不等式1.不等式|x -1|+|x +2|≥5的解集为________【答案】{x |x ≤-3或x ≥2}.【解析】原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,(x -1)+(x +2)≥5 或⎩⎪⎨⎪⎧-2<x <1,-(x -1)+(x +2)≥5或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-2,-(x -1)-(x +2)≥5, 解得x ≥2或x ≤-3.故原不等式的解集为{x |x ≤-3或x ≥2}.2.已知函数f (x )=|x +a |+|x -2|.(1)当a =-3时,求不等式f (x )≥3的解集;(2)若f (x )≤|x -4|的解集包含[1,2],求a 的取值范围【答案】(1){x |x ≤1或x ≥4};(2)[-3,0].【解析】(1)当a =-3时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -2x +5,x ≤2,1,2<x <3,2x -5,x ≥3.当x ≤2时,由f (x )≥3得-2x +5≥3,解得x ≤1;当2<x <3时,f (x )≥3无解;当x ≥3时,由f (x )≥3得2x -5≥3,解得x ≥4;所以f (x )≥3的解集为{x |x ≤1或x ≥4}.(2)f (x )≤|x -4|⇔|x -4|-|x -2|≥|x +a |.当x ∈[1,2]时,|x -4|-|x -2|≥|x +a |⇔4-x -(2-x )≥|x +a |⇔-2-a ≤x ≤2-a .由条件得-2-a ≤1且2-a ≥2,即-3≤a ≤0.故满足条件的a 的取值范围为[-3,0].3.设函数f (x )=|x +1|+|x -2|+a .(1)当a =-5时,求函数f (x )的定义域;(2)若函数f (x )的定义域为R ,试求a 的取值范围.【答案】(1)(-∞,-2]∪[3,+∞);(2)a ≥-3.【解析】(1)由题设知|x +1|+|x -2|-5≥0,如图,在同一坐标系中作出函数y =|x +1|+|x -2|和y =5的图象,知定义域为(-∞,-2]∪[3,+∞).(2)由题设知,当x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|+a ≥0,即|x +1|+|x -2|≥-a ,又由(1)知|x +1|+|x -2|≥3, 所以-a ≤3,即a ≥-3.题型二 利用绝对值的几何意义或图象解不等式1.已知函数.(1)图中画出的图像;()123f x x x =+--()y f x =(2)求不等式的解集.【答案】(1)见解析(2). 【解析】⑴如图所示:(2)()()()()+∞⋃⋃⎪⎭⎫ ⎝⎛∞->∴><<<><≤∴<>>-≥<<<<-∴<>>-<<--≤∴<>>-≤>⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥-<<---≤-=5,1,331,解集为1x f ,5x 或3x 1或31x 综上,5x 或3x 23,3x 或5x 解得14x ,23x 当23x 1或31x 131x 或1x 解得1,23x ,23x 1当1x ,3x 或5x 解得1,4x ,1x 当1,x f 23x x,423x 12,3x 1x 4,x f2.不等式|x +1|-|x -2|>k 的解集为R ,则实数k 的取值范围是__________.【答案】(-∞,-3)【解析】解法一:根据绝对值的几何意义,设数x ,-1,2在数轴上对应的点分别为P ,A ,B ,则原不等式等价于P A -PB >k 恒成立.∵AB =3,即|x +1|-|x -2|≥-3.故当k <-3时,原不等式恒成立.解法二:令y =|x +1|-|x -2|,则y =⎩⎪⎨⎪⎧ -3,x ≤-1,2x -1,-1<x <2,3,x ≥2,()1f x >()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U U ,,,要使|x+1|-|x-2|>k恒成立,从图象中可以看出,只要k<-3即可.故k<-3满足题意.题型三不等式的证明与应用1.已知a、b、c∈R+,且a+b+c=1;求证:(1+a)(1+b)(1+c)≥8(1-a)(1-b)(1-c).【答案】略.【解析】证明:因为a、b、c∈R+,且a+b+c=1,所以要证原不等式成立,即证[(a+b+c)+a][(a+b+c)+b][(a+b+c)+c]≥8[(a+b+c)-a][(a+b+c)-b][(a+b+c)-c],也就是证[(a+b)+(c+a)][(a+b)+(b+c)][(c+a)+(b+c)]≥8(b+c)(c+a)(a+b).①因为(a+b)+(b+c)≥2(a+b)(b+c)>0,(b+c)+(c+a)≥2(b+c)(c+a)>0,(c+a)+(a+b)≥2(c+a)(a+b)>0,三式相乘得①式成立,故原不等式得证.2.设a、b、c、d均为正数,且a+b=c+d,证明:(1)若ab>cd,则a+b>c+d;(2)a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件.【答案】略.【解析】证明(1)因为(a+b)2=a+b+2ab,(c+d)2=c+d+2cd,由题设a+b=c+d,ab>cd得(a+b)2>(c+d)2.因此a+b>c+d.(2)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(1)得a+b>c+d.②若a+b>c+d,则(a+b)2>(c+d)2,即a+b+2ab>c+d+2cd.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,a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.3.设a 、b 、c 均为正数,且a +b +c =1.证明:(1)ab +bc +ac ≤13; (2)a 2b +b 2c +c 2a≥1. 【答案】略.【解析】(1)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. (2)因为a 2b +b ≥2a ,b 2c +c ≥2b ,c 2a+a ≥2c , 故a 2b +b 2c +c 2a+(a +b +c )≥2(a +b +c ), 即a 2b +b 2c +c 2a≥a +b +c . 所以a 2b +b 2c +c 2a≥1.。
《不等式选讲》知识梳理+题型归纳+强化训练一、基础知识梳理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|.3.基本不等式定理1:设a,b∈R,则a2+b2≥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+c3≥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a1、a2、…、a n为n个正数,则a1+a2+…+a nn≥na1a2…a n,当且仅当a1=a2=…=a n时,等号成立.5.不等式的证明方法证明不等式常用的方法有比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法等.双基自测1.不等式1<|x+1|<3的解集为________.答案(-4,-2)∪(0,2)2.不等式|x-8|-|x-4|>2的解集为________.解析令:f(x)=|x-8|-|x-4|,x≤4,2x+12,4<x≤8,4,x>8,当x≤4时,f(x)=4>2;当4<x≤8时,f(x)=-2x+12>2,得x<5,∴4<x<5;当x>8时,f(x)=-4>2不成立.故原不等式的解集为:{x|x<5}.答案{x|x<5}3.已知关于x的不等式|x-1|+|x|≤k无解,则实数k的取值范围是________.解析∵|x-1|+|x|≥|x-1-x|=1,∴当k<1时,不等式|x-1|+|x|≤k无解,故k<1.答案k<14.若不等式|3x-b|<4的解集中的整数有且仅有1,2,3,则b的取值范围为________.解析由|3x-b|<4,得b-43<x<b+43,≤b-43<1,<b+43≤4,解得5<b<7.答案(5,7)5.如果关于x的不等式|x-a|+|x+4|≥1的解集是全体实数,则实数a的取值范围是________.解析在数轴上,结合实数绝对值的几何意义可知a≤-5或a≥-3.答案(-∞,-5]∪[-3,+∞)考向一含绝对值不等式的解法【例1】►设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|.(1)解不等式f (x )>2;(2)求函数y =f (x )的最小值.[审题视点]第(1)问:采用分段函数解不等式;第(2)问:画出函数f (x )的图象可求f (x )的最小值.解(1)f (x )=|2x +1|-|x -4|x -5x -3-12≤x <+5(x ≥4).当x <-12时,由f (x )=-x -5>2得,x <-7.∴x <-7;当-12≤x <4时,由f (x )=3x -3>2,得x >53,∴53<x <4;当x ≥4时,由f (x )=x +5>2,得x >-3,∴x ≥4.故原不等式的解集为|x <-7或x >53(2)画出f (x )的图象如图:∴f (x )min =-92.方法小结:(1)用零点分段法解绝对值不等式的步骤:①求零点;②划区间、去绝对值号;③分别解去掉绝对值的不等式;④取每个结果的并集,注意在分段时不要遗漏区间的端点值.(2)用图象法,数形结合可以求解含有绝对值的不等式,使得代数问题几何化,即通俗易懂,又简洁直观,是一种较好的方法.【训练1】设函数f (x )=|x -1|+|x -a |.(1)若a =-1,解不等式f (x )≥3;(2)如果∀x ∈R ,f (x )≥2,求a 的取值范围.解(1)当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|,f (x )2x ,x <-1,,-1≤x ≤1,x ,x >1.作出函数f (x )=|x -1|+|x +1|的图象.|x ≤-32或x (2)若a =1,f (x )=2|x -1|,不满足题设条件;若a <1,f (x )2x +a +1,x ≤a ,-a ,a <x <1,x -(a +1),x ≥1,f (x )的最小值为1-a .若a >1,f (x )2x +a +1,x ≤1,-1,1<x <a ,x -(a +1),x ≥a ,f (x )的最小值为a -1.∴对于∀x ∈R ,f (x )≥2的充要条件是|a -1|≥2,∴a 的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).