6.不等式
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初三数学不等式解题方法一、不等式的概念1.不等式的定义2.不等式的基本性质3.不等式的分类a.线性不等式b.非线性不等式c.一元不等式d.二元不等式二、不等式的解法1.解一元一次不等式b.合并同类项c.解不等式2.解一元二次不等式a.因式分解b.求解不等式3.不等式的组合a.同向不等式组合b.反向不等式组合c.交叉不等式组合4.不等式的恒等变换a.加减变换b.乘除变换c.乘方变换三、不等式的应用1.线性不等式的应用a.线性不等式的图解法b.线性不等式的代数法2.非线性不等式的应用a.二次不等式的图解法b.二次不等式的代数法3.不等式组的应用a.不等式组的解法b.不等式组的图解法4.不等式与函数的应用a.不等式与一次函数b.不等式与二次函数四、不等式的拓展1.不等式的几何意义2.不等式的性质证明3.不等式的转化a.绝对值不等式b.分式不等式c.无理不等式五、中考不等式题型解析a.概念填空b.计算填空c.应用填空d.简单解答题e.中档解答题f.难题解答题六、解题技巧与策略1.解题步骤的规范性2.转化与化归策略3.方程与不等式的结合4.数形结合思想知识点总结:初三数学不等式解题方法涵盖了不等式的概念、解法、应用、拓展以及中考题型解析等方面。
掌握不等式的基本性质和解法,能够灵活运用解题技巧与策略,对于提高初三数学不等式题目的解题能力具有重要意义。
习题及方法:1.解一元一次不等式:3x - 7 > 2–解题方法:移项,合并同类项,化简,解不等式–答案:x > 32.解一元二次不等式:x^2 - 5x + 6 > 0–解题方法:因式分解,求解不等式–答案:x < 2 或 x > 33.解不等式组合:2x - 3 < 5x + 1 且 x > -2–解题方法:同向不等式组合,解不等式–答案:x > -14.解不等式恒等变换:3(2x - 5) + 4 = 7x + 1–解题方法:加减变换,乘除变换,乘方变换,解不等式–答案:x = 15.线性不等式的应用:某商店进行打折活动,原价为100元,打折后价格在80元以上–解题方法:线性不等式的图解法,线性不等式的代数法–答案:打折后价格在80元以上的商品符合条件6.非线性不等式的应用:解不等式组 x^2 - 4x + 3 > 0 和 2x - 5 ≤ x + 2–解题方法:二次不等式的图解法,二次不等式的代数法–答案:x < 1 或x ≥ 37.不等式组的应用:某班级进行数学竞赛,要求学生成绩在80分以上且不是满分–解题方法:不等式组的解法,图解法–答案:成绩在80分以上且不是满分的同学符合条件8.不等式与函数的应用:已知函数 y = 2x + 3,求解不等式2x + 3 ≤ 7 的解集–解题方法:不等式与一次函数的结合,解不等式–答案:x ≤ 2以上是8道习题及其解题方法与答案,涵盖了不等式的基本性质和解法、应用、拓展以及中考题型解析等方面,可以帮助学生提高初三数学不等式题目的解题能力。
不等式与不等式组知识点归纳一、不等式的概念1.不等式:用不等号表示不等关系的式子,叫做不等式。
2.不等式的解集:对于一个含有未知数的不等式,任何一个适合这个不等式的未知数的值,都叫做这个不等式的解。
3.不等式的解集:对于一个含有未知数的不等式,它的所有解的集合叫做这个不等式的解的集合,简称这个不等式的解集.4.解不等式:求不等式的解集的过程,叫做解不等式。
5.用数轴表示不等式的解集。
二、不等式的基本性质1.不等式两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号的方向不变.2.不等式两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。
3.不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变。
说明:①在一元一次不等式中,不像等式那样,等号是不变的,是随着加或乘的运算改变。
②如果不等式乘以0,那么不等号改为等号所以在题目中,要求出乘以的数,那么就要看看题中是否出现一元一次不等式,如果出现了,那么不等式乘以的数就不等为0,否则不等式不成立。
例:1.已知不等式3x —a ≤0的正整数解恰是1,2,3,则a 的取值范围是 。
2.已知关于x 的不等式组⎩⎨⎧-≥->-1250x a x 无解,则a 的取值范围是 。
3.不等式组⎪⎩⎪⎨⎧>+≤+0221042x x 的整数解为 。
4.如果关于x 的不等式(a-1)x<a+5和2x<4的解集相同,则a 的值为 。
5.已知关于x 的不等式组⎪⎩⎪⎨⎧<++>+01234a x x x 的解集为2<x ,那么a 的取值范围是 。
6.当x 时,代数式52+x 的值不大于零7。
若x 〈1,则22+-x 0(用“>”“=”或“”号填空)8.不等式x 27->1,的正整数解是9. 不等式x -〉10-a 的解集为x <3,则a10。
若a 〉b 〉c ,则不等式组⎪⎩⎪⎨⎧c x bx a x 的解集是11.若不等式组⎩⎨⎧--3212 b x a x 的解集是-1<x 〈1,则)1)(1(++b a 的值为 12.有解集2<x <3的不等式组是 (写出一个即可)13.一罐饮料净重约为300g ,罐上注有“蛋白质含量6.0 ”其中蛋白质的含量为 _____ g14。
基本不等式6个公式
基本不等式是初中数学中常见的一类不等式,包括以下6个公式:
1. 两个非负实数的平均数大于等于它们的几何平均数:(a+b)/2≥√ab
这个公式表明,对于两个非负实数a和b,它们的平均数不会小于它们的几何平均数。
2. 两个非负实数的平方和大于等于它们的算术平均数的平方:a²+b²≥(a+b)²/4
这个公式表明,对于两个非负实数a和b,它们的平方和不会小于它们的算术平均数的平方。
3. 两个正实数的积大于等于它们的几何平均数的平方:ab≥(a+b)²/4
这个公式表明,对于两个正实数a和b,它们的积不会小于它们的几何平均数的平方。
4. 两个正实数的积大于等于它们的调和平均数的平方:ab≥4/(1/a+1/b)²
这个公式表明,对于两个正实数a和b,它们的积不会小于它们的调和平均数的
平方。
5. n个正实数的算术平均数大于等于它们的几何平均数:(a1+a2+...+an)/n≥√(a1a2...an)
这个公式表明,对于n个正实数a1、a2、...、an,它们的算术平均数不会小于它们的几何平均数。
6. n个正实数的调和平均数大于等于它们的算术平均数:n/(1/a1+1/a2+...+1/an)≥(a1+a2+...+an)/n
这个公式表明,对于n个正实数a1、a2、...、an,它们的调和平均数不会小于它们的算术平均数。
高中6个基本不等式的公式高中6个基本不等式的公式总的来说,高中数学中的6个基本不等式公式是:(一)、二次不等式:ax²+bx+c>0;(二)、三角不等式:sinα+cosα>1;(三)、平方和不等式:a²+b²>2ab;(四)、指数不等式:an>bn;(五)、对数不等式:lnA<lnB;(六)、比较不等式:a>b。
一、二次不等式所谓的二次不等式,指的是形如ax²+bx+c>0的不等式结构,它是十分重要的,用来描述我们一类由双曲线组成的函数。
双曲线函数是一类非线性函数,受到各种外部因素的作用不会改变函数的存在形式,尽管其具体的参数可能会发生变化。
二、三角不等式三角不等式是一类与三角学相关的不等式,它们非常重要,有助于我们正确推理出三角形的其他特征。
其中最为重要的是sinα+cosα>1,这个不等式说明了在三角形内,任意一个角的正弦值是小于它的余弦值的,而它们的和则要大于1.三、平方和不等式平方和不等式有助于我们正确推断出空间里的形状的特性,它的形式如a²+b²>2ab,它推断了如果有两个边的长度为a和b,其和的平方要大于两者的乘积,也就是说任何一个正方形都有其两条边之和要大于两边乘积的特性。
四、指数不等式指数不等式是一类非常重要的数学不等式,它们由an>bn构成,例如4²>2³,这种不等式用来推断出当前指数的大小的变化,即指数不等式可以用来推断出更大的数值要比较小的数值大。
五、对数不等式对数不等式是由lnA<lnB构成的一类逆函数,即任何一个大于0的数值,当它们取反数之后所得到的值都是小于0的,但是它们仍然可以用来推断出比较大小的特性。
六、比较不等式比较不等式是一类用来推断出大小的不等式,它们最为重要的形式就是a>b,它们能够用来快速准确的推断出大数比小数大的情况,不需要拆分细节就可以迅速的把握出其大小之间的差异。
初中数学知识与不等式组概念1.不等式:用符号"<",">","≤","≥"表示大小关系的式子叫做不等式。
2.不等式分类:不等式分为严格不等式与非严格不等式。
