高三 不等式选讲专题测试题
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不等式选讲专项测试题(120分钟 每小题10分,共15小题,总分150分)1.设a ,b ,c ,d 均为正数,且a +b =c +d , 证明:(I )(1)ab >cd ,则a +b >c +d ;(II )a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.2.【2017课标II ,理23】已知330,0,2a b a b >>+=. 证明:(I )55()()4a b a b ++≥;(II )2a b +≤。
3.已知函数f (x )=-x 2+ax +4,g (x )=|x +1|+|x -1|. (I )当a =1时,求不等式f (x )≥g (x )的解集;(II )若不等式f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],求a 的取值范围.4.已知函数f (x )=|x +1|-2|x -a |,a >0.(I )当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(II )若f (x )的图象与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围.5.对于任意的实数a (a ≠0)和b ,不等式|a +b |+|a -b |≥M ·|a |恒成立,记实数M 的最大值是m .(I )求m 的值;(II )解不等式|x -1|+|x -2|≤m .6.已知函数f (x )=|x +1|-|x -2|.(I )求不等式f (x )≥1的解集;(II )若不等式f (x )≥x 2-x +m 的解集非空,求m 的取值范围.7. 设0,0a b >>,且11a b a b+=+. 证明:(I )2a b +≥; (II )22a a +<与22b b +<不可能同时成立.8.(黑龙江省大庆市2013届高三第二次模拟考试数学(理)试题)已知函数a x x x f 212)(-+-=.(I)当1=a 时,求3)(≤x f 的解集;(II)当[]2,1∈x 时,3)(≤x f 恒成立,求实数a 的集合.9.(吉林省吉林市2013届高三三模(期末)试题 数学理 )设()|3||4|.f x x x =-+-(Ⅰ)求函数)(2)(x f x g -=的定义域;(Ⅱ)若存在实数x 满足()1f x ax ≤-,试求实数a 的取值范围.10.【2018年全国卷Ⅲ理】设函数.(I )画出的图像;(II )当,,求的最小值.11.(2013年新课标Ⅱ卷数学(理)设,,a b c 均为正数,且1a b c ++=,证明:(Ⅰ)13ab bc ca ++≤; (Ⅱ)2221a b c b c a++≥.12.(黑龙江省哈六中2013届高三第二次模拟考试数学理)已知c b a ,,均为正数(I )证明:36)111(2222≥+++++cb ac b a ,并确定c b a ,,如何取值时等号成立; (II )若1=++c b a ,求131313+++++c b a 的最大值.13.【山东省济南省2018届三模】已知函数 .(I )解不等式;(II )若,且,证明:,并求时,的值.14.【2015高考福建,理21】已知0,0,0a b c >>>,函数()||||f x x a x b c 的最小值为4. (Ⅰ)求a b c 的值; (Ⅱ)求2221149a b c 的最小值.15.【2015高考陕西,理24】已知关于x 的不等式x a b +<的解集为{}24x x <<. (I )求实数a ,b 的值;(II 12at bt +的最大值.参考答案:1.[解析] (1)∵a,b,c,d为正数,且a+b=c+d,欲证a+b>c+d,只需证明(a+b)2>(c+d)2,也就是证明a+b+2ab>c+d+2cd,只需证明ab>cd,即证ab>cd.由于ab>cd,因此a+b>c+d. ………………5分(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. ………………10分【类题通法】1.本题将不等式证明与充要条件的判定渗透命题,考查推理论证能力和转化与化归的思想方法,由于两个不等式两边都是正数,可通过两边平方来证明.2.当要证的不等式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.3.分析法证明的思路是“执果索因”,其框图表示为:Q⇐P1→P1⇐P2→P2⇐P3→…→得到一个明显成立的条件2.【解析】……5分(2)因为()()()()()3322323332332432,4a b a a b ab b ab a b a b a b a b +=+++=+++≤+++=+所以()38a b +≤,因此2a b +≤。
………………10分 【考点】 基本不等式;配方法。
【名师点睛】利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况,证明思路是从已证不等式和问题的已知条件出发,借助不等式的性质和有关定理,经过逐步的逻辑推理最后转化为需证问题。
若不等式恒等变形之后若与二次函数有关,可用配方法。
3.[解析] (1)当a =1时,f (x )=-x 2+x +4,f (x )≥g (x )⇔x 2-x +|x +1|+|x -1|-4≤0.①当x >1时,f (x )≥g (x )⇔x 2+x -4≤0,解之得1<x ≤17-12. ②当-1≤x ≤1时,f (x )≥g (x )⇔(x -2)(x +1)≤0,则-1≤x ≤1. ③当x <-1时,f (x )≥g (x )⇔x 2-3x -4≤0,解得-1≤x ≤4, 又x <-1,∴不等式此时的解集为空集.综上所述,f (x )≥g (x )的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-1≤x ≤17-12. ………………5分(2)依题意得:-x 2+ax +4≥2在[-1,1]上恒成立. 则x 2-ax -2≤0在[-1,1]上恒成立.则只需⎩⎪⎨⎪⎧12-a ·1-2≤0,(-1)2-a (-1)-2≤0, 解之得-1≤a ≤1.故a 的取值范围是[-1,1]. ………………10分【类题通法】解绝对值不等式的关键是去绝对值符号,常用的零点分段法的一般步骤:求零点;划分区间,去绝对值符号;分段解不等式;求各段的并集.此外,还常用绝对值的几何意义,结合数轴直观求解.4.[解析] (1)当a =1时,f (x )>1化为|x +1|-2|x -1|-1>0. 