考向二不等式的证明【例2】►证明下列不等式:(1)设a ≥b >0,求证:3a 3+2b 3≥3a 2b +2ab 2;(2)a 2+4b 2+9c 2≥2ab +3ac +6bc ;(3)a6+8b6+127c6≥2a2b2c2.[审题视点](1)作差比较;(2)综合法;(3)利用柯西不等式.证明(1)3a3+2b3-(3a2b+2ab2)=3a2(a-b)-2b2(a-b)=(a-b)(3a2-2b2).∵a≥b>0,∴a-b≥0,3a2-2b2>0.∴(a-b)(3a2-2b2)≥0.∴3a2+2b3≥3a2b+2ab2.(2)∵a2+4b2≥2a2·4b2=4ab,a2+9c2≥2a2·9c2=6ac,4b2+9c2≥24b2·9c2=12bc,∴2a2+8b2+18c2≥4ab+6ac+12bc,∴a2+4b2+9c2≥2ab+3ac+6bc.(3)a6+8b6+127c6≥33827a6b6c6=3×23a2b2c2=2a2b2c2,∴a6+8b6+127c6≥2a2b2c2.方法总结:(1)作差法应该是证明不等式的常用方法.作差法证明不等式的一般步骤是:①作差;②分解因式;③与0比较;④结论.关键是代数式的变形能力.(2)注意观察不等式的结构,利用基本不等式或柯西不等式证明.【训练2】已知a,b,c均为正数,证明:a2+b2+c2+1b+≥63,并确定a,b,c为何值时,等号成立.证明法一因为a,b,c均为正数,由基本不等式得,a2+b2+c2≥3(abc)2 3,①1 a+1b+1c≥3(abc)-13,所以+1b+≥9(abc)-23,②故a2+b2+c2+1b+≥3(abc)23+9(abc)-23.又3(abc)23+9(abc)-23≥227=63,③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)23=9(abc)-23时,③式等号成立.故当且仅当a=b=c=314时,原不等式等号成立.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+ac.①同理1a2+1b2+1c2≥1ab+1bc+1ac,②故a2+b2+c2+1b+≥ab+bc+ac+3ab+3bc+3ac≥6 3.③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a=b=c,(ab)2=(bc)2=(ac)2=3时,③式等号成立.故当且仅当a=b=c=314时,原不等式等号成立.考向三利用基本不等式或柯西不等式求最值【例3】►已知a,b,c∈R+,且a+b+c=1,求3a+1+3b+1+3c+1的最大值.[审题视点]先将(3a+1+3b+1+3c+1)平方后利用基本不等式;还可以利用柯西不等式求解.解法一利用基本不等式∵(3a+1+3b+1+3c+1)2=(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)+23a+1·3b+1+23b+1·3c+1+23a+1·3c+1≤(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)+[(3a+1)+(3b+1)]+[(3b+1)+(3c+1)]+[(3a+1)+(3c+1)]=3[(3a+1)+(3b+1)+(3c+1)]=18,∴3a+1+3b+1+3c+1≤32,∴(3a+1+3b+1+3c+1)max=32.法二利用柯西不等式∵(12+12+12)[(3a +1)2+(3b +1)2+(3c +1)2]≥(1·3a +1+1·3b +1+1·3c +1)2∴(3a +1+3b +1+3c +1)2≤3[3(a +b +c )+3].又∵a +b +c =1,∴(3a +1+3b +1+3c +1)2≤18,∴3a +1+3b +1+3c +1≤3 2.当且仅当3a +1=3b +1=3c +1时,等号成立.∴(3a +1+3b +1+3c +1)max =32.方法总结:利用基本不等式或柯西不等式求最值时,首先要观察式子特点,构造出基本不等式或柯西不等式的结构形式,其次要注意取得最值的条件是否成立.【训练3】已知a +b +c =1,m =a 2+b 2+c 2,求m 的最小值.解法一∵a +b +c =1,∴a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ac =1,又∵a 2+b 2≥2ab ,a 2+c 2≥2ac ,b 2+c 2≥2bc ,∴2(a 2+b 2+c 2)≥2ab +2ac +2bc ,∴1=a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ac ≤3(a 2+b 2+c 2).∴a 2+b 2+c 2≥13.当且仅当a =b =c 时,取等号,∴m min =13法二利用柯西不等式∵(12+12+12)(a 2+b 2+c 2)≥(1·a +1·b +1·c )=a +b +c =1.∴a 2+b 2+c 2≥13,当且仅当a =b =c 时,等号成立.∴m min =13如何求解含绝对值不等式的综合问题从近两年的新课标高考试题可以看出,高考对《不等式选讲》的考查难度要求有所降低,重点考查含绝对值不等式的解法(可能含参)或以函数为背景证明不等式,题型为填空题或解答题.【示例】►(本题满分10分)(2011·新课标全国)设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},求a的值.分析:第(2)问解不等式|x-a|+3x≤0的解集,结果用a表示,再由{x|x≤-1}求a.[解答示范](1)当a=1时,f(x)≥3x+2可化为|x-1|≥2.由此可得x≥3或x≤-1.(3分)故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x≥3或x≤-1}.(5分)(2)由f(x)≤0得,|x-a|+3x≤0.≥a,-a+3x≤0≤a,-x+3x≤0,≥a,≤a4≤a,≤-a2.(8分)因为a>0|x≤-a2由题设可得-a2=-1,故a=2.(10分)方法总结:本题综合考查了含绝对值不等式的解法,属于中档题.解含绝对值的不等式主要是通过同解变形去掉绝对值符号转化为一元一次和一元二次不等式(组)进行求解.含有多个绝对值符号的不等式,一般可用零点分段法求解,对于形如|x-a|+|x-b|>m或|x-a|+|x-b|<m(m为正常数),利用实数绝对值的几何意义求解较简便.【试一试】已知函数f(x)=|x-2|-|x-5|.(1)证明:-3≤f(x)≤3;(2)求不等式f(x)≥x2-8x+15的解集.[尝试解答](1)f(x)=|x-2|-|x-5|3,x≤2,x-7,2<x<5,,x≥5.当2<x<5时,-3<2x-7<3.所以-3≤f(x)≤3.(2)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 |5-3≤x <5};当x ≥5时,f (x )≥x 2-8x +15的解集为{x |5≤x ≤6}.综上,不等式f (x )≥x 2-8x +15的解集为{x |5-3≤x ≤6}.二、常考题型归纳(一)均值不等式在证明中的应用1.(1)已知,,,a b R x y R +∈∈,求证:()222x y x y a b a b ++≥+;(2)已知实数,x y 满足:2221x y +=,试利用(1)求2221x y+的最小值.(1)证:()()2222222222x y bx ay a b x y x y xy x y ab a b ⎛⎫++=+++≥++=+⇒ ⎪⎝⎭()222x y x y a b a b ++≥+(当且仅当x y a b =时,取等号);(2)解:()222222222212121922x y x y x y ++=+≥=+,当且仅当2213x y ==时,2221x y +的最小值是9.考点:均值不等式在证明中的应用、综合法证明不等式(二)绝对值不等式1.单绝对值不等式2.已知函数254,0()22,0x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨->⎪⎩若函数()y f x a x =-恰有4个零点,则实数a 的取值范围为_______.答案:(1,2)解析:分别作出函数()y f x =与||y a x =的图像,由图知,0a <时,函数()y f x =与||y a x =无交点,0a =时,函数()y f x =与||y a x =有三个交点,故0.a >当0x >,2a ≥时,函数()y f x =与||y a x =有一个交点,当0x >,02a <<时,函数()y f x =与||y a x =有两个交点,当0x <时,若y ax =-与254,(41)y x x x =----<<-相切,则由0∆=得:1a =或9a =(舍),因此当0x <,1a >时,函数()y f x =与||y a x =有两个交点,当0x <,1a =时,函数()y f x =与||y a x =有三个交点,当0x <,01a <<时,函数()y f x =与||y a x =有四个交点,所以当且仅当12a <<时,函数()y f x =与||y a x =恰有4个交点.考点:单绝对值不等式3.存在0x <,使得不等式22x x t <--成立,则实数t 的取值范围为_______答案:9,24⎛⎫- ⎪⎝⎭解析:不等式22x x t <--,即22x t x -<-,令11,y x t y =-的图象是关于x t =对称的一个V 字形图形,其象位于第一、二象限;222y x =-,是一个开口向下,关于y 轴对称,最大值为2的抛物线;要存在0x <,使不等式22x t x -<-成立,则1y 的图象应该在第二象限和2y 的图象有交点,两种临界情况,①当0t ≤时,1y 的右半部分和2y 在第二象限相切:1y 的右半部分即1y x t =-,联列方程22y x ty x =-=-,只有一个解;即22x t x -=-,即220x x t +--=,1480t ∆=++=,得:94t =-;此时1y 恒大于等于2y ,所以94t =-取不到;所以904t -<≤;②当0t >时,要使1y 和2y 在第二象限有交点,即1y 的左半部分和2y 的交点的位于第二象限;无需联列方程,只要1y 与y 轴的交点小于2即可;1y t x =-与y 轴的交点为(0,)t ,所以2t <,又因为0t >,所以02t <<;综上,实数t 的取值范围是:924t -<<;故答案为:9,24⎛⎫- ⎪⎝⎭.考点:单绝对值不等式6.2.2同系数绝对值相加型不等式4.已知函数()|21||2|f x x x a =-++,()3g x x =+.(1)当2a =-时,求不等式()()f x g x <的解集;(2)设1a >-,且当1[,)22a x ∈-时,()()f x g x ≤,求a 的取值范围.