高考数学压轴专题人教版备战高考《不等式》真题汇编含答案
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【高中数学】数学复习题《不等式》知识点练习一、选择题1.已知离散型随机变量X 服从二项分布~(,)X B n p ,且()4E X =,()D X q =,则11p q+的最小值为( ) A .2 B .52C .94D .4【答案】C 【解析】 【分析】根据二项分布()~X B n p ,的性质可得()E X ,()D X ,化简即44p q +=,结合基本不等式即可得到11p q+的最小值.【详解】离散型随机变量X 服从二项分布()X B n p :,, 所以有()4E X np ==,()()1D X q np p ==-(,所以44p q +=,即14qp +=,(0p >,0q >) 所以11114q p p q p q ⎛⎫⎛⎫+=++= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 5592144444q p q p p q p q ⎛⎫++≥⨯=+= ⎪⎝⎭, 当且仅当423q p ==时取得等号.故选C . 【点睛】本题主要考查了二项分布的期望与方差,考查了基本不等式,属于中档题.2.已知点P ,Q 分别是抛物线28x y =和圆22(2)1x y +-=上的动点,点(0,4)A ,则2||||PA PQ 的最小值为( )A .10B .4C .2D .1【答案】B 【解析】 【分析】设出点P 的坐标()00,x y ,用0y 表示出PA ;根据圆上一点到定点距离的范围,求得PQ 的最大值,再利用均值不等式求得目标式的最值.【详解】设点()00,P x y ,因为点P 在抛物线上,所以()200080x y y =≥,因为点(0,4)A ,则()()2222200000||48416PA x y y y y =+-=+-=+.又知点Q 在圆22(2)1x y +-=上,圆心为抛物线的焦点(0,2)F ,要使2||||PA PQ 的值最小,则||PQ 的值应最大,即0max 13PQ PF y =+=+.所以()()222000003632516||||33y y y PA PQ y y +-+++==++ ()002536643y y =++-≥=+ 当且仅当02y =时等号成立.所以2||||PA PQ 的最小值为4.故选:B. 【点睛】本题考查抛物线上一点到定点距离的求解,以及圆上一点到定点距离的最值,利用均值不等式求最值,属综合中档题.3.已知0a b >>,则下列不等式正确的是( ) A .ln ln a b b a ->- B.|||b a < C .ln ln a b b a -<- D.|||b a ->【答案】C 【解析】 【分析】利用特殊值代入法,作差比较法,排除不符合条件的选项,即可求解,得到答案. 【详解】由题意,因为0a b >>,取,1a e b ==,则ln 0,ln a b b a e -=-=,1b a e ==-,可排除A 、D 项;取11,49a b ==711812b a ==,可排除B 项; 因为满足0a b >>条件的排除法,可得A 、B 、D 是错误的. 故选:C . 【点睛】本题主要考查了不等式与不等关系,以及不等式的的基本性质,其中解答中合理赋值,代入排除是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.4.已知点()4,3A ,点B 为不等式组00260y x y x y ≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≤⎩所表示平面区域上的任意一点,则AB 的最小值为( )A .5 B .45C .5D .25【答案】C 【解析】 【分析】作出不等式组所表示的平面区域,标出点A 的位置,利用图形可观察出使得AB 最小时点B 的位置,利用两点间的距离公式可求得AB 的最小值.【详解】作出不等式组00260y x y x y ≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≤⎩所表示的平面区域如下图所示:联立0260x y x y -=⎧⎨+-=⎩,解得22x y =⎧⎨=⎩,由图知AB 的最小值即为()4,3A 、()2,2B 两点间的距离, 所以AB ()()2242325-+-=故选:C . 【点睛】本题考查目标函数为两点之间的距离的线性规划问题,考查数形结合思想的应用,属中等题.5.若实数x ,y 满足40,30,0,x y x y y --≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩,则2x y y +=的最大值为( )A .512B .8C .256D .64【答案】C 【解析】 【分析】作出可行域,如下图阴影部分所示,令x y m +=,可知要使2m z =取到最大值,只需m 取到最大值即可,根据图像平移得到答案. 【详解】作出可行域,如下图阴影部分所示,令x y m +=,可知要使2m z =取到最大值,只需m 取到最大值即可, 观察图像可知,当直线x y m +=过点()6,2A 时m 取到最大值8, 故2x yy +=的最大值为256.故选:C .【点睛】本题考查了线性规划问题,画出图像是解题的关键.6.