广东省高中数学学业水平测试复习课件 第十二章 不等式
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第十二章不等式-2021届广东学业水平考试数学题型解题技巧(小高考)考法43不等关系与不等式【题型特点】不等式与不等关系也是合格考考查的内容之一,在试题中多以选择题或填空题的形式考查,有时也渗透到解答题中,主要考查不等式的性质及运用.【方法归纳】比较大小的方法及步骤(1)作差法,步骤如下:①作差;②变形;③判断差的符号;④结论.(2)作商法,步骤如下:①作商;②变形;③判断商与1的关系;④结论.(3)作差的目的是判断差的符号,而作商的目的是判断商与1的大小.两种方法的关键是变形,常用的变形技巧有因式分解、配方、分母有理化等.(4)当两个代数式的正负不确定且为多项式形式时,常用作差法比较大小,当两个代数式均为正且均为幂的乘积形式时,常用作商法比较大小.典例49已知a>0,b>0,且a≠b,则a 2b +b 2a与a+b 的大小关系为.解析因为(a 2b +b2a)-(a+b)=a2b-b+b2a-a=a 2-b2b+b2-a2a=(a2-b2)(1b-1a)=(a2-b2)a-bab =(a-b)2(a+b)ab,又a>0,b>0,且a≠b,所以(a-b)2>0,a+b>0,ab>0, 所以(a 2b +b2a)-(a+b)>0,即a2b+b2a>a+b.答案a 2b +b2a>a+b考法44均值不等式【题型特点】均值不等式:√ab≤a+b2(a>0,b>0)也是合格考的热点,主要考查命题判断、不等式证明以及求最值问题,特别是求最值问题往往与实际问题相结合,同时在均值不等式的使用条件上设置一些问题,实际上是考查学生恒等变形的技巧.【方法归纳】利用均值不等式求最值的解题技巧(1)凑项;(2)凑系数;(3)分离;(4)换元;(5)在应用均值不等式时,若遇到等号取不到的情况,结合函数f(x)=x+ax的单调性;(6)整体代换;(7)取平方.典例50(1)若ab>0且直线ax+by-2=0过点P(2,1),则1 a +2b的最小值为()A.92B.4C.72D.3(2)已知a2+2a+2x≤4x2-x+1对于任意的x∈(1, +∞)恒成立,则()A.a的最小值为-3B.a的最小值为-4C.a的最大值为2D.a的最大值为4解析(1)因为直线ax+by-2=0过点P(2,1),所以2a+b=2.又ab>0,所以1a +2b =12(2a+b )(1a +2b )=12(4+4a b+b a )≥12(4+2√4a b ·ba )=4,当且仅当b=1,a=12时取等号. (2)因为x ∈(1, +∞),所以x-1>0,x>0, 不等式a 2+2a+2x≤4x 2-x +1可化为a 2+2a+2≤x (4x 2-x +1),即a 2+2a+2≤4x -1+x-1+1. 因为4x -1+x-1+1≥2√4x -1(x -1)+1=5, 当且仅当{x >1,4x -1=x -1,,即x=3时,上式取“=”,所以a 2+2a+2≤5,解得-3≤a ≤1.答案(1)B (2)A考法45 一元二次不等式的解法【题型特点】一元二次不等式和一元二次方程、二次函数相联系,三者构成一个统一整体, 贯穿于高中数学的始终,在考题中有时单独对某类不等式的解法进行考查,一般以选择题、填空题的形式出现,有时在解答题中与其他知识综合到一起,难度较大,需借助等价转化、分类讨论等数学思想解题.【方法归纳】一元二次不等式的求解流程 (1)一化:化二次项系数为正数 (2)二判:判断对应方程是否有根. (3)三求:求对应方程的根. (4)四画:画出对应函数的图象. (5)五解:根据图象写出不等式的解集.典例51已知f (x )=x 2-(a +1a )x+1.(1)当a=12时,解不等式f (x )≤0; (2)若a>0,解关于x 的不等式f (x )≤0.解析(1)当a=12时,f (x )=x 2-52x+1≤0,即(x -12)(x-2)≤0,解得12≤x ≤2.故原不等式的解集为{x|12≤x≤2}.(2)因为不等式f(x)=(x-1a)(x-a)≤0,当0<a<1时,有1< p="">a >a,所以原不等式的解集为{x|a≤x≤1a};当a>1时,有1a <a,所以原不等式的解集为{x|1< p="">a≤x≤a};当a=1时,原不等式的解集为{1}.综上,当0<a<1时,不等式的解集为{x|a≤x≤1< p="">a};当a>1时,不等式的解集为{x|1a≤x≤a};当a=1时,不等式的解集为{1}.考法46简单的线性规划【题型特点】本部分内容以求二元一次不等式(组)表示的平面区域的面积、求线性目标函数的最值、线性规划的实际应用问题等为考试的热点,题型既有选择题、填空题,也可能为解答题,难度为中低档.客观题主要考查可行域的求解、目标函数最值的求法以及线性规划的实际应用,主观题重点考查线性规划的实际应用.【方法归纳】解线性规划实际应用题的步骤(1)设出所求的未知数,列出约束条件,建立目标函数.(2)作出可行域.(3)确定平移直线,寻找最优解.(4)检验,考虑最优解是否符合实际意义.典例52某厂用甲、乙两种原料生产A,B两种产品,制造1 t A,1 t B 产品需要的各种原料数、可得利润以及工厂现有各种原料数如下表:(1)在现有原料条件下,生产A,B两种产品各多少时,才能使利润最大?