全国卷历年高考不等式选讲真题归类分析(含答案)
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高考真题分类汇编(2021—2021)数学专题19不等式选讲1.(2019·全国1·理T23文T23)[选修4—5:不等式选讲]已知a,b,c为正数,且满足abc=1.证明:(1)1a +1b+1c≤a2+b2+c2;(2)(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥24.【解析】(1)因为a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,又abc=1,故有a2+b2+c2≥ab+bc+ca=ab+bc+caabc =1a+1b+1c.所以1a +1b+1c≤a2+b2+c2.(2)因为a,b,c为正数且abc=1,故有(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥3√(a+b)3(b+c)3(a+c)33=3(a+b)(b+c)(a+c)≥3×(2√ab)×(2√bc)×(2√ac)=24.所以(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥24.2.(2019·全国2·理T23文T23)[选修4—5:不等式选讲] 已知f(x)=|x-a|x+|x-2|(x-a).(1)当a=1时,求不等式f(x)<0的解集;(2)若x∈(-∞,1)时,f(x)<0,求a的取值范围.【解析】(1)当a=1时,f(x)=|x-1|x+|x-2|(x-1).当x<1时,f(x)=-2(x-1)2<0;当x≥1时,f(x)≥0.所以,不等式f(x)<0的解集为(-∞,1).(2)因为f(a)=0,所以a≥1.当a≥1,x∈(-∞,1)时,f(x)=(a-x)x+(2-x)(x-a)=2(a-x)(x-1)<0.所以,a的取值范围是[1,+∞).3.(2019·全国3·理T23文T23)[选修4—5:不等式选讲] 设x,y,z∈R,且x+y+z=1.(1)求(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2的最小值;(2)若(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2≥13成立,证明:a≤-3或a≥-1. 【解析】(1)解由于[(x-1)+(y+1)+(z+1)]2=(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2+2[(x-1)(y+1)+(y+1)(z+1)+(z+1)(x-1)] ≤3[(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2], 故由已知得(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2≥43, 当且仅当x=53,y=-13,z=-13时等号成立. 所以(x-1)2+(y+1)2+(z+1)2的最小值为43. (2)证明由于[(x-2)+(y-1)+(z-a)]2=(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2+2[(x-2)(y-1)+(y-1)(z-a)+(z-a)(x-2)] ≤3[(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2], 故由已知得(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2≥(2+a )23,当且仅当x=4-a3,y=1-a3,z=2a -23时等号成立. 因此(x-2)2+(y-1)2+(z-a)2的最小值为(2+a )2.由题设知(2+a )23≥13,解得a≤-3或a≥-1.4.(2018·全国1·文T23理T23)[选修4—5:不等式选讲]已知f(x)=|x+1|-|ax-1|. (1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;(2)若x ∈(0,1)时不等式f(x)>x 成立,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a=1时,f(x)=|x+1|-|x-1|, 即f(x)={-2,x ≤-1,2x ,-1<x <1,2,x ≥1.故不等式f(x)>1的解集为{x |x >12}.(2)当x ∈(0,1)时|x+1|-|ax-1|>x 成立等价于当x ∈(0,1)时|ax-1|<1成立. 若a ≤0,则当x ∈(0,1)时|ax-1|≥1;若a>0,|ax-1|<1的解集为0<x<2a ,所以2a ≥1,故0<a≤2. 综上,a 的取值范围为(0,2].5.(2018·全国2·文理23)[选修4—5:不等式选讲]设函数f(x)=5-|x+a|-|x-2|. (1)当a=1时,求不等式f(x)≥0的解集; (2)若f(x)≤1,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a=1时, f(x)={2x +4,x ≤-1,2,-1<x ≤2,-2x +6,x >2.可得f(x)≥0的解集为{x|-2≤x ≤3}. (2)f(x)≤1等价于|x+a|+|x-2|≥4.而|x+a|+|x-2|≥|a+2|,且当x=2时等号成立.故f(x)≤1等价于|a+2|≥4. 由|a+2|≥4可得a ≤-6或a ≥2.所以a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞). 6.(2018·全国3·文理23)[选修4—5:不等式选讲]设函数f(x)=|2x+1|+|x-1|. (1)画出y=f(x)的图像;(2)当x ∈[0,+∞)时,f(x)≤ax+b,求a+b 的最小值. 【解析】(1)f(x)={-3x ,x <-12,x +2,-12≤x <1,3x ,x ≥1.(2)由(1)知,y=f(x)的图像与y 轴交点的纵坐标为2,且各部分所在直线斜率的最大值为3,故当且仅当a ≥3且b ≥2时,f(x)≤ax+b 在[0,+∞)成立,因此a+b 的最小值为5.7.(2017·全国1·理T23文T23)已知函数f(x)=-x 2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|. (1)当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a 的取值范围.【解析】(1)当a=1时,不等式f(x)≥g(x)等价于x 2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.① 当x<-1时,①式化为x 2-3x-4≤0,无解;当-1≤x ≤1时,①式化为x 2-x-2≤0,从而-1≤x ≤1; 当x>1时,①式化为x 2+x-4≤0,从而1<x≤-1+√172. 所以f(x)≥g(x)的解集为{x |-1≤x ≤-1+√172}. (2)当x ∈[-1,1]时,g(x)=2.所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等价于当x ∈[-1,1]时f(x)≥2.又f(x)在[-1,1]的最小值必为f(-1)与f(1)之一,所以f(-1)≥2且f(1)≥2,得-1≤a ≤1.所以a 的取值范围为[-1,1].8.(2017·全国3·理T23文T23)已知函数f(x)=|x+1|-|x-2|. (1)求不等式f(x)≥1的解集;(2)若不等式f(x)≥x 2-x+m 的解集非空,求m 的取值范围. 【解析】(1)f(x)={-3,x <-1,2x -1,-1≤x ≤2,3,x >2.当x<-1时,f(x)≥1无解;当-1≤x ≤2时,由f(x)≥1得,2x-1≥1,解得1≤x ≤2;当x>2时,由f(x)≥1解得x>2.所以f(x)≥1的解集为{x|x ≥1}. (2)由f(x)≥x 2-x+m 得m ≤|x+1|-|x-2|-x 2+x. 而|x+1|-|x-2|-x 2+x ≤|x|+1+|x|-2-x 2+|x| =-(|x |-32)2+54≤54,且当x=32时,|x+1|-|x-2|-x 2+x=54.故m 的取值范围为(-∞,54]. 9.(2017·全国2·理T23文T23)已知a>0,b>0,a 3+b 3=2.证明: (1)(a+b)(a 5+b 5)≥4; (2)a+b ≤2.【解析】(1)(a+b)(a 5+b 5)=a 6+ab 5+a 5b+b 6=(a 3+b 3)2-2a 3b 3+ab(a 4+b 4) =4+ab(a 2-b 2)2≥4.(2)因为(a+b)3=a 3+3a 2b+3ab 2+b 3=2+3ab(a+b)≤2+3(a+b )2(a+b)=2+3(a+b )34,所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2.10.(2016·全国1·理T24文T24)已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|. (1)在题图中画出y=f(x)的图象; (2)求不等式|f(x)|>1的解集.【解析】(1)f(x)={x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,y=f(x)的图象如图所示.(2)由f(x)的表达式及图象,当f(x)=1时, 可得x=1或x=3;当f(x)=-1时,可得x=13或x=5, 故f(x)>1的解集为{x|1<x<3}; f(x)<-1的解集为{x |x <13或x >5}. 所以|f(x)|>1的解集为 {x |x <13或1<x <3或x >5}.11.(2016·全国3·理T24文T24)已知函数f(x)=|2x-a|+a. (1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;(2)设函数g(x)=|2x-1|.当x ∈R 时,f(x)+g(x)≥3,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a=2时,f(x)=|2x-2|+2. 解不等式|2x-2|+2≤6得-1≤x ≤3. 因此f(x)≤6的解集为{x|-1≤x ≤3}. (2)当x ∈R 时,f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|1-2x| ≥|2x-a+1-2x|+a=|1-a|+a,当x=12时等号成立,所以当x ∈R 时,f(x)+g(x)≥3等价于|1-a|+a ≥3.① (分类讨论)当a ≤1时,①等价于1-a+a ≥3,无解. 当a>1时,①等价于a-1+a ≥3,解得a ≥2. 所以a 的取值范围是[2,+∞).12.(2016·全国2·理T24文T24)已知函数f(x)=|x -12|+|x +12|,M 为不等式f(x)<2的解集. (1)求M;(2)证明:当a,b ∈M 时,|a+b|<|1+ab|. 【解析】(1)f(x)={-2x ,x ≤-12,1,-12<x <12,2x ,x ≥12.当x≤-12时,由f(x)<2得-2x<2,解得x>-1; 当-12<x<12时,f(x)<2;当x≥1时,由f(x)<2得2x<2,解得x<1. 所以f(x)<2的解集M={x|-1<x<1}. (2)由(1)知,当a,b ∈M 时,-1<a<1,-1<b<1, 从而(a+b)2-(1+ab)2=a 2+b 2-a 2b 2-1 =(a 2-1)(1-b 2)<0. 因此|a+b|<|1+ab|.13.(2015·全国1·理T24文T24)已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0. (1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;(2)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. 【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}. (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),△ABC 的面积为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,+∞). 14.(2015·全国2·理T24文T24)设a,b,c,d 均为正数,且a+b=c+d,证明: (1)若ab>cd,则√a +√b >√c +√d ;(2)√a +√b >√c +√d 是|a-b|<|c-d|的充要条件.【解析】证明(1)因为(√a +√b )2=a+b+2√ab ,(√c +√d )2=c+d+2√cd , 由题设a+b=c+d,ab>cd 得(√a +√b )2>(√c +√d )2. 因此√a +√b >√c +√d .(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+2√ab>c+d+2√cd.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.15.(2015·湖南·理T16文T16)设a>0,b>0,且a+b=1a +1b,证明:(1)a+b≥2;(2)a2+a<2与b2+b<2不可能同时成立.【解析】证明由a+b=1a +1b=a+bab,a>0,b>0,得ab=1.(1)由基本不等式及ab=1,有a+b≥2√ab=2, 即a+b≥2.(2)假设a2+a<2与b2+b<2同时成立,则由a2+a<2及a>0得0<a<1;同理,0<b<1,从而ab<1,这与ab=1矛盾.故a2+a<2与b2+b<2不可能同时成立.16.(2014·全国1·理T24文T24)若a>0,b>0,且1a +1b=√ab.(1)求a3+b3的最小值;(2)是否存在a,b,使得2a+3b=6?并说明理由.【解析】(1)由√ab=1a +1b≥√ab,得ab≥2,且当a=b=√2时等号成立.故a3+b3≥2√a3b3≥4√2,且当a=b=√2时等号成立.所以a3+b3的最小值为4√2.(2)由(1)知,2a+3b≥2√6√ab≥4√3.由于4√3>6,从而不存在a,b,使得2a+3b=6.17.(2014·全国2·理T24文T24)设函数f(x)=|x+1a|+|x- a|(a>0).(1)证明:f(x)≥2;(2)若f(3)<5,求a 的取值范围.【解析】(1)证明由a>0,有f(x)=|x +1a|+|x-a|≥|x +1a-(x -a )|=1a+a≥2. 所以f(x)≥2.(2)解f(3)=|3+1a |+|3-a|. 当a>3时,f(3)=a+1a , 由f(3)<5,得3<a<5+√212. 当0<a≤3时,f(3)=6-a+1, 由f(3)<5,得1+√52<a≤3. 综上,a 的取值范围是(1+√52,5+√212). 18.(2014·辽宁·理T24文T24)设函数f(x)=2|x-1|+x-1,g(x)=16x 2-8x+1.记f(x)≤1的解集为M,g(x)≤4的解集为N. (1)求M;(2)当x ∈M ∩N 时,证明:x 2f(x)+x[f(x)]2≤14. 【解析】(1)解f(x)={3x -3,x ∈[1,+∞),1-x ,x ∈(-∞,1),当x≥1时,由f(x)=3x-3≤1得x≤43, 故1≤x≤43;当x<1时,由f(x)=1-x≤1得x≥0,故0≤x<1. 