已知集合{}2230A x x x =-->,(){}lg 11B x x =+≤,则()R A B =I ð( )A .{}13x x -≤<B .{}19x x -≤≤C .{}13x x -<≤D .{}19x x -<<【答案】C 【解析】 【分析】解出集合A 、B ,再利用补集和交集的定义得出集合()R A B ⋂ð. 【详解】解不等式2230x x -->,得1x <-或3x >;解不等式()lg 11x +≤,得0110x <+≤,解得19x -<≤.{}13A x x x ∴=-或,{}19B xx =-<≤,则{}13R A x x =-≤≤ð,因此,(){}13R A B x x ⋂=-<≤ð,故选:C. 【点睛】本题考查集合的补集与交集的计算,同时也考查了一元二次不等式以及对数不等式的求解,考查运算求解能力,属于中等题.7.已知,x y 满足33025010x y x y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪+-≤⎩,则36y z x -=-的最小值为( )A .157B .913C .17D .313【答案】D 【解析】 【分析】画出可行域,目标函数36y z x -=-的几何意义是可行域内的点与定点(6,3)P 连接的斜率,根据图像得到答案. 【详解】画出可行域如图中阴影部分所示, 目标函数36y z x -=-的几何意义是可行域内的点与定点(6,3)P 连接的斜率. 直线330x y -+=与直线10x y +-=交于点13(,)22A -,由图可知,当可行域内的点为A 时,PA k 最小,故min 333211362z -==--. 故选:D .【点睛】本题考查了线性规划问题,画出图像是解题的关键.8.某企业生产甲、乙两种产品,销售利润分别为2千元/件、1千元/件.甲、乙两种产品都需要在A B 、两种设备上加工,生产一件甲产品需用A 设备2小时,B 设备6小时;生产一件乙产品需用A 设备3小时,B 设备1小时. A B 、两种设备每月可使用时间数分别为480小时、960小时,若生产的产品都能及时售出,则该企业每月利润的最大值为( ) A .320千元 B .360千元C .400千元D .440千元【答案】B 【解析】设生产甲、乙两种产品x 件,y 件时该企业每月利润的最大值,由题意可得约束条件:2348069600,0,x y x y x y x N y N+≤⎧⎪+≤⎪⎨≥≥⎪⎪∈∈⎩, 原问题等价于在上述约束条件下求解目标函数2z x y =+的最大值. 绘制目标函数表示的平面区域如图所示,结合目标函数的几何意义可知: 目标函数在点()150,60B 处取得最大值:max 2215060360z x y =+=⨯+=千元. 本题选择B 选项.点睛:含有实际背景的线性规划问题其解题关键是找到制约求解目标的两个变量,用这两个变量建立可行域和目标函数,在解题时要注意题目中的各种相互制约关系,列出全面的制约条件和正确的目标函数.9.给出下列五个命题,其中正确命题的个数为( )①命题“0x R ∃∈,使得20010x x ++<”的否定是“x R ∀∈,均有210x x ++<”;②若正整数m 和n 满足m n ≤()2n m n m -;③在ABC ∆中 ,A B >是sin sin A B >的充要条件;④一条光线经过点()1,3P ,射在直线:10l x y ++=上,反射后穿过点()1,1Q ,则入射光线所在直线的方程为5340x y -+=;⑤已知32()f x x mx nx k =+++的三个零点分别为一椭圆、一双曲线、一抛物线的离心率,则m n k ++为定值. A .2 B .3 C .4 D .5【答案】C 【解析】 【分析】①根据特称命题的否定的知识来判断;②根据基本不等式的知识来判断;③根据充要条件的知识来判断;④求得入射光线来判断;⑤利用抛物线的离心率判断. 【详解】①,命题“0x R ∃∈,使得20010x x ++<”的否定是“x R ∀∈,均有210x x ++≥”,故①错误.②,由于正整数m 和n 满足m n ≤,0n m -≥,由基本不等式得22m n m n+-=,当m n m =-即2n m =时等号成立,故②正确. ③,在ABC ∆中,由正弦定理得sin sin A B a b A B >⇔>⇔>,即sin sin A B A B >⇔>,所以A B >是sin sin A B >的充要条件,故③正确.④,设()1,1Q 关于直线10x y ++=的对称点为(),A a b ,则线段AQ 中点为11,22a b ++⎛⎫ ⎪⎝⎭,则1110221121112AQ a b b k a ++⎧++=⎪⎪⎪+⎨-⎪==+⎪-⎪⎩,解得2a b ==-,所以()2,2A --.所以入射光线为直线AP ,即312321y x --=----,化简得5340x y -+=.故④正确. ⑤,由于抛物线的离心率是1,所以(1)0f =,即10m n k +++=,所以1m n k ++=-为定值,所以⑤正确. 故选:C 【点睛】本小题主要考查特称命题的否定,考查基本不等式,考查充要条件,考查直线方程,考查椭圆、双曲线、抛物线的离心率,属于中档题.10.已知x ,y 满足约束条件02340x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .2B .12C .