高中数学必修五不等式A卷(普通用卷)
数学必修五基本不等式测试卷含答案
数学必修五基本不等式测试卷学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________ 一、选择题（本题共计 12 小题，每题 5 分，共计60分，）1. 若a<0,−1<b<0，则有（）A.a>ab>ab2B.ab2>ab>aC.ab>a>ab2D.ab>ab2>a2. 已知奇函数f(x)在(0, +∞)上的图象如图所示，则不等式f(x)x−1<0的解集为( )A.(−3, −1)∪(0, 1)∪(1, 3)B.(−3, −1)∪(0, 1)∪(3, +∞)C.(−∞, −3)∪(−1, 0)∪(3, +∞)D.(−∞, −3)∪(−1, 0)∪(0, 1)3. 不等式1x <12的解集是( )A.(2, +∞)B.(−∞，2)C.(0,2)D.(−∞, 0)∪(2, +∞)4. 不等式x−2x−1≥0的解集是（）A.[2, +∞)B.(−∞, 1]∪(2, +∞)C.(−∞, 1)D.(−∞, 1)∪[2, +∞)5. 若两个正实数x，y满足13x +3y=1，且不等式x+y4−n2−13n12<0有解，则实数n的取值范围是（）A.(−2512,1) B.(−∞,−2512)∪(1,+∞)6. 已知a >−3，b >−4，(a +3)(b +4)=25，则a +b 的最小值是( ) A.2 B.3 C.5 D.107. 下列命题中的真命题是（ ） A.若a >b >0，a >c ，则a 2>bc B.若a >b >c ，则a c >bc C.若a >b ，n ∈N ∗，则a n >b n D.若a >b >0，则1na <1nb8. 设a ，b ，c 大于0，则3个数a +1b ，b +1c ，c +1a 的值( ) A.都大于2 B.至少有一个不大于2 C.都小于2 D.至少有一个不小于29. 不等式10x+5(x−1)2≥100的解集是（ ）A.[−3,12] B.[−12，3] C.[12，1)∪(1,3]D.[−12，1)∪(1,3]10. 已知 x >0,y >0,x +2y =1，x 2+y xy内最小值是（ ） A.3−2√2 B.2√2+1C.√2−1D.√2+111. 设正实数x ，y ，z 满足x 2−7xy +16y 2−z =0，则当zxy 取得最小值时，x +2y −z的最大值为（ ） A.0 B.98C.94D.212. 若关于x 的不等式ax −2>0的解集是(2,+∞)，则关于x 的不等式ax−1x+2≥0的解集是（ ）C. (−∞,−2)∪[1,+∞)D. (−∞,−2]∪[1,+∞)二、填空题（本题共计 4 小题，每题 5 分，共计20分，）13. 不等式x2x−1<0的解为________<12．14. 已知正数x，y满足x2+2xy+4y2=1，则x+y的取值范围是________．15. 已知不等式x+2ax+1<0的解集为(−2,−1)，则a=________.16. 函数y=log2x+4log2x(x∈[2,4])的最大值是________．三、解答题（本题共计 6 小题，共计70分，）17. （10分）已知两个正数a，b满足a+2b=1，求1a +2b的最小值．18.(12分) 已知过原点O作函数f(x)=e x(x2−x+a)的切线恰好有三条，切点分别为(x1, y1)，(x2, y2)，(x3, y3)，且x1<x2<x3．（1）求实数a的取值范围．（2）求证：x1<−3．19.(12分) 求满足下列条件的实数x的范围：（1）2x>8；（2）3x<127；(3)(12)x>√2．20. （12分）某公司建造一间背面靠墙的房屋，地面面积为36m2，房屋正面每平方米的造价为1200元，房屋侧面每平方米的造价为800元，屋顶的造价为6000元，如果墙高为3m，且不计房屋背面和地面的费用，那么怎样设计房屋能使总造价最低？最低总>0．21. （12分）设a>−1，解关于x的不等式x2−x−2ax−122. （12分）党的十九大报告指出，建设生态文明是中华民族持续发展的千年大计．而清洁能源的广泛使用将为生态文明建设提供更有力的支撑．沼气作为取之不尽、用之不竭的生物清洁能源．在保护绿水青山方面具有独特功效．通过办沼气带来的农村“厕所革命”，对改善农村人居环境等方面，起到立竿见影的效果．