一般地,用纯粹的大于号、小于号">","<"连接的不等式称为严格不等式,用不小于号(大于或等于号)、不大于号(小于或等于号)"≥","≤"连接的不等式称为非严格不等式,或称广义不等式。
3.不等式的解:使不等式成立的未知数的值,叫做不等式的解。
4.不等式的解集:一个含有未知数的不等式的所有解,组成这个不等式的解集。
5.不等式解集的表示方法:(1)用不等式表示:一般的,一个含未知数的不等式有无数个解,其解集是一个范围,这个范围可用最简单的不等式表达出来,例如:x-1≤2的解集是x≤3(2)用数轴表示:不等式的解集可以在数轴上直观地表示出来,形象地说明不等式有无限多个解,用数轴表示不等式的解集要注意两点:一是定边界线;二是定方向。
6.解不等式可遵循的一些同解原理(1)不等式F(x)<G(x)与不等式G(x)>F(x)同解。
(2)如果不等式F(x)<G(x)的定义域被解析式H(x)的定义域所包含,那么不等式F(x)<G(x)与不等式H(x)+F(x)(3)如果不等式F(x)<G(x)的定义域被解析式H(x)的定义域所包含,并且H(x)>0,那么不等式F(x)<G(x)与不等式H(x)F(x)0,那么不等式F(x)<G(x)与不等式H(x)F(x)>H(x)G(x)同解。
7.不等式的性质:(1)如果x>y,那么yy;(对称性)(2)如果x>y,y>z;那么x>z;(传递性)(3)如果x>y,而z为任意实数或整式,那么x+z>y+z;(加法则)(4)如果x>y,z>0,那么xz>yz;如果x>y,z<0,那么xz(5)如果x>y,z>0,那么x÷z>y÷z;如果x>y,z<0,那么x÷z(6)如果x>y,m>n,那么x+m>y+n(充分不必要条件)(7)如果x>y>0,m>n>0,那么xm>yn(8)如果x>y>0,那么x的n次幂>y的n次幂(n为正数)8.一元一次不等式:不等式的左、右两边都是整式,只有一个未知数,并且未知数的最高次数是1,像这样的不等式,叫做一元一次不等式。
6个基本不等式及其推论方法
嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠这 6 个基本不等式及其推论方法。
先来说说均值不等式吧,就好比分糖果,一堆糖果要分给几个小朋友,怎么样分才能最公平呢?假设有两个正数 a 和 b,那它们的算术平均值肯定大于等于几何平均值,也就是(a+b)/2≥√(ab)。
你想想看,你和朋友一起做任务,完成的工作量是不是往往会大于等于你们平均水平呀!
还有柯西不等式,这就像是搭积木,只有把各个积木按照合适的方式搭起来,才能搭得又高又稳。
(a²+b²)(c²+d²)≥(ac+bd)²,这不就像团队合作,各自发挥优势,最后成果才能更出色嘛。
排序不等式呢,就像排队买东西,把东西按照一定的顺序排好,才能更高效地买到想要的。
比如 a₁≤a₂≤…≤an,b₁≤b₂≤…≤bn,那顺序和不小于乱序和。
这不就是说,做事得有个先后顺序,不能瞎来呀!
再说三角不等式,那就是三角形的三条边的关系嘛,两边之和肯定大于第三边呀!这在生活中也常见呀,你想去一个地方,肯定走直线更近呀,绕路就远啦。
再看琴生不等式,就好像爬山,坡度平缓的路走起来是不是更轻松呀,函数的凸性就是这样呀。
最后是贝努利不等式,这就像投资,可能会有风险,但只要把握好度,回报就会很不错哦。
哎呀,这 6 个基本不等式及其推论方法真的太重要啦!它们就像是我们解决问题的法宝,能让我们在数学的世界里更加游刃有余。
无论是学习还是生活中,都能派上大用场呢!所以说呀,一定要好好掌握它们哟!。
不等式知识要点不等式的基本概念:用不等号连接的式子叫不等式。
不等号包括:“>”、“<”、“≥”、“≤”、“≠”。
例如:-5<-2,a+3>-1+4,x+1≤0,a2+1>0,|x|≥0,3a≠5a等都是不等式。
注意:不等式3≥2成立;而不等式3≥3也成立,因为3=3成立,所以不等式3≥3成立。
不等式的基本性质:基本性质1:不等式两边都加上(或减去)同一个数(或式子),不等号方向不变。
基本性质2:不等式两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变。
基本性质3:不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变。
如果a>b,并且c<0,那么ac<bc(或a b c c<)如果a<b,并且c<0,那么ac>bc(或a b c c>)注意:⑴在不等式两边都乘以(或除以)同一个负数,要改变不等号的方向。
⑵在不等式两边不能乘以0,因为乘以0后不等式将变为等式,以不等式3>2为例,在不等式3>2两边都乘同一个数a时,有下面三种情形:①如果a>0时,那么3a>2a;②如果a=0时,那么3a=2a;③如果a<0时,那么3a<2a。
不等式具有互逆性和传递性:不等式的互逆性:如果a>0,那么b<a;如果b<a,那么a>b。
不等式的传递性:如果a>b,b>c,那么a>c。
一元一次不等式:经过去分母、去括号、移项、合并同类项等变形后,能化为ax<b或ax>b的形式,其中x是未知数a、b,是已知数,并且a≠0,这样的不等式叫一元一次不等式。
ax<b或ax>b(a≠0)叫做一元一次不等式的标准形式。
一元一次不等式的解法:思路:采用解一元一次方程的解题步骤:去分母→去括号→移项→合并同类项(化成ax<b或ax>b形式)→系数化为1(化成bxa>或bxa<的形式)。
不等式的解通常用解集的形式表示,解集是能使不等式成立的所有未知数的集合,一般不等式的解集是一个范围,在这个范围内的每一个值都是不等式的解。
不等式精品讲义一、不等式的基本性质 (1)对称性:a >b ⇔b <a ; (2)传递性:a >b ,b >c ⇒a >c ; (3)可加性:a >b ,c ∈R ⇔a +c >b +c ; (4)加法法则:a >b ,c >d ⇒a +c >b +d ;(5)可乘性:a >b ,c >0⇒ac >bc ;a >b ,c <0⇒ac <bc ; (6)乘法法则:a >b >0,c >d >0⇒ac >bd ;(7)乘方法则:a >b >0⇒a n >b n (n ∈N ∗,且n >1); (8)开方法则:a >b >0⇒√a n>√b n(n ∈N ∗,且n >1); (9)倒数法则:110a b a b>>⇒<; (10)有关分数的性质:若 a >b >0,m >0,则①真分数的性质:b b m a a m +<+;b b ma a m −>−; ②假分数的性质:a a mb b m +>+;a a mb b m−<−; (11)**不等式的对称性(了解)设f(x 1,x 2,⋅⋅⋅,x n )是一个n 元函数. 若将x 1,x 2,⋅⋅⋅,x n 中任意的两个变元互相交换位置,得到的f 与原式是恒等的,则称 f (x 1,x 2,⋅⋅⋅,x n )是完全对称的. 如xy +yz +zx ,a b cb c c a a b+++++等. 设f(x 1,x 2,⋅⋅⋅,x n )是一个n 元函数. 若作置换 x 1→x 2,x 2→x 3,⋅⋅⋅,x n−1→x n ,x n →x 1,得到的f 与原式是恒等的,则称f(x 1,x 2,⋅⋅⋅,x n )是轮换对称的. 如x 3y +y 3z +z 3x ,a b ca b b c c a+++++等. 显然,完全对称的一定是轮换对称的.二、重要不等式1.无理式化为有理式,分式化为整式 (12()0()0() ()0()()g x g x g x f x f x g x <≥⎧⎧>⇔⎨⎨≥>⎩⎩或2()0()()0()()g x g x f x f x g x >⎧⎪<⇔≥⎨⎪<⎩()0(0()0 ()0g x f x g x f x >⎧≥⇔=⎨≥⎩或(2)()()()00()f x f xg x g x >⇔⋅> ()()0()0()0()f x g x f x g x g x ⋅≥⎧≥⇔⎨≠⎩2.1. 含有绝对值的不等式(1)()()()() ()()f x g x f x g x f x g x ≥⇔≥≤−或; (2)|()|()()()()f x g x g x f x g x ≤⇔−≤≤;(3)对形如|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. (4)含有绝对值的不等式的性质|a|−|b|≤|a ±b|≤|a|+|b|.取等条件:不等式|a|−|b|≤|a +b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab ≥0,左侧“=”成立的条件是ab ≤0,且|a|≥|b|;不等式|a|−|b|≤|a −b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab ≤0,左侧“=”成立的条件是ab ≥0,且|a|≥|b|.2.2. 