所以f(x)≤1的解集为M={x |0≤x ≤43}. (2)证明由g(x)=16x 2-8x+1≤4, 得16(x -1)2≤4, 解得-14≤x≤34. 因此N={x |-14≤x ≤34}. 故M ∩N={x |0≤x ≤34}.当x ∈M ∩N 时,f(x)=1-x,于是 x 2f(x)+x ·[f(x)]2=xf(x)[x+f(x)] =x ·f(x)=x(1-x)=14−(x -12)2≤14.19.(2013·全国1·理T24文T24)已知函数f(x)=|2x-1|+|2x+a|,g(x)=x+3. (1)当a=-2时,求不等式f(x)<g(x)的解集;(2)设a>-1,且当x ∈[-a 2,12)时,f(x)≤g(x),求a 的取值范围.【解析】(1)当a=-2时,不等式f(x)<g(x)化为|2x-1|+|2x-2|-x-3<0. 设函数y=|2x-1|+|2x-2|-x-3, 则y={-5x ,x <12,-x -2,12≤x ≤1,3x -6,x >1.其图象如图所示.从图象可知,当且仅当x ∈(0,2)时,y<0. 所以原不等式的解集是{x|0<x<2}.(2)当x ∈[-a 2,12)时,f(x)=1+a,不等式f(x)≤g(x)化为1+a≤x+3.所以x≥a -2对x ∈[-a 2,12)都成立. 故-a 2≥a -2,即a≤43. 从而a 的取值范围是(-1,43].20.(2013·全国2·理T24文T24)设a,b,c 均为正数,且a+b+c=1,证明: (1)ab+bc+ac≤13;(2)a 2b+b 2c+c 2a ≥1.【解析】证明(1)由a 2+b 2≥2ab,b 2+c 2≥2bc,c 2+a 2≥2ca, 得a 2+b 2+c 2≥ab+bc+ca.由题设得(a+b+c)2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab+2bc+2ca=1. 所以3(ab+bc+ca)≤1,即ab+bc+ca≤13.(2)因为a 2b +b≥2a,b2c +c≥2b,c 2a +a≥2c,故a 2b +b 2c+c 2a +(a+b+c)≥2(a+b+c),即a 2b +b 2c+c 2a ≥a+b+c .所以a 2b+b2c+c 2a≥1.21.(2012·全国·理T24文T24)已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|. (1)当a=-3时,求不等式f(x)≥3的解集;(2)若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a 的取值范围. 【解析】(1)当a=-3时,f(x)={-2x +5,x ≤2,1,2<x <3,2x -5,x ≥3.当x ≤2时,由f(x)≥3,得-2x+5≥3,解得x ≤1; 当2<x<3时,f(x)≥3无解;当x ≥3时,由f(x)≥3,得2x-5≥3,解得x ≥4; 所以f(x)≥3的解集为{x|x ≤1}∪{x|x ≥4}. (2)f(x)≤|x-4|⇔|x-4|-|x-2|≥|x+a|.当x ∈[1,2]时,|x-4|-|x-2|≥|x+a|⇔4-x-(2-x)≥|x+a|⇔-2-a ≤x ≤2-a. 由条件得-2-a ≤1且2-a ≥2,即-3≤a ≤0. 故满足条件的a 的取值范围为[-3,0].22.(2011·全国·理T24文T24)设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0. (1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集; (2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x ≤-1},求a 的值. 【解析】(1)当a=1时,f(x)≥3x+2可化为|x-1|≥2. 由此可得x ≥3或x ≤-1.故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x ≥3或x ≤-1}. (2)由f(x)≤0得|x-a|+3x ≤0.此不等式化为不等式组{x ≥a ,x -a +3x ≤0或{x ≤a ,a -x +3x ≤0,即{x ≥a ,x ≤a 4或{x ≤a ,x ≤-a 2.因为a>0,所以不等式组的解集为{x |x ≤-a2}. 由题设可得-a2=-1,故a=2.23.(2010·全国·理T24文T24)设函数f(x)=|2x-4|+1. (1)画出函数y=f(x)的图象;(2)若不等式f(x)≤ax 的解集非空,求a 的取值范围.11 【解析】(1)由于f(x)={-2x +5,x <2,2x -3,x ≥2,则函数y=f(x)的图象如图所示. (2)(图象应用)由函数y=f(x)与函数y=ax 的图象可知,当且仅当a≥12或a<-2时,函数y=f(x)与函数y=ax 的图象有交点.故不等式f(x)≤ax 的解集非空时,a 的取值范围为(-∞,-2)∪[12,+∞).。
不等式选讲专题答案1.(2020•全国1卷)已知函数()|31|2|1|f x x x =+--.(1)画出()y f x =的图像;(2)求不等式()(1)f x f x >+的解集.2.(2020•全国2卷)已知函数2()|21|f x x a x a =-+-+.(1)当2a =时,求不等式()4f x 的解集;(2)若()4f x ,求a 的取值范围.3.(2020•全国3卷)设a ,b ,c ∈R ,a +b +c =0,abc =1.(1)证明:ab +bc +ca <0;(2)用max {a ,b ,c }表示a ,b ,c 中的最大值,证明:max {a ,b ,c }4.(2020•江苏卷)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++≤.不等式选讲专题答案1.(2020•全国1卷)已知函数()|31|2|1|f x x x =+--.(1)画出()y f x =的图像;(2)求不等式()(1)f x f x >+的解集.【答案】(1)详解解析;(2)7,6⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭. 【解析】(1)根据分段讨论法,即可写出函数()f x 的解析式,作出图象;(2)作出函数()1f x +的图象,根据图象即可解出.【详解】(1)因为()3,1151,1313,3x x f x x x x x ⎧⎪+≥⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≤-⎪⎩,作出图象,如图所示:(2)将函数()f x 的图象向左平移1个单位,可得函数()1f x +的图象,如图所示:由()3511x x --=+-,解得76x =-.所以不等式()(1)f x f x >+的解集为7,6⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭. 【点睛】本题主要考查画分段函数的图象,以及利用图象解不等式,意在考查学生的数形结合能力,属于基础题.2.(2020•全国2卷)已知函数2()|21|f x x a x a =-+-+.(1)当2a =时,求不等式()4f x 的解集;(2)若()4f x ,求a 的取值范围.【答案】(1)32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭;(2)(][),13,-∞-+∞.【解析】(1)分别在3x ≤、34x <<和4x ≥三种情况下解不等式求得结果;(2)利用绝对值三角不等式可得到()()21f x a ≥-,由此构造不等式求得结果. 【详解】(1)当2a =时,()43f x x x =-+-. 当3x ≤时,()43724f x x x x =-+-=-≥,解得:32x ≤;当34x <<时,()4314f x x x =-+-=≥,无解;当4x ≥时,()43274f x x x x =-+-=-≥,解得:112x ≥; 综上所述:()4f x ≥的解集为32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭. (2)()()()()22222121211f x x a x a x ax a a a a =-+-+≥---+=-+-=-(当且仅当221a x a -≤≤时取等号),()214a ∴-≥,解得:1a ≤-或3a ≥, a ∴的取值范围为(][),13,-∞-+∞.【点睛】本题考查绝对值不等式的求解、利用绝对值三角不等式求解最值的问题,属于常考题型.3.(2020•全国3卷)设a ,b ,c ∈R ,a +b +c =0,abc =1.(1)证明:ab +bc +ca <0;(2)用max {a ,b ,c }表示a ,b ,c 中的最大值,证明:max {a ,b ,c }【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析.【解析】(1)由2222()2220a b c a b c ab ac bc ++=+++++=结合不等式的性质,即可得出证明;(2)不妨设max{,,}a b c a =,由题意得出0,,0a b c ><,由()222322b c b c bc a a a bcbc +++=⋅==,结合基本不等式,即可得出证明. 【详解】(1)2222()2220a b c a b c ab ac bc ++=+++++=,()22212ab bc ca a b c ∴++=-++ 1,,,abc a b c =∴均不为0,则2220a b c ++>,()222120ab bc ca a b c ∴++=-++<; (2)不妨设max{,,}a b c a =,由0,1a b c abc ++==可知,0,0,0a b c ><<,1,a b c a bc =--=,()222322224b c b c bc bc bc a a a bc bc bc++++∴=⋅==≥=. 当且仅当b c =时,取等号,a ∴≥,即3max{,,}4abc ..【点睛】本题主要考查了不等式的基本性质以及基本不等式的应用,属于中档题.4.(2020•江苏卷)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++≤. 【答案】22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】根据绝对值定义化为三个方程组,解得结果【详解】1224x x x <-⎧⎨---≤⎩或10224x x x -≤≤⎧⎨+-≤⎩或0224x x x >⎧⎨++≤⎩ 21x ∴-≤<-或10x -≤≤或203x <≤,所以解集为22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【点睛】本题考查分类讨论解含绝对值不等式,考查基本分析求解能力,属基础题.。
分类汇编:不等式选讲2014年真题:1.[2014·卷] 不等式|x -1|+|x +2|≥5的解集为________. 1.(-∞,-3]∪[2,+∞)2.[2014·卷] 若关于x 的不等式|ax -2|<3的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x -53<x <13,则a =________.2.-33.[2014·卷] A .(不等式选做题)设a ,b ,m ,n ∈R ,且a 2+b 2=5,ma +nb =5,则m 2+n 2的最小值为________.3.A. 54.[2014·卷] 若不等式|2x -1|+|x +2|≥a 2+12a +2对任意实数x 恒成立,则实数a的取值围是________.4.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12 5.[2014·卷] (1)(不等式选做题)对任意x ,y ∈R ,|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|的最小值为( )A .1B .2C .3D .4 5.(1)C6.[2014·卷] (Ⅲ)选修45:不等式选讲已知定义在R 上的函数f (x )=|x +1|+|x -2|的最小值为a . (1)求a 的值;(2)若p ,q ,r 是正实数,且满足p +q +r =a ,求证:p 2+q 2+r 2≥3. 6. (Ⅲ)解:(1)因为|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3, 当且仅当-1≤x ≤2时,等号成立, 所以f (x )的最小值等于3,即a =3.(2)由(1)知p +q +r =3,又p ,q ,r 是正实数,所以(p 2+q 2+r 2)(12+12+12)≥(p ×1+q ×1+r ×1)2=(p +q +r )2=9,即p 2+q 2+r 2≥3.7.[2014·卷] 选修45:不等式选讲设函数f (x )=2|x -1|+x -1,g (x )=16x 2-8x +1.记f (x )≤1的解集为M ,g (x )≤4的解集为N .(1)求M ;(2)当x ∈M ∩N 时,证明:x 2f (x )+x [f (x )]2≤14.7.解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -3,x ∈[1,+∞),1-x ,x ∈(-∞,1).当x ≥1时,由f (x )=3x -3≤1得x ≤43,故1≤x ≤43;当x <1时,由f (x )=1-x ≤1得x ≥0,故0≤x <1.所以f (x )≤1的解集M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x 0≤x ≤43.(2)由g (x )=16x 2-8x +1≤4得16⎝ ⎛⎭⎪⎫x -142≤4,解得-14≤x ≤34,因此N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x -14≤x ≤34,故M ∩N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x 0≤x ≤34.当x ∈M ∩N 时,f (x )=1-x ,于是x 2f (x )+x ·[f (x )]2=xf (x )[x +f (x )]=xf (x )=x (1-x )=14-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122≤14.8.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 选修45:不等式选讲若a >0,b >0,且1a +1b=ab .(1)求a 3+b 3的最小值.(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6?并说明理由.8.解:(1)由ab =1a +1b≥2ab,得ab ≥2,当且仅当a =b =2时等号成立.故a 3+b 3≥2a 3b 3≥4 2,当且仅当a =b = 2时等号成立.所以a 3+b 3的最小值为4 2.(2)由(1)知,2a +3b ≥26ab ≥4 3.由于43>6,从而不存在a ,b ,使2a +3b =6.9.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 选修45:不等式选讲设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |(a >0).(1)证明:f (x )≥2;(2)若f (3)<5,求a 的取值围.9.解:(1)证明:由a >0,有f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a-(x -a )=1a+a ≥2,所以f (x )≥2.