-2D .12-【答案】A 【解析】 【分析】由约束条件可得到可行域,根据图象可知最优解为()2,0A ,代入可构造方程求得结果. 【详解】由约束条件可知可行域如下图阴影部分所示:当直线:l y ax z =-+经AOB V 区域时,当l 过点()2,0A 时,在y 轴上的截距最大, 即()2,0A 为最优解,42a ∴=,解得:2a =. 故选:A . 【点睛】本题考查线性规划中的根据目标函数的最值求解参数值的问题,关键是能够通过约束条件准确得到可行域,根据数形结合的方式确定最优解.11.在三角形ABC 中,给出命题:p “2ab c >”,命题:q “3C π<”,则p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】由余弦定理将2c 化为222cos a b ab C +-,整理后利用基本不等式求得12cos 2C +>,求出C 范围,即可判断充分性,取4a =,7b =,6c =,则可判断必要性不成立,两者结合可得正确的选项. 【详解】充分性:由余弦定理,2222cos c a b ab C =+-, 所以2ab c >,即222cos ab a b ab C >+-,整理得,2212cos a b C ab++>,由基本不等式,22222a b a b ab ab+≥=,当且仅当a b =时等号成立,此时,12cos 2C +>,即1cos 2C >,解得3C π<, 充分性得证;必要性:取4a =,7b =,6c =,则164936291cos 247562C +-==>⨯⨯,故3C π<,但228ab c =<,故3C π<推不出2ab c >.故必要性不成立; 故p 是q 的充分不必要条件. 故选:A 【点睛】本题主要考查充分必要条件的判断、余弦定理的应用和基本不等式的应用,考查学生分析转化能力,属于中档题.12.若两个正实数x ,y 满足142x y +=,且不等式2m 4yx m +<-有解,则实数m 的取值范围是 ( ) A .(1,2)- B .(,2)(1,)-∞-+∞U C .()2,1-D .(,1)(2,)-∞-+∞U【答案】D 【解析】 【分析】将原问题转化为求最值的问题,然后利用均值不等式求最值即可确定实数m 的取值范围. 【详解】 若不等式24y x m m +<-有解,即2()4min ym m x ->+即可, 142x y +=Q,1212x y∴+=, 则121221112121124422482y y x y x x x y y x ⎛⎫⎛⎫+=++=+++≥+=+=+⨯=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当28x y y x=,即2216y x =,即4y x =时取等号,此时1x =,4y =, 即()24min yx +=, 则由22m m ->得220m m -->,即()()120m m +->, 得2m >或1m <-,即实数m 的取值范围是()(),12,-∞-⋃+∞, 故选D . 【点睛】本题主要考查基本不等式的应用,利用不等式有解转化为最值问题是解决本题的关键.13.若均不为1的实数a 、b 满足0a b >>,且1ab >,则( ) A .log 3log 3a b > B .336a b +> C .133ab a b ++> D .b a a b >【答案】B 【解析】 【分析】举反例说明A,C,D 不成立,根据基本不等式证明B 成立. 【详解】当9,3a b ==时log 3log 3a b <; 当2,1a b ==时133ab a b ++=; 当4,2a b ==时b a a b =; 因为0a b >>,1ab >,所以336a b +>=>>,综上选B. 【点睛】本题考查比较大小,考查基本分析论证能力,属基本题.14.已知直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是( )A .12k >B .16k <-或12k > C .62k -<< D .1162k -<< 【答案】D 【解析】 【分析】联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,可解得交点坐标(,)x y ,由于直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,可得00x y >⎧⎨>⎩,解得即可. 【详解】解:联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,解得24216121k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩,Q 直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限, ∴2402161021k k k k -⎧>⎪⎪+⎨+⎪>⎪+⎩,解得:1162k -<<. 故选:D .【点睛】本题考查两直线的交点和分式不等式的解法,以及点所在象限的特征.15.某学生到工厂实践,欲将一个底面半径为2,高为3的实心圆锥体工件切割成一个圆柱体,并使圆柱体的一个底面落在圆锥体的底面内.