一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)的解 (设 Δ=b 2−4ac )对于a <0的情况,先移项将系数变为正然后求解. 2.3.基本不等式(1)设a,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立.(2)若 a,b >0,则2a b+≥,当且仅当a =b 时,等号成立. (3)若 a,b >0,则2112a b a b+≤≤≤+,当且仅当a =b 时,等号成立. 其中,211a b+称为几何平均数,2a b +2.4. 柯西不等式(1)柯西不等式简单形式:,,,a b x y R ∈,()()22222()ab x y ax by ++≥+,()()22222()ax by a b x y −≥−−证:()()()2222222222222222222222()22()0ab x y ax by a x b y a y b x a x axby b ya yb x axby ay bx ++−+=+++−++=+−=−≥()()()()2222222222222222222222()22()0ax by a b x y a x axby b y a x a y b x b y a y b x axby ay bx −−−−=−+−−−+=+−=−≥ 得证. 当ay bx =时取等号.(2)柯西不等式向量形式:|α⃗⋅β⃗|≤|α⃗|⋅|β⃗|如图,设在平面直角坐标系xOy 中有向量α⃗=(a,b),β⃗=(c,d),α⃗与β⃗之间的夹角为θ,0≤θ≤π. 根据向量数量积的定义,有α⃗⋅β⃗=|α⃗|⋅|β⃗|cosθ,因为|cosθ|≤1,所以|α⃗⋅β⃗|≤|α⃗|⋅|β⃗|. 当且仅当β⃗是零向量,或者α⃗//β⃗时取等. (3)二维形式的三角不等式:√x 12+y 12+√x 22+y 22≥√(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)2当且仅当P 1,P 2与原点O 在同一直线上,并且点P 1,P 2在原点O 两旁时,式中的等号成立.三、例题展示 3.1 比较法【例1】设a 、b 是非负实数,求证:)3322.a b a b +≥+【证明】3322)a b a b a b ++=+55]=−当a b ≥≥,从而55≥,得55]0−≥;当a b <<,从而55<,得55]0−<;所以)3322.a b a b +≥+【例2】已知,a b R +∈,证明:a bb aa b a b ≥.【证明】,a b R +∈,0b aa b ∴>,a ba b a b b a a b a b a a a b b b −−−⎛⎫== ⎪⎝⎭∴当a b ≥时,1a b ≥,0a b −≥,于是1a ba b −⎛⎫⎪⎝⎭≥;当a b <时,1a bb aa b b a −−⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎝⎭=>⎭.所以a bb aa b a b ≥.【例3】设1111333b a⎛⎫⎛⎫<<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则( )A .abaa ab << B .aab a b a<<C .b a a a a b <<D .b a aa b a <<【答案】C【解析】∵1111333b a⎛⎫⎛⎫<<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,0 1.1a a a b b b a a a b a b a −∴<<<∴>=>,b aa a ∴<|,01,0,1aaa a a a a a ab b b b ⎛⎫⎛⎫=<<>∴< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,a a b a a a b a a b ∴<∴<<,. 故答案为:C3.2 分析法1. 凑项【例4】设a >1,则2213M a a =+−的最小值是 ▲ . 【答案】5【解析】22133335M a a −+=−+≥= 当且仅当22133a a −=− ,即2a =时取等号. 【点评】使用该公式时一定要牢牢抓住一正、二定、三相等这三个条件,如果不符合条件则:非正化正、非定构定、不等作图(单调性).平时应熟练掌握双钩函数的图象,还应加强非定构定、不等作图这方面的训练,并注重表达的规范性,才能灵活应对这类题型. 【练习】设x,y 为正实数,且43112x y+=++,则xy 的最小值为 ▲ . 【答案】27 【解析】因为43112x y +=++,所以3(3)1y x y +=−,,0x y >,1y ∴>因此3(3)43(1)5352711y y xy y y y ⎡⎤⎡⎤+==+−+≥=⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦当且仅当y −1=2,y =3时取等号,即xy 的最小值为27. 未知定值(没有形如“a +b =1”这样的定值式) 【例5】设x,y 为正实数,则433x yM x y x=++的最小值为 【答案】3【解析一】配凑434311333x y x x y x y x x y x ++=+−≥=++, 当且仅当433x x yx y x+=+时,即x =3y 取等号.【点评】配凑法是解决这类问题的常用方法,其目的是将代数式或函数式变形为基本不等式适用的条件,对于这种没有明确定值式的求最大值(最小值)问题,要灵活依据条件或待求式合理构造定值式. 【解析二】比值换元 令y =kx ,k >0则443(31)1131313M k k k k =+=++−≥=++. 当且仅当41313k k =++时,即13k =时取等号. 【点评】由于分子,分母皆为x,y 的一次方式子,通过减量换元的方法可将两个未知量x,y 减少为一个未知量k ,再通过一元函数求值域的方法或者基本不等式求出最值. 【例6】已知,0x y >,2811x y+=,则x y +的最小值为. 22818122x x k k x y k y k k k xy x y ⎛⎫+++−=++++−≥= ⎪⎝⎭取等条件:22822424811x x k x x k y y y k xy ⎧==⎪⎪=⎧⎪⎪=⇒=⎨⎨⎪⎪=⎩⎪+=⎪⎩所求最小值为6k =28186x x y x y y xy x y ⎛⎫+=++=++≥= ⎪⎝⎭取等条件:482x x y y x y =⎧==⇒⎨=⎩2. 凑系数【例7】 当0<x <4时, y =x(8−2x)的最大值为 ▲ . 【答案】8【分析】由0<x <4知8−2x >0,利用基本不等式求最值,必须和为定值或积为定值,此题为两个式子积的形式,但其和不是定值.注意到2x +(8−2x)=8为定值,故只需将y =x(8−2x)凑上一个系数即可.【解析】[]211282(82)2(82)8222x x y x x x x −−⎛⎫=−=⋅−≤= ⎪⎝⎭,当2x =8−2x ,即x =2时取等号,∴当x =2时,y =x(8−2x)的最大值为8.【评注】本题也可通过二次函数求最值的方法求解,当无法直接运用基本不等式求解,但凑系数后可得到和为定值,从而可利用基本不等式求最大值.【练习】已知实数x ,y 满足x >y >0,且x +y =2,则3122M x y x y=++−的最小值是 ▲ .【分析】将x y +凑出λ(x +3y)+μ(x −y)的形式(本质是换元法),即可使用均值不等式或者柯西不等式求出最小值:[]231(2)(2)2x y x y x y x y λμ⎛⎫+++−≥ ⎪+−⎝⎭【解析】31(2)(2)(2)(2),55x y x y x y x y λμλμλμλμ++−=++−=+⇒== 即31(2)(2)55x y x y x y +=++−, 313113119138(2)(2)2222225525555M x y x y x y x y x y x y ⎛⎫⎡⎤⎛⎫∴=+=+⋅++−≥++⨯= ⎪ ⎪⎢⎥+−+−⎣⎦⎝⎭⎝⎭ 取等条件:3222212x x y x y x y y ⎧=⎪−=+⎧⎪⇒⎨⎨+=⎩⎪=⎪⎩ 或者直接换元:令x +2y =m ,2x −y =n ,可得1221,5555x m n y m n =+=−,即 122132155551010m nx y m n m n +=++−=⇒+=313139133811010101010105m n m n M m n m n n m ⎛⎫⎛⎫∴=+=++=+++≥+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 3. 