(2)每吨B产品的利润在什么范围变化时,原最优解不变?当超出这个范围时,最优解有何变化?解析(1)设生产A ,B 两种产品分别为x t,y t,则利润z=5x+3y ,x ,y 满足{2x +y ≤14,x+3y ≤18,x ≥0,y ≥0,作出可行域如图,当直线5x+3y=z 过点B 时,z 取最大值{2x +y =14,x +3y =18,解得{x =245,y =225,则B (245,225),z 取最大值,z 的最大值为1865.所以生产A 产品245 t,B 产品225 t 时,才能使利润最大. (2)设每吨B 产品利润为m 万元,则目标函数是z=5x+my ,直线斜率为k=-5m ,又k AB =-2,k CB =-13,要使最优解仍为B 点,则-2<-5m <-13,解得52<m<15.< p="">所以B产品的利润在(52,15)(万元/t)时,原最优解仍为生产A产品245t,B产品225t.若B产品的利润超过15万元/t,则最优解为C(0,6),即只生产B产品6 t;若B产品利润低于52万元/t,则最优解为A(7,0),即只生产A产品7 t.当B产品的利润为15万元/t时,则最优解为线段BC上的点,B产品的利润为52万元/t时,则最优解为线段AB上的点.</m<15.<></a<1时,不等式的解集为{x|a≤x≤1<></a,所以原不等式的解集为{x|1<></a<1时,有1<>。
考纲展示考情汇总备考指导(1)不等关系了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景.本章的重点是应用线性规划求目标函数的最值,基本不等式及其应用,难点是不等式及其性质的综合应用,解决简单的线性规划问题时,要注意理解并应用目标函数的几何意义,应用基本不等式求最值时,要注意其使用条件.(2)一元二次不等式 ①会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型. ②通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系.③会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图.2019年1月T6(3)二元一次不等式组与简单线性规划问题①会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.②了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组.③会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.2017年1月T112018年1月T92019年1月T112020年1月T13(4)基本不等式:a+b2≥ab(a≥0,b≥0)①了解基本不等式的证明过程.②会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.2017年1月T13不等式的性质与解法1.不等关系及不等式a-b>0⇔a>b;a-b=0⇔a=b;a-b<0⇔a<b.2.不等式的基本性质(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果a<b,那么b>a.(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c;如果a<b,b<c,那么a<c.(3)可加性:如果a >b ,那么a+c >b +c .(4)同向可加性:如果a >b ,c >d ,那么a +c >b +d .(5)可乘性:如果a >b ,c >0,那么ac >bc ;如果a >b ,c <0,那么ac <bc . (6)同向同正可乘性:如果a >b >0,c >d >0,那么ac >bd >0. (7)乘方性:如果a >b >0,那么a n >b n (n ∈N +,n ≥2). (8)开方性:如果a >b >0,那么n a >nb (n ∈N +,n ≥2). 3.一元二次不等式的解集 Δ=b 2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0y =ax 2+bx +c (a >0)的图象ax 2+bx +c =0(a >0)的根 有两个不相等的实根 有两个相等的实根没有实根ax 2+bx +c >0(a >0) {x |x <x 1或x >x 2} ⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠-b 2aR ax 2+bx +c <0(a >0){x |x 1<x <x 2}∅∅(2019·1月广东学考)不等式x 2-9<0的解集为( ) A .{x |x <-3} B .{x |x <3} C .{x |x <-3或>3}D .{x |-3<x <3}D [x 2-9<0,x 2<9,-3<x <3.]解一元二次不等式的一般步骤(1)对不等式变形,使不等号一端二次项系数大于0,另一端为0,即化为ax 2+bx +c >0(a >0)或ax 2+bx +c <0(a >0)的形式;(2)计算相应的判别式;(3)当Δ≥0时,求出相应的一元二次方程的根; (4)根据对应的二次函数的图象,写出不等式的解集.