为了积极响应国家推行的“厕所革命”．某农户准备用一万元建造一个深为3米，容积为48立方米的长方体沼气池，如果池底每平万米的造价为150元，池壁每平方米的造价为120元，沼气池盖子的造价为1000元．问怎样设计沼气池能使总造价最低？最低总造价超出该农户的预算吗？参考答案与试题解析 数学必修五基本不等式测试卷一、 选择题 （本题共计 12 小题 ，每题 5 分 ，共计60分 ） 1.【答案】 D【考点】 基本不等式 【解析】 此题暂无解析 【解答】∵ a <0，−1<b <0， ∴ ab >0，ab 2<0． ∴ ab >a ，ab >ab 2．∵ a −ab 2=a (1−b 2)=a (1+b )(1−b )<0， ∴ a <ab 2．∴ a <ab 2<ab ． 2.【答案】 A【考点】 不等式的综合 【解析】由f(x)是奇函数得函数图象关于原点对称，可画出y 轴左侧的图象，利用两因式异号相乘得负，得出f(x)的正负，由图象可求出x 的范围得结果． 【解答】解：不等式f(x)x−1<0转化为(x −1)f(x)<0， 则{x −1>0f(x)<0，或{x −1<0f(x)>0，∴ 1<x <3，0<x <1，或−3<x <−1，∴ 不等式f(x)x−1<0的解集为(−3, −1)∪(0, 1)∪(1, 3)， 故选A ． 3.【答案】 D【考点】其他不等式的解法 【解析】将不等式1x ≤12转化为x−22x ≥0⇔{x −2≥0x >0或{x −2≤0x <0，从而可得答案．【解答】∴ 1x−12=2−x 2x<0，∴ x−22x >0，∴ {x −2>0，x >0，或{x −2<0，x <0，解得：x >2或x <0，∴ 不等式1x <12的解集是：(−∞, 0)∪(2, +∞). 故选D ．4.【答案】 D【考点】其他不等式的解法 【解析】直接转化分式不等式为二次不等式组，然后求解即可． 【解答】 解：因为不等式x−2x−1≥0的解集，等价于{(x −1)(x −2)≥0x −1≠0， 解得x <1或x ≥2．所以不等式的解集为：(−∞, 1)∪[2, +∞)． 故选D ． 5.【答案】 B【考点】基本不等式在最值问题中的应用 基本不等式 【解析】 此题暂无解析 【解答】解：因为不等式x +y4−n 2−13n 12<0有解，所以(x +y4)min<n 2+13n 12．因为x >0，y >0，且13x +3y =1，所以x +y4=(x +y4)(13x +3y )=1312+3x y+y12x ≥1312+2√3xy ⋅y12x =2512，当且仅当3x y=y 12x 时取等号，所以(x +y4)min=2512．故n 2+13n 12−2512>0，解得n <−2512或n >1，所以实数n 的取值范围是(−∞,−2512)∪(1,+∞)． 故选B ．6. 【答案】基本不等式在最值问题中的应用基本不等式【解析】此题暂无解析【解答】解：由a>−3，b>−4，可得a+3>0，b+4>0，则a+b=(a+3)+(b+4)−7≥2√(a+3)(b+4)−7=3，当且仅当a+3=b+4=5，即a=2，b=1时取等号.故选B.7.【答案】A【考点】命题的真假判断与应用不等式的综合【解析】A不等式两边同乘以一个正数，不等号的方向不变，所以A是正确的；B当不等式两边同乘以一个负数时，不等号的方向要改变，这里c题目中没指出是正数、负数带是0，所以B是错误的；C没有考虑到，不等式性质成立的条件，a>b>0，所以C是错误的；D因为f(x)=ln x在定义域内是增函数，所以D是错误的．【解答】解：A、∵a>c且b>0，∴ab>bc，又∵a>b且a>0，∴a2>ab，∴a2>bc，A正确；B、∵a>b，当c>0时，有ac >bc，当c<0时，有ac<bc，B错误；C、取a=2，b=−2，n=2时有，22=(−2)2，∴a n>b n不对；当a>b>0，n∈N∗，有a n>b n，C错误；D、∵f(x)=ln x是增函数，∴当a>b>0，有1na>1nb，D错误．故选：A．8.【答案】D【考点】基本不等式在最值问题中的应用【解析】假设3个数a+1b <2，b+1c<2，c+1a<2，则a+1b+b+1c+c+1a<6，又利用基本不等式可得a+1b +b+1c+c+1a≥6，这与假设所得结论矛盾，故假设不成立．从而得出正确选项．