凑完全平方式凑完全平方式用于条件与问题皆为一次、二次式的情况. 【例8】已知4x 2+y 2+xy =5,求M =2x +y 的最大值. 解:取参数k ∈R ,M 2=(2x +y )2+k (4x 2+y 2+xy −5) =(4+4k)x 2+(4+k)xy +(1+k)y 2−5k当(4+4k)x 2+(4+k)xy +(1+k)y 2为完全平方式时, (4+k 2)2=(4+4k )(1+k )时,即k =−85时,有M 2=−35(2x −y)2+8≤8.于是{2x −y =04x 2+y 2+xy =5,{x =√22y =√2时,2x +y 有最大值2√2.【例9】若22425x xy y −+=,则223M x y =+的取值范围是 . 取参数k R ∈,有()()()222222342534125M x y k x xy y k x kxy k y k =++−+−=+−++−当()()22341k x kxy k y +−++为完全平方式时,有最值.于是令()()226341,235k k k x ⎛⎫++=⇒=−− ⎪⎝⎭当23x =−时,()22212125125253333333M x xy y x y =+++=++≥ 取等条件:0x y +=.即6666x x y y ⎧⎧==−⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪=−=⎪⎪⎩⎩或 当65x =−时,()222961130330305555M x xy y x y =−+−+=−−+≤取等条件:30x y −=,即x y ==于是所求的取值范围是25303⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 【评析】将问题中223x y +变为()212533x y ++的形式,可得最小值;变为()213305x y −−+的形式可得最大值. 变形过程需要利用已知条件凑成完全平方,于是设出参数,列方程求解即可. 4. 分离对于2ax bx cx d +++形式的分式函数,将分子降次,化为1m m+的形式运用不等式.【例10】 求2710(1)1x x y x x ++=>−+的值域.【分析】本题看似无法运用基本不等式,不妨将分子配方凑出含有x +1的项,再将其分离.【解析】22710(1)5(1)44(1)5111x x x x y x x x x ++++++===++++++,当x >−1,即x +1>0时,59y ≥=(当且仅当x =1时取“=”号). 【练习】已知a ,b 都是负实数,则2a ba b a b+++的最小值是 . 【答案】2(√2−1)【解析】2()(2)(2)()2()222222a b a b a b a b a b a b a ba b a b a b a b a b a b+−++−++++=+=+−≥++++++.【例11】已知,,0a b R ab ∈>,求4441a b M ab++=的最小值.【解析】442241141144a b a b M ab ab ab ab ab++++=≥==+≥.取等条件:44142144a a b ab b ab ⎧⎧==⎪⎪⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⎪=⎪⎪⎩⎩【例12】已知0,0x y >>,且25x y +=的最小值为【解析】===≥取等条件:62531x yxy+=⎧=⎧⎪⇒⎨=⎪⎩=⎨⎩【练习】变形:已知0,0x y>>的最小值为.【解析】拆开运用基本不等式:≥=≥或用柯西不等式:)2(1)(21)1x y++≥,21+≥=≥取等条件:12112x y xy=⎧=⎧⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⎪⎩⎩=.3.3 代换对于一些结构比较复杂,变元较多而变化关系不太清楚的不等式,可适当引进一些新的变量或等式进行代换,以简化其结构.主要目的:非标准问题标准化;复杂问题简单化;降次;化分式为整式;化无理式为有理式;化超越式为代数式.1. 消元【例13】已知实数,0x y>,且811x y+=,求2x y+的取值范围.【解析】由已知条件得8xyx=−,08y x>⇒>,22(8)161628101018888x xx y x x xx x x−++=+=+=−++≥=−−−,取等条件168128x x x −=⇒=−,38xy x ==−. 2. 整体代换(“1”的代换)多次连用最值定理求最值时,要注意取等号的条件的一致性,否则就会出错. 【例14】已知x >0,y >0,且1x +9y =1,求x +y 的最小值.【错解】 x >0,y >0,且1x +9y =1, x +y =(1x +9y )(x +y)≥2√9xy 2√xy =12,故(x +y)min =12.【错因】解法中两次连用基本不等式,在x +y ≥2√xy 等号成立条件是x =y ,在1x +9y ≥2√9xy 等号成立条件是1x =9y ,即y =9x ,取等号的条件的不一致,产生错误.因此,在利用基本不等式处理问题时,列出等号成立条件是解题的必要步骤,而且是检验转换是否有误的一种方法. 【正解】x >0,y >0,1x +9y =1∴x +y =(x +y)(1x +9y )=yx +9x y+10≥6+10=16 ,当且仅当y x =9x y时,上式等号成立,又1x +9y =1,可得x =4,y =12时,(x +y)min =16.【练习】已知正实数x,y 满足111x y +=,则3411x yx y +−−的最小值为________. 【答案】7+4√3【解析】正实数x ,y 满足1x +1y =1,则:x +y =xy , 则:3473443111x y xy x yx y x y xy x y −−+==+−−−−+,1143(43)4377x y x y x y y x ⎛⎫∴++=+++≥+=+ ⎪⎝⎭故3411x yx y +−−的最小值为7+4√3. 【例15】已知a ,b 为正实数,2b +ab +a =30,求y =1ab 的最小值.【分析】这是一个二元函数的最值问题,通常有两个途径,一是通过消元,转化为一元函数问题,再用单调性或基本不等式求解,对本题来说,这种途径是可行的;二是直接用基本不等式,对本题来说,因已知条件中既有和的形式,又有积的形式,不能一步到位求出最值,考虑用基本不等式放缩后,再通过解不等式的途径进行. 【解法一】由已知得a =30−2b b+1,ab =30−2b b+1⋅b =−2b 2+30b b+1.∵a >0,∴0<b <15.∴令t =b +1,则1<t <16, ∴ab =−2t 2+34t−31t=−2(t +16t)+34.∵t +16t≥2√t ⋅16t=8,∴ab ≤18,∴y ≥118,当且仅当t =4,即a =6,b =3时,等号成立.【解法二】由已知得:30−ab =a +2b .∵a +2b ≥2√2ab ,∴30−ab ≥2√2ab . 令u =√ab ,则u 2+2√2u −30≤0,−5√2≤u ≤3√2,∴√ab ≤3√2,ab ≤18,∴y ≥118. 【点评】①本题考查不等式a+b 2≥√ab(a >0,b >0)的应用、不等式的解法及运算能力;②如何由已知不等式ab =a +2b +30 (a >0,b >0)出发求得ab 的范围,关键是寻找到a +b 与ab 之间的关系,由此想到不等式0,0)2a ba b +≥>>,这样将已知条件转换为含ab 的不等式,进而解得ab 的范围. 【例16】已知,0x y >且2312x y +=,求xy 的最大值.【解析】将24(06)3y x x =−<<代入得, 2224433x x x y x x ⎛⎫−=−+ ⎪⎝⎭=即可将二元变量问题转化为一元函数求值域问题,()()224,0,63f x x x x =−+∈ ()()36f x f ≤=即3,2x y ==时,xy 有最大值6. 部分使用“1的代换”若形如“已知1ma nb +=,求1(,,,,0am n a b k a kb+都是大于)的最小值”,只需部分使用“1的代换”,即1a ma nb a a kb a kb++=+ 【例17】设正实数b a , 满足ba ab a 81,2+=+则的最小值为 .【答案】1 【解析】0,0a b >>,111111828228222a ab a b a a b a b a b +∴+=+=++≥+=+=.