(1)当2a =-时,令15,21212232,1236,1x x y x x x x x x x ⎧-≤⎪⎪⎪=-+---=--≤≤⎨⎪->⎪⎪⎩,作出函数图像可知,当(0,2)x ∈时,0y <,故原不等式的解集为}{02x x <<;(2)依题意,原不等式化为13a x +≤+,故2x a ≥-对1,22a ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭都成立,故22a a -≥-,故43a ≤,故a 的取值范围是41,3⎛⎤- ⎥⎝⎦.考点:同系数绝对值相加型不等式6.2.3同系数绝对值相减型不等式5.已知函数()25f x x x =---(1)证明:3()3;f x -≤≤(2)求不等式2()815f x x x ≥-+的解集.(1)3,2()2527,253,5x f x x x x x x -≤⎧⎪=---=-<<⎨⎪≥⎩当25x <<时,3273x -<-<,所以, 33fx -≤≤(2)由(1)可知当2x ≤时,2()815f x x x ≥-+的解集为空集;当25x <<时,2()815f x x x ≥-+的解集为}{|55x x ≤≤当5x ≥时,2()815f x x x ≥-+的解集为}{|56x x ≤≤综上:不等式2()815f x x x ≥-+的解集:}{|56x x ≤≤考点:同系数绝对值相减型不等式6.2.4不同系数绝对值相加减型不等式6.设函数()212f x x x =+--(1)求不等式()2f x >的解集;(2)若()211,2x R f x t t ∀∈≥-恒成立,求实数t 的取值范围.(1)由题意得13,21()31,223,2x x f x x x x x ⎧--<-⎪⎪⎪=--≤<⎨⎪+≥⎪⎪⎩当12x <-时,不等式化为32x -->,解得55x x <-∴<-,当122x -≤<时,不等式化为312x ->,解得112x x >∴<<,当2x ≥时,不等式化为32x +>,解得12x x >-∴≥,综上,不等式的解集为{}15x x x ><-或.(2)由(1)得()min 52f x =-,若x R ∀∈,()2112f x t t ≥-恒成立,则只需()2min 51122f x t t =-≥-,解得152t ≤≤,综上,t 的取值范围为1,52⎡⎤⎢⎥⎣⎦考点:不同系数绝对值相加减型不等式6.3已知绝对值不等式解求参数7.设函数()3,0f x x a x a =-+>(1)当1a =时,求不等式()32f x x ≥+的解集;(2)如果不等式()0f x ≤的解集为{}1x x ≤-,求a 的值.(1)当1a =时,()32f x x ≥+可化为|1|2x -≥.由此可得3x ≥或1x ≤-.故不等式()32f x x ≥+的解集为{|3x x ≥或1}x ≤-.(2)由()0f x ≤得30x a x -+≤此不等式化为不等式组30x a x a x ≥⎧⎨-+≤⎩或30x a a x x ≤⎧⎨-+≤⎩即4x a a x ≥⎧⎪⎨≤⎪⎩或2x a aa ≤⎧⎪⎨≤-⎪⎩因为0a >,所以不等式组的解集为{}|2a x x ≤-由题设可得=-12a -,故2a =考点:已知绝对值不等式解求参数6.4已知绝对值不等式解的范围求参数范围8.已知函数()|||2|f x x a x =++-.(1)当3a =-时,求不等式()3f x ≥的解集;(2)若()|4|f x x ≤-的解集包含[1,2],求a 的取值范围.答案:(1)当3a =-时,52(2)()|3||2|1(23)25(3)x x f x x x x x x -<⎧⎪=-+-=≤≤⎨⎪->⎩所以不等式()3f x ≥可化为2523x x <⎧⎨-≥⎩,或2313x ≤≤⎧⎨≥⎩,或3253x x >⎧⎨-≥⎩解得1x ≤或4x ≥因此不等式()3f x ≥的解集为{|1x x ≤或4}x ≥(2)由已知()|4|f x x ≤-即为|||2||4|x a x x ++-≤-,也即|||4||2|x a x x +≤---若()|4|f x x ≤-的解集包含[1,2],则[1,2]x ∀∈,|||4||2|x a x x +≤---,也就是[1,2]x ∀∈,||2x a +≤,所以[1,2]x ∀∈,22x a x a +≥-⎧⎨+≤⎩,从而1222a a +≥-⎧⎨+≤⎩,解得30a -≤≤因此a 的取值范围为[3,0]a ∈-.考点:已知绝对值不等式解的范围求参数范围、同系数绝对值不等式相加减6.5含绝对值不等式的恒成立问题9.已知函数()2121f x x x =++-,(1)若对任意的x 有()f x a ≥成立,求a 的取值范围;(2)若不等式12()02a b a a b f x ++-+≥,对于任意的,a b 都成立,求x 的取值范围.(1)根据题意,a 小于等于()f x 的最小值由14,211()2,2214,2x x f x x x x ⎧-≤-⎪⎪⎪=-<<⎨⎪⎪≥⎪⎩可得min ()2f x =所以2a ≤(2)当0ab +=即a b =-时,20()0b f x -⋅≥恒成立,x R ∴∈当0a b +≠时,由绝对值不等式得性质可得2(2)a b a a b a a b ++≥+-=+,当且仅当(2)0a b a +≤时取=“”,21a b a a b++≥+恒成立,12()02a b a a b f x ++-+≥,21()2a b a f x a b ++≥+1()12f x ∴≤,()2f x ≤1122x -≤≤考点:含绝对值不等式的恒成立问题、同系数绝对值相加型不等式6.6含绝对值不等式的能成立问题10.已知函数()13f x x x =-++.(1)求x 的取值范围,使()f x 为常数函数.(2)若关于x 的不等式()0f x a -≤有解,求实数a 的取值范围.(1)()22,3134,3122,1x x f x x x x x x --<-⎧⎪=-++=-≤≤⎨⎪+>⎩则当[]3,1x ∈-时,()f x 为常数函数.(2)方法一:如图,结合(1)知函数()f x 的最小值为4,∴实数a 的取值范围为4a ≥.方法二:()1313x x x x -++≥--+;134x x ∴-++≥,等号当且仅当[]3,1x ∈-时成立.得函数()f x 的最小值为4,则实数a 的取值范围为4a ≥.考点:含绝对值不等式的能成立问题6.7利用绝对值的三角不等式放缩求最值11.已知实数,x y 满足:11||,|2|,36x y x y +<-<求证:5||18y <.证明:()()3||=|3|=|22|22y y x y x y x y x y ++-≤++- ,由题设11||,|2|,36x y x y +<-<1153||=366y ∴<+.5||18y ∴<.考点:绝对值的三角不等式6.8数形结合在含参绝对值不等式中的应用12.已知函数()f x =.(1)求()(4)f x f ≥的解集;(2)设函数()(3)g x k x =-,k R ∈,若()()f x g x >对任意的x R ∈都成立,求实数k 的取值范围.(1)()f x =|3||4|x x =+=-++,()(4)f x f ∴≥,即|3||4|x x -++9≥,4,349x x x ≤-⎧∴⎨---≥⎩①或43,349x x x -<<⎧⎨-++≥⎩②或3,349,x x x ≥⎧⎨-++≥⎩③解得不等式①:5x ≤-;②:无解;③:4x ≥,所以()(4)f x f ≥的解集为{|5x x ≤-或4}x ≥.(2)()()f x g x >即()|3||4|f x x x =-++的图象恒在()(3)g x k x =-图象的上方,可以作出21,4,()|3||4|7,43,21,3x x f x x x x x x --≤-⎧⎪=-++=-<<⎨⎪+≥⎩的图象,而()(3)g x k x =-图象为恒过定点(3,0)P ,且斜率k 变化的一条直线,作出函数(),y f x =()y g x =图象,其中2,PB k =(4,7)A -,1PA k ∴=-,由图可知,要使得()f x 的图象恒在()g x 图象的上方,实数k 的取值范围应该为12k -<≤.考点:同系数绝对值不等式相加型、数形结合在含参绝对值不等式中的应用7.证明不等式的基本方法7.1比较法证明不等式设不等式|21|1x -<的解集是M ,,a b M ∈(1)试比较1ab +与a b +的大小;(2)设max 表示数集A 的最大数.22h=求证: 2.h ≥答案:(1)1;ab a b +>+(2)见解析解析:(1)先解出{}|01.M x x =<<(1)()(1)(1)0ab a b a b +-+=-->.问题得证.(2)22h=可知22h h h≥≥≥,所以根据不等式的性质,同向正向不等式具有可乘性,从而可证出38h ≥.故2h ≥.考点:比较法证明不等式7.2综合法证明不等式7.3分析法证明不等式13.已知()11f x x x =++-,不等式()4f x <的解集为M .(1)求M ;(2)当,a b M ∈时,证明:24a b ab +<+.(1)解不等式:114x x ++-<;124x x ≥⎧⎨<⎩或1124x -≤<⎧⎨<⎩或124x x <-⎧⎨-<⎩⇒12x ≤<或11x -≤<或21x -<<-,⇒22x -<<⇒()2,2M =-.(2)需证明:22224(2)816a ab b a b ab ++<++,只需证明222244160a b a b --+>,即需证明22(4)(4)0a b -->2222,(2,2)4,4(4)0,(4)0a b a b a b ∈-⇒<<⇒-<-<⇒22(4)(4)0a b -->,所以原不等式成立.考点:分析法证明不等式7.4反证法证明不等式14.设0,0.a b >>且11.a b ab+=+证明:(1)2a b +≥;(2)22a a +<与22b b +<不可能同时成立.由11=a ba b abab++=+,0,0.a b >>得1ab =(1)由基本不等式及1ab =,有2a b +≥=,即2a b +≥;(2)假设22a a +<与22b b +<同时成立,则由22a a +<及0a >得01a <<,同理01b <<,从而1ab <,这与1ab =矛盾,故22a a +<与22b b +<不可能同时成立.考点:反证法证明不等式、均值不等式在证明中的应用8.5放缩法证明不等式(多为数列的题)15.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足2n n S a n =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设1n nn a b a +=,记数列{}n b 的前n 和为n T ,证明:1032n nT -<-<.【答案】(1)21n n a =-;(2)详见解析.【解析】试题分析:(1)考虑到n n n S S a -=++11,因此可以利用条件中的式子得到数列}{n a 的一个递推公式,从而即可求解;(2)由(1)可知112121n n n n n a b a ++-==-,211222n n b +-=--,从而可证02nn T -<,进一步放缩可得211122223232n n n n+=<--+⋅⋅,求和即可得证.