解：假设3个数a+1b <2，b+1c<2，c+1a<2，则a+1b +b+1c+c+1a<6，利用基本不等式可得a+1b +b+1c+c+1a=b+1b +c+1c+a+1a≥2+2+2=6，这与假设所得结论矛盾，故假设不成立，所以3个数a+1b ，b+1c，c+1a中至少有一个不小于2．故选D．9.【答案】D【考点】指、对数不等式的解法【解析】根据指数函数的单调性和特殊点，原不等式即x+5(x−1)2≥2，即2x2−5x−3≤0且x≠1，由此求得不等式的解集．【解答】解：由不等式10x+5(x−1)2≥100可得x+5(x−1)2≥2，即2x2−5x−3≤0且x≠1，解得−12≤x<1，或1<x≤3，故选D．10.【答案】B【考点】基本不等式在最值问题中的应用【解析】本题考查利用基本不等式求最值，依题意x 2+yxy可化成xy+2yx+1，由基本不等式求解即可．【解答】解：∵ x>0，x+2y=1，∴x2+yxy=xy+1x=xy+x+2yx=xy +2yx+1≥2√xy⋅2yx+1=2√2+1，当xy =2yx时取等号．∴x2+yxy的最小值为2√2+1．C【考点】基本不等式在最值问题中的应用 【解析】将z =x 2−7xy +16y 2代入zxy ，利用基本不等式化简，即可得到当zxy 取得最小值时的条件，用x ，z 表示y 后利用配方法求得x +2y −z 的最大值． 【解答】解：∵ x 2−7xy +16y 2−z =0，∴ z =x 2−7xy +16y 2，又x ，y ，z 为正实数， ∴z xy=x y+16y x−7≥2√x y⋅16y x−7=1（当且仅当x =4y 时取“=”），即x =4y(y >0)，∴ x +2y −z =4y +2y −(x 2−7xy +16y 2) =6y −4y 2=−4(y −34)2+94≤94．∴ x +2y −z 的最大值为94． 故选C ． 12.【答案】 C【考点】其他不等式的解法 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答二、 填空题 （本题共计 4 小题 ，每题 5 分 ，共计20分 ）13.【答案】 0<x 【考点】其他不等式的解法 【解析】根据两数相除商为负，得到x 与2x −1异号，将原不等式化为两个一元一次不等式组，求出不等式组的解集即可得到原不等式的解集． 【解答】原不等式化为{x >02x −1<0 或{x <02x −1>0 ，解得：0<x <12， 14.不等式性质的应用不等式的综合【解析】由题意可得x2+2xy+y2=1−3y2<1，即(x+y)2<1，解关于x+y的不等式可得．【解答】解：∵正数x，y满足x2+2xy+4y2=1，∴x2+2xy+y2=1−3y2<1，即(x+y)2<1，解得−1<x+y<1，结合x，y为正数可得x+y>0，故x+y的取值范围为(0, 1).故答案为：(0, 1).15.【答案】1【考点】其他不等式的解法【解析】此题暂无解析【解答】解：原不等式等价于(x+2)(ax+1)<0，∵不等式的解集为(−2,−1)，∴−2，−1是方程(x+2)(ax+1)=0的根.将x=−1代入得a=1.故答案为：1.16.【答案】5【考点】基本不等式【解析】x，依题意，1≤t≤2，利用双钩函数的单调性质即可求得答案．令t=log2【解答】解：∵2≤x≤4，∴1≤logx≤2，2x，(1≤t≤2)，令t=log2(1≤t≤2)，则y=t+4t在[1, 2]上单调递减，由双钩函数的性质得：y=t+4t∴当t=1时，y max=5．故答案为：5．三、解答题（本题共计 6 小题，共计70分）17.【答案】解：因为a，b为正数，且a+2b=1，=1+2b a+2a b+4≥5+2√2b a⋅2a b=9，当且仅当2ba=2a b，即a =b =13时，等号成立，故1a+2b的最小值为9．【考点】基本不等式在最值问题中的应用 【解析】根据题意，得到1a +2b =(1a +2b )(a +2b)=5+2b a+2a b，由基本不等式，即可求出结果．【解答】解：因为a ，b 为正数，且a +2b =1， 所以1a +2b =(1a +2b )(a +2b) =1+2b a +2a b+4≥5+2√2b a ⋅2a b=9，当且仅当2ba =2ab，即a =b =13时，等号成立， 故1a +2b 的最小值为9． 18.