当且仅当28b a a b =即42,33a b ==时取得等号. 【例18】设a + b = 2, b >0, 则当a = 时, 1||2||a a b+取得最小值. 【答案】2−【解析】因为2a b +=,所以12a b+=所以1||||||||12||4||4||4||4|||4||a ab a a b a a a aa b a b a a b a b a ++=+=++≥+=+ 当且仅当||4||b a a b+,即2||b a =时取等号, 当0a >时,1||15112||4||44a a a b a +≥+=+=; 当0a <时,1||13112||4||44a a ab a +≥+=−+=; 所以1||2||a a b +的最小值为34,此时2b a =− 又2a b +=,所以(2)2a a +−=,即2a =− 【例19】已知且,则的最小值是 . 【答案】32 【解析】222222222141414(2)(44)a b a ab b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫+=++=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222241684b a b a a b ab ⎛⎫⎛⎫=++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭44b a a b +≥=,当且仅当4b a a b =,即2b a =时取等号; 2222168b a a b +≥=,当且仅当222216b a a b+,即2b a =时取等号; 所以2214844832a b +≥+⨯+=,当且仅当2b a =时取等号; 所以2214a b +的最小值为32 【点评】在使用“1的代换”时,注意保持两和式是同次的.;在使用两次基本不等式时,注意两次等号成立,a b R +∈21a b +=2214a b+的条件是否一致.3. 判别式法(万能K 法)判别式法(万能K 法)并不万能,很容易出错,因此求出最值后,必须验证取等条件!!如果二次项系数不为0,此方程为关于x 的一元二次方程。
经典不等式23种不等式1、大于等式:若x>y,则x≥y。
2、小于等式:若x<y,则x≤y。
3、不等式:若x≠y,则x≠y。
4、加法不等式:若a+b>c,则a+b≥c。
5、减法不等式:若a-b<c,则a-b≤c。
6、乘法不等式:若ab>c,则ab≥c。
7、除法不等式:若a/b<c,则a/b≤c。
8、比较不等式:若x>y,则x·z>y·z。
9、一次不等式:若ax+b>0,则x>-b/a。
10、二次不等式:若ax2+bx+c>0,则x>-b/2a-√(b2-4ac)/2a。
11、立方不等式:若ax3+bx2+cx+d>0,则x>-b/3a-∛(b3-3abc+2d)/3a。
12、指数不等式:若a·cn>0,则n>lg a。
13、对数不等式:若a>b,则ln a>ln b。
14、平方根不等式:若a2>b,则a>√b。
15、立方根不等式:若a3>b,则a>∛b。
16、反比例不等式:若1/x>y,则x<1/y。
17、正比例不等式:若x>y,则kx>ky。
18、极限不等式:若limx→∞f(x)>L,则f(x)>L,对任意的x均成立。
19、重组不等式:若a+b>c+d,则a>d或b>c。
20、多项式不等式:若p(x)>q(x),则有关x的多项式p(x)-q(x)的系数均大于0。
21、三角不等式:若a>b,则sin a > sin b。
22、函数不等式:若f(x)>g(x),则f(x+h)>g(x+h),其中h为任意实数。
23、条件不等式:若A>B且C>D,则AC>BD。
第六章不等式第1讲不等关系与不等式的性质及一元二次不等式[考纲解读] 1.不等式性质是进行变形、证明、解不等式的依据,掌握不等式关系与性质及比较大小的常用方法:作差法与作商法.(重点)2.能从实际情景中抽象出一元二次不等式模型,通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数,一元二次方程之间的联系,能解一元二次不等式.(重点、难点)[考向预测] 从近三年高考情况来看,本讲是高考中的一个热点内容,但一般不会单独命题.预测2020年将会考查:利用不等式的性质判断结论的成立性,求参数的取值X围;一元二次不等式的解法,对含参数的二次不等式的分类讨论等.命题时常将不等式与函数的单调性相结合.试题一般以客观题的形式呈现,属中、低档题型.1.两个实数比较大小的依据2.不等式的基本性质3.必记结论 (1)a >b ,ab >0⇒1a <1b.(2)a <0<b ⇒1a <1b.(3)a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d. (4)0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a.(5)若a >b >0,m >0,则b a <b +ma +m; b a >b -m a -m (b -m >0);a b >a +m b +m ; a b <a -m b -m(b -m >0). 4.一元二次函数的三种形式(1)一般式:□01y =ax 2+bx +c (a ≠0). (2)顶点式:□02y =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +b 2a 2+4ac -b 24a (a ≠0). (3)两根式:□03y =a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 5.三个二次之间的关系1.概念辨析(1)a>b⇔ac2>bc2.( )(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( )(3)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( )(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0.()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2.小题热身(1)设集合M={x|x2-3x-4<0},N={x|0≤x≤5},则M∩N等于( )A .(0,4]B .[0,4)C .[-1,0)D .(-1,0] 答案 B解析 因为M ={x |-1<x <4},N ={x |0≤x ≤5},所以M ∩N =[0,4). (2)已知a ,b ,c 满足c <b <a ,且ac <0,那么下列选项中一定成立的是( ) A .ab >ac B .c (b -a )<0 C .cb 2<ab 2D .ac (a -c )>0 答案 A解析 因为c <b <a ,且ac <0,所以a >0,c <0.b 的符号不确定,b -a <0,a -c >0,据此判断A 成立,B ,C ,D 不一定成立.(3)设M =2a (a -2),N =(a +1)(a -3),则有( ) A .M >N B .M ≥N C .M <N D .M ≤N 答案 A解析 M -N =2a (a -2)-(a +1)(a -3)=a 2-2a +3=(a -1)2+2>0,故M >N . (4)已知函数f (x )=ax 2+ax -1,若对任意实数x ,恒有f (x )≤0,则实数a 的取值X 围是________.答案 [-4,0]解析 当a =0时,f (x )=-1≤0成立, 当a ≠0时,若对∀x ∈R ,f (x )≤0,须有⎩⎪⎨⎪⎧a 2-4×a ×-1≤0,a <0,解得-4≤a <0.综上知,实数a 的取值X 围是[-4,0].题型 一 不等式性质的应用1.若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A.a c >b d B.a c <b d C.a d >b c D.a d <b c答案 D 解析 解法一:⎭⎪⎬⎪⎫c <d <0⇒cd >0 c <d <0⇒⎭⎪⎬⎪⎫c cd <d cd <0⇒1d <1c <0⇒-1d >-1c >0 a >b >0⇒-a d >-b c ⇒a d <b c .故选D. 解法二:依题意取a =2,b =1,c =-2,d =-1, 代入验证得A ,B ,C 均错误,只有D 正确.故选D.2.已知等比数列{a n }中,a 1>0,q >0,前n 项和为S n ,则S 3a 3与S 5a 5的大小关系为________.答案S 3a 3<S 5a 5解析 当q =1时,S 3a 3=3,S 5a 5=5,所以S 3a 3<S 5a 5. 