[最新模拟快练]1.(2019·佛山市学考模拟)若集合A ={x |(2x +1)(x -3)<0},B ={x |x ∈N *,x ≤5},则A ∩B 等于( )A .{1,2,3}B .{1,2}C .{4,5}D .{1,2,3,4,5}B [∵(2x +1)(x -3)<0,∴-12<x <3,又x ∈N *且x ≤5,则x =1,2.] 2.(2019·珠海市学考模拟)不等式9x 2+6x +1≤0的解集是( )A .⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠-13B .⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-13≤x ≤13C .∅D .⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x =-13D [(3x +1)2≤0,∴3x +1=0,∴x =-13.]3.(2019·东莞市学考模拟)设x <a <0,则下列不等式一定成立的是( ) A .x 2<ax <a 2 B .x 2>ax >a 2 C .x 2<a 2<axD .x 2>a 2>axB [∵x <a <0,∴x 2>a 2.∵x 2-ax =x (x -a )>0,∴x 2>ax . 又ax -a 2=a (x -a )>0,∴ax >a 2.∴x 2>ax >a 2.]4.(2019·揭阳高二月考)已知a <0,b <-1,则下列不等式成立的是( ) A .a >a b >a b 2 B .a b 2>a b >a C .a b >a >a b 2D .a b >a b 2>aD [由题意知a b >0,b 2>1,则a b 2>a .且a b 2<0,所以a b >ab 2>a .]5.(2018·广东省普通高中数学学业水平考试模拟题)设M =x 2,N =-x -1,则M 与N 的大小关系是( )A .M >NB .M =NC .M <ND .与x 有关A [M -N =x 2+x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+34>0,∴M >N .]6.(2018·广东省普通高中数学学业水平考试模拟题)函数f (x )=ln(x 2-x )的定义域为( )A .(0,1)B .[0,1]C .(-∞,0)∪(1,+∞)D .(-∞,0]∪[1,+∞)C [要使函数有意义,需满足x 2-x >0,解得x <0或x >1,故选C .] 7.(2018·深圳市高一期中)不等式x 2-2x -5>2x 的解集是( ) A .{x |x ≥5或x ≤-1} B .{x |x >5或x <-1} C .{x |-1<x <5}D .{x |-1≤x ≤5}B [原不等式化为x 2-4x -5>0,即(x -5)(x +1)>0,得x <-1或x >5,故选B .] 8.(2019·韶关高二期中)当不等式x 2+x +k >0恒成立时,k 的取值范围为 .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,+∞ [由题意知Δ<0,即1-4k <0,得k >14,即k ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫14,+∞.]9.(2018·肇庆市学考模拟)关于x 的不等式(mx -1)·(x -2)>0,若此不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪1m<x <2,则m 的取值范围是 .(-∞,0) [由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m <01m <2解得m <0.]简单的线性规划二元一次不等式(组)与简单的线性规划在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax +By +C >0,表示直线Ax +By +C =0某侧所有点组成的平面区域,其作法分两步:(1)定边界:画直线Ax +By +C =0确定边界; (2)定区域:取特殊点确定区域.[学考真题对练]1.(2018·1月广东学考)若实数x ,y 满足⎩⎨⎧x -y +1≥0x +y ≥0x ≤0,则z =x -2y 的最小值为( )A .0B .-1C .-32D .-2D [(快速验证法)交点为(0,1),(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12,则z =x -2y 分别为-2,0,-32,所以z 的最小值为-2,故选D .]2.(2019·1月广东学考)设x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x -y +3≥0x +y -1≤0,y ≥0则z =x -2y 的最大值为( )A .-5B .-3C .1D .4C [⎩⎨⎧ x -y +3=0x +y -1=0→⎩⎨⎧ x =-1,y =2,⎩⎨⎧x -y +3=0y =0→⎩⎨⎧ x =-3,y =0,⎩⎨⎧ x +y -1=0y =0→⎩⎨⎧x =1,y =0.