高考数学总复习 课时作业21 新人教版

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高考数学总复习 课时作业21 新人教版1.已知a ,b ∈(0,1)且a ≠b ,下列各式中最大的是( ) A .a 2+b 2B .2abC .2abD .a +b 答案 D解析 只需比较a 2+b 2与a +b .由于a ,b ∈(0,1),∴a 2<a ,b 2<b ,∴a 2+b 2<a +b . 2.x ∈R ,下列不等式恒成立的是( ) A .x 2+1≥x B.1x 2+1<1 C .lg(x 2+1)>lg(2x ) D .x 2+4>4x 答案 A3.设实数x ,y ,m ,n 满足x 2+y 2=1,m 2+n 2=3,那么mx +ny 的最大值是( ) A.3B .2 C.5D.102答案 A解析 方法一 设x =sin α,y =cos α,m =3sin β,n =3cos β,其中α,β∈(0°,180°).∴mx +ny =3sin βsin α+3cos βcos α=3cos(α-β).故选A. 方法二 m 2+n 2=3⇔(m3)2+(n3)2=1,∴2=x 2+y 2+(m3)2+(n3)2≥23(mx +ny ). ∴mx +ny ≤ 3.4.若x ,y 是正数,则(x +12y )2+(y +12x)2的最小值是( ) A .3 B.72C .4 D.92答案 C解析 由题意(x +12y )2+(y +12x )2≥2(x +12y )(y +12x )=2(xy +14xy +1)≥2⎝⎛⎭⎪⎫2xy ·14xy +1=4,“=”成立的条件⎩⎪⎨⎪⎧x +12y =y +12xxy =12不矛盾,故“=”能成立.5.(2011·上海)若a ,b ∈R ,且ab >0,下列不等式中,恒成立的是( ) A .a 2+b 2>2ab B .a +b ≥2ab C.1a +1b<2ab D.b a +ab≥2答案 D6.(2012·福建)下列不等式一定成立的是( ) A .lg(x 2+14)>lg x (x >0)B .sin x +1sin x ≥2(x ≠k π,k ∈Z )C .x 2+1≥2|x |(x ∈R ) D.1x 2+1>1(x ∈R ) 答案 C解析 取x =12,则lg(x 2+14)=lg x ,故排除A ;取x =32π,则sin x =-1,故排除B ;取x =0,则1x 2+1=1,故排除D.应选C.7.(2012·陕西)小王从甲地到乙地往返的时速分别为a 和b (a <b ),其全程的平均时速为v ,则( )A .a <v <abB .v =ab C.ab <v <a +b2D .v =a +b2答案 A解析 设甲、乙两地的距离为S ,则从甲地到乙地所需时间为S a,从乙地到甲地所需时间为S b.又因为a <b ,所以全程的平均速度为v =2SS a +S b=2ab a +b <2ab 2ab =ab ,2ab a +b >2ab2b=a ,即a <v <ab ,则选A.8.“a =18”是“对任意的正数x,2x +ax ≥1”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 A解析 令p :“a =18”,q :“对任意的正数x,2x +ax ≥1”.若p 成立,则a =18,则2x +a x =2x +18x≥22x ·18x=1,即q 成立,p ⇒q ;若q 成立,则2x 2-x +a ≥0恒成立,解得a ≥18,∴q ⇒/ p .∴p 是q 的充分不必要条件.9.已知二次函数f (x )=ax 2+2x +c (x ∈R )的值域为[0,+∞),则a +1c +c +1a的最小值为( )A .4B .4 2C .8D .8 2 答案 A解析 ∵f (x )=ax 2+2x +c 的值域为[0,+∞), 则由Δ=0,a >0,得c =1a.∴a +1c +c +1a =a +11a+1a +1a =a 2+a +1a 2+1a=(a 2+1a 2)+(a +1a )≥4(当且仅当a =1a即a =1时取等号).10.(2012·潍坊模拟)已知x >0,y >0,且2x +1y=1,若x +2y >m 2+2m 恒成立,则实数m的取值范围是( )A .m ≥4或m ≤-2B .m ≥2或m ≤-4C .-2<m <4D .-4<m <2 答案 D解析 ∵x >0,y >0,且2x +1y=1,∴x +2y =(x +2y )(2x +1y )=4+4y x +xy≥4+24y x ·x y =8,当且仅当4y x =x y,即4y 2=x 2,x=2y 时取等号,又2x +1y=1,此时x =4,y =2,∴(x +2y )min =8,要使x +2y >m 2+2m 恒成立,只需(x +2y )min >m 2+2m 恒成立,即8>m 2+2m ,解得-4<m <2.11.