当q >0且q ≠1时,S 3a 3-S 5a 5=a 11-q 3a 1q 21-q -a 11-q 5a 1q 41-q =q 21-q 3-1-q 5q 41-q =-q -1q 4<0,所以S 3a 3<S 5a 5.综上可知S 3a 3<S 5a 5.3.已知二次函数y =f (x )的图象过原点,且1≤f (-1)≤2,3≤f (1)≤4,求f (-2)的取值X 围.解 由题意知f (x )=ax 2+bx ,则f (-2)=4a -2b , 由f (-1)=a -b ,f (1)=a +b ,设存在实数x ,y ,使得4a -2b =x (a +b )+y (a -b ), 即4a -2b =(x +y )a +(x -y )b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +y =4,x -y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3,所以f (-2)=4a -2b =(a +b )+3(a -b ). 又3≤a +b ≤4,3≤3(a -b )≤6,所以6≤(a +b )+3(a -b )≤10, 即f (-2)的取值X 围是[6,10].1.判断不等式是否成立的方法(1)判断不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.(2)在判断一个关于不等式的命题的真假时,可结合不等式的性质,对数函数、指数函数的性质进行判断.2.比较两个数(式)大小的两种方法3.求代数式的取值X 围利用不等式性质求某些代数式的取值X 围时,一般是利用整体思想,通过“一次性”不等关系的运算求得整体X 围,是避免错误的有效途径.如举例说明3.1.若1a <1b <0,给出下列不等式:①1a +b <1ab ;②|a |+b >0;③a -1a >b -1b ;④ln a 2>ln b 2.其中正确的不等式是( )A .①④B .②③C .①③D .②④ 答案 C解析 因为1a <1b <0,所以b <a <0,|b |>|a |,所以|a |+b <0,ln a 2<ln b 2,由a >b ,-1a>-1b 可推出a -1a >b -1b ,显然有1a +b <0<1ab,综上知,①③正确,②④错误. 2.若a >0,且a ≠7,则( ) A .77a a<7a a 7B .77a a =7a a 7C .77a a >7a a 7D .77a a与7a a 7的大小不确定 答案 C解析 显然77a a>0,7a a 7>0,因为77a a7a a 7=⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7·⎝ ⎛⎭⎪⎫a 7a =⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7·⎝ ⎛⎭⎪⎫7a -a =⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a.当a >7时,0<7a <1,7-a <0,⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a>1,当0<a <7时,7a>1,7-a >0,⎝ ⎛⎭⎪⎫7a 7-a>1. 综上知77a a>7a a 7.3.若1<α<3,-4<β<2,则α-|β|的取值X 围是________. 答案 (-3,3)解析 ∵-4<β<2,∴0≤|β|<4,∴-4<-|β|≤0. ∴-3<α-|β|<3.题型 二 不等式的解法1.函数f (x )=1ln -x 2+4x -3的定义域是( )A .(-∞,1)∪(3,+∞) B.(1,3) C .(-∞,2)∪(2,+∞) D.(1,2)∪(2,3) 答案 D解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x -3>0,ln -x 2+4x -3≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3<0,x 2-4x +4≠0.解得1<x <3且x ≠2,所以函数f (x )的定义域为(1,2)∪(2,3). 2.解关于x 的不等式ax 2-2≥2x -ax (a ∈R ). 解 本题采用分类讨论思想. 原不等式可化为ax 2+(a -2)x -2≥0.①当a =0时,原不等式化为x +1≤0,解得x ≤-1.②当a >0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≥0,解得x ≥2a或x ≤-1.③当a <0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≤0.当2a >-1,即a <-2时,解得-1≤x ≤2a;当2a =-1,即a =-2时,解得x =-1满足题意; 当2a<-1,即0>a >-2,解得2a≤x ≤-1.综上所述,当a =0时,不等式的解集为{x |x ≤-1};当a >0时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≥2a或x ≤-1;当-2<a <0时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫2a≤x ≤-1;当a =-2时,不等式的解集为{-1}; 当a <-2时,不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-1≤x ≤2a .条件探究 把举例说明2中的不等式改为“ax 2-(a +1)x +1<0,a ∈R ”,如何解答? 解 若a =0,原不等式等价于-x +1<0,解得x >1.若a <0,则原不等式等价于⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)>0,解得x <1a或x >1.若a >0,原不等式等价于⎝⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0.①当a =1时,1a=1,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0无解;②当a >1时,1a <1,解⎝⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0得1a<x <1;③当0<a <1时,1a>1,解⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0得1<x <1a.综上所述,当a <0时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <1a或x >1;当a =0时,解集为{x |x >1};当0<a <1时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1<x <1a ;当a =1时,解集为∅;当a >1时,解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1a<x <1.1.解一元二次不等式的四个步骤2.分式不等式的解法求解分式不等式的关键是对原不等式进行恒等变形,转化为整式不等式(组)求解. (1)f xg x>0(<0)⇔f (x )·g (x )>0(<0);如巩固迁移2.(2)f xg x ≥0(≤0)⇔⎩⎪⎨⎪⎧f x ·g x ≥0≤0,g x ≠0.1.关于x 的不等式x 2-2ax -8a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),且x 2-x 1=15,则a =( ) A.52 B.72 C.154 D.152 答案 A解析 由条件知x 1,x 2为方程x 2-2ax -8a 2=0的两根,则x 1+x 2=2a ,x 1x 2=-8a 2.故(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=(2a )2-4×(-8a 2)=36a 2=152,得a =52,故选A.2.不等式2x +1x -5≥-1的解集为________.答案 {x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤43或x >5解析 将原不等式移项通分得3x -4x -5≥0,等价于⎩⎪⎨⎪⎧3x -4x -5≥0,x -5≠0,解得x ≤43或x >5.