【答案】解：（1）f′(x)=e x (x 2+x +a −1)，设切点为(x 0, y 0)，则切线方程为：y −e x 0(x 02−x 0+a)=e x 0(x 02+x 0+a −1)(x −x 0)，代入(0, 0)得x 03+ax 0−a =0，由题意知满足条件的切线恰有三条， 则方程x 3+ax −a =0有三个不同的解． 令g(x)=x 3+ax −a ，g′(x)=3x 2+a ．当a ≥0时，g′(x)≥0，g(x)是(−∞, +∞)上增函数，则方程x 3+ax −a =0有唯一解． 当a <0时，由g′(x)=0得x =±√−a3，g(x)在(−∞,−√−a3)和(√−a3，+∞)上是增函数，在(−√−a3，√−a3)上是减函数要使方程x 3+ax −a =0有三个不同的根， 只需{ g(−√−a3)>0g(√−a 3)<0.{ (−√−a3)3−a(√−a3)−a >0(√−a 3)3+a √−a 3−a <0.解得a <−274．（2）∵ g(x)=x 3+ax −a ，x →∞g(x)→∞g(−√−a3)>0， 由函数连续性知−∞<x 1<−√−a3，∵ a <−274，∴ g(−3)=−27−4a >0，且−3<−√−a3，∴ x 1<−3． 【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程 不等式的综合【解析】（1）设切点为(x 0, y 0)，根据导数的几何意义求出函数f(x)在x =x 0处的导数，从而求出切线的斜率，即可表示出切线方程，然后减(0, 0)代入得x 03+ax 0−a =0，根据切线恰有三条，转化成方程x 3+ax −a =0有三个不同的解，最后利用导数研究即可； （2）根据g(x)=x 3+ax −a ，x →−∞,g(x)→−∞,g(−√−a3)>0，根据函数连续性知−∞<x 1<−√−a3，根据a 的范围可知g(−3)=−27−4a >0，即可求出x 1的范围． 【解答】 解：（1）f′(x)=e x (x 2+x +a −1)，设切点为(x 0, y 0)，则切线方程为：y −e x 0(x 02−x 0+a)=e x 0(x 02+x 0+a −1)(x −x 0)，代入(0, 0)得x 03+ax 0−a =0，由题意知满足条件的切线恰有三条， 则方程x 3+ax −a =0有三个不同的解． 令g(x)=x 3+ax −a ，g′(x)=3x 2+a ．当a ≥0时，g′(x)≥0，g(x)是(−∞, +∞)上增函数，则方程x 3+ax −a =0有唯一解． 当a <0时，由g′(x)=0得x =±√−a3，g(x)在(−∞,−√−a3)和(√−a3，+∞)上是增函数，在(−√−a3，√−a3)上是减函数要使方程x 3+ax −a =0有三个不同的根， 只需{ g(−√−a3)>0g(√−a 3)<0.{ (−√−a3)3−a(√−a3)−a >0(√−a 3)3+a √−a 3−a <0.解得a <−274．（2）∵ g(x)=x 3+ax −a ，x →∞g(x)→∞g(−√−a3)>0，由函数连续性知−∞<x 1<−√−a3， ∵ a <−274，∴ g(−3)=−27−4a >0， 且−3<−√−a 3，∴ x 1<−3． 19.解：（1）∵ 2x >8=23，且函数y =2x 在R 上是单调增函数， ∴ x >3．故x 的取值范围为{x|x >3}． （2）∵ 3x <127=3−3，且函数y =3x 在R 上是单调增函数，∴ x <−3．故x 的取值范围为{x|x <−3}． （3）∵(12)x>√2=212=(12)−12，且函数y =(12)x 在R 上是单调减函数，∴ x <−12．故x 的取值范围为{x|x <−12}．【考点】指、对数不等式的解法 【解析】（1）由题意，考查函数y =2x 在R 上的单调性，可得x 的取值范围； （2）考查函数y =3x 在R 上的单调性，结合不等式，可得x 的取值范围； （3）由题意，考查函数y =(12)x 在R 上的单调性，可得x 的取值范围． 【解答】 解：（1）∵ 2x >8=23，且函数y =2x 在R 上是单调增函数， ∴ x >3．故x 的取值范围为{x|x >3}． （2）∵ 3x <127=3−3，且函数y =3x 在R 上是单调增函数，∴ x <−3．故x 的取值范围为{x|x <−3}． （3）∵(12)x >√2=212=(12)−12，且函数y=(12)x 在R 上是单调减函数，∴ x <−12．