(2)f (3)=⎪⎪⎪⎪⎪⎪3+1a +|3-a |.当a >3时,f (3)=a +1a,由f (3)<5得3<a <5+212.当0<a ≤3时,f (3)=6-a +1a ,由f (3)<5得1+52<a ≤3.综上,a 的取值围是⎝⎛⎭⎪⎫1+52,5+212.10.[2014·卷] (1)解不等式2|x -2|-|x +1|>3;(2)设正数a ,b ,c 满足abc =a +b +c ,求证:ab +4bc +9ac ≥36,并给出等号成立条件.解:(1)当x ≤-1时,2(2-x )+(x +1)>3,得x <2,此时x ≤-1; 当-1<x ≤2时,2(2-x )-(x +1)>3,得x <0,此时 -1<x <0;当x >2时,2(x -2)-(x +1)>3,得x >8,此时x >8. 综上所述,原不等式的解集是(-∞,0)∪(8,+∞).(2)证明:由abc =a +b +c ,得1ab +1bc +1ca=1.由柯西不等式,得(ab +4bc +9ac )⎝ ⎛⎭⎪⎫1ab +1bc +1ca ≥(1+2+3)2,所以ab +4bc +9ac ≥36,当且仅当a =2,b =3,c =1时,等号成立.2013年真题:1 .(2013年普通高等学校招生统一考试数学(理)试题(含答案))若关于实数x 的不等式53x x a -++<无解,则实数a 的取值围是_________【答案】(],8-∞2 .(2013年高考卷(理))(不等式选做题) 已知a , b , m , n 均为正数, 且a +b =1, mn =2, 则(am +bn )(bm +an )的最小值为_______.【答案】23 .(2013年高考卷(理))(不等式选做题)在实数围,不等式211x --≤的解集为_________【答案】[]0,44 .(2013年高考卷(理))设,,x y z R ∈,且满足:2221xy z ++=,2314x y z ++=,则x y z ++=_______.【答案】3147二、解答题5 .(2013年新课标Ⅱ卷数学(理))选修4—5;不等式选讲设,,a b c 均为正数,且1a b c ++=,证明:(Ⅰ)13ab bc ca ++≤; (Ⅱ)2221a b c b c a ++≥. 【答案】6 .(2013年数学(理)试题)选修4-5:不等式选讲已知函数()f x x a =-,其中1a >.(I)当=2a 时,求不等式()44f x x ≥=-的解集;(II)已知关于x 的不等式()(){}222f x a f x +-≤的解集为{}|12x x ≤≤,求a 的值.【答案】7 .(2013年数学(理))不等式选讲:设不等式*2()x a a N -<∈的解集为A ,且32A ∈,12A ∉. (1)求a 的值;(2)求函数()2f x x a x =++-的最小值.【答案】解:(Ⅰ)因为32A ∈,且12A ∉,所以322a -<,且122a -≥ 解得1322a <≤,又因为*a N ∈,所以1a = [来源:学科网] (Ⅱ)因为|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-≥+--=当且仅当(1)(2)0x x +-≤,即12x -≤≤时取得等号,所以()f x 的最小值为38 .(2013年卷(数学))D.[选修4-5:不定式选讲]本小题满分10分.已知b a ≥>0,求证:b a ab b a 223322-≥-[必做题]第22、23题,每题10分,共20分.请在相应的答题区域作答,若多做,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 【答案】D 证明:∵=---b a ab b a 223322()=---)(223223b b a ab a())(22222b a b b a a --- [来源:Z|xx|] ())2)()(()2(22b a b a b a b a b a --+=--=又∵b a ≥>0,∴b a +>0,0≥-b a 02≥-b a , ∴0)2)()((≥--+b a b a b a ∴0222233≥---b a ab b a ∴b a ab b a 223322-≥-9 .(2013年高考新课标1(理))选修4—5:不等式选讲已知函数()f x =|21||2|x x a -++,()g x =3x +. (Ⅰ)当a =2时,求不等式()f x <()g x 的解集;(Ⅱ)设a >-1,且当x ∈[2a -,12)时,()f x ≤()g x ,求a 的取值围. 【答案】当a =-2时,不等式()f x <()g x 化为|21||22|30x x x -+---<,设函数y =|21||22|3x x x -+---,y =15, 212, 1236, 1x x x x x x ⎧-<⎪⎪⎪--≤≤⎨⎪->⎪⎪⎩,其图像如图所示从图像可知,当且仅当(0,2)x ∈时,y <0,∴原不等式解集是{|02}x x <<. (Ⅱ)当x ∈[2a -,12)时,()f x =1a +,不等式()f x ≤()g x 化为13a x +≤+,∴2x a ≥-对x ∈[2a -,12)都成立,故2a-≥2a -,即a ≤43,∴a 的取值围为(-1,43]. 2012年真题(部分)1.【2012高考真题新课标理24】(本小题满分10分)选修45-:不等式选讲已知函数()2f x x a x =++-(1)当3a =-时,求不等式()3f x ≥的解集; (2)若()4f x x ≤-的解集包含[1,2],求a 的取值围. 【答案】(1)当3a =-时,()3323f x x x ≥⇔-+-≥2323x x x ≤⎧⇔⎨-+-≥⎩或23323x x x <<⎧⇔⎨-+-≥⎩或3323x x x ≥⎧⇔⎨-+-≥⎩1x ⇔≤或4x ≥(2)原命题()4f x x ⇔≤-在[1,2]上恒成立24x a x x ⇔++-≤-在[1,2]上恒成立 22x a x ⇔--≤≤-在[1,2]上恒成立30a ⇔-≤≤2.【2012高考真题理15】A.(不等式选做题)若存在实数x 使|||1|3x a x -+-≤成立,则实数a 的取值围是 .【答案】42≤≤-a .【解析】不等式3|1|||≤-+-x a x 可以表示数轴上的点x 到点a 和点1的距离之和小于等于3,因为数轴上的点x 到点a 和点1的距离之和最小时即是x 在点a 和点1之间时,此时距离和为|1|-a ,要使不等式3|1|||≤-+-x a x 有解,则3|1|≤-a ,解得42≤≤-a . 3【2012高考真题理24】(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲 已知()|1|()f x ax a R =+∈,不等式3)(≤x f 的解集为}12{≤≤-x x 。
不等式选讲年份题号考点考查内容2011文理24不等式选讲绝对值不等式的解法2012文理24不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法2013卷1文理24不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷2文理24不等式选讲多元不等式的证明2014卷1文理24不等式选讲基本不等式的应用卷2文理24不等式选讲绝对值不等式的解法2015卷1文理24不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷2文理24不等式选讲不等式的证明2016卷1文理24不等式选讲分段函数的图像,绝对值不等式的解法卷2文理24不等式选讲绝对值不等式的解法,绝对值不等式的证明卷3文理24不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法2017卷1文理23不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷2文理23不等式选讲不等式的证明卷3文理23不等式选讲绝对值不等式的解法,绝对值不等式解集非空的参数取值范围问题2018卷1文理23不等式选绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法讲卷2文理23不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷3文理23不等式选讲绝对值函数的图象,不等式恒成立参数最值问题的解法2019卷1文理23不等式选讲三元条件不等式的证明卷2文理23不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷3文理23不等式选讲三元条件最值问题的解法,三元条件不等式的证明2020卷1文理23不等式选讲绝对值函数的图像,绝对值不等式的解法卷2文理23不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法卷3文理23不等式选讲三元条件不等式的证明考点出现频率2021年预测考点120绝对值不等式的求解23次考4次2021年主要考查绝对值不等式的解法、绝对值不等式的证明,不等式恒成立参数取值范围问题的解法等.考点121含绝对值不等式的恒成立问题23次考12次考点122不等式的证明23次考7次考点120绝对值不等式的求解1.(2020全国Ⅰ文理22)已知函数()3121f x x x =+--.(1)画出()y f x =的图像;(2)求不等式()()1f x f x >+的解集.【解析】(1)∵()3,1151,1313,3x x f x x x x x ⎧⎪+≥⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≤-⎪⎩,作出图像,如图所示:(2)将函数()f x 的图像向左平移1个单位,可得函数()1f x +的图像,如图所示:由()3511x x --=+-,解得76x =-,∴不等式的解集为7,6⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭.2.(2020江苏23)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++≤.【答案】22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【思路导引】根据绝对值定义化为三个不等式组,解得结果.【解析】1224x x x <-⎧⎨---≤⎩ 或10224x x x -≤≤⎧⎨+-≤⎩或0224x x x >⎧⎨++≤⎩,21x ∴-≤<-或10x -≤≤或203x <≤,∴解集为22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.3.(2016全国I 文理)已知函数()|1||23|f x x x =+--.(I)在图中画出()y f x =的图像;(II)求不等式|()|1f x >的解集.【解析】(1)如图所示:(2)()4133212342x x f x x x x x ⎧⎪--⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-⎪⎩,≤,,≥,()1f x >.当1x -≤,41x ->,解得5x >或3x <,1x -∴≤;当312x -<<,321x ->,解得1x >或13x <,113x -<<∴或312x <<;当32x ≥,41x ->,解得5x >或3x <,332x <∴≤或5x >.综上,13x <或13x <<或5x >,()1f x >∴,解集为()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭ ,,,.4.(2014全国II 文理)设函数()f x =1(0)x x a a a++->(Ⅰ)证明:()f x ≥2;(Ⅱ)若()35f <,求a 的取值范围.【解析】(I)由0a >,有()f x 111()2x x a x x a a a a a=++-≥+--=+≥,∴()f x ≥2.(Ⅱ)1(3)33f a a=++-.当时a >3时,(3)f =1a a+,由(3)f <5得3<a <5212;当0<a ≤3时,(3)f =16a a-+,由(3)f <5得12<a ≤3.综上:a 的取值范围是(152+,5212+).5.(2011新课标文理)设函数()3f x x a x =-+,其中0a >.(Ⅰ)当1a =时,求不等式()32f x x ≥+的解集;(Ⅱ)若不等式()0f x ≤的解集为{}|1x x ≤-,求a 的值.【解析】(Ⅰ)当1a =时,()32f x x ≥+可化为|1|2x -≥,由此可得3x ≥或1x ≤-.故不等式()32f x x ≥+的解集为{|3x x ≥或1}x ≤-.(Ⅱ)由()0f x ≤得30x a x -+≤,此不等式化为不等式组30x ax a x ≥⎧⎨-+≤⎩或30x aa x x ≤⎧⎨-+≤⎩,即4x a a x ⎧⎪⎨⎪⎩≥≤或2x aax ⎧⎪⎨-⎪⎩≤≤,因为0a >,∴不等式组的解集为{}|2a x x ≤-,由题设可得2a-=1-,故2a =.考点121含绝对值不等式的恒成立问题6.(2020全国Ⅱ文理22)已知函数()221f x x a x a =-+-+.(1)当2a =时,求不等式()4f x ≥的解集;(2)若()4f x ≥,求a 的取值范围.【答案】(1)32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭;(2)(][),13,-∞-+∞ .【思路导引】(1)分别在3x ≤、34x <<和4x ≥三种情况下解不等式求得结果;(2)利用绝对值三角不等式可得到()()21f x a ≥-,由此构造不等式求得结果.【解析】(1)当2a =时,()43f x x x =-+-.当3x ≤时,()43724f x x x x =-+-=-≥,解得:32x ≤;当34x <<时,()4314f x x x =-+-=≥,无解;当4x ≥时,()43274f x x x x =-+-=-≥,解得:112x ≥;综上所述:()4f x ≥的解集为32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭.(2)()()()()22222121211f x x a x a x ax a a a a =-+-+≥---+=-+-=-(当且仅当221a x a -≤≤时取等号),()214a ∴-≥,解得:1a ≤-或3a ≥,a ∴的取值范围为(][),13,-∞-+∞ .7.(2019全国II 文理23)[选修4-5:不等式选讲](10分)已知()|||2|().f x x a x x x a =-+--(1)当1a =时,求不等式()0f x <的解集;(2)若(,1)x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围.【解析】(1)当a=1时,()=|1| +|2|(1)f x x x x x ---.当1x <时,2()2(1)0f x x =--<;当1x ≥时,()0f x ≥,∴不等式()0f x <的解集为(,1)-∞.(2)因为()=0f a ,∴1a ≥.当1a ≥,(,1)x ∈-∞时,()=() +(2)()=2()(1)<0f x a x x x x a a x x -----∴a 的取值范围是[1,)+∞.8.(2018全国Ⅰ文理)已知()|1||1|f x x ax =+--.(1)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(2)若(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立,求a 的取值范围.