将三点代入z =x -2y 则可得最大值为1.]3.(2020·1月广东学考)设x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧y -2≤0x +y -1≥0x -y +1≤0,则z =x -2y的最小值是( )A .-2B .-3C .-5D .-6C [由z =x -2y 得y =12x -12z ,作出不等式组对应的平面区域如图(阴影部分):平移直线y =12x -12z ,由图象可知当直线y =12x -12z 过点C (-1,2)时,直线的截距最大,此时z 最小,代入目标函数z =x -2y ,得z =-1-2×2=-5. ∴目标函数z =x -2y 的最小值是-5.故选C .]简单线性规划问题的解题步骤 1.根据线性约束条件画出可行域. 2.根据线性目标函数,画出直线l 0:z =0.3.平移l 0过特殊点使目标函数取得最大值或最小值(当y 的系数大于0时,越向上平移l 0,z 越大,越向下平移l 0,z 越小;当y 的系数小于0时,正好相反).[最新模拟快练]1.(2019·东莞高二月考)不等式组⎩⎨⎧x ≥1,x +y -3≤0,x -y -3≤0,表示的平面区域是( )D [在直角坐标系中,画出直线x =1,x +y -3=0,x -y -3=0,判断(2,0)满足不等式组⎩⎨⎧x ≥1,x +y -3≤0,x -y -3≤0,所以不等式组的可行域为:故选D .]2.(2018·广东省普通高中学业水平测试数学模拟测试卷(考前压题篇))设x ,y满足约束条件⎩⎨⎧x +3y ≤3x -y ≥1y ≥0,则z =x +y 的最大值为( )A .0B .1C .2D .3D[x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +3y ≤3x -y ≥1y ≥0的可行域如图:则z =x +y 经过可行域的A 时,目标函数取得最大值,由⎩⎨⎧y =0x +3y =3解得A (3,0),所以z =x +y 的最大值为3.故选D .]3.(2018·广州市高中二年级学生学业水平模拟测试)已知实数x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +y +5≥0x -y ≤0y ≤0,则z =2x +4y +1的最小值是( )A .-14B .1C .-5D .-9A [作出可行域如图中阴影部分所示,作出直线l 0:2x +4y =0,平移直线l 0,由图知,当直线l :z =2x +4y +1过点A 时,z 取最小值,解⎩⎨⎧x +y +5=0x -y =0得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,-52,故z min =-14,故选A .] 4.(2018·江门市学考模拟题)设x ,y满足约束条件⎩⎨⎧x +1≥0,y -2x ≥0,x +y -3≤0,则z =x-y 的最大值为( )A .3B .1C .-1D .-5B [y =x -z ,作l 0:y =x ,当l 0移至l 1,l 2两直线交点H 时截距-z 最小,即z 最大,H (-1,-2),z max =-1+2=1.]5.(2019·梅州学考模拟)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧3x +y -6≥0,x -y -2≤0,y -3≤0,则目标函数z =y -2x 的最小值为( )A .-7B .-4C .1D .2A [可行域如图阴影部分(含边界).令z =0,得直线l 0:y -2x =0,平移直线l 0知,当直线l 过D 点时,z 取得最小值.由⎩⎨⎧y =3,x -y -2=0得D (5,3).∴z min =3-2×5=-7.]6.(2018·广东省普通高中数学学业水平考试模拟题)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x -y +1≤0,x -2y ≤0,x +2y -2≤0,则z =x +y 的最大值为( )A .0B .1C .2D .3B [如图所示,作出可行域,由目标函数可得y =-x +z .令z =0,作出直线y =-x ,结合图形得出直线平移过A 点时,截距最大,此时目标函数值最大.可得A (0,1),则z 最大值为1,故本题选B .]7.(2019·广州高二期中检测)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x ≤2,y ≤2,x +y ≥2,则z =x +2y的取值范围是 .[2,6] [如图,作出可行域,作直线l :x +2y =0,将l 向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值2,过点B (2,2)时,有最大值6,故z 的取值范围为[2,6].]8.