试题解析:(1)∵2n n S a n =-,当1=n 时,1111211S a a a ==-⇒=,又∵1121n n S a n ++=--,与2n n S a n =-两边分别相减得11221n n n a a a ++=--,得()1121n n a a ++=+,又∵112a +=,∴数列}1{+n a 是以2为首项,2为公比的等比数列,∴12n n a +=,得21n n a =-;∵112121n n n n n a b a ++-==-,∴211222n n b +-=--,34211102222222n n n T +⎛⎫-=-+++< ⎪---⎝⎭,得02nn T -<,又∵211122223232n n n n +=<--+⋅⋅,∴2111123222n n n T ⎛⎫-=-+++ ⎪⎝⎭1113323n=-+>-⋅,∴1032n nT -<-<.9.柯西不等式9.1柯西不等式的代数形式16.已知关于x 的不等式x a b +<的解集为{|24}x x <<()1求实数,a b 的值;()2的最大值.()1由x a b +<,得b a x b a--<<-则24b a b a --=⎧⎨-=⎩,解得3, 1.a b =-=()2=≤4==1=即1t =时等号成立,故min4=.考点:柯西不等式的代数形式9.2一般形式的柯西不等式17.已知函数()|2|,,f x m x m R =--∈且(2)0f x +≥的解集为[]1,1-,(1)求m 的值;(2)若,,,a b c R ∈且111,23m a b c++=求证239.a b c ++≥(1)(2)0,f x m x x m+=-≥∴≤ 0,,(2)0m m x m f x ∴≥-≤≤∴+≥的解集是[]1,1-故1m =.(2)由(1)知1111,,,,23a b c R a b c++=∈由柯西不等式得211123(23)()239.a b c a b ca b c++=++++≥=考点:一般的柯西不等式三、强化训练选修4-5不等式选讲1.不等式x+|2x-1|<3的解集为________.解析原不等式可化为x-1≥0,+(2x-1)<3x-1<0,-(2x-1)<3.解得12≤x<43或-2<x<12.|-2<x.答案|-2<x2.不等式|x-1|+|x+2|<5的解集为________.解析法一当x<-2时原不等式即1-x-2-x<5,解得-3<x<-2;当-2≤x≤1时,原不等式即1-x+2+x<5,因为3<5恒成立,则-2≤x≤1;X k B1.c o m当x>1时,原不等式即x-1+2+x<5,解得1<x<2.综上,原不等式的解集为{x|-3<x<2}.法二不等式|x-1|+|x+2|<5的几何意义为数轴上到-2,1两个点的距离之和小于5的点组成的集合,而-2,1两个端点之间的距离为3,由于分布在-2,1以外的点到-2,1的距离在-2,1外部的距离要计算两次,而在-2,1内部的距离则只计算一次,因此只要找出-2左边到-2的距离等于5-32=1的点-3,以及1右边到1的距离等于5-32=1的点2,这样就得到原不等式的解集为{x|-3<x<2}.答案{x|-3<x<2}3.已知a,b,c是正实数,且a+b+c=1,则1a+1b+1c的最小值为________.解析1a+1b+1c=a+b+ca+a+b+cb+a+b+cc=33+2+2+2=9.当且仅当a=b=c=13时等号成立.答案94.不等式|x+1|+|x-2|≥a对任意实数x恒成立,则a的取值范围是________.解析∵|x+1|+|x-2|=|x+1|+|2-x|≥|x+1+2-x|=3,∴a≤3.答案(-∞,3]5.使关于x的不等式|x+1|+k<x有解的实数k的取值范围是________.解析|x+1|+k<x⇔k<x-|x+1|,又x-|x+1|x+1,x<-1,1,x≥-1,∴x-|x+1|的最大值为-1.∴k<-1.答案(-∞,-1)6.如果关于x的不等式|x-3|+|x-4|>a的解集是全体实数,则a的取值范围是______.解析令f(x)=|x-3|+|x-4|,则|x-3|+|x-4|≥|x-3+4-x|=1,则f(x)min=1,故a≤1.答案(-∞,1]7.若关于x的不等式|a|≥|x+1|+|x-2|存在实数解,则实数a的取值范围是________.解析令t=|x+1|+|x-2|,得t的最小值为3,即有|a|≥3,解得a≥3或a≤-3.答案(-∞,-3]∪[3,+∞)8.在实数范围内,不等式|2x-1|+|2x+1|≤6的解集为________.解析<-12,-2x-2x-1≤6-12≤x≤12,-2x+2x+1≤6>12,x-1+2x+1≤6,解得-32≤x≤32,|-32≤x.答案|-32≤x≤329.若不等式|x+1|+|x-3|≥|m-1|恒成立,则m的取值范围为________.解析∵|x+1|+|x-3|≥|(x+1)-(x-3)|=4,∴不等式|x+1|+|x-3|≥|m-1|恒成立,只需|m-1|≤4,即-3≤m≤5.答案[-3,5]10.对任意x∈R,|2-x|+|3+x|≥a2-4a恒成立,则a满足________.解析∵|2-x|+|3+x|≥5,∴要使|2-x|+|3+x|≥a2-4a恒成立,即5≥a2-4a,解得-1≤a≤5.答案[-1,5]11.若不等式|3x-b|<4的解集中的整数有且仅有1,2,3,则b的取值范围是________.解析|3x-b|<4⇒b-43<x<b +43⇒≤b-43<1,3<b+43≤4⇒5<b<7,即b的取值范围为(5,7).答案(5,7)12.已知关于x的不等式|x-1|+|x-a|≤8的解集不是空集,则a的最小值是________.解析|x-1|+|x-a|=|x-1|+|a-x|≥|a-1|,要使关于x的不等式不是空集,则|a-1|≤8,∴-7≤a≤9,即a的最小值为-7.答案-713.已知a∈R,若关于x的方程x2+x+|a-14|+|a|=0有实根,则a的取值范围是________.解析∵二次方程x2+x+|a-14|+|a|=0有实根,则由Δ=1-a-14|+|0得|a-14|+|a|≤14,由绝对值的几何意义知0≤a≤14.答案0,1414.不等式|x+1x|>|a-5|+1对于任一非零实数x均成立,则实数a的取值范围是________.解析|x+1x|=|x|+1|x|≥2,所以|a-5|+1<2,即|a-5|<1,∴4<a<6.答案(4,6)B组1.设函数f(x)=|2x+1|-|x-4|.(1)解不等式f(x)>2;(2)求函数y=f(x)的最小值.解(1)f(x)=|2x+1|-|x-4|x-5,x<-12,x-3,-12≤x<4,+5,x≥4.当x<-12时,由f(x)=-x-5>2得x<-7,∴x <-7;当-12≤x <4时,由f (x )=3x -3>2得x >53,∴53<x <4;当x ≥4时,由f (x )=x +5>2,得x >-3,∴x ≥4.故原不等式的解集为|x <-7或x >53(2)画出f (x )的图象如图:∴f (x )min =-92.2.设a ,b ,c 为正实数,求证:1a 3+1b 3+1c 3+abc ≥2 3.证明因为a ,b ,c 为正实数,由均值不等式可得1a 3+1b 3+1c3≥331a 3·1b 3·1c 3,即1a 3+1b 3+1c 3≥3abc.所以1a 3+1b 3+1c 3+abc ≥3abc +abc .而3abc+abc ≥23abc·abc =23,所以1a 3+1b 3+1c3+abc ≥2 3.3.已知a ,b ,c 均为正数,证明:a 2+b 2+c 21b +≥63,并确定a ,b ,c 为何值时,等号成立.证明法一因为a 、b 、c 均为正数,由平均值不等式得a 2+b 2+c 2≥3(abc )23,①1a +1b +1c ≥3(abc )-13,②所以1b +≥9(abc )-23.故a 2+b 2+c 2+1b +≥3(abc )23+9(abc )-23.又3(abc )23+9(abc )-23≥227=63,③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 )23=9(abc )-23时,③式等号成立.即当且仅当a =b =c =314时,原式等号成立.法二因为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≥2ac ,所以a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac .①同理1a 2+1b 2+1c 2≥1ab +1bc +1ac,②故a 2+b 2+c 2+1b +≥ab +bc +ac +31ab +31bc +31ac≥6 3.③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a =b =c ,(ab )2=(bc )2=(ac )2=3时,③式等号成立.即当且仅当a =b =c =314时,原式等号成立.4.若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,求a 的取值范围.解∵a ≥x x 2+3x +1=1x +1x+3对任意x >0恒成立,设u =x +1x +3,∴只需a ≥1u 恒成立即可.∵x >0,∴u ≥5(当且仅当x =1时取等号).由u ≥5,知0<1u ≤15,∴a ≥15.5.已知函数f(x)=|2x-1|+|2x+a|,g(x)=x+3.(1)当a=2时,求不等式f(x)<g(x)的解集;(2)设a>-1,且当x∈-a2,f(x)≤g(x),求a的取值范围.解(1)当a=2时,f(x)=|2x-1|+|2x+2|4x-1(x<-1)1≤xx+1画出f(x)的图象,在同一坐标系中,画出g(x)=x+3的图象.∴f(x)<g(x)|0<x(2)∵a>-1,则-a2<12,∴f(x)=|2x-1|+|2x+a|4x+1-a<+1-a2≤xx+a-1当x∈-a2,f(x)=a+1,即a+1≤x+3在x∈-a2,∴a+1≤-a2+3,即a≤43,∴a1,43. 6.已知关于x的不等式|ax-2|+|ax-a|≥2(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,不等式为|x-2|+|x-1|≥2,由绝对值的几何意义知,不等式的意义可解释为数轴上的点x到1、2的距离之和大于等于2.∴x≥52或x≤12.|x≤12或x注:也可用零点分段法求解.(2)∵|ax-2|+|ax-a|≥|a-2|,∴原不等式的解集为R等价于|a-2|≥2,∴a≥4或a≤0.又a>0,∴a≥4.。