【解析】(1)当1a =时,()|1||1|f x x x =+--,即2,1,()2,11,2, 1.--⎧⎪=-<<⎨⎪⎩≤≥x f x x x x 故不等式()1f x >的解集为1{|}2x x >.(2)当(0,1)x ∈时|1||1|x ax x +-->成立等价于当(0,1)x ∈时|1|1ax -<成立.若0≤a ,则当(0,1)x ∈时|1|1-≥ax ;若0a >,|1|1ax -<的解集为20x a <<,∴21≥a,故02<≤a .综上,a 的取值范围为(0,2].9.(2018全国Ⅱ文理)设函数()5|||2|=-+--f x x a x .(1)当1a =时,求不等式()0≥f x 的解集;(2)若()1≤f x ,求a 的取值范围.【解析】(1)当1=a 时,24,1,()2,12,26, 2.+-⎧⎪=-<⎨⎪-+>⎩≤≤x x f x x x x 可得()0≥f x 的解集为{|23}-≤≤x x .(2)()1≤f x 等价于|||2|4++-≥x a x .而|||2||2|++-+≥x a x a ,且当2=x 时等号成立.故()1≤f x 等价于|2|4+≥a .由|2|4+≥a 可得6-≤a 或2≥a ,∴a 的取值范围是(,6][2,)-∞-+∞ .10.(2018全国Ⅲ文理)设函数()|21||1|f x x x =++-.(1)画出()y f x =的图像;(2)当[0,)x ∈+∞时,()f x ax b +≤,求a b +的最小值.【解析】(1)13,,21()2,1,23, 1.x x f x x x x x ⎧-<-⎪⎪⎪=+-<⎨⎪⎪⎪⎩≤≥()y f x =的图像如图所示.(2)由(1)知,()y f x =的图像与y 轴交点的纵坐标为2,且各部分所在直线斜率的最大值为3,故当且仅当3a ≥且2b ≥时,()f x ax b +≤在[0,)+∞成立,因此a b +的最小值为5.11.(2018江苏)若x ,y ,z 为实数,且226x y z ++=,求222x y z ++的最小值.【解析】由柯西不等式,得2222222()(122)(22)x y z x y z ++++++≥.因为22=6x y z ++,∴2224x y z ++≥,当且仅当122x y z ==时,不等式取等号,此时244333x y z ===,,,∴222x y z ++的最小值为4.12.(2017全国Ⅰ文理)已知函数2()4f x x ax =-++,()|1||1|g x x x =++-.(1)当1a =时,求不等式()()f x g x ≥的解集;(2)若不等式()()f x g x ≥的解集包含[1,1]-,求a 的取值范围.【解析】(1)当1a =时,不等式()()f x g x ≥等价于2|1||1|40x x x x -+++--≤.①当1x <-时,①式化为2340x x --≤,无解;当11x -≤≤时,①式化为220x x --≤,从而11x -≤≤;当1x >时,①式化为240x x +-≤,从而11712x -+<≤,∴()()f x g x ≥的解集为117{|1}2x x -+-<≤.(2)当[1,1]x ∈-时,()2g x =,∴()()f x g x ≥的解集包含[1,1]-,等价于当[1,1]x ∈-时()2f x ≥.又()f x 在[1,1]-的最小值必为(1)f -与(1)f 之一,∴(1)2f -≥且(1)2f ≥,得11a -≤≤,∴a 的取值范围为[1,1]-.13.(2017全国Ⅲ文理)已知函数()|1||2|f x x x =+--.(1)求不等式()1f x ≥的解集;(2)若不等式2()f x x x m -+≥的解集非空,求m 的取值范围.【解析】(1)3,1()21,123,2x f x x x x -<-⎧⎪=--⎨⎪>⎩≤≤,当1x <-时,()f x 1≥无解;当x -12≤≤时,由()f x 1≥得,x -211≥,解得x 12≤≤;当>2x 时,由()f x 1≥解得>2x .∴()f x 1≥的解集为{}x x 1≥.(2)由()f x x x m -+2≥得m x x x x +---+212≤,而x x x x x x x x +---+--+2212+1+2≤x ⎛⎫ ⎪⎝⎭2355=--+244≤,且当32x =时,2512=4x x x x +---+,故m 的取值范围为5-,4⎛⎤∞ ⎥⎝⎦.14.(2016全国III 文理)已知函数()|2|f x x a a =-+(Ⅰ)当a=2时,求不等式()6f x ≤的解集;(Ⅱ)设函数()|21|g x x =-,当x ∈R 时,()()3f x g x +≥,求a 的取值范围.【解析】(Ⅰ)当2a =时,()|22|2f x x =-+.解不等式|22|26x -+ ,得13x - ,因此()6f x ≤的解集为{|13}x x - .(Ⅱ)当x R ∈时,()()|2||12|f xg x x a a x +=-++-|212|x a x a -+-+ |1|a a =-+,当12x =时等号成立,∴当x R ∈时,()()3f x g x + 等价于|1|3a a -+ .①当1a 时,①等价于13a a -+ ,无解.当1a >时,①等价于13a a -+ ,解得2a .∴a 的取值范围是[2,)+∞.15.(2015全国I 文理)已知函数()|1|2||f x x x a =+--,0a >.(Ⅰ)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(Ⅱ)若()f x 的图像与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围.【解析】(Ⅰ)当1a =时,不等式()1f x >化为|1|2|1|10x x +--->,当1x -≤时,不等式化为40x ->,无解;当11x -<<时,不等式化为320x ->,解得213x <<;当1x ≥时,不等式化为20x -+>,解得12x <≤.∴()1f x >的解集为2{|2}3x x <<.(Ⅱ)有题设可得,12,1()312,112,x a x f x x a x a x a x a --<-⎧⎪=+--⎨⎪-++>⎩≤≤,∴函数()f x 图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为21(,0),(21,0),(,1)3a A B a C a a -++,ABC ∆的面积为22(1)3a +.有题设得22(1)63a +>,故2a >.∴a 的取值范围为(2,)+∞.16.(2014全国I 文理)若0,0ab >>,且11a b +=.(Ⅰ)求33a b +的最小值;(Ⅱ)是否存在,a b ,使得236a b +=?并说明理由.【解析】(I)11a b =+≥,得2ab ≥,且当a b ==时取等号.故33ab+≥≥,且当a b ==∴33a b +的最小值为(II)由(I)知,23a b +≥.由于6>,从而不存在,a b ,使得236a b +=.16.(2013全国I 文理)已知函数()f x =|21||2|x x a -++,()g x =3x +.(Ⅰ)当a =-2时,求不等式()f x <()g x 的解集;(Ⅱ)设a >-1,且当x ∈[2a -,12)时,()f x ≤()g x ,求a 的取值范围.【解析】(Ⅰ)当a =-2时,不等式()f x <()g x 化为|21||22|30x x x -+---<,设函数y =|21||22|3x x x -+---,y =15, 212, 1236, 1x x x x x x ⎧-<⎪⎪⎪--≤≤⎨⎪->⎪⎪⎩,其图像如图所示,从图像可知,当且仅当(0,2)x ∈时,y <0,∴原不等式解集是{|02}x x <<.(Ⅱ)当x ∈[2a -,12)时,()f x =1a +,不等式()f x ≤()g x 化为13a x ++≤,∴2x a -≥对x ∈[2a -,12)都成立,故2a -≥2a -,即a ≤43,∴a 的取值范围为(-1,43].17.(2012新课标文理)已知函数|2|||)(-++=x a x x f .(Ⅰ)当|3-=a 时,求不等式()3f x 的解集;(Ⅱ)若()|4|f x x - 的解集包含]2,1[,求a 的取值范围.【解析】(1)当3a =-时,()3323f x x x ⇔-+- 2323x x x ⎧⇔⎨-+-⎩ 或23323x x x <<⎧⇔⎨-+-⎩ 或3323x x x ⎧⇔⎨-+-⎩ 1x ⇔ 或4x .(2)原命题()4f x x ⇔- 在[1,2]上恒成立24x a x x ⇔++-- 在[1,2]上恒成立22x a x ⇔--- 在[1,2]上恒成立30a ⇔- .考点122不等式的证明18.(2020全国Ⅲ文理23)设,,,0,1a b c a b c abc ∈++==R .(1)证明:0ab bc ca ++<;(2)用{}max ,,a b c 表示,,a b c 的最大值,证明:{}3max ,,4a b c ≥【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析.【思路导引】(1)根据题设条件,0=++c b a 两边平方,再利用均值不等式证明即可;(2)思路一:不妨设max{,,}a b c a =,由题意得出0,,0a b c ><,由()222322b c b c bc a a a bc bc+++=⋅==,结合基本不等式,即可得出证明.思路二:假设出c b a ,,中最大值,根据反证法与基本不等式推出矛盾,即可得出结论.【解析】(1)证明:().0,02=++∴=++c b a c b a ,0222222=+++++∴ca ac ab c b a 即()222222c b a ca bc ab ++-=++.0,0222<++∴<++∴ca bc ab ca bc ab (2)证法一:不妨设max{,,}a b c a =,由0,1a b c abc ++==可知,0,0,0a b c ><<,1,a b c a bc =--= ,()222322224b c b c bc bc bc a a a bc bc bc++++∴=⋅==≥=,当且仅当b c =时,取等号,a ∴≥,即max{,,}a b c .证法二:不妨设403<<<≤c b a ,则,4,41133>=-->=c b a c ab而1132a b ->--≥>==矛盾,∴命题得证.19.(2019全国I 文理23)已知a ,b ,c 为正数,且满足abc=1.证明:(1)222111a b c a b c++≤++;(2)333()()()24a b b c c a +++≥++.【解析】(1)因为2222222,2,2a b ab b c bc c a ac +≥+≥+≥,又1abc =,故有222111ab bc ca a b c ab bc ca abc a b c ++++≥++==++,∴222111a b c a b c++≤++.(2)因为, , a b c 为正数且1abc =,故有333()()()a b b c c a +++++≥=3(+)(+)(+)a b b c ac 3≥⨯⨯⨯=24.∴333()()()24a b b c c a +++++≥.20.(2019全国III 文理23)设,,x y z ∈R ,且1x y z ++=.(1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值;(2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥成立,证明:3a ≤-或1a ≥-.【解析】(1)由于2[(1)(1)(1)]x y z -++++222(1)(1)(1)2[(1)(1)(1)(1)(1)(1)]x y z x y y z z x =-+++++-++++++-2223(1)(1)(1)x y z ⎡⎤≤-++++⎣⎦,故由已知得2224(1)(1)(1)3x y z -++++≥,当且仅当x=53,y=–13,13z =-时等号成立.∴222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值为43.(2)由于2[(2)(1)()]x y z a -+-+-222(2)(1)()2[(2)(1)(1)()()(2)]x y z a x y y z a z a x =-+-+-+--+--+--2223(2)(1)()x y z a ⎡⎤-+-+-⎣⎦ ,故由已知2222(2)(2)(1)()3a x y z a +-+-+- ,当且仅当43a x -=,13a y -=,223a z -=时等号成立,因此222(2)(1)()x y z a -+-+-的最小值为2(2)3a +.由题设知2(2)133a + ,解得3a - 或1a - .21.(2017全国Ⅱ文理)已知0a >,0b >,332a b +=,证明:(1)()()554a b a b ++≥;(2)2a b +≤.【解析】(1)556556()()a b a b a ab a b b ++=+++3323344()2()a b a b ab a b =+-++()22244ab a b =+-≥.(2)∵33223()33a b a a b ab b +=+++23()ab a b =++23()2()4a b a b +≤++33()24a b +=+,∴3()8a b +≤,因此2a b +≤.22.(2017江苏)已知a ,b ,c ,d 为实数,且224a b +=,2216c d +=,证明8ac bd +≤.【解析】证明:由柯西不等式可得:22222()()()ac bd a b c d +++≤,因为22224,16,a b c d +=+=∴2()64ac bd +≤,因此8ac bd +≤.23.(2016全国II 文理)已知函数()1122f x x x =-++,M 为不等式()2f x <的解集.(I)求M ;(II)证明:当a ,b M ∈时,1a b ab +<+.【解析】(I)当12x <-时,()11222f x x x x =---=-,若112x -<<-;当1122x -≤≤时,()111222f x x x =-++=<恒成立;当12x >时,()2f x x =,若()2f x <,112x <<.综上可得,{}|11M x x =-<<.(Ⅱ)当()11a b ∈-,,时,有()()22110a b -->,即22221a b a b +>+,则2222212a b ab a ab b +++>++,则()()221ab a b +>+,即1a b ab +<+,证毕.24.(2015全国II 文理)设,,,a b c d 均为正数,且a b c d +=+,证明:(Ⅰ)若ab >cd ,则a b c d +>+;(Ⅱ)a b c d +>+是||||a b c d -<-的充要条件.【解析】(Ⅰ)∵2()2a b a b ab +=++,2()c d c d cd +=++由题设a b c d +=+,ab cd >得22()a b c d >+a b c d +>(Ⅱ)(ⅰ)若||||a b c d -<-,则22()()a b c d -<-,即22()4()4a b ab c d cd +-<+-.因为a b c d +=+,∴ab cd >,由(Ⅰ)得a b c d >(ⅱ)a b c d +>则22(a b c d >+,即a b ab c d cd ++>++因为a b c d +=+,∴ab cd >,于是2222()()4()4()a b a b ab c d cd c d -=+-<+-=-.因此||||a b c d -<-.a b c d +>||||a b c d -<-的充要条件.25.(2013全国II 文理)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++≥.【解析】(Ⅰ)2222222,2,2a b ab b c bc c a ca +≥+≥+≥得222a b c ab bc ca ++≥++,由题设得()21a b c ++=,即2222221a b c ab bc ca +++++=,∴()31ab bc ca ++≤,即13ab bc ca ++≤.(Ⅱ)∵2222,2,2a b c b a c b a c b c a +≥+≥+≥,∴222()2()a b c a b c a b c b c a +++++≥++,即222a b c a b c b c a ++≥++,∴2221a b c b c a ++≥.。