∴原不等式的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤43或x >5.题型 三 二次不等式中的任意性与存在性角度1 任意性与存在性1.(1)若关于x 的不等式x 2-ax -a >0的解集为(-∞,+∞),某某数a 的取值X 围; (2)若关于x 的不等式x 2-ax -a ≤-3的解集不是空集,某某数a 的取值X 围. 解 (1)设f (x )=x 2-ax -a ,则关于x 的不等式x 2-ax -a >0的解集为(-∞,+∞)⇔f (x )>0在(-∞,+∞)上恒成立⇔f (x )min >0,即f (x )min =-4a +a24>0,解得-4<a <0(或用Δ<0).(2)设f (x )=x 2-ax -a ,则关于x 的不等式x 2-ax -a ≤-3的解集不是空集⇔f (x )≤-3在(-∞,+∞)上能成立⇔f (x )min ≤-3,即f (x )min =-4a +a24≤-3,解得a ≤-6或a ≥2.角度2 给定区间上的任意性问题2.(1)已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值X 围是________.(2)设函数f (x )=mx 2-mxx ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值X 围. 答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0 (2)见解析解析 (1)要满足f (x )=x 2+mx -1<0对于任意x ∈[m ,m +1]恒成立,只需⎩⎪⎨⎪⎧ f m <0,f m +1<0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 2m 2-1<0,m +12+m m +1-1<0,解得-22<m <0.(2)要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,即m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.有以下两种方法:解法一:令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,所以g (x )max =g (3),即7m -6<0,所以m <67,所以0<m <67;当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1),即m -6<0,所以m <6,所以m <0.综上所述,m 的取值X 围是{m ⎪⎪⎪⎭⎬⎫m <67.解法二:因为x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0,又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.所以m 的取值X 围是{m ⎪⎪⎪⎭⎬⎫m <67.角度3 给定参数X 围的恒成立问题3.已知a ∈[-1,1]时不等式x 2+(a -4)x +4-2a >0恒成立,则x 的取值X 围为()A .(-∞,2)∪(3,+∞)B .(-∞,1)∪(2,+∞)C .(-∞,1)∪(3,+∞)D .(1,3)答案 C解析 把不等式的左端看成关于a 的一次函数,记f (a )=(x -2)a +x 2-4x +4,则由f (a )>0对于任意的a ∈[-1,1]恒成立,所以f (-1)=x 2-5x +6>0,且f (1)=x 2-3x +2>0即可,解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-5x +6>0,x 2-3x +2>0,得x <1或x >3.故选C.形如f (x )≥0(f (x )≤0)恒成立问题的求解思路(1)x ∈R 的不等式确定参数的X 围时,结合二次函数的图象,利用判别式来求解. (2)x ∈[a ,b ]的不等式确定参数X 围时,①根据函数的单调性,求其最值,让最值大于等于或小于等于0,从而求参数的X 围;②数形结合,利用二次函数在端点a ,b 处的取值特点确定不等式求X 围.如举例说明2.(3)已知参数m ∈[a ,b ]的不等式确定x 的X 围,要注意变换主元,一般地,知道谁的X围,就选谁当主元,求谁的X 围,谁就是参数.如举例说明3.1.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值X 围是________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-235,+∞ 解析 由Δ=a 2+8>0,知方程x 2+ax -2=0恒有两个不等实数根,又知两根之积为负,所以方程x 2+ax -2=0必有一正根、一负根.于是不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故a 的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-235,+∞. 2.函数f (x )=x 2+ax +3.(1)当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,某某数a 的取值X 围;(2)当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,某某数a 的取值X 围; (3)当a ∈[4,6]时,f (x )≥0恒成立,某某数x 的取值X 围.解 (1)∵当x ∈R 时,x 2+ax +3-a ≥0恒成立,需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,∴实数a 的取值X 围是[-6,2].(2)当x ∈[-2,2]时,设g (x )=x 2+ax +3-a ≥0,分如下三种情况讨论(如图所示): ①如图1,当g (x )的图象恒在x 轴上方且满足条件时,有Δ=a 2-4(3-a )≤0,即-6≤a ≤2.②如图2,g (x )的图象与x 轴有交点,但当x ∈[-2,+∞)时,g (x )≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,x =-a 2≤-2,g -2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-43-a ≥0,-a 2≤-2,4-2a +3-a ≥0, 可得⎩⎪⎨⎪⎧a ≥2或a ≤-6,a ≥4,a ≤73,解得a ∈∅. ③如图3,g (x )的图象与x 轴有交点,但当x ∈(-∞,2]时,g (x )≥0. 即⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,x =-a 2≥2,g 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 2-43-a ≥0,-a 2≥2,7+a ≥0, 可得⎩⎪⎨⎪⎧ a ≥2或a ≤-6,a ≤-4,a ≥-7.∴-7≤a ≤-6.综上,实数a 的取值X 围是[-7,2].(3)令h (a )=xa +x 2+3.当a ∈[4,6]时,h (a )≥0恒成立.只需⎩⎪⎨⎪⎧ h 4≥0,h 6≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+4x +3≥0,x 2+6x +3≥0,解得x ≤-3-6或x ≥-3+ 6.∴实数x 的取值X 围是(-∞,-3-6]∪[-3+6,+∞).。
6.不等式一、学习指导 掌握不等式的性质,应注意:(1)条件与结论间的对应关系,如是“⇒”符号还是“⇔”符号; (2)不等式性质的重点是不等号方向,条件与不等号方向是紧密相连的。
2、均值不等式;利用完全平方式的性质,可得a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ),该不等式可推广为a 2+b 2≥2|ab|;或变形为|ab|≤222b a+;当a ,b ≥0时,a+b ≥ab2或ab ≤22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+b a .二、典型例题例1、 已知f(x)=ax 2-c ,-4≤f(1)≤-1,-1≤f(2)≤5,试求f(3)的取值范围。
( -1≤f(3)≤20) 例2、 设a>0,b>0,求证:ab ba +≥ba +。