当x ≤-1时,不等式化为x -4>0,无解;当-1<x <1时,不等式化为3x -2>0,解得23<x <1;当x ≥1时,不等式化为-x +2>0,解得1≤x <2.所以f (x )>1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪23<x <2. ………………5分 (2)由题设可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1-2a ,x <-1,3x +1-2a ,-1≤x ≤a ,-x +1+2a ,x >a .所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a -13,0,B (2a +1,0),C (a ,a +1).因此△ABC 的面积S =12|AB |·(a +1)=23(a +1)2.由题设得23(a +1)2>6,故a >2.所以a 的取值范围为(2,+∞). ………………10分5.[解析] (1)不等式|a +b |+|a -b |≥M ·|a |恒成立,即M ≤|a +b |+|a -b ||a |对于任意的实数a (a ≠0)和b 恒成立,只要左边恒小于或等于右边的最小值.因为|a +b |+|a -b |≥|(a +b )+(a -b )|=2|a |, 当且仅当(a -b )(a +b )≥0时等号成立, |a |≥|b |时,|a +b |+|a -b ||a |≥2成立,也就是|a +b |+|a -b ||a |的最小值是2,即m =2. ………………5分(2)|x -1|+|x -2|≤2.法一:利用绝对值的意义得:12≤x ≤52.法二:①当x <1时,不等式为-(x -1)-(x -2)≤2, 解得x ≥12,所以x 的取值范围是12≤x <1.②当1≤x ≤2时,不等式为(x -1)-(x -2)≤2, 得x 的取值范围是1≤x ≤2.③当x >2时,原不等式为(x -1)+(x -2)≤2,2<x ≤52.综上可知,不等式的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12≤x ≤52.………………10分 【解题通法】1.(1)利用绝对值不等式性质定理要注意等号成立的条件:当ab ≥0时,|a +b |=|a |+|b |;当ab ≤0时,|a -b |=|a |+|b |;当(a -b )(b -c )≥0时,|a -c |=|a -b |+|b -c |.(2)对于求y =|x -a |+|x -b |或y =|x +a |-|x -b |型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便. 2.第(2)问易出现解集不全或错误.对于含绝对值的不等式,不论是分段去绝对值符号还是利用几何意义,都要不重不漏.6.[解析] (1)f (x )=|x +1|-|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x ≤-1,2x -1,-1<x <2,3,x ≥2.①当x ≤-1时,f (x )=-3≥1无解; ②当-1<x <2时,2x -1≥1, 解得x ≥1,则1≤x <2;③当x ≥2时,f (x )=3≥1恒成立,∴x ≥2. 综上知f (x )≥1的解集为{x |x ≥1}.………………5分 (2)不等式f (x )≥x 2-x +m 等价于f (x )-x 2+x ≥m , 得m ≤|x +1|-|x -2|-x 2+x 有解,又|x +1|-|x -2|-x 2+x ≤|x |+1+|x |-2-x 2+|x | =-⎝⎛⎭⎪⎫|x |-322+54≤54.当且仅当x =32时,|x +1|-|x -2|-x 2+x =54.故实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,54.………………10分 【解题通法】1.本题第(1)问分段讨论,求得符合题意的x 取值范围,最后取并集.2.(1)不等式恒成立问题,解集非空(不能成立)问题,转化为最值问题解决.(2)本题分离参数m ,利用绝对值不等式的性质求解,避免分类讨论,优化了解题过程.7.【解析】由abba b a b a +=+=+11,0>a ,0>b ,得1=ab , (1)由基本不等式及1=ab ,有22=≥+ab b a ,即2≥+b a ;………………5分(2)假设22<+a a 与22<+b b 同时成立,则由22<+a a 及0>a 得10<<a ,同理10<<b ,从而1<ab ,这与1=ab 矛盾,故22<+a a 与22<+b b 不可能成立. ………………10分【考点定位】1.基本不等式;2.一元二次不等式;3.反证法.【名师点睛】本题主要考查了不等式的证明与反证法等知识点,属于中档题,第一小问需将条件中的式子 作等价变形,再利用基本不等式即可求解,第二小问从问题不可能同时成立,可以考虑采用反证法证明, 否定结论,从而推出矛盾,反证法作为一个相对冷门的数学方法,在后续复习时亦应予以关注.8【解析】(I)原不等式可化为3212≤-+-x x ,当2>x 时,333≤-x ,则2≤x ,无解;当221≤≤x 时,31≤+x ,则2≤x ,∴221≤≤x ; 当21<x 时,333≤-x ,则0≥x ,∴210<≤x ,综上所述:原不等式的解集为[]2,0 ………………5分 (II)原不等式可化为1232--≤-x a x ,∵[]2,1∈x ,∴xa x 242-≤-,即x x a x 24242-≤-≤-,故x a x -≤≤-4243对[]2,1∈x 恒成立,当21≤≤x 时,43-x 的最大值为2,x -4的最小值为2,∴实数a 的集合为{}1 ………………10分9【解析】:(Ⅰ)f (x )=|x -3|+|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧7-2x ,x <3,1,3≤x ≤4,2x -7,x >4. 作函数y =f (x )的图象,它与直线y =2交点的横坐标为 5 2和 92,由图象知 不等式)(2)(x f x g -=的定义域为[ 5 2, 92] ………………5分= 1 2(Ⅱ)函数y =ax -1的图象是过点(0,-1)的直线.当且仅当函数y =f (x )与直线y =ax -1有公共点时,存在题设的x . 由图象知,a 取值范围为(-∞,-2)∪[ 12,+∞) ………………10分10.【解析】(1) 的图像如图所示.………………5分(2)由(1)知,的图像与轴交点的纵坐标为,且各部分所在直线斜率的最大值为,故当且仅当且时,在成立,因此的最小值为.………………10分点睛:本题主要考查函数图像的画法,考查由不等式求参数的范围,属于中档题。