2013-2019年高考真题不等式选讲解答题全集(含详细解析)1.(2019•江苏)设x R ∈,解不等式|||21|2x x +->. 2.(2019•新课标Ⅲ)设x ,y ,z R ∈,且1x y z ++=. (1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值;(2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-…成立,证明:3a -…或1a -….3.(2019•新课标Ⅱ)已知()|||2|()f x x a x x x a =-+--. (1)当1a =时,求不等式()0f x <的解集; (2)当(,1)x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围.4.(2019•新课标Ⅰ)已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.证明: (1)222111a b c a b c++++…; (2)333()()()24a b b c c a +++++…. 5.(2018•北京)设n 为正整数,集合1{|(A t αα==,2t ,)n t ⋯,{0k t ∈,1},1k =,2,⋯,}n ,对于集合A 中的任意元素1(x α=,2x ,⋯,)n x 和1(y β=,2y ,)n y ⋯,记 (M α,111122221)[(||)(||)(||)]2n n n n x y x y x y x y x y x y β=+--++--+⋯+--(Ⅰ)当3n =时,若(1α=,1,0),(0β=,1,1),求(,)M αα和(,)M αβ的值; (Ⅱ)当4n =时,设B 是A 的子集,且满足:对于B 中的任意元素α,β,当α,β相同时,(,)M αβ是奇数;当α,β不同时,(,)M αβ是偶数.求集合B 中元素个数的最大值;(Ⅲ)给定不小于2的n ,设B 是A 的子集,且满足:对于B 中的任意两个不同的元素α,β,(,)0M αβ=,写出一个集合B ,使其元素个数最多,并说明理由.6.(2018•新课标Ⅰ)已知()|1||1|f x x ax =+--. (1)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(2)若(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立,求a 的取值范围. 7.(2018•新课标Ⅱ)设函数()5|||2|f x x a x =-+--. (1)当1a =时,求不等式()0f x …的解集; (2)若()1f x …,求a 的取值范围.8.(2017•新课标Ⅰ)已知函数2()4f x x ax =-++,()|1||1|g x x x =++-.(1)当1a =时,求不等式()()f x g x …的解集;(2)若不等式()()f x g x …的解集包含[1-,1],求a 的取值范围. 9.(2017•新课标Ⅱ)已知0a >,0b >,332a b +=.证明:(1)55()()4a b a b ++…; (2)2a b +….10.(2017•新课标Ⅲ)已知函数()|1||2|f x x x =+--. (1)求不等式()1f x …的解集;(2)若不等式2()f x x x m -+…的解集非空,求m 的取值范围. 11.(2016•新课标Ⅲ)已知函数()|2|f x x a a =-+. (1)当2a =时,求不等式()6f x …的解集;(2)设函数()|21|g x x =-,当x R ∈时,()()3f x g x +…,求a 的取值范围. 12.(2016•江苏)设0a >,|1|3a x -<,|2|3ay -<,求证:|24|x y a +-<. 13.(2016•新课标Ⅱ)已知函数11()||||22f x x x =-++,M 为不等式()2f x <的解集.(Ⅰ)求M ;(Ⅱ)证明:当a ,b M ∈时,|||1|a b ab +<+.14.(2015•福建)已知0a >,0b >,0c >,函数()||||f x x a x b c =++-+的最小值为4. (1)求a b c ++的值;(2)求2221149a b c ++的最小值.15.(2015•江苏)解不等式|23|2x x ++….16.(2015•江苏)已知集合{1X =,2,3},{1n Y =,2,3,⋯,*)()n n N ∈,设{(,)|n S a b a =整除b 或b 整除a ,a X ∈,}n B Y ∈,令()f n 表示集合n S 所含元素的个数. (1)写出f (6)的值;(2)当6n …时,写出()f n 的表达式,并用数学归纳法证明. 17.(2015•湖北)设函数()f x ,()g x 的定义域均为R ,且()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,()()x f x g x e +=,其中e 为自然对数的底数.(1)求()f x ,()g x 的解析式,并证明:当0x >时,()0f x >,()1g x >;(2)设0a …,1b …,证明:当0x >时,()()(1)()(1)f x ag x a bg x b x+-<<+-.18.(2015•湖南)设0a >,0b >,且11a b a b+=+.证明: (ⅰ)2a b +…;(ⅱ)22a a +<与22b b +<不可能同时成立.19.(2015•新课标Ⅱ)设a ,b ,c ,d 均为正数,且a b c d +=+,证明:(1)若ab cd >;(2||||a b c d -<-的充要条件. 20.(2015•新课标Ⅰ)已知函数()|1|2||f x x x a =+--,0a >. (Ⅰ)当1a =时,求不等式()1f x >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. 21.(2014•福建)已知定义域在R 上的函数()|1||2|f x x x =++-的最小值为a . (1)求a 的值;(2)若p ,q ,r 为正实数,且p q r a ++=,求证:2223p q r ++…. 22.(2014•新课标Ⅱ)设函数1()||||(0)f x x x a a a=++->. (Ⅰ)证明:()2f x …;(Ⅱ)若f (3)5<,求a 的取值范围.23.(2014•江苏)已知0x >,0y >,证明22(1)(1)9x y x y xy ++++….24.(2014•重庆)设11a =,*1()n a b n N +∈(Ⅰ)若1b =,求2a ,3a 及数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若1b =-,问:是否存在实数c 使得221n n a c a +<<对所有的*n N ∈成立,证明你的结论.25.(2014•安徽)设实数0c >,整数1p >,*n N ∈. (Ⅰ)证明:当1x >-且0x ≠时,(1)1p x px +>+;(Ⅱ)数列{}n a 满足11pa c >,111pn n n p c a a a p p-+-=+.证明:11p n n a a c +>>.26.(2014•新课标Ⅰ)若0a >,0b >,且11a b+=. (Ⅰ)求33a b +的最小值;(Ⅱ)是否存在a ,b ,使得236a b +=?并说明理由.27.(2013•新课标Ⅰ)已知函数()|21||2|f x x x a =-++,()3g x x =+. (Ⅰ)当2a =-时,求不等式()()f x g x <的解集; (Ⅱ)设1a >-,且当[2a x ∈-,1]2时,()()f x g x …,求a 的取值范围. 28.(2013•江苏)已知0a b >…,求证:332222a b ab a b --….29.(2013•辽宁)(1)证明:当[0x ∈,1]sin x x 剟; (2)若不等式322(2)cos 42x ax x x x ++++…对[0x ∈,1]恒成立,求实数a 的取值范围.30.(2013•安徽)设函数23222()1(,)23nn x x x f x x x R n N n +=-++++⋯+∈∈,证明:(1)对每个n N +∈,存在唯一的2[3x ∈,1],满足()0n n f x =;(2)对于任意p N +∈,由(1)中n x 构成数列{}n x 满足10n n p x x n+<-<. 31.(2013•辽宁)已知函数()||f x x a =-,其中1a > (1)当2a =时,求不等式()4|4|f x x --…的解集;(2)已知关于x 的不等式|(2)2()|2f x a f x +-…的解集{|12}x x 剟,求a 的值. 32.(2013•新课标Ⅱ)【选修45--;不等式选讲】 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++….33.(2013•福建)设不等式*|2|()x a a N -<∈的解集为A ,且31,22A A ∈∉(Ⅰ)求a 的值(Ⅱ)求函数()|||2|f x x a x =++-的最小值.34.(2013•北京)已知{}n a 是由非负整数组成的无穷数列,该数列前n 项的最大值记为n A ,第n 项之后各项1n a +,2n a +⋯的最小值记为n B ,n n n d A B =-.(Ⅰ)若{}n a 为2,1,4,3,2,1,4,3⋯,是一个周期为4的数列(即对任意*n N ∈,4)n n a a +=,写出1d ,2d ,3d ,4d 的值;(Ⅱ)设d 是非负整数,证明:(1n d d n =-=,2,3)⋯的充分必要条件为{}n a 是公差为d 的等差数列;(Ⅲ)证明:若12a =,1(1n d n ==,2,3,)⋯,则{}n a 的项只能是1或者2,且有无穷多项为1.2013-2019年高考真题不等式选讲解答题全集(含详细解析)参考答案与试题解析一.解答题(共34小题)1.(2019•江苏)设x R ∈,解不等式|||21|2x x +->. 【解答】解:131,21|||21|1,0231,0x x x x x xx x ⎧->⎪⎪⎪+-=-+⎨⎪-+<⎪⎪⎩剟, |||21|2x x +->,∴31212x x ->⎧⎪⎨>⎪⎩或12102x x -+>⎧⎪⎨⎪⎩剟或3120x x -+>⎧⎨<⎩, 1x ∴>或x ∈∅或13x <-,∴不等式的解集为1{|3x x <-或1}x >.2.(2019•新课标Ⅲ)设x ,y ,z R ∈,且1x y z ++=. (1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值;(2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-…成立,证明:3a -…或1a -….【解答】解:(1)x ,y ,z R ∈,且1x y z ++=, 由柯西不等式可得2222222(111)[(1)(1)(1)](111)4x y z x y z ++-++++-++++=…, 可得2224(1)(1)(1)3x y z -++++…,即有222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值为43; (2)证明:由1x y z ++=,柯西不等式可得22222222(111)[(2)(1)()](21)(2)x y z a x y z a a ++-+-+--+-+-=+…,可得2222(2)(2)(1)()3a x y z a +-+-+-…,即有222(2)(1)()x y z a -+-+-的最小值为2(2)3a +,由题意可得2(2)133a +…,解得1a -…或3a -….3.(2019•新课标Ⅱ)已知()|||2|()f x x a x x x a =-+--. (1)当1a =时,求不等式()0f x <的解集; (2)当(,1)x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围. 【解答】解:(1)当1a =时,()|1||2|(1)f x x x x x =-+--, ()0f x <,∴当1x <时,2()2(1)0f x x =--<,恒成立,1x ∴<;当1x …时,()(1)(|2|)0f x x x x =-+-…恒成立,x ∴∈∅; 综上,不等式的解集为(,1)-∞;(2)当1a …时,()2()(1)0f x a x x =--<在(,1)x ∈-∞上恒成立; 当1a <时,(,1)x a ∈,()2()0f x x a =->,不满足题意, a ∴的取值范围为:[1,)+∞4.(2019•新课标Ⅰ)已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.证明: (1)222111a b c a b c++++…; (2)333()()()24a b b c c a +++++…. 【解答】证明:(1)分析法:已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =. 要证(1)222111a b c a b c++++…;因为1abc =. 就要证:222abc abc abc a b c a b c++++…; 即证:222bc ac ab a b c ++++…; 即:222222222bc ac ab a b c ++++…; 2222222220a b c bc ac ab ++---…222()()()0a b a c b c -+-+-…;a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.2()0a b ∴-…;2()0a c -…;2()0b c -…恒成立;当且仅当:1a b c ===时取等号. 即222()()()0a b a c b c -+-+-…得证.故222111a b c a b c++++…得证. (2)证333()()()24a b b c c a +++++…成立; 即:已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =. ()a b +为正数;()b c +为正数;()c a +为正数;333()()()3()()()a b b c c a a b b c c a ++++++++…;当且仅当()()()a b b c c a +=+=+时取等号;即:1a b c ===时取等号;a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.()a b +…()b c +…()c a +…当且仅当a b =,b c =;c a =时取等号;即:1a b c ===时取等号; 333()()()3()()()382424a b b c c a a b b c c a abbcac abc ∴++++++++⨯==厖;当且仅当1a b c ===时取等号;故333()()()24a b b c c a +++++….