高考数学《不等式选讲》专项复习一、考纲解读1.了解绝对值的几何意义,会利用绝对值的定义解不等式,利用绝对值不等式证明不等式和求最值.2.了解柯西不等式及其几何意义,会用它来证明不等式和求最位.3.了解基本不等式,会用它来证明不等式和求最值.4.会用综合法、分析法、反证法及数学归纳法证明不等式.二、命题趋势探究本节内容为新课标新增内容,是高考选考内容.题型以含绝对值的不等式的解法和证明为重要考点,不等式的应用为次重要考点,不等式证明放在一般位置,难度为中档.三、知识点精讲(一).不等式的性质1.同向合成(1),a b b c a c >>⇒>;(2),c a b d a c b d >>⇒+>+;(3)0,c 0a b d ac bd >>>>⇒>.(合成后为必要条件)2.同解变形(1)a b a c b c >⇔+>+;(2)0,0,a b c ac bc c ac bc >⇔>>⇔<<;(3)11000a b b a>>⇔>>⇔>>. (变形后为充要条件)3.作差比较法0,0a b a b a b a b >⇔>-><⇔-<(二).含绝对值的不等式(1)0,||a x a a x a ><⇔>-<<;0,||,a x a x a x a >>⇔>><-或(2)22||||a b a b >⇔> (3)||||x a x b c +++<零点分段讨论(三).基本不等式(1)222a b ab +>(当且仅当等号成立条件为a b =)(2)0,0,2a b a b +>>≥a b =);0,0,0,3a b c a b c ++>>>≥a b c ==时等号成立) (3)柯西不等式22222()()()a b c d ac bd ++≥+(当且仅当ad bc =时取等号)①几何意义:||ad bc ⋅⇔+≤a b a b ||||||≤②推广:222222212121122()()()n n n n a a a b b b a b a b a b ++++++≥+++.当且仅当向量12(,,,)n a a a a =与向量12(,,,)n b b b b =共线时等号成立.(四).不等式的证明(1)作差比较法、作商比较法.(2)综合法——由因到果.(3)分析法——执果索因.(4)数学归纳法.(5)构造辅助函数利用单调性证明不等式.(6)反证法.(7)放缩法.四、解答题题型总结核心考点一:解含绝对值的不等式对于含绝对值的不等式问题,首先要考虑的是根据绝对值的意义去掉绝对值.常用的去绝对值方法是零点分段法.特别用于多个绝对值的和或差不等式问题.若单个绝对值的不等式常用以下结论:|()|()()()()f x g x g x f x g x <⇔-<<;|()|()()()()()f x g x f x g x f x g x >⇔><-或;22|()||()|()()(()())(()())0f x g x f x g x f x g x f x g x >⇔>⇔+->. 有时去绝对值也可根据22||x x =来去绝对值. 1.在实数范围内,不等式||2|1|1x --≤的解集为 .解析 由于||2|1|1x --≤,即1|2|11x -≤--≤,即|2|2x -≤,所以222x -≤-≤,所以04x ≤≤.所以不等式的解集为[0,4].2.不等式|5||3|10x x -++≥的解集是( )A. [5,7]-B. [4,6]-C. (,5][7,)-∞-+∞D. (,4][6,)-∞-+∞解析 解法一:当5≥x 时,原不等式可变形为1022≥-x ,所以6≥x ;当53<<-x 时,原不等式可变形为108≥,显然不成立;当3-≤x 时,原不等式可变形为4,1022-≤≥-x x 得,所以(][)+∞⋃-∞-∈,64,x .之和,要使点x 到点x =-3与x =5的距离之和等于10,只需64=-=x x 或,于是当6≥x ,或4-≤x3.已知函数()|2||5|f x x x =---.(1)证明:3()3f x -≤≤;(2)求不等式2()815f x x x ≥-+的解集. 解析 (1)()|2||5|f x x x =--- , |()|2||5|||(2)(5)|3f x x x x x =---≤---=,故3()3f x -≤≤ .(2)由(1)知.当2x ≤ 时,2()815f x x x ≥-+ 的解集为空集;当5x ≥ 时,2()815f x x x ≥-+ 的解集为{|56}x x ≤≤.核心考点二:含绝对值不等式恒成立,求参数问题1.已知()|1|()f x ax a =+∈R ,不等式()3f x ≤的解集为{}|21x x -≤≤. (1)求a 的值;(2)若|()2()|2x f x f k -≤恒成立,求k 的取值范围.解析 (1)由|1|3ax +≤得42ax -≤≤,又()3f x ≤的解集为{}|21x x -≤≤,所以当0a ≤时,所以|()|1h x ≤,因此1k ≥,即k 的取值范围是[1,)+∞.2.已知函数()|||2|f x x a x =++-.(1)当3a =-时,求不等式()3f x ≥的解集;(2)若()|4|f x x ≤-的解集包含[1,2],求a 的取值范围.解析 (1)当3a =- 时,()3|3||2|3f x x x ≥⇔-+-≥2323x x x ≤⎧⇔⎨-+-≥⎩ 或23323x x x <<⎧⎨-+-≥⎩ 或3323x x x ≥⎧⇔⎨-+-≥⎩1x ⇔≤或4x ≥(2)原命题 ()|4|f x x ⇔≤- 在[1,2] 上恒成立||24x a x x ⇔++-≤-在[1,2] 上恒成立 22x a x ⇔--≤≤-在[1,2] 上恒成立30a ⇔-≤≤ .3. 若关于实数x 的不等式|5||3|x x a -++<无解,则实数a 的取值范围是 . 解析 因为|5||3||5||3||53|8x x x x x x -++=-++≥-++= ,所以min (|5||3|)8x x -++= ,要使|5||3|x x a -++<无解,只需8a ≤ .故实数a 的取值范围是(,8]-∞ .4.已知函数()|21||2|f x x x a =-++,g()3x x =+.(1)当2a =-时,求不等式()()f x g x <的解集;(2)设1a >-,且当1[,)22a x ∈-时,()()f x g x ≤,求a 的取值范围. 解析 (1)当2a =- 时,不等式()()f x g x < 化为|21||22|30x x x -+---< .设函数|21||22|3y x x x =-+---,0y < ,所以原不等式的解集是{|02}x x << .1a核心考点三:含绝对值(方程)不等式有解,求参数问题1.若关于x 的不等式|||1||2|a x x ≥++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 . 解析 不等式|||1||2|a x x ≥++-有解,则min ||(|1||2|)3a x x ≥++-=,故实数a 的取值范围是(,3][3,)-∞-+∞.2.若存在实数x 使|||1|3x a x -+-≤成立,则实数a 的取值范围是 .解析 因为 |||1||()(1)||1|x a x x a x a -+-≥---=-.要使|||1|3x a x -+-≤有解,可使|1|3a -≤,所以313a -≤-≤ ,所以24a -≤≤ .3.已知a ∈R ,关于x 的方程21||||04x x a a ++-+=有实根,求a 的取值范围.(2)数轴标根,核心考点四:已知含绝对值不等式的解集,求参数的值或范围1. 设不等式|2|()x a a *-<∈N 的解集为A ,且31,22A A ∈∉ .(1)求a 的值;(2)求函数()|||2|f x x a x =++-的最小值.所以1a =.(2)因为|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-≥+--=,当且仅当(1)(2)0x x +-≤,即12x -≤≤时取等号,所以()f x 的最小值为3.2.设函数()||3f x x a x =-+,其中0a >.(1) 当1a =时,求不等式()32f x x ≥+的解集;(2)若不等式()0f x ≤的解集为{}|1x x ≤-,求a 的值.由此可得3x ≥或1x ≤-,故不等式 ()32f x x ≥+的解集为{|31}x x x ≥≤或.故此不等式化为不等式组30x ax a x≥⎧⎨-+≤⎩或 30x ax a x <⎧⎨-+≤⎩,3.已知函数()||f x x a =-,其中1a >.(1) 当2a =时,求不等式()4|4|f x x ≥--的解集;(2) 已知关于x 的不等式|(2)2()|2f x a f x +-≤的解集为{}|12x x ≤≤,求a 的值.解析 (1)当2a =时,()26,2|4|2,2426,4x x f x x x x x -+≤⎧⎪+-<<⎨⎪-≥⎩(2)记()()()22h x f x a f x =+- ,则2,042,()02,a x h x a x a x a x a -≤⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩,由|()|2h x ≤ ,又已知 |()|2h x ≤的解集为{|12}x x ≤≤ ,4.若不等式|4|2kx -≤的解集为{}|13x x ≤≤,则实数k = .故2k =.核心考点五:比较法(差值法和比值法)证明不等式1.已知,,a b m 均为正实数,且a b <,求证:a m a b m b+>+.2.已知,,a b +∈R ,且a b ≠,n *∈N . 求证:11()()2()n n n n a b a b ab ++++<+. 解析 ()()112()n n n n a b b a b a +++++- 111122n n n n n n a a ab ba b b ++++=++-+-11n n n n ab a b a b ++=+--()()n n n n a b a b a b =-+- ()()n n b a a b =--为确定差的符号,应分0a b >>和0b a >>两种情况讨论.①若0a b >>,n N *∈,则n n a b >,因此()()0n n b a a b --<,故原不等式成立;②若0b a >>,n N *∈,则n n b a >,因此()()0n n b a a b --<,原不等式也成立,综上所述,()()112()n n n n a b b a b a +++++<.核心考点六:利用函数的单调性证明使用对象:在某区间成立的函数不等式、数值不等式的证明通常是通过辅助函数完成的. 解题程序:(1)移项(有时需要作简单的恒等变形),使不等式一端为0,另一端为所作辅助函数()f x .(2)求()f x 并验证()f x 在指定区间上的单调性.(3)求出区间端点的函数值(或极限值),其中至少有一个为0或已知符号,作比较即得所证.1.已知01x <<,求证:31sin 6x x x -<.又(0)0f =,所以当01x <<时,()0f x >成立.2.证明:当02x π<<时,2sin xx x π<<.解析 不等式sin x x <⇔sin 0x x -<.令所以()()00f x f <= ,所以sin x x <.。