若不考虑损耗,则得到的圆柱体的最大体积是( )A .169πB .89πC .1627πD .827π 【答案】A【解析】【分析】根据条件求出圆柱的体积,利用基本不等式研究函数的最值即可.【详解】解:设圆柱的半径为r ,高为x ,体积为V , 则由题意可得323r x -=, 332x r ∴=-, ∴圆柱的体积为23()(3)(02)2V r r r r π=-<<, 则33333163331616442()(3)()9442939r r r V r r r r πππ++-=-=g g g g …. 当且仅当33342r r =-,即43r =时等号成立. ∴圆柱的最大体积为169π, 故选:A .【点睛】本题考查圆柱的体积和基本不等式的实际应用,利用条件建立体积函数是解决本题的关键,是中档题.16.若实数x ,y 满足不等式组11y x x y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则2x y +的最小值是( )A .3B.32 C .0 D .3- 【答案】D【解析】【分析】根据已知的约束条件画出满足约束条件的可行域,再由目标函数2z x y =+可得2y x z =-+,此时Z 为直线在y 轴上的截距,根据条件可求Z 的最小值.【详解】解:作出不等式组所表示的平面区域,如图所示得阴影部分的ABC ∆,由2z x y =+可得2y x z =-+,则z 为直线在y 轴上的截距把直线:2l y x =-向上平移到A 时,z 最小,此时由1y x y =⎧⎨=-⎩可得(1,1)A -- 此时3z =-,故选:D .【点睛】本题考查用图解法解决线性规划问题,分析题目的已知条件,找出目标函数中的z 的意义是关键,属于中档题.17.已知函数()lg f x x =,0a b >>,()()f a f b =,则22a b a b+-的最小值等于( ).A B .C .2 D .【答案】D【解析】 试题分析:因为函数()lg f x x =,0a b >>,()()f a f b =所以lg lg a b =- 所以1a b=,即1ab =,0a b >>22a ba b+-22()2()22()a b ab a b a b a b a b a b -+-+===-+---≥=当且仅当2a b a b-=-,即a b -=时等号成立所以22a b a b+-的最下值为故答案选D考点:基本不等式.18.设x ∈R ,则“|1|1x -<”是“220x x --<”的( ) A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A【解析】 1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,22012x x x --<⇒-<<,故为充分不必要条件.19.已知,a b 都是正实数,则222a b a b a b +++的最大值是( )A .23-B .3-C .1D .43【答案】A【解析】【分析】设2,2m a b n a b =+=+,将222a b a b a b +++,转化为2222233a b n m a b a b m n +=--++,利用基本不等式求解.【详解】设2,2m a b n a b =+=+, 所以22,33m n n m a b --==,所以222222233a b n m a b a b m n +=--≤-=-++, 当且仅当233n m m n =时取等号.所以222a b a b a b +++的最大值是2-. 故选:A【点睛】本题主要考查基本不等式的应用,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于中档题.20.定义在R 上的函数()f x 对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,且函数(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,若s 满足不等式()()222323f s s f s s -+--+…,则s 的取值范围是( )A .13,2⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ B .[3,2]-- C .[2,3)- D .[3,2]-【答案】D【解析】【分析】由已知可分析出()f x 在R 上为减函数且()y f x =关于原点对称,所以不等式等价于()()222323f s s f s s -+-+-…,结合单调性可得222323s s s s -+≥-+-,从而可求出s 的取值范围.【详解】解:因为对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,所以()f x 在R 上为减函数; 又(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,所以()y f x =关于原点对称,则()()()222232323f s s f s s f s s -+--+=-+-…,所以222323s s s s -+≥-+-,整理得260s s +-≤,解得32s -≤≤.故选:D.【点睛】本题考查了函数的单调性,考查了函数的对称性,考查了一元二次不等式的求解.本题的关键是由已知得到函数的单调性和对称性,从而将不等式化简.。