得证. 故得证.5.(2018•北京)设n 为正整数,集合1{|(A t αα==,2t ,)n t ⋯,{0k t ∈,1},1k =,2,⋯,}n ,对于集合A 中的任意元素1(x α=,2x ,⋯,)n x 和1(y β=,2y ,)n y ⋯,记 (M α,111122221)[(||)(||)(||)]2n n n n x y x y x y x y x y x y β=+--++--+⋯+--(Ⅰ)当3n =时,若(1α=,1,0),(0β=,1,1),求(,)M αα和(,)M αβ的值; (Ⅱ)当4n =时,设B 是A 的子集,且满足:对于B 中的任意元素α,β,当α,β相同时,(,)M αβ是奇数;当α,β不同时,(,)M αβ是偶数.求集合B 中元素个数的最大值;(Ⅲ)给定不小于2的n ,设B 是A 的子集,且满足:对于B 中的任意两个不同的元素α,β,(,)0M αβ=,写出一个集合B ,使其元素个数最多,并说明理由.【解答】解:(I ) (,)1102M αα=++=,(,)0101M αβ=++=. ()II 考虑数对(k x ,)k y 只有四种情况:(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1),相应的||2k k k k x y x y +--分别为0、0、0、1,所以B 中的每个元素应有奇数个1,所以B 中的元素只可能为(上下对应的两个元素称之为互补元素):(1,0,0,0 )、(0,1,0,0)、(0,0,1,0)、(0,0,0,1), (0,1,1,1)、(1,0,1,1)、(1,1,0,1)、(1,1,1,0),对于任意两个只有1个1的元素α,β都满足(,)M αβ是偶数,所以四元集合{(1B =,0,0,0)、(0,1,0,0)、(0,0,1,0)、(0,0,0,1)}满足 题意,假设B 中元素个数大于等于4,就至少有一对互补元素, 除了这对互补元素之外还有至少1个含有3个1的元素α, 则互补元素中含有1个1的元素β与之满足(,)1M αβ=不合题意, 故B 中元素个数的最大值为4.(Ⅲ){(0B =,0,0,0)⋯,(1,0,0⋯,0),(0,1,0,0)⋯,(0,0,10)⋯⋯, (0,0,0,⋯,1)},此时B 中有1n +个元素,下证其为最大.对于任意两个不同的元素α,β,满足(,)0M αβ=,则α,β中相同位置上的数字不能同时为1,假设存在B 有多于1n +个元素,由于(0α=,0,0,⋯,0)与任意元素β都有(,)0M αβ=, 所以除(0,0,0,⋯,0)外至少有1n +个元素含有1,根据元素的互异性,至少存在一对α,β满足i i x y l ==,此时(,)1M αβ…不满足题意, 故B 中最多有1n +个元素.6.(2018•新课标Ⅰ)已知()|1||1|f x x ax =+--. (1)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(2)若(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立,求a 的取值范围. 【解答】解:(1)当1a =时,2,1()|1||1|2,112,1x f x x x x x x >⎧⎪=+--=-⎨⎪-<-⎩剟, 由()1f x >,∴2111x x >⎧⎨-⎩剟或211x >⎧⎨>⎩,解得12x >, 故不等式()1f x >的解集为1(2,)+∞,(2)当(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立, |1||1|0x ax x ∴+--->,即1|1|0x ax x +--->, 即|1|1ax -<, 111ax ∴-<-<, 02ax ∴<<,(0,1)x ∈, 0a ∴>,20x a∴<<, 2a x∴<22x>, 02a ∴<…,故a 的取值范围为(0,2].7.(2018•新课标Ⅱ)设函数()5|||2|f x x a x =-+--. (1)当1a =时,求不等式()0f x …的解集; (2)若()1f x …,求a 的取值范围.【解答】解:(1)当1a =时,24,1()5|1||2|2,1226,2x x f x x x x x x +-⎧⎪=-+--=-<<⎨⎪-+⎩…….当1x -…时,()240f x x =+…,解得21x --剟, 当12x -<<时,()20f x =…恒成立,即12x -<<,当2x …时,()260f x x =-+…,解得23x 剟, 综上所述不等式()0f x …的解集为[2-,3], (2)()1f x …,5|||2|1x a x ∴-+--…, |||2|4x a x ∴++-…,|||2||||2||2||2|x a x x a x x a x a ∴++-=++-++-=+…, |2|4a ∴+…,解得6a -…或2a …,故a 的取值范围(-∞,6][2-,)+∞.8.(2017•新课标Ⅰ)已知函数2()4f x x ax =-++,()|1||1|g x x x =++-. (1)当1a =时,求不等式()()f x g x …的解集;(2)若不等式()()f x g x …的解集包含[1-,1],求a 的取值范围. 【解答】解:(1)当1a =时,2()4f x x x =-++,是开口向下,对称轴为12x =的二次函数, 2,1()|1||1|2,112,1x x g x x x x x x >⎧⎪=++-=-⎨⎪-<-⎩剟,当(1,)x ∈+∞时,令242x x x -++=,解得x =()g x 在(1,)+∞上单调递增,()f x 在(1,)+∞上单调递减,∴此时()()f x g x …的解集为(1; 当[1x ∈-,1]时,()2g x =,()(1)2f x f -=….当(,1)x ∈-∞-时,()g x 单调递减,()f x 单调递增,且(1)(1)2g f -=-=. 综上所述,()()f x g x …的解集为[1-; (2)依题意得:242x ax -++…在[1-,1]恒成立,即220x ax --…在[1-,1]恒成立,则只需221120(1)(1)20a a ⎧--⎨----⎩……,解得11a -剟, 故a 的取值范围是[1-,1].9.(2017•新课标Ⅱ)已知0a >,0b >,332a b +=.证明:(1)55()()4a b a b ++…; (2)2a b +….【解答】证明:(1)由柯西不等式得:5552332()())()4ab a b b b a b +++=+, 1a b ==时取等号, (2)332a b +=,22()()2a b a ab b ∴+-+=, 2()[()3]2a b a b ab ∴++-=, 3()3()2a b ab a b ∴+-+=,。
不等式选择题:1.(福建卷)不等式01312>+-x x 的解集是( A )A .}2131|{>-<x x x 或 B .}2131|{<<-x xC .}21|{>x xD .}31|{->x x2.(福建卷)下列结论正确的是( B ) A .当2lg 1lg ,10≥+≠>x x x x 时且B .21,0≥+>x x x 时当C .x x x 1,2+≥时当的最小值为2 D .当xx x 1,20-≤<时无最大值 3.(湖北卷)对任意实数a ,b ,c ,给出下列命题: ①“b a =”是“bc ac =”充要条件; ②“5+a 是无理数”是“a 是无理数”的充要条件③“a >b ”是“a 2>b 2”的充分条件;④“a <5”是“a <3”的必要条件. 其中真命题的个数是 ( B )A .1B .2C .3D .44. (辽宁卷)6.若011log 22<++aa a,则a 的取值范围是( C )A .),21(+∞B .),1(+∞C .)1,21(D .)21,0(5. (辽宁卷)在R 上定义运算).1(:y x y x -=⊗⊗若不等式1)()(<+⊗-a x a x 对任意实数x 成立,则( C )A .11<<-aB .20<<aC .2321<<-a D .2123<<-a 6. (全国卷Ⅰ) 设10<<a ,函数)22(log )(2--=xx a a a x f ,则使0)(<x f 的x 的取值范围是(B )(A ))0,(-∞(B )),0(+∞(C ))3log ,(a -∞(D )),3(log +∞a7. (山东卷)01a <<,下列不等式一定成立的是( A )(A )(1)(1)log (1)log (1)2a a a a +--++>(B )(1)(1)log (1)log (1)a a a a +--<+ (C )(1)(1)log (1)log (1)a a a a +--++<(1)(1)log (1)log (1)a a a a +--++ (D )(1)(1)log (1)log (1)a a a a +---+<(1)(1)log (1)log (1)a a a a +---+8. (天津卷)9.设)(1x f-是函数)1( )(21)(>-=-a a a x f x x的反函数,则使1)(1>-x f 成立的x 的取值范围为(A )A .),21(2+∞-a aB . )21,(2a a --∞C . ),21(2a aa - D . ),[+∞a 9. (天津卷)已知b 21log <a 21log < c 21log ,则A .2b >2a >2cB .2a >2b >2cC .2c >2b >2aD .2c >2a >2b10. (重庆卷)不等式组⎩⎨⎧>-<-1)1(log 2|2|22x x 的解集为 (C )(A) (0,3);(B) (3,2);(C) (3,4);(D) (2,4)。
专题15 不等式选讲1.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知a ,b ,c 为正数,且满足abc =1.证明: (1)222111a b c a b c++≤++; (2)333()()()24a b b c c a +++≥++. 【答案】(1)见解析;(2)见解析.【解析】(1)因为2222222,2,2a b ab b c bc c a ac +≥+≥+≥,又1abc =,故有222111ab bc ca a b c ab bc ca abc a b c++++≥++==++.所以222111a b c a b c++≤++. (2)因为, , a b c 为正数且1abc =,故有333()()()a b b c c a +++++≥=3(+)(+)(+)a b b c a c3≥⨯⨯⨯=24.所以333()()()24a b b c c a +++++≥.【名师点睛】本题考查利用基本不等式进行不等式的证明问题,考查学生对于基本不等式的变形和应用能力,需要注意的是在利用基本不等式时需注意取等条件能否成立. 2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】已知()|||2|().f x x a x x x a =-+-- (1)当1a =时,求不等式()0f x <的解集; (2)若(,1)x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围. 【答案】(1)(,1)-∞;(2)[1,)+∞【解析】(1)当a =1时,()=|1| +|2|(1)f x x x x x ---.当1x <时,2()2(1)0f x x =--<;当1x ≥时,()0f x ≥.所以,不等式()0f x <的解集为(,1)-∞. (2)因为()=0f a ,所以1a ≥.当1a ≥,(,1)x ∈-∞时,()=() +(2)()=2()(1)<0f x a x x x x a a x x -----.所以,a 的取值范围是[1,)+∞.【名师点睛】本题主要考查含绝对值的不等式,熟记分类讨论的方法求解即可,属于常考题型. 3.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】设,,x y z ∈R ,且1x y z ++=. (1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值; (2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥成立,证明:3a ≤-或1a ≥-. 【答案】(1)43;(2)见详解. 【解析】(1)由于2[(1)(1)(1)]x y z -++++222(1)(1)(1)2[(1)(1)(1)(1)(1)(1)]x y z x y y z z x =-+++++-++++++-2223(1)(1)(1)x y z ⎡⎤≤-++++⎣⎦,故由已知得2224(1)(1)(1)3x y z -++++≥, 当且仅当x =53,y =–13,13z =-时等号成立. 所以222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值为43.(2)由于2[(2)(1)()]x y z a -+-+-222(2)(1)()2[(2)(1)(1)()()(2)]x y z a x y y z a z a x =-+-+-+--+--+--2223(2)(1)()x y z a ⎡⎤≤-+-+-⎣⎦,故由已知2222(2)(2)(1)()3a x y z a +-+-+-≥,当且仅当43a x -=,13a y -=,223a z -=时等号成立. 因此222(2)(1)()x y z a -+-+-的最小值为2(2)3a +.由题设知2(2)133a +≥,解得3a ≤-或1a ≥-.【名师点睛】两个问都是考查柯西不等式,属于柯西不等式的常见题型. 4.【2019年高考江苏卷数学】设x ∈R ,解不等式||+|2 1|>2x x -.【答案】1{|1}3x x x <->或.【解析】当x <0时,原不等式可化为122x x -+->,解得x <13-; 当0≤x ≤12时,原不等式可化为x +1–2x >2,即x <–1,无解; 当x >12时,原不等式可化为x +2x –1>2,解得x >1. 综上,原不等式的解集为1{|1}3x x x <->或.【名师点睛】本题主要考查解不等式等基础知识,考查运算求解和推理论证能力. 5.【重庆西南大学附属中学校2019届高三第十次月考数学】设函数()333()442f x x x g x x a x =-+-=-++,.(1)解不等式()10f x >;(2)若对于任意1x ∈R ,都存在2x ∈R ,使得12()()f x g x =成立,试求实数a 的取值范围. 【答案】(1)4x >或1x <-;(2)40a -≤≤【解析】(1)不等式等价于34610x x >⎧⎨->⎩或13210x x ≤≤⎧⎨>⎩或36410x x <⎧⎨->⎩解得4x >或1x <-.(2)对任意1x ∈R ,都存在2x ∈R ,使得12()=()f x g x 成立,即()g x 的值域包含()f x 的值域.46,3()3332,1364,1x x f x x x x x x ->⎧⎪=-+-=≤≤⎨⎪-<⎩,由图可得1x =时,min ()2f x =,所以()f x 的值域为[2,)+∞.()442(4)(42)2g x x a x x a x a =-++≥--+=+,当且仅当4x a -与42x +异号时取等号,所以()g x 的值域为[2,)a ++∞,由题[2,)+∞⊆[2,)a ++∞,所以22a +≤,解得40a -≤≤.【点睛】本题考查绝对值函数和用绝对值不等式求绝对值函数中参数的范围,是常见考题.6.【山东省郓城一中等学校2019届高三第三次模拟考试数学】已知函数()2f x ax =-,不等式()4f x ≤的解集为{}|26x x -≤≤. (1)求实数a 的值;(2)设()()(3)g x f x f x =++,若存在x ∈R ,使()2g x tx -≤成立,求实数t 的取值范围. 