数学《不等式选讲》高考知识点一、141.不等式222log 2log x x x x -<+的解集为( ) A .()1,2 B .()0,1C .()1,+∞D .()2,+∞【答案】C 【解析】 【分析】由题意得出0x >,分2log 0x >和2log 0x ≤两种情况讨论,结合222log 2log x x x x -<+可得出2log 0x >,解出该不等式即可.【详解】由题意得出0x >,当2log 0x ≤时,则222log 2log x x x x -=+. 当2log 0x >时,222log 2log x x x x -<+,解不等式2log 0x >得1x >. 因此,不等式222log 2log x x x x -<+的解集为()1,+∞. 故选:C. 【点睛】本题考查绝对值不等式的求解,同时也考查绝对值三角不等式的应用,考查推理能力与运算求解能力,属于中等题.2.若函数()(0)1af x ax a x =+>-在(1,)+∞上的最小值为15,函数()1=+++g x x a x ,则函数()g x 的最小值为( ).A .2B .6C .4D .1【答案】C 【解析】 【分析】当1x >,0a >时,由基本不等式可得()3≥f x a ,又()f x 最小值为15,可得出5a =,再由绝对值三角不等式()()()g =5151=4+++≥+-+x x x x x ,即可得出结果. 【详解】当1x >,0a >时,()()111=+=+-+--a a f x ax a x a x x≥a 3=a ,当且仅当2x =时等号成立,由题可得315a =,即5a =,所以()1=+++g x x a x ()()=5151=4+++≥+-+x x x x ,当且仅当()()510++≤x x 即51x -≤≤-时等号成立,所以函数()g x 的最小值为4.故选:C 【点睛】本题主要考查基本不等式:)0,0a b ab +?>,当且仅当a b =时等号成立,绝对值的三角不等式: +≥-a b a b ,当且仅当0ab ≤时等号成立.3.已知点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,点(,)M a b 为平面上一点,O 为坐标原点,则当OM 取最小值时,椭圆的离心率为( )A B .13C .2D 【答案】D 【解析】 【分析】点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上,可得22911a b +=,(,)M a b 为平面上一点,||OM =a ,b 关系,代入即可.【详解】解:点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,可得22911a b +=,(,)M a b 为平面上一点,||OM =所以||4OM ==,当且仅当223a b =时,取等号, 222213b e a =-=,e =. 故选D . 【点睛】考查椭圆的性质,柯西不等式的应用,求椭圆的离心率,中档题.4.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( ) A .|a+b|+|a-b|>2 B .|a+b|+|a-b|<2 C .|a+b|+|a-b|=2 D .不能比较大小【答案】B 【解析】选B.当(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2, 当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.5.2018年9月24日, 英国数学家M.F 阿蒂亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动. 黎曼猜想来源于一些特殊数列求和, 记2221111.........,23S n 则()=+++++A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S > 【答案】C 【解析】 【分析】由题意利用不等式放缩后裂项确定S 的范围即可. 【详解】由题意可知:222111123S n=+++++L L ()111123341n n >+++++⨯⨯+L L 111111123341n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭L L 13122>+=, 且222111123S n =+++++L L()111112231n n <+++++⨯⨯-⨯L L 11111112231n n L L ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭122n L =-+<,综上可得:322S <<. 本题选择C 选项. 【点睛】本题的核心是考查裂项求和的方法,使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.6.已知a +b +c =1,且a , b , c >0,则 222a b b c a c +++++ 的最小值为( ) A .1 B .3C .6D .9【答案】D 【解析】2221,a b c a b b c c a ++=∴+++++Q ()1112++a b c a b b c c a ⎛⎫=⋅++ ⎪+++⎝⎭()()()()21111119a b b c c a a b b c c a ⎛⎫⎡⎤=+++++⋅++≥++= ⎪⎣⎦+++⎝⎭,当且仅当13a b c ===时等号成立,故选D.【易错点晴】本题主要考查利用基本不等式求最值,属于难题.利用基本不等式求最值时,一定要正确理解和掌握“一正,二定,三相等”的内涵:一正是,首先要判断参数是否为正;二定是,其次要看和或积是否为定值(和定积最大,积定和最小);三相等是,最后一定要验证等号能否成立(主要注意两点,一是相等时参数否在定义域内,二是多次用≥或≤时等号能否同时成立).7.在平面内,已知向量(1,0)a =v,(0,1)b =v,(1,1)c =v,若非负实数,,x y z 满足1x y z ++=,且23p xa yb zc =++v v v v,则( )A .p vB .p v的最大值为C .p vD .p v的最大值为【答案】A 【解析】 【分析】求出p v 的坐标,表示p v ,即:p v柯西不等式即可求得其最小值,问题得解. 【详解】因为()1,0a =v ,()0,1b =v ,()1,1c =v,所以23p xa yb zc =++v v v v=()3,23x z y z ++, 又非负实数,,x y z 满足1x y z ++=,所以01z ≤≤,所以pv ==5≥==≥=, 当且仅当()()31232,0x z y z z +⨯=+⨯=时,等号成立. 即:当且仅当41,,055x y z ===时,等号成立.所以p v,故选A. 【点睛】本题主要考查了柯西不等式的应用,还考查了向量的模及坐标运算,考查构造能力,属于中档题.8.如果关于x 的不等式34x x a -+-<的解集不是空集,则参数a 的取值范围是( ) A .()1,+∞ B .[)1,+∞C .(),1-∞D .(],1-∞ 【答案】A 【解析】 【分析】先求|x-3|+|x-4|的最小值是1,即得解. 【详解】由题得|x-3|+|x-4|<a 有解,由绝对值三角不等式得|x-3|+|x-4|≥|x -3-x+4|=1, 所以|x-3|+|x-4|的最小值为1, 所以1<a,即a >1. 故选:A 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式求最值,考查不等式的有解问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.9.已知()f x 是定义域为R 的偶函数,当0x …时,2()4f x x x =+,则(2)5f x +>的解集为( )A .(,5)(5,)-∞-+∞UB .(,5)(3,)-∞-+∞UC .(,7)(3,)-∞-+∞UD .(,7)(2,)-∞-+∞U【答案】C 【解析】 【分析】根据偶函数以及当0x …时,2()4f x x x =+,可得0x ≥时的表达式,由此求得(2)(|2|)f x f x +=+,再代入可解得.【详解】∵()f x 是定义域为R 的偶函数,∴当0x ≥时,0x -≤,所以22()()()4()4f x f x x x x x =-=-+-=-. 由()25f x +>以及()f x 为偶函数,得(|2|)5f x +>,∴2|2|4|2|5x x +-+>,所以(|2|5)(|2|1)0x x +-++>,因为|2|10x ++>, 所以|2|5x +>,所以25x +>或25x +<-, 解得7<-x 或 3.x > 故选C 【点睛】本题考查了利用函数的奇偶性求函数解析式,绝对值不等式的解法,属于中档题.10.已知,,x y z ∈R ,2221x y z ++=,则22x y z ++的最大值为( ) A .9 B .3 C .1 D .27【答案】B 【解析】 【分析】由已知2221x y z ++=,可利用柯西不等式2222222()()()a b c e f g ae bf cg ++++≥++,构造柯西不等式,即可求解.【详解】由已知,可知,,x y z ∈R ,2221x y z ++=,利用柯西不等式2222222()()()a b c e f g ae bf cg ++++≥++, 可构造得2222222(122)()(22)x y x x y z ++++≥++, 即2(22)9x y z ++≤,所以22x y z ++的最大值为3,故选B . 【点睛】本题主要考查了柯西不等式的应用,其中解答中熟记柯西不等式,合理构造柯西不等式求解是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.11.若关于x 的不等式|x-1|+|x-3|≤a 2-2a-1在R 上的解集为⌀,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(3,+∞) B .(-∞,0)∪(3,+∞)C .(-1,3)D .[-1,3]【答案】C 【解析】 【分析】表示数轴上的对应点到1和3对应点的距离之和,其最小值为2,再由,解得的取值范围.【详解】表示数轴上的对应点到1和3对应点的距离之和,其最小值为2,由题意的解集为空集, 可得恒成立,所以有,整理得,解得,所以的范围是,故选C. 【点睛】该题考查的是有关根据不等式的解集为求参数的取值范围的问题,在解题的过程中,注意对不等式的转化,对应恒成立问题向最值靠拢,属于简单题目.12.已知集合{|||2}A x x =≥,2{|30}B x x x =->,则A B =I ( ) A .∅B .{|3x x >或2}x ?C .{|3x x >或0}x <D .{|3x x >或0}x <【答案】B 【解析】 【分析】可以求出集合A ,B ,然后进行交集的运算即可. 【详解】∵A ={x |x ≤﹣2,或x ≥2},B ={x |x <0,或x >3}, ∴A ∩B ={x |x ≤﹣2,或x >3}. 