例3、 设实数x ,y 满足y+x 2=0,0<a<1,求证:)(log y x a a a +≤2log 81a +。
分析:∵ yxaa+≥81)21(21222222+---+==x xx yx aaa,81)21(212+--x ≤81,0<a<1∴ 81)21(2122+--x a ≥812a∴ yxaa+≥812a∴ )(log yxa a a+≤2log 81)2(log 81a a a +=说明:本题在放缩过程中,利用了函数的单调性,函数知识与不等式是紧密相连的。
例4、已知a ,b 为正常数,x ,y 为正实数,且1=+y b x a ,求x+y 的最小值。
分析:法一:直接利用基本不等式:x ay y bx b a y b x a y x y x +++=++=+))((≥ab b a 2++当且仅当⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=1y b x a y bx xay,即⎪⎩⎪⎨⎧+=+=abb y ab a x 时等号成立说明:为了使得等号成立,本题利用了“1”的逆代换。
法二:消元为一元函数 途径一:由1=+y b x a 得by ay x -=∴ ba b y by ab y by ab a y by abb y a y by ay y x ++-+-=+-+=+-+-=+-=+)()(∵ x>0,y>0,a>0 ∴ 由by ay ->0得y-b>0∴ x+y ≥ba ab ++2 当且仅当⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=-1y b x a b y b y ab,即⎪⎩⎪⎨⎧+=+=aba x ab b y 时,等号成立途径二:令θ2cos =xa ,θ2sin=yb,θ∈(0,2π)∴ θθ22seccosa a x ==,θ2csc b y =∴ x+y=θθθθ2222cot tan )cot 1()tan 1(b a b a b a +++=+++≥abb a 2++当且仅当⎪⎩⎪⎨⎧=+=1cot tan y bxa b a θθ时,等号成立说明:本题从代数消元或三角换元两种途径起到了消元作用。
例5、已知f(x)=-3x 2+a(6-a)x+b (1)解关于a 的不等式f(1)>0;(2)当不等式f(x)>0的解集为(-1,3)时,求实数a ,b 的值。
分析:(1)f(1)=-3+a(6-a)+b=-a 2+6a+b-3 ∵ f(1)>0 ∴ a 2-6a+3-b<0 △=24+4b当b ≤-6时,△≤0 ∴ f(1)>0的解集为φ; 当b>-6时,6363++<<+-b a b∴ f(1)>0的解集为{}6363|++<<--b a b x(2)∵ 不等式-3x 2+a(6-a)x+b>0的解集为(-1,3)∴ f(x)>0与不等式(x+1)(x-3)<0同解 ∵ 3x 2-a(6-a)x-b<0解集为(-1,3) ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=333)6(2b a a解之得⎪⎩⎪⎨⎧=±=933b a例6、设a ,b ∈R ,关于x 方程x 2+ax+b=0的实根为α,β,若|a|+|b|<1,求证: |α|<1,|β|<1。
解题思路分析:在不等式、方程、函数的综合题中,通常以函数为中心。
法一:令f(x)=x 2+ax+b则 f(1)=1+a+b>1-(|a|+|b|)>1-1=0f(-1)=1-a+b>1-(|a|+|b|)>0 又∵ 0<|a|≤|a|+|b|<1 ∴ -1<a<1 ∴ 21221<-<-a∴ f(x)=0的两根在(-1,1)内,即|α|<1,|β|<1 法二:∵α+β=-a ,αβ=b ∴ |α+β|+|αβ|=|a|+|b|<1∴ |α|-|β|+|α||β|<|α+β|+|αβ|<1 ∴(|α|-1)(|β|+1)<0 ∵ |β|+1>0 ∴ |α|<1 同理:|β|<1说明:对绝对值不等式的处理技巧是适度放缩,如|a|-|b|≤|a+b|及|b|-|a|≤|a ±b|的选择等。
例7、某人乘坐出租车从A 地到乙地,有两种方案:第一种方案,乘起步价为10元,每km 价1.2元的出租车;第二种方案,乘起步价为8元,每km 价1.4元的出租车,按出租车管理条例,在起步价内,不同型号的出租车行驶的里路是相等的,则此人从A 地到B 地选择哪一种方案比较适合?分析:设A 地到B 地距离为mkm ,起步价内行驶的路为akm 显然,当m ≤a 时,选起步价为8元的出租车比较合适当m>a 时,设m=a+x (x>0),乘坐起步价为10元的出租车费用为P(x)元,乘坐起步价为8元的出租车费用为Q(x)元,则P(x)=10+1.2x ,Q(x)=8+1.4x∵ P(x)-Q(x)=2-0.2x=0.2(10-x)∴ 当x>0时,P(x)<Q(x),此时起步价为10元的出租车比较合适 当x<10时,P(x)>Q(x),此时选起步价为8元的出租车比较合适 当x=10时,此时两种出租车任选四、同步练习(一)选择题 1、“a>0且b>0”是“2b a +≥ab”的A 、充分而非必要条件B 、必要而非充要条件C 、充要条件D 、既非充分又非必要条件 2、设a<0,则关于x 的不等式42x 2+ax-a 2<0的解集为A 、(6,7a a -) B 、(7,6a a -) C 、(aa 72,7-) D 、φ3、若0<a<b 且a+b=1,则四个数21,b ,2ab ,a 2+b 2中最大的是A 、 21 B 、b C 、2ab D 、a 2+b 24、 已知x>0,f(x)=)1()1(2)1()1(333666xx x x xx x x +++-+-+,则A 、f(x)≤2B 、f(x)≥10C 、f(x)≥6D 、f(x)≤3 5、已知)2(21>-+=a a a p ,2422-+-=a aq (a>2),则A 、 p>qB 、p<qC 、p ≥qD 、p ≤q 6、 若|a-c|<h , |b-c|<h ,则下列不等式一定成立的是A 、 |a-b|<2hB 、|a-b|>2hC 、|a-b|<hD 、|a-b|>h 7、 关于x 的方程9x +(a+4)·3x +4=0有解,则实数a 的取值范围是A 、 (-∞,-8]∪[0,+∞)B 、(-∞,-4) B 、 [-8,4) D 、(-∞,-8] 8、 若a>0,b>0,且2a+b=1,则S=2ab-4a 2-b 2的最大值是A 、212- B 、12- C 、212+ D 、12+(二)填空题9、 设a>0,b>0,a ,b 是常数,则当x>0时,函数f(x)=x)b x )(a x (++的最小值是______。
10、周长为12+的直角三角形面积的最大值为__________。
11、记S=1212211212111101010-++++++ ,则S 与1的大小关系是__________。
12、不等式|x 2-2x+3|<|3x-1|的解集为__________。
(三)解答题 13、要使不等式yx +≤y x k +对所有正数x ,y 都成立,试问k 的最小值是多少?14、解关于x 的不等式22>---x xxa15、已知a ≠0,求证:||2||22a b a -≥2||2||b a -16、已知不等式)1(log 311log 611121211111--<+++++++-a a n n n n a a 对n ∈N +都成立,试求实数a 的取值范围。
17、若a 是正实数,2a 2+3b 2=10,求22ba+的最值。
18、商店经销某商品,年销售量为D 件,每件商品库存费用为I 元,每批进货量为Q 件,每次进货所需费用为S 元,现假定商店在卖完该货物时立即进货,使库存量平均为2Q 件,问每批进货量Q 为多大时,整个费用最省?五、参考答案(一)选择题1、A2、A3、B4、C5、A6、A7、D8、A (二)填空题9、2)b a (+10、41 11、S<1 12、(1,4)(三)解答题 13、214、当a ≤-1时,x ∈(-∞,a)∪(-1,2) 当-1<a<2时,x ∈(-∞,-1)∪(a ,2) 当a=2时,x ∈(-∞,-1)当a>2时,x ∈(-∞,-1)∪(2,a) 15、当|a|≤|b|时,不等式显然成立 当|a|>|b|时, 左=|))((|||||b a b a b a b a -+-+≥||1||11||||||||b a b a b a b a b a b a -++=-++-+≥||||1||||11b a b a -+-=2||||b a -16、2511+<<a 或2532+<<a17、634,此时⎪⎩⎪⎨⎧±==262b a18、IDS Q 2=。