【答案】(1)1;(2)1(,1][,)2t ∈-∞-+∞.【解析】(1)由42ax -≤得-4≤2ax -≤4,即-2≤ax ≤6,当a >0时,26x a a -≤≤,所以2266a a ⎧-=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得a =1;当a <0时,62x a a ≤≤-,所以6226a a⎧=-⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,无解.所以实数a 的值为1.(2)由已知()()(3)g x f x f x =++=|x +1|+|x -2|=()()()211312212x x x x x -+≤-⎧⎪-<<⎨⎪-≥⎩,不等式g (x )-tx ≤2转化成g (x )≤tx +2,由题意知函数()g x 的图象与直线y =tx +2相交,作出对应图象,由图得,当t <0时,t ≤k AM ;当t >0时,t ≥k BM , 又因为k AM =-1,12BM k =, 所以t ≤-1或12t ≥, 即t ∈(-∞,-1]∪[12,+∞). 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法及分类思想、方程思想,还考查了思想结合思想及转化能力,考查了作图能力及计算能力,属于中档题.7.【安徽省合肥市2019届高三第一次教学质量检测数学】设函数()|1|f x x =+. (1)若+2>2f x x (),求实数x 的取值范围;(2)设=+>1g x f x f ax a ()()()(),若g x ()的最小值为12,求a 的值. 【答案】(1)13⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,;(2)2a =. 【解析】(1)()22f x x +>,即1>22x x+-⇔101>22x x x +≥⎧⎨+-⎩或10122x x x+<⎧⎨-->-⎩13x ⇔>, ∴实数x 的取值范围是13⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,. (2)∵1a >,∴11a -<-,∴()()()()()121111112a x x g x a x x a a x x a ⎧⎪-+-∈-∞-⎪⎪⎡⎤=-∈--⎨⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎛⎫++∈-+∞⎪ ⎪⎝⎭⎩,,,,,,, 易知函数()g x 在1a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,单调递减,在1a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭,单调递增, ∴()min 111g x g a a ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭. ∴1112a -=,解得2a =. 【点睛】本道题考查了含绝对值不等式的解法,考查了结合单调性计算函数最值,关键得到函数解析式,难度中等.8.【河南省中原名校(即豫南九校)2018届高三第六次质量考评理科数学】已知函数21f x x a g x x =+=-(),().(1)若2f x g x +()()的最小值为1,求实数a 的值; (2)若关于x 的不等式1f x g x +<()()的解集包含112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,,求实数a 的取值范围.【答案】(1)8a =-或4.(2)312⎛⎫ ⎪⎝⎭,. 【解析】(1)当1b =时,()()1|||1||1||1|2222a a af xg x x x x x +=-++≥---=+, 因为()()12f xg x +的最小值为3,所以132a +=,解得8a =-或4.(2)当1b =-时,()()1f x g x +<即211x a x -+-<,当112x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,时,211x a x -+-<2112x a x x a x ⇔-+-<⇔-<,即3ax a <<, 因为不等式()()1f x g x +<的解集包含112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,,所以1a >且132a <, 即312a <<,故实数a 的取值范围是312⎛⎫ ⎪⎝⎭,. 【点睛】本题考查不等式的解法及不等式的性质,考查转化思想以及计算能力. 9.【河南省顶级名校2019届高三质量测评数学】已知函数()121f x x x =++-. (1)解不等式()2f x x ≤+;(2)若()3231g x x m x =-+-,对12x x ∀∈∃∈R R ,,使()()12f x g x =成立,求实数m 的取值范围.【答案】(1){}|01x x ≤≤;(2)1544⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,.【解析】(1)不等式等价于132x x x ≤-⎧⎨-≤+⎩或11222x x x ⎧-<≤⎪⎨⎪-+≤+⎩或1232x x x >≤+⎧⎪⎨⎪⎩, 解得x φ∈或102x ≤≤或112x <≤, 所以不等式2f x x ≤+()的解集为{}|01x x ≤≤.(2)由311()212132x x f x x x x x ⎧⎪-≤-⎪⎪=-+-<≤⎨⎪⎪>⎪⎩,,,知,当12x =时,min 13()()22f x f ==, 323121g x x m x m ≥---=-()()(),当且仅当(32)(31)0x m x --≤时取等号,所以3212m -≤,解得1544m -≤≤.故实数m 的取值范围是1544⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,. 【点睛】本题考查方程有解问题,考查不等式的解法,考查转化思想以及计算能力. 10.【吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试数学(理)试卷】已知函数()f x x a =-.(1)当2a =-时,解不等式()1621f x x ≥--;(2)若关于x 的不等式()1f x ≤的解集为[0,2],求证:()(2)2f x f x ++≥. 【答案】(1)17{|3x x ≤-或5}x ≥(2)见解析 【解析】(1)当2a =-时,不等式为22116x x ++-≥, 当2x ≤-时,原不等式可化为22116x x ---+≥,解得173x ≤-, 当122x -<≤时,原等式可化为22116x x +-+≥,解得13x ≤-,不满足,舍去; 当12x >时,原不等式可化为22116x x ++-≥,解得5x ≥; 不等式的解集为17{|3x x ≤-或5}x ≥.(2)()1f x ≤即1x a -≤,解得11a x a -≤≤+,而()1f x ≤解集是[]02,,所以1012a a -=⎧⎨+=⎩,解得1a =,从而()1f x x =-. 于是只需证明()(2)2f x f x ++≥, 即证112x x -++≥,因为111x x x -++=-1112x x x ++≥-++= 所以112x x -++≥,证毕.【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法和证明,主要注意先确定参数的值,进而对定义域进行分类讨论,确定解所在的区间,属于中档题.11.【河北衡水金卷2019届高三12月第三次联合质量测评数学】设函数()2f x x x a =--+.(1)当1a =时,求不等式()2f x <-的解集;(2)当x y ∈R ,时,2()()2()f y f x f y -+≤≤+,求a 的取值范围. 【答案】(1)3{|}2x x >;(2)[]31--,【解析】(1)当a =1时,31()121232x f x x x x ≤-⎧⎪=--<≤⎨⎪->⎩,,,, 可得()2f x <-的解集为3{|}2x x >; (2)当x y ∈R ,时,[][]ma min 2()()2()()()2()()2x f y f x f y f x f y f x f x -+≤≤+⇔-≤⇔-≤,因为()()222x x a x x a a --+≤--+=+, 所以()222a a +--+≤. 所以21a +≤,所以31a -≤≤-. 所以a 的取值范围是[–3,–1].【点睛】含绝对值不等式的解法有两个基本方法,一是运用零点分区间讨论,二是利用绝对值的几何意义求解.法一是运用分类讨论思想,法二是运用数形结合思想,将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,解题时强化函数、数形结合与转化化归思想方法的灵活应用. 12.【河北省衡水中学2019届高三第一次摸底考试数学】已知函数2f x x =-().(1)求不等式1f x x x <++()的解集;(2)若函数()2log 32f x f x f x a ⎡⎤=++-⎣⎦()()的定义域为R ,求实数a 的取值范围.【答案】(1)13⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,;(2)32⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,.【解析】(1)由已知不等式()1f x x x <++,得21x x x -<++, 当2x >时,绝对值不等式可化为21x x x -<++,解得3x >-,所以2x >; 当12x -≤≤时,绝对值不等式可化为21x x x -<++,解得13x >,所以123x <≤; 当1x <-时,由21x x x -<--得3x >,此时无解. 综上可得所求不等式的解集为13⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,.(2)要使函数()()2log 32y f x f x a ⎡⎤=++-⎣⎦的定义域为R , 只需()()()32g x f x f x a =++-的最小值大于0即可.又()12212232g x x x a x x a a =++--≥+-+-=-,当且仅当[]12x ∈-,时取等号. 所以只需320a ->,即32a <. 所以实数a 的取值范围是32⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,. 【点睛】绝对值不等式的常见解法:①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.13.【甘肃省兰州市第一中学2019届高三6月最后高考冲刺模拟数学】已知函数()211f x x x =-++.(1)解不等式()3f x ≥;(2)记函数()f x 的最小值为m ,若,,a b c 均为正实数,且232a b c m ++=,求222a b c ++的最小值.【答案】(1){}11x x x ≤-≥或;(2)914.【解析】(1)由题意,3,11()2,1213,2x x f x x x x x ⎧⎪-≤-⎪⎪=--<<⎨⎪⎪≥⎪⎩,所以()3f x ≥等价于133x x ≤-⎧⎨-≥⎩或11223x x ⎧-<<⎪⎨⎪-≥⎩或1233x x ⎧≥⎪⎨⎪≥⎩.解得1x ≤-或1x ≥,所以不等式的解集为{}11x x x ≤-≥或; (2)由(1)可知,当12x =时,()f x 取得最小值32, 所以32m =,即233a b c ++=, 由柯西不等式得2222222()(123)(23)9a b c a b c ++++≥++=, 整理得222914a b c ++≥, 当且仅当123a b c ==时,即369,,141414a b c ===时等号成立. 所以222a b c ++的最小值为914.【点睛】本题主要考查含绝对值不等式的解法,以及柯西不等式的应用,熟记不等式解法以及柯西不等式即可,属于常考题型.14.【四川省成都市第七中学2019届高三二诊模拟考试数学】已知000a b c >>>,,设函数f x x b x c a x =-+++∈R (),.(1)若1a b c ===,求不等式5f x <()的解集; (2)若函数f x ()的最小值为1,证明:14918a b c a b b c c a++≥+++++(). 【答案】(1)(2,2)-;(2)详见解析.【解析】(1)1a b c ===,不等式()5f x <,即|1||1|4x x -++<, 当1x ≤-时,11421x x x ---<⇒-<≤-, 当11x -<<时,11411x x x -+-<⇒-<<, 当1x ≥时,11412x x x -++<⇒≤<,∴解集为(2,2)-;(2)()f x x b x c a =-+++x c x b a ≥+--+()()b c a =++,∵000a b c >>>,,,∴min ()1f x a b c =++=, ∴149a b b c c a ++=+++149a b b c c a ⎛⎫++ ⎪+++⎝⎭a b c ++() 11492a b b c c a ⎛⎫=++ ⎪+++⎝⎭a b b c a c +++++()22212⎡⎤=++⎢⎥⎢⎥⎣⎦222⎡⎤++⎣⎦212≥1818a b c ==++(). 【点睛】考查了含绝对值不等式的解法,考查了基本不等式,考查了不等式的证明,难度中等偏难.15.【四川省成都市第七中学2019届高三一诊模拟考试数学】已知函数()21f x x x =-+,且a b c ∈R ,,. (1)若1a b c ++=,求()()()f a f b f c ++的最小值;(2)若1x a -<,求证:()()()21f x f a a -<+.【答案】(1)73;(2)见解析 【解析】(1)由柯西不等式得,()22221433a b c a b c ++≥++=(当且仅当23a b c ===时取等号),所以()()()()()222473133f a f b f c a b c a b c ++=++-+++≥+=, 即()()()f a f b f c ==的最小值为73; (2)因为1x a -<,所以()()()()22•11f x f a x a x a x a x a x a -=---=-+-<+-()()()()212112121x a a x a a a a =-+-≤-+-<++=+,故结论成立.【点睛】本题考查了利用柯西不等式求最值,考查了利用绝对值三角不等式证明的问题,属于中等题.16.【黑龙江省大庆市第一中学2019届高三下学期第四次模拟(最后一卷)数学】已知函数()25f x x a x =-+,其中实数0a >.(1)当3a =时,求不等式()51f x x ≥+的解集;(2)若不等式()0f x ≤的解集为{|1}x x ≤-,求a 的值.【答案】(1)不等式()51f x x ≥+的解集为{|12}x x x ≤≥或;(2)3a =【解析】(1)当3a =时,()51f x x ≥+可化为231x -≥,由此可得1x ≤或2x ≥,故不等式()51f x x ≥+的解集为{|12}x x x ≤≥或;(2)法一:(从去绝对值的角度考虑)由()0f x ≤,得25x a x -≤-, 此不等式化等价于2250a x x a x ⎧≥⎪⎨⎪-+≤⎩或()2250a x x a x ⎧<⎪⎨⎪--+≤⎩, 解得27a x a x ⎧≥⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩或23a x a x ⎧<⎪⎪⎨⎪≤-⎪⎩, 因为0a >,所以不等式组的解集为{|}3ax x ≤-, 由题设可得13a -=-,故3a =. 