故选:B . 【点睛】考查描述法的定义,绝对值不等式和一元二次不等式的解法,以及交集的运算.13.设0x >,则()2142f x x x=--的最大值为( ) A .242-B .42C .不存在D .52【答案】D 【解析】 【分析】化简得到()214222x xf x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,再利用均值不等式计算得到答案. 【详解】()32221115444322222222x x x x f x x x x x ⎛⎫=--=-++≤-⋅⋅= ⎪⎝⎭当21222x x x ==即1x =时等号成立 故选:D 【点睛】本题考查了利用均值不等式求函数最值,意在考查学生对于均值不等式的灵活运用.14.“31a -<<”是“存在x ∈R ,使得|||1|2x a x -++<”的( ) A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件 D .既非充分又非必要条件【答案】C 【解析】 【分析】设:31p a -<<,1:,|||2x R x a x q ∃∈-++<,考虑命题“若p 则q ”及其逆命题的真假后可得两者之间的条件关系. 【详解】设:31p a -<<,||:|1|2q x a x -++<,当31a -<<时,|||1|1x a x a -++≥+总成立,而12a +<, 故|||1|2x a x -++<在R 上有解,故,|||1|2x R x a x ∃∈-++<, 所以“若p 则q ”为真命题.若,|||1|2x R x a x ∃∈-++<,则()min21x a x >-++,由绝对值不等式可知11x a x a -++≥+,当且仅当()()10x a x --≤时等号成立, 所以1x a x -++的最小值为1a +,故21a >-即31a -<<,所以“若q 则p ”为真命题.综上,“31a -<<”是“存在x ∈R ,使得|||1|2x a x -++<”的充要条件. 故选:C. 【点睛】充分性与必要性的判断,可以依据命题的真假来判断,若“若p 则q ”是真命题,“若q 则p ”是假命题,则p 是q 的充分不必要条件;若“若p 则q ”是真命题,“若q 则p ”是真命题,则p 是q 的充分必要条件;若“若p 则q ”是假命题,“若q 则p ”是真命题,则p 是q 的必要不充分条件;若“若p 则q ”是假命题,“若q 则p ”是假命题,则p 是q 的既不充分也不必要条件.15.已知全集U =R ,{|13}P x x x =+-<,{|213}Q x x =-<,则集合P ,Q 之间的关系为( )A .集合P 是集合Q 的真子集B .集合Q 是集合P 的真子集C .P Q =D .集合P 是集合Q 的补集的真子集【答案】C 【解析】 【分析】先化简得{|12}P x x =-<<.求出{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<,由此得到P Q =. 【详解】 |||1|3x x +-<Q ,∴当0x …时,|||1|1213x x x x x +-=-+-=-+<,解得1x >-.10x ∴-<…;当01x <…时,|||1|113x x x x +-=+-=<,成立;当1x >时,|||1|1213x x x x x +-=+-=-<,解得2x <.12x ∴<<. {|12}P x x ∴=-<<.{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<, P Q ∴=.故选:C . 【点睛】本题考查两个集合的关系的判断,考查集合与集合的包含关系等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.16.使不等式(1||)(1)0x x -+>成立的充分而不必要的条件是( ) A .{|11}x x x <->或 B .{|11}x x -<< C .{|11}x x x >-≠且 D .{|11}x x x <≠-且【答案】B 【解析】 【分析】解不等式()()1||10x x -+>,求得集合A,使不等式成立的充分而不必要的条件为B,则B A Ü,即可对比选项得解.【详解】不等式()()1||10x x -+>则()()1010x x ⎧->⎪⎨+>⎪⎩ 或()()1010x x ⎧-<⎪⎨+<⎪⎩ 解不等式组可得11x -<<或1x <-则不等式()()1||10x x -+>的解集为{11A x x =-<<或}1x <- 使得不等式(1||)(1)0x x -+>成立的充分而不必要的条件为B,则B A Ü 对比选项可知B 符合要求 故答案为:B 【点睛】本题考查了绝对值不等式的解法,充分不必要条件的应用,属于中档题.17.已知,,a b c R +∈ ,则()()()222222a abc b b ac c c ab -+-+- 的正负情况是( )A .大于零B .大于等于零C .小于零D .小于等于零【答案】B 【解析】【分析】设0a b c >厖,所以333a b c 厖,根据排序不等式即可得出答案.【详解】设0a b c >厖,所以333a b c 厖根据排序不等式得333333a a b b c c a b b c c a ⋅+⋅+⋅++…又ab ac bc 厖,222a b c 厖,所以333222a b b c c a a bc b ca c ab ++++….所以444222a b c a bc b ca c ab ++++… 即()()()2222220aabc b b ac c c ab -+-+-….故选:B 【点睛】本题主要考查了排序不等式的应用,属于中档题.18.已知函数()222,2log 1,2x x x f x x x ⎧-+≤=⎨->⎩,设12116n x x x ≤<<<≤L ,若()()()()()()12231n n f x f x f x f x f x f x M --+-++-≤L ,则M 的最小值为( )A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】 【分析】作出函数的图象,由已知分段函数求得f (1)1=,f (2)0=,(16)3f =,等价于12231max [|()()||()()||()()|]n n M f x f x f x f x f x f x -∴≥-+-+⋯+-,再求出不等式右边的最大值即可得M 的最小值. 【详解】由222,2()log 1,2x x x f x x x ⎧-+=⎨->⎩…,得f (1)1=,f (2)0=,(16)3f =. 12116n x x x <<⋯<Q 剟,12231|()()||()()||()()|n n M f x f x f x f x f x f x -∴-+-+⋯+-…12231max[|()()||()()||()()|]n n M f x f x f x f x f x f x -∴≥-+-+⋯+-12231|()()||()()||()()||(1)(2)||(2)(16)=|10||30|4n n f x f x f x f x f x f x f f f f --+-+⋯+-≤-+--+-=∴4M ≥.则M 的最小值为4.故选:B .【点睛】本题考查分段函数及其应用,考查三角绝对值不等式的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.19.已知x+3y+5z=6,则x 2+y 2+z 2的最小值为( )A .65B .635 C .3635 D .6【答案】C【解析】【分析】由题意结合柯西不等式的结论求解x 2+y 2+z 2的最小值即可.【详解】由柯西不等式,得:x 2+y 2+z 2=(12+32+52)(x 2+y 2+z 22221)135++ ≥(1×x+3×y+5×z )2135⨯=26136.3535⨯= 当且仅当x 6186,,35357y z ===时等号成立. 即x 2+y 2+z 2的最小值为3635. 本题选择C 选项.【点睛】根据题目特征,想到利用向量方法或利用柯西不等式想法比较自然.利用柯西不等式代数形式及其向量形式解题的方法是一致的.选择哪种方法进行解题,可能会因解题者的知识解构、思维特征及对问题与方法的熟悉程度做出选择.20.若,则不等式的解集为 A . B . C . D .【答案】D【解析】【分析】由绝对值三角不等式的性质得出,由,得出,借助正弦函数图象可得出答案。
高考数学总复习题型分类汇《不等式选讲》篇经典试题大汇总目录【题型归纳1】题型一解绝对值不等式 (3)题型二解绝对值三角不等式 (4)题型三利用绝对值不等式求参数范围 (4)题型四用放缩法、反证法证明不等式 (5)【题型归纳2】题型一绝对值不等式、均值不等式 (6)题型二绝对值不等式的解法、柯西不等式,或均值不等式求最值,以及绝对值不等式解法 (7)题型三利用绝对值不等式求参数范围 (7)高考数学《不等式选讲》题型归纳与训练【题型归纳】题型一解绝对值不等式例1设函数()12f x x x =-+-(1)解不等式()3f x >.(2)若()f x a >对x R ∈恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)()()03∞∞ -,,+;(2)实数a 的取值范围是()1∞-,【解析】(1)因为()12f x x x =-+-=⎪⎩⎪⎨⎧-.>23,-22,≤≤1,1<1,,23x x x x x 所以当1x <时,323x ->,解得0x <;当12x ≤≤时,()3f x >无解;当2x >时,233x ->,解得3x >.所以不等式()3f x >的解集为()()03∞⋃∞-,,+.(2)因为()f x =⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,1<1,,23x x x x x 所以()f x min =1.因为()f x a >恒成立,所以1a <,即实数a 的取值范围是()1∞-,.【易错点】注意定义域取值范围.【思维点拨】试题以考查不等式的性质为目标,以绝对值不等式求解与证明问题为背景,所涉及到的知识均为考生熟悉的,易于入手,可从不同角度思考分析,使得不同基础和能力的考生都有所收获.题型二解绝对值三角不等式例1已知函数()12f x x x =-+-,若不等式||||||()a b a b a f x ≥++-对0a a b R ≠∈,、恒成立,求实数x 的范围.【答案】}15{|22x x ≤≤【解析】由()x f a b a b a ≥-++且0≠a 得()()x f ab a b a ≥-++.又因为()2=-++≥-++a ba b a ab a b a ,则有2()f x ≥.解不等式|12|2x x ≤-+-得1522x ≤≤.【易错点】注意等号成立的条件【思维点拨】1.“绝对值三角不等式”的理解及记忆要结合三角形的形状,运用时注意等号成立的条件.2.