(2020·广东学考模拟)已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧x +y ≥2x -y ≤20≤y ≤3,则z =2x -y 的最大值为 .7[根据约束条件⎩⎨⎧x +y ≥2x -y ≤20≤y ≤3画出可行域如图,得到△ABC 及其内部,其中A (5,3),B (-1,3),C (2,0) 平移直线l :z =2x -y ,得当l 经过点A (5,3)时,z 取最大值, ∴z 最大为2×5-3=7.故答案为7.]9.(2019·韶关市学考模拟)设m >1,在约束条件⎩⎨⎧y ≥xy ≤mxx +y ≤1下,目标函数z=x +5y 的最大值为4,则m 的值为 .3[满足约束条件⎩⎨⎧y ≥xy ≤mxx +y ≤1的平面区域如下图所示:目标函数z =x +5y 可看做斜率为-15的动直线,其纵截距越大z 越大,由⎩⎨⎧y =mx x +y =1可得A 点⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1,m m +1,当x =1m +1,y =m m +1时,目标函数z =x +5y取最大值为4,即1+5mm +1=4;解得m =3.] 基本不等式的应用基本不等式(1)对任意实数a ,b ,我们有a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,“=”成立. (2)若a >0,b >0,则ab ≤a +b2,当且仅当a =b 时,“=”成立.[学考真题对练](2017·1月广东学考)下列不等式一定成立的是( ) A .x +1x ≥2(x ≠0) B .x 2+1x 2+1≥1(x ∈R ) C .x 2+1≤2x (x ∈R ) D .x 2+5x +6≥0(x ∈R )B [A 选项:错在x 可以小于0; B 选项:x 2+1x 2+1=x 2+1+1x 2+1-1≥ 2(x 2+1)·1x 2+1-1=1,(当且仅当x 2+1=1x 2+1,即x =0时等号成立) C 选项:∵x 2+1-2x =(x -1)2≥0,∴x 2+1≥2x .D 选项:设y =x 2+5x +6可知二次函数与x 轴有两个交点,其值可以小于0.]利用基本不等式求最值的方法(1)利用基本不等式解决条件最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要有两种思路:①对条件使用基本不等式,建立所求目标函数的不等式求解. ②条件变形,进行“1”的代换求目标函数的最值.(2)有些题目虽然不具备直接用基本不等式求最值的条件,但可以通过添项、分离常数、平方等手段使之能运用基本不等式.常用的方法还有:拆项法、变系数法、凑因子法、分离常数法、换元法、整体代换法等.[最新模拟快练]1.(2019·佛上高二期末检测) 若0<a <b ,则下列不等式一定成立的是( ) A .a >a +b2>ab >b B .b >ab >a +b2>a C .b >a +b2>ab >a D .b >a >a +b2>abC [∵0<a <b ,∴2b >a +b ,∴b >a +b2>ab . ∵b >a >0,∴ab >a 2,∴ab >a .故b >a +b2>ab >a .]2.(2019·蛇口高二期末检测)已知x >1,y >1且lg x +lg y =4,则lg x lg y 的最大值是( )A .4B .2C .1D .14A [∵x >1,y >1,∴lg x >0,lg y >0,lg x lg y ≤⎝⎛⎭⎪⎫lg x +lg y 22=4,当且仅当lg x =lg y =2,即x =y =100时取等号.]3.(2018·佛山市学考模拟)当a >0时,2a +1a 的最小值为( ) A .3 B .2 2 C .2 D . 2B [2a +1a ≥22a ×1a =22,当且仅当2a =1a ,即a =22时等号成立.]4.(2018·揭阳学考模拟题)已知a >0,b >0,且a +2b =8,那么ab 的最大值等于( )A .4B .8C .16D .32B [由a +2b ≥22ab 得22ab ≤8,即ab ≤8.]5.(2019·惠州学考模拟)已知点P (x ,y )在经过A (3,0),B (1,1)两点的直线上,则2x +4y 的最小值为( )A .2 2B .4 2C .16D .不存在B [∵点P (x ,y )在直线AB 上,∴x +2y =3.∴2x +4y ≥22x ·4y =22x +2y =4 2. 当且仅当2x =4y ,即x =32,y =34时,等号成立.]6.(2019·珠海学考模拟)已知a =(x -1,2),b =(4,y )(x ,y 为正实数),若a ⊥b ,则xy 的最大值是( )A .12B .-12C .1D .-1A [∵a ⊥b ,则a·b =0,∴4(x -1)+2y =0,∴2x +y =2,∴xy =12(2x )·y ≤12·⎝ ⎛⎭⎪⎫222=12,当且仅当2x =y 时,等号成立.]7.(2018·茂名市学考模拟)若a >1,则a +1a -1的最小值是 . 3 [原式=a -1+1a -1+1≥2(a -1)×1a -1+1=3.] 8.(2018·中山市高二月考)已知a ,b ∈R *,且a +2b =1,则1a +1b 的最小值为 .1 a+1b=(2a+b)⎝⎛⎭⎪⎫1a+1b=3+ba+2ab≥3+2ba×2ab=3+2 2.]3+22[。