法二:(从等价转化角度考虑)由()0f x ≤,得25x a x -≤-,此不等式化等价于525x x a x ≤-≤-,即为不等式组5225x x a x a x ≤-⎧⎨-≤-⎩,解得37a x a x ⎧≤-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩, 因为0a >,所以不等式组的解集为{|}3a x x ≤-, 由题设可得13a -=-,故3a =. 法三:(从不等式与方程的关系角度突破)因为{|1}x x ≤-是不等式()0f x ≤的解集,所以1x =-是方程()0f x =的根,把1x =-代入250x a x -+=得37a a ==-或,因为0a >,所以3a =.【点睛】本题考查解绝对值不等式,不等式问题中求参数范围的问题,难度较小.17.【广东省揭阳市2019届高三高考二模数学】已知正实数x ,y 满足x +y =1.(1)解关于x 的不等式522x y x y ++-≤; (2)证明:2211(1)(19x y --≥). 【答案】(1)1[16,).(2)见解析. 【解析】(1)∵1x y +=,且0x >,0y >, ∴0152522212x x y x y x x <<⎧⎪++-≤⇔⎨-+-≤⎪⎩, 01011112121222x x x x x x x <<<<⎧⎧⎪⎪⇔⇔⎨⎨-≤+-+≤-≤+⎪⎪⎩⎩(), 解得116x ≤<,所以不等式的解集为1[16,). (2)解法1:∵1x y +=,且00x y >>,, ∴2222222211()()(1)(1)x y x x y y x y x y+-+---=⋅ 222222xy y xy x x y ++=⋅222222()()y y x x x x y y =++225x y y x =++59≥=. 当且仅当12x y ==时,等号成立. 解法2:∵1x y +=,且00x y >>,, ∴2222221111(1)(1)x y x y x y----=⋅ 22(1)(1)(1)(1)x x y y x y +-+-=⋅22(1)(1)x y y x x y ++=⋅1x y xy xy+++=21xy =+2219()2x y ≥+=+,当且仅当12x y ==时,等号成立. 【点睛】主要考查了绝对值不等式的求解、不等式证明、以及基本不等式的应用,属于中档题.对于绝对值不等式的求解,主要运用零点分段法,也可以运用图像法.而不等式的证明,关键是灵活运用不等式的性质以及基本不等式.。
专题19不等式选讲近三年高考真题1.(2023•甲卷(文))设0a ,函数()2||f x x a a .(1)求不等式()f x x 的解集;(2)若曲线()y f x 与x 轴所围成的图形的面积为2,求a .【解析】(1)0a ∵, 当x a 时,()2()23f x x a a x a ,当x a 时,()2()2f x x a a x a ,则当x a 时,由()f x x 得23x a x ,3x a ,此时3a x a ,当x a 时,由()f x x 得2x a x ,3a x ,此时3ax a ,综上33a x a ,即不等式的解集为(3a,3)a .(2)作出()f x 的图象如图:则(2a A ,0),3(2a B ,0),(,)C a a ,则3||22a a AB a ,则ABC 的高h a ,则122ABC S a a,得24a ,即2a .2.(2023•乙卷(文))已知()2|||2|f x x x .(1)求不等式()6f x x 的解集;(2)在直角坐标系xOy 中,求不等式组()60f x y x y所确定的平面区域的面积.【解析】(1)当2x 时,()2232f x x x x ,当02x 时,()222f x x x x ,当0x 时,()2232f x x x x ,则当2x 时,由()6f x x 得326x x ,得48x ,即2x ,此时2x .当02x 时,由()6f x x 得26x x ,得24x ,即2x ,此时02x .当0x 时,由()6f x x 得326x x ,得24x ,即2x ,此时20x .综上22x ,即不等式的解集为[2 ,2].(2)不等式组()60f x y x y 等价为2|||2|60y x x x y,作出不等式组对应的平面区域如图:则(0,2)B ,(0,6)D ,由602x y y x ,得24x y ,即(2,4)C ,由6032x y y x ,得28x y,即(2,8)A ,则阴影部分的面积11(62)2(62)244822ABD BCD S S S.3.(2023•甲卷(理))已知()2||f x x a a ,0a .(1)解不等式()f x x ;(2)若曲线()y f x 与x 轴所围成的面积为2,求a .【解析】(1)()2||f x x a a ∵,0a ,()f x x 可化为:2||x a a x ,2||x a x a ,()2()x a x a x a , 33x ax a,又0a ,33ax a , 原不等式的解集为(3a,3)a ,其中0a ;(2)23,()2||2,x a x af x x a a a x x a ∵,0a ,()f x 的对称轴为x a ,且最低点的坐标为(,)a a 令()2||0f x x a a ,可得()f x 的两零点分别为2a x 和32a x ,函数图象大致如下:曲线()y f x 与x 轴所围成的面积为13(2222a aa , 解得2a .4.(2022•乙卷(文))已知a ,b ,c 都是正数,且3332221a b c ,证明:(1)19abc ;(2)a b c b c a c a b【解析】(1)证明:a ∵,b ,c 都是正数,333222a b c233a b c时,等号成立.因为3332221a b c ,所以1213()abc ,所以121()3abc ,所以19abc,得证.(2)根据基本不等式b c ,a c ,a b ,333333222222a b c b c a c a b,当且仅当a b c 时等号成立,故得证.5.(2022•甲卷(文))已知a ,b ,c 均为正数,且22243a b c ,证明:(1)23a b c ;(2)若2b c ,则113a c.【解析】证明:(1)a ∵,b ,c 均为正数,且22243a b c , 由柯西不等式知,2222222(4)(111)(2)a b c a b c ,即233(2)a b c ,23a b c ;当且仅当2a b c ,即1a b ,12c时取等号;(2)法一、由(1)知,23a b c 且2b c ,故043a c ,则1143a c,由权方和不等式可知,2211129344a c a ca c,当且仅当124a c ,即1a ,12c 时取等号,故113a c.法二、由(1)知,43a c ,当且仅当21a c 等号成立,11111111()3()(4)33a c a c a c a c141(5)5)333c a a c ,当且仅当21a c 等号成立,故113a c.6.(2021•乙卷(文))已知函数()|||3|f x x a x .(1)当1a 时,求不等式()6f x 的解集;(2)若()f x a ,求a 的取值范围.【解析】(1)当1a 时,22,3()|1||3|4,3122,1x x f x x x x x x,()6f x ∵, 3226x x或3146x 或1226x x,4x 或2x ,不等式的解集为( ,4][2 ,) .(2)()|||3||3||3|f x x a x x a x a ,若()f x a ,则|3|a a ,当0a 时,不等式恒成立;当0a 时,0a ,不等式|3|a a 两边平方可得2269a a a ,解得302a ,综上可得,a 的取值范围是3(2,) .。
全国卷历年高考不等式选讲真题归类分析(含答案)
一、绝对值函数及不等式(5题) 1.(2015年1卷)已知函数
=|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 )的图像与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围. 【解析】:(Ⅰ)当a=1时,不等式f (x )>1化为|x+1|-2|x-1|>1,
等价于11221x x x ≤-⎧⎨--+->⎩或111221x x x -<<⎧⎨++->⎩或11221x x x ≥⎧⎨+-+>⎩
,解得
223x <<,所以不等式f (x )>1的解集为2
{|2}3
x x <<. (Ⅱ)由题设可得,12,1
()312,112,x a x f x x a x a x a x a --<-⎧⎪
=+--≤≤⎨⎪-++>⎩
,
所以函数()f x 的图像与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为21
(
,0)3
a A -,(21,0)B a +,(,+1)C a a ,所以△ABC 的面积为22
(1)3
a +.
由题设得2
2(1)3
a +>6,解得2a >.所以a 的取值范围为(2,+∞).
2.(2016年3卷)已知函数f(x)=|2x-a|+a. (1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集.
(2)设函数g(x)=|2x-1|,当x ∈R 时,f(x)+g(x)≥3,求a 的取值范围.
【解析】(1)当a=2时,f(x)= |2x-2| +2,解不等式|2x-2|+2≤6得-1≤x≤3. 因此f(x)≤6的解集为{}
x 1x 3-≤≤.
(2)当x ∈R 时,f(x)+g(x)=2x a - +a+12x -≥2x a 12x -+-+a=1a -+a, 所以当x ∈R 时,f(x)+g(x)≥3等价于1a -+a≥3, ① 当a 1时,①等价于 ≤1a 3,无解a -+≥
当a 1时,①等价于 a 1a 3,解得a 2.>-+≥≥所以a 的取值范围是)2,∞.⎡+⎣ 3.(2016年1卷)已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|. (1)画出y=f(x)的图像.
(2)求不等式|f(x)|>1的解集.
【解析】(1)如图所示:
(2)f(x)=x 4,x 1,33x 2,1
x ,2
34x,x ,2
⎧
⎪-≤-⎪⎪
--<<⎨⎪⎪
-≥⎪⎩
|f(x)|>1,当x≤-1时,|x-4|>1,解得x>5或x<3,∴x≤-1.
当-1<x<32时,|3x-2|>1,解得x>1或x<13,∴-1<x<13或1<x<32
. 当x≥32时,|4-x|>1,解得x>5或x<3,∴32
≤x<3或x>5.
综上,x<13
或1<x<3或x>5,∴|f(x)|>1的解集为1∞,3
⎛⎫
- ⎪⎝
⎭
∪(1,3)∪(5,+∞).
4.(2017年1卷)已知函数f (x )=–x 2+ax +4,g (x )=│x +1│+│x –1│. (1)当a =1时,求不等式f (x )≥g (x )的解集;
(2)若不等式f (x )≥g (x )的解集包含[–1,1],求a 的取值范围.
【解析】:将函数()11g x x x =++-化简可得()2121121x
x g x x x x >⎧⎪
=-≤≤⎨⎪-<-⎩
(1) 当1a =时,作出函数图像可得()()f x g x ≥ 的范围在F 和G 点中间,联立2
24y x
y x x =⎧⎨
=-++⎩
可得点1G ⎫
-⎪⎪⎝⎭
,
因此可得解集为11,2⎡⎤
-⎢⎥⎣⎦
.
(2)即()()f x g x ≥在[]1,1-内恒成立,故而可得
22422x ax x ax -++≥⇒-≤恒成立,根据图像可得:函
数y ax =必须在12,l l 之间,故而可得11a -≤≤.
5.(2017年3卷)已知函数()||||f x x x =+1--2. (1)求不等式()f x ≥1的解集;
(2)若不等式()f x x x m 2≥-+的解集非空,求m 的取值范围. 【解析】
⑴()|1||2|f x x x =+--可等价为()3,121,123,2--⎧⎪
=--<<⎨⎪⎩x f x x x x ≤≥.由()1f x ≥可得:
①当1-x ≤时显然不满足题意;②当12x -<<时,211-x ≥,解得1x ≥; ③当2x ≥时,()31=f x ≥恒成立.综上,()1f x ≥的解集为{}|1x x ≥.
⑵不等式()2-+f x x x m ≥等价为()2
-+f x x x m ≥,
令()()2
g x f x x x =-+,则()g x m ≥解集非空只需要()max ⎡⎤⎣⎦g x m ≥.
而()22
23,1
31,123,2⎧-+--⎪=-+--<<⎨⎪-++⎩
x x x g x x x x x x x ≤≥.①当1-x ≤时,()()max 13115g x g =-=---=-⎡⎤⎣⎦;
②当12x -<<时,()2
max
3335312224g x g ⎛⎫⎛⎫
==-+⋅-=⎡⎤ ⎪ ⎪⎣⎦⎝⎭⎝⎭
;
③当2x ≥时,()()2
max 22231g x g ==-++=⎡⎤⎣⎦.综上,()max 54g x =
⎡⎤⎣⎦,故5
4
m ≤.
二、不等式证明(2题)
6.(2015年2卷)设a 、b 、c 、d 均为正数,且a+b=c+d,证明: (1
)若,ab cd >>(2
>||||a b c d -<-的充要条件. 【证明】(1)因为(
+
)2=a+b+2
,(+
)2=c+d+2. 由题设a+b=c+d,ab>cd 得(
+
)2>(
+)2.因此
+
>
+
.
(2)(i)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,a,b,c,d 均为正数,所以ab>cd.由(1)得+
>
+
. (ii)
若
+
>
+
,则(
+
)2>(
+
)2,即a+b+2
>c+d+2
.
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,+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.
7.(2017年2卷)已知33
0,0,2a b a b >>+=,证明: (1)55
()()4a b a b ++≥; (2)2a b +≤.
【解析】(1)由柯西不等式得()(
)
()
2
2
5
5
33
4a b a b a b ++=+=≥
,
1a b ==时取等号.
(2) 因为
()()()()
()3
3
23223
3333232244a b a b a a b ab b ab a b a b a b ++=+++=+++++=+…,
所以()3
8a b +≤,即2a b +≤,当且仅当1a b ==时等号成立 三、绝对值函数+不等式证明(1题) 8.(2016年2卷)已知函数()11
22
f x x x =-++,M 为不等式()2f x <的解集. (I )求M ;
(II )证明:当a ,b M ∈时,1a b ab +<+.
【解析】解:⑴当12x <-时,()11222f x x x x =---=-,若1
12
x -<<-;
当1122x -≤≤时,()11
1222
f x x x =-++=<恒成立;
当1
2
x >
时,()2f x x =,若()2f x <,112x <<.综上可得,{}|11M x x =-<<.
⑵当()11a b ∈-,,
时,有()()
22110a b -->,即22221a b a b +>+, 则2222212a b ab a ab b +++>++,则()()2
2
1ab a b +>+, 即1a b ab +<+, 证毕.。