含有两个绝对值符号的不等式,如c b x a x ≥-+-和c b x a x ≤-+-型不等式的解法有三种,几何解法和代数解法以及构造函数的解法,其中代数解法主要是分类讨论的思想方法,这也是函数解法的基础,这两种解法都适宜于x 前面系数不为1类型的上述不等式,使用范围更广.题型三利用绝对值不等式求参数范围例1设函数()212f x x x a a =++-+,R x ∈.(1)当3=a 时,求不等式()7>x f 的解集;(2)对任意R x ∈恒有()3≥x f ,求实数a 的取值范围.【答案】0|{<x x 或}2>x ,[)+∞,2【解析】(1)当3a =时,()174,2135,22341,2x x f x x x x ⎧-≤⎪⎪⎪=<<⎨⎪⎪-≥⎪⎩所以()7f x >的解集为{}02x x x <>或(2)()2122121f x x a x a x a x a a a=-+-+≥-+-+=-+由()3f x ≥恒成立,有13a a -+≥,解得2a ≥,所以a 的取值范围是[)2,+∞【易错点】本小题主要考查不等式的相关知识,具体涉及绝对值不等式及不等式证明等内容.本小题重点考查考生的化归与转化思想.【思维点拨】绝对值不等式的解法中,a x <的解集是()a a ,-;a x >的解集是()()+∞-∞-,,a a ,它可以推广到复合型绝对值不等式ax b c +≤,ax b c +≥的解法,还可以推广到右边含未知数x 的不等式.题型四用放缩法、反证法证明不等式例1已知a b R ∈,,且1a b +=,求证:2225(2)(2)2a b ≥+++【证明】方法一:(放缩法)因为1a b +=,所以左边=()22222(b 2)125(2)(2)2[][()4]222a ab a b +≥++++=++==右边.方法二:(反证法)假设2225(2)(2))2a b +++<,则22254()82a b a b ++++<.由1a b +=,得1b a =-,于是有2225(1)122a a +-+<.所以21()02a -<,这与21(02a ≥-矛盾.故假设不成立,所以2225(2)(2)2a b ≥+++.【思维点拨】根据不等式左边是平方和及1=+b a 这个特点,选用重要不等式2222(2a b a b ≥++来证明比较好,它可以将具备22a b +形式的式子缩小.而反证法的思路关键是先假设命题不成立,结合条件1a b +=,得到关于a 的不等式,最后与数的平方非负的性质矛盾,从而证明了原不等式.当然本题也可以用分析法和作差比较法来证明.【题型归纳】题型一绝对值不等式、均值不等式1.【题干】已知函数()21----=x x m x f ,R m ∈,且()01≥+x f 的解集为[]1,0.(1)求m 的值;(2)若a ,b ,c ,x ,y ,R z ∈,且m c b a z y x =++=++222222,求证:1≤++cz by ax .【答案】(1)⎭⎬⎫⎩⎨⎧+≤≤-2121|m x m x (2)见解析【解析】(1)()mx x x f ≤-+⇒≥+|1|||01 当1<m 时, |1|1||≥-+x x ,1|1||<-+∴x x 的解集为空集,不符合题意当1≥m 时①021,210<≤-∴-≥<x mm x x 时,得②恒成立时,得1110≥∴≤-+≤≤m m x x x ③121,211>≥+∴+≤>x m m x x 时,得综上:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-≤-+21,21|1|||m m m x x 的解集为由题意得:1121021=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=-m m m(2)zcc z by b y ax a x 2,2,2222222≥+≥+≥+ ()cz by ax c z b y a x ++≥+++++∴22222221222222=++=++c b a z y x ()22≤++∴cz by ax 1≤++∴cz by ax 题型二绝对值不等式的解法、柯西不等式,或均值不等式求最值,以及绝对值不等式解法1.【题干】.已知函数()12-=x x f .(1)求不等式()1+<x x f 的解集;(2)若1=+b a ,()()ba ab x f x f 221+>+-对任意正实数a ,b 恒成立,求实数x 的取值范围.【答案】(1){}02x x <<(2)14x x ⎧⎫<-⎨⎬⎩⎭【解析】(1)因为()1+<x x f 所以1121+<-<--x x x ,不等式()1+<x x f 的解集为:{}20|<<x x (2)因为1=+b a ,且a ,b 为正实数,()()1222=+≥+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+b a b a b a a b 当且仅当b a =时等号成立.因为()()ba ab x f x f 221+>+-对任意正实数a ,b 恒成立,所以()()11>+-x f x f 当21≥x 时不等式不成立;当2121<<-x 时解集为⎭⎫⎩⎨⎧-<<-4121|x x ;当21-≤x 时不等式恒成立解集⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤21|x x .综上不等式解集为⎭⎫⎩⎨⎧-≤41|x x .题型三利用绝对值不等式求参数范围1.【题干】设函数()222f x x x =+--.(1)求不等式()2f x >的解集;(2)若27,()2x R f x t t ∀∈≥-,恒成立,求实数t 的取值范围.【答案】(1)40,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦,(2)322t ≤≤【解析】(1)4,1()3,124,2x x f x x x x x --<-⎧⎪=-≤<⎨⎪+≥⎩,当1,42,6x x x <--->∴<-当12,x -≤<32x >,223x ∴<<当2x ≥,42,2x x +>∴≥。
综上所述263x x x ⎧⎫><-⎨⎬⎩⎭或.(2)易得min ()(1)3f x f =-=-,若211,()2x R f x t t ∀∈≥-,恒成立,则只需22min 7()3,2760,2f x t t t t =-≥--+≤解得,322t ≤≤。
,综上所述322t ≤≤.2.【题干】已知函数()2123f x x x =++-.(1)求不等式()6f x ≤的解集;(2)若关于x 的不等式22()log (3)2f x a a -->恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1){}12x x -≤≤;(2)10a -<<或34a <<.【解析】(1)原不等式等价于32(21)(23)6x x x ⎧>⎪⎨⎪++-≤⎩或1322(21)(23)6x x x ⎧-<≤⎪⎨⎪+--≤⎩或12(21)(23)6x x x ⎧<-⎪⎨⎪-+--≤⎩,解得:322x <≤或1322x -≤≤或112x -≤<-.即不等式的解集为{}12x x -≤≤.(2)不等式22()log (3)2f x a a -->等价于22log (3)22123a a x x -+<++-,因为2123(21)(23)4x x x x ++-≥+--=,所以()f x 的最小值为4,于是22log (3)24a a -+<,即2230340a a a a ⎧->⎪⎨--<⎪⎩,所以10a -<<或34a <<3.【题干】.已知函数()21f x x a x =-+-.(1)解关于a 的不等式()12f ≥;(2)若关于x 的不等式()2f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)4a ≥或0a ≤;(2)2a ≤-或6a ≥.【解析】(1)()12112f a a =-+-=-,224a a -≥⇒≥或0a ≤(2)当2a >时,()31,21,1231,1a x a x a f x x a x x a x ⎧-->⎪⎪⎪=-+-≤≤⎨⎪-++<⎪⎪⎩可知()f x 的最小值为12622a af a ⎛⎫=-≥⇒≥ ⎪⎝⎭,则此时6a ≥;当2a ≤时,()31,11,1231,2x a x af x x a x a x a x ⎧⎪-->⎪⎪=-+-≤≤⎨⎪⎪-++<⎪⎩,可知()f x 的最小值为12222a a f a ⎛⎫=-+≥⇒≤- ⎪⎝⎭,则此时2a ≤-综上:2a ≤-或6a ≥.新课程标准的内容与现形课标内容的对比如下表:必修课程主题学分课时包含的内容与现形课标的对照,在现形课标中的位置与现形课标对比,内容的不同主题一(预备知识)819集合A版:必修1第一章 1.1节考查知识点基本不变B版:必修1第一章全部内容考查知识点基本不变常用逻辑用语(与A版内容较接近)A版:选修2‐1第一章1.1节,1.2节,1.4节基本不变B版:选修2‐1第一章1.1节,1.3节新课标增加了全称量词与存在量词一元二次函数、方程和不等式(与B版内容接近)A版:必修1第二章2.3节中与幂函数有关的一元二次函数提了出来必修5第二章3.1节,3.2节,3.4节中关于不等式的知识知识点基本不变不等式与现形课标相比少了二元一次不等式及线性规划B版:必修1第二章2.2节中的2.2.2,2.2.3中的一元二次函数知识必修5第三章3.1节,3.2节,3.3节,3.4节中的不等式知识基本不变主题二(函数及应用)54函数概念与性质(与A版内容接近)A版:必修1第一章1.2节,1.3节基本不变;函数的性质并入了三角函数来了解函数的周期性B版:必修1第二章2.1节增加了函数的最值与周期性幂函数、指数函数、对数函数(与A版内容接近)A版:必修1第二章2.1节,2.2节,2.3节基本不变B版:必修1第三章3.1节,3.2节,3.3节基本不变三角函数(与A,B版内容相差不大)A版:必修4第一章全部内容及第三章全部内容基本不变B版:必修4第一章全部内容及第三章基本不变全部内容函数综合应用(与A版内容接近)A版:必修1第三章全部内容基本不变B版:必修1第二章2.3节,2.4节增加了函数模型主题三(几何与代数)44平面向量及应用(与A,B版相差不大)A版:必修4第二章全部内容基本不变B版:必修4中第二章全部内容基本不变复数(与A版内容接近)A版:选修2‐2第三章全部内容增加了选学内容“复数的三角表示”B版:选修2‐2无教材立体几何初步(与B版内容接近)A版:必修2第一章全部内容及第二章全部内容基本不变B版:必修2第一章全部内容基本不变主题四(统计与概率)18统计(与A,B版内容相差不多)A版:必修3第二章2.1节,2.2节基本不变;知识点统计图表中加入了“梳理义务教育阶段学过的统计图表”B版:必修3第二章2.1节,2.2节基本不变概率(与A,B版内容相差不多)A版:必修3第三章全部内容基本不变B版:必修3第三章3.1节,3.2节,3.4节基本不变主题五(数学建模与数学探究)5数学建模与数学探究要求学生完成一个课题研究,包括选题、开题、做题、结题四个环节。