(2011·北京文)某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元.若每批生产x 件,则平均仓储时间为x8天,且每件产品每天的仓储费用为1元.为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品( )A .60件B .80件C .100件D .120件 答案 B解析 若每批生产x 件产品,则每件产品的生产准备费用是800x ,存储费用是x8,总的费用是800x +x8≥2800x ·x 8=20,当且仅当800x =x8时取等号,即x =80. 12.(1)x >1时,x +4x -1的最小值为________. (2)x ≥4时,x +4x -1的最小值为________. 答案 (1)5 (2)163解析 (1)∵x >1,∴x -1>0. ∴x +4x -1=x -1+4x -1+1≥24+1=5. (当且仅当x -1=4x -1.即x =3时“=”号成立) ∴x +4x -1的最小值为5. (2)∵x ≥4,∴x -1≥3.∵函数y =x +4x在[3,+∞)上为增函数,∴当x -1=3时,y =(x -1)+4x -1+1有最小值163. 13.若a >0,b >0,a +b =1,则ab +1ab的最小值为________.答案174解析 ab ≤(a +b2)2=14, 当且仅当a =b =12时取等号.y =x +1x 在x ∈(0,14]上为减函数.∴ab +1ab 的最小值为14+4=174.14.(2010·山东文)已知x ,y ∈R +,且满足x 3+y4=1,则xy 的最大值为________.答案 3解析 因为1=x 3+y 4≥2x 3·y4=2xy12=xy3,所以xy ≤3,当且仅当x 3=y 4,即x =32,y =2时取等号,故xy 的最大值为3.15.a >b >0,则a 2+16ba -b最小值为________. 答案 16解析 ∵a >b >0,∴b (a -b )≤(b +a -b2)2=a 24当且仅当“a =2b ”时等号成立. ∴a 2+16ba -b ≥a 2+16a 24=a 2+64a2≥16 当且仅当a =22,b =2时,a 2+16b a -b取得最小值16.16.已知a ,b ,c 都是正实数,且满足log 9(9a +b )=log 3ab ,求使4a +b ≥c 恒成立的c 的取值范围.答案 0<c ≤25解析 因为a ,b 都是正实数,log 9(9a +b )=log 3ab ,所以log 3(9a +b )=log 3(ab ),故9a +b =ab ,故9b +1a =1,所以4a +b =(4a +b )(9b +1a )=13+36a b +ba≥13+236a b ·ba=25,即4a +b ≥25,当且仅当36a b =ba,即b =6a 时等号成立.而c >0,所以要使4a +b ≥c 恒成立,c 的取值范围为0<c ≤25.17.如图,在半径为30 cm 的半圆形(O 为圆心)铝皮上截取一块矩形材料ABCD ,其中点A ,B 在直径上,点C ,D 在圆周上.(1)怎样截取才能使截得的矩形ABCD 的面积最大?并求最大面积;(2)若将所截得的矩形铝皮ABCD 卷成一个以AD 为母线的圆柱形罐子的侧面(不计剪裁和拼接铝耗),应怎样截取,才能使做出的圆柱形罐子体积最大?并求最大体积.解析(1)连接OC .设BC =x ,矩形ABCD 的面积为S . 则AB =2900-x 2,其中0<x <30. 所以S =2x 900-x 2=2x2900-x2≤x 2+(900-x 2)=900.当且仅当x 2=900-x 2,即x =152时,S 取最大值900 cm 2.答:取BC 为15 2 cm 时,矩形ABCD 的面积最大,最大值为900 cm 2. (2)设圆柱底面的半径为r ,高为x ,体积为V . 由AB =2900-x 2=2πr ,得r =900-x2π.所以V =πr 2x =1π(900x -x 3),其中0<x <30.由V ′=1π(900-3x 2)=0,得x =10 3.因此V =1π(900x -x 3)在(0,103)上是增函数,在(103,30)上是减函数.所以当x =103时,V 取最大值为6 0003πcm 3.答:取BC 为10 3 cm 时,做出的圆柱形罐子体积最大,最大值为6 0003πcm 3.1.(2011·浙江理)设x ,y 为实数,若4x 2+y 2+xy =1,则2x +y 的最大值是________. 答案2105解析 ∵4x 2+y 2+xy =1,∴(2x +y )2=3xy +1=32×2xy +1≤32×(2x +y 2)2+1,∴(2x +y )2≤85,(2x +y )max =2105. 2.(2011·湖南理)设x ,y ∈R ,且xy ≠0,则(x 2+1y 2)(1x2+4y 2)的最小值为________.答案 9解析 (x 2+1y 2)(1x 2+4y 2)=1+4+4x 2y 2+1x 2y2≥1+4+24x 2y 2·1x 2y2=9,当且仅当4x 2y2=1x 2y2时等号成立,即|xy |=22时等号成立. 3.(2011·浙江文)若实数x ,y 满足x 2+y 2+xy =1,则x +y 的最大值是________. 答案233解析 ∵xy ≤14(x +y )2,∴1=x 2+y 2+xy =(x +y )2-xy ≥(x +y )2-14(x +y )2=34(x +y )2,∴(x +y )2≤43.∴-233≤x +y ≤233,当x =y =33时,x +y 取得最大值233.4.(2011·江苏) 在平面直角坐标系xOy 中,过坐标原点的一条直线与函数f (x )=2x的图像交于P ,Q 两点,则线段PQ 长的最小值是________.答案 4解析 由题意知:P 、Q 两点关于原点O 对称,不妨设P (m ,n )为第一象限中的点,则m >0,n >0,n =2m ,所以|PQ |2=4|OP |2=4(m 2+n 2)=4(m 2+4m 2)≥16(当且仅当m 2=4m2,即m =2时,取等号),故线段PQ 长的最小值是4.5.有一批材料可以建成200 m 长的围墙,若用此批材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地,中间用同样材料隔成三个面积相等的矩形(如图所示),则围成场地的最大面积为________(围墙的厚度不计).答案 2 500 m 2解析 设所围场地的长为x ,则宽为200-x 4,其中0<x <200,场地的面积为x ×200-x 4≤14(x +200-x2)2=2 500 m 2,等号当且仅当x =100时成立.6.(2010·山东理)若对任意x >0,xx 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是________.答案 [15,+∞)解析 若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,只需求得y =xx 2+3x +1的最大值即可.因为x >0,所以y =x x 2+3x +1=1x +1x+3≤12x ·1x+3=15,当且仅当x =1时取等号.所以a 的取值范围是[15,+∞).7.设x >0,y >0,不等式1x +1y +mx +y ≥0恒成立,则实数m 的最小值是________.答案 -4 解析 原问题等价于mx +y≥-(1x +1y)恒成立,∵x >0,y >0,∴等价于m ≥-(1x +1y)(x +y )的最大值.而-(1x +1y )(x +y )=-2-(y x +xy)≤-2-2=-4,当且仅当x =y 时取“=”,故m ≥-4.8. (2012·江苏)如图,建立平面直角坐标系xOy ,x 轴在地平面上,y 轴垂直于地平面,单位长度为1千米,某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y =kx -120(1+k 2)x 2(k >0)表示的曲线上,其中k 与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.解析 (1)令y =0,得kx -120(1+k 2)x 2=0,由实际意义和题设条件知x >0,k >0, 故x =20k 1+k 2=20k +1k≤202=10,当且仅当k =1时取等号.所以炮的最大射程为10千米. (2)因为a >0,所以炮弹可击中目标⇔存在k >0,使3.2=ka -120(1+k 2)·a 2成立⇔关于k 的方程a 2k 2-20ak +a 2+64=0有正根⇔ 判别式Δ=(-20a )2-4a 2(a 2+64)≥0⇔a ≤6. 所以当a 不超过6千米时,可击中目标. 9.(1)1x +21-x (0<x <1)最小值.(2)1x +21-2x (0<x <12)最小值.解析 (1)特征:分母之和为定值. 即相当于a +b =1,求1a +2b最小值.1a +2b=(1a +2b )(a +b )=1+2+b a+2ab≥3+2 2.当且仅当⎭⎪⎬⎪⎫b a =2a b a +b =1时等号成立,即a =-1+2时等号成立. (2)特征:变形 原式即为: 22x +21-2x 特征:分母之和 依然为定值. 过程和上题相仿 结果为:8.。