故x 的取值范围为{x|x <−12}． 20.【答案】解：设房屋正面和侧面的长分别为xm ，ym ，则xy =36，房屋总造价为z 元. 则z =1200×3x +800×3y ×2+6000 =1200(3x +4y)+6000≥1200×2√3x ⋅4y +6000 =28800√3+6000≈55881.6.当且仅当3x =4y =12√3时，等号成立.故房屋正面长4√3m ，侧面长3√3m 时造价最低，最低约为55881.6元. 【考点】基本不等式在最值问题中的应用 基本不等式此题暂无解析【解答】解：设房屋正面和侧面的长分别为xm，ym，则xy=36，房屋总造价为z元.则z=1200×3x+800×3y×2+6000=1200(3x+4y)+6000≥1200×2√3x⋅4y+6000=28800√3+6000≈55881.6.当且仅当3x=4y=12√3时，等号成立.故房屋正面长4√3m，侧面长3√3m时造价最低，最低约为55881.6元.21.【答案】解：不等式即：(x+1)(x−2)ax−1>0，可转化为高次不等式：(ax−1)(x+1)(x−2)>0，由a>−1可得1a∈(0,+∞)∪(−∞,−1)，分类讨论有：当1a<−1，−1<a<0时，不等式即：(−ax+1)(x+1)(x−2)<0，其解集为：(−∞,1a)∪(−1,2)；当a=0时，不等式的解集为：−1<x<2；当0<1a <2，a>12时，不等式的解集为：(−1,1a)∪(2,+∞)；当1a =2，a=12时，不等式的解集为：(−1, 2)∪(2, +∞)；当1a >2，0<a<12时，不等式的解集为：(−1,2)∪(1a，+∞)．【考点】其他不等式的解法【解析】将分式不等式转化为高次不等式，然后分类讨论即可求得最终结果．【解答】解：不等式即：(x+1)(x−2)ax−1>0，可转化为高次不等式：(ax−1)(x+1)(x−2)>0，由a>−1可得1a∈(0,+∞)∪(−∞,−1)，分类讨论有：当1a<−1，−1<a<0时，不等式即：(−ax+1)(x+1)(x−2)<0，其解集为：(−∞,1a)∪(−1,2)；当a=0时，不等式的解集为：−1<x<2；当0<1a <2，a>12时，不等式的解集为：(−1,1a)∪(2,+∞)；当1a =2，a=12时，不等式的解集为：(−1, 2)∪(2, +∞)；当1a >2，0<a<12时，不等式的解集为：(−1,2)∪(1a，+∞)．22.【答案】解：设沼气池的底面长为x米，沼气池的总造价为y元，因为沼气池的深为3米，容积为48立方米，所以底面积为16平方米，因为底面长为x米，所以底面的宽为16x米．依题意有y=1000+150×16+120×2(3x+3×16x)=3400+720(x+16x)，因为x>0，由基本不等式可得：y=3400+720×(x+16 x )≥3400+720×2√x×16x，即y≥3400+720×2√16，所以y≥9160．当且仅当x=16x，即x=4时，等号成立，所以当沼气池的底面是边长为4米的正方形时，沼气池的总造价最低，最低总造价是9160元，最低的总造价没有超出该农户的预算．【考点】基本不等式在最值问题中的应用【解析】【解答】解：设沼气池的底面长为x米，沼气池的总造价为y元，因为沼气池的深为3米，容积为48立方米，所以底面积为16平方米，因为底面长为x米，所以底面的宽为16x米．依题意有y=1000+150×16+120×2(3x+3×16x)=3400+720(x+16x)，因为x>0，由基本不等式可得：y=3400+720×(x+16 x )≥3400+720×2√x×16x，即y≥3400+720×2√16，所以y≥9160．当且仅当x=16x，即x=4时，等号成立，所以当沼气池的底面是边长为4米的正方形时，沼气池的总造价最低，最低总造价是9160元，最低的总造价没有超出该农户的预算．。
(典型题)高中数学必修五第三章《不等式》测试卷(有答案解析)(1)
一、选择题1．设正数m ，n ，2m n u +=，222v m n mn =++，则2u v ⎛⎫ ⎪⎝⎭的最大值是（ ） A ．14 B ．13 C ．12 D ．12．已知实数,x y 满足条件202035x y x y x y -≥⎧⎪+≥⎨⎪+≤⎩，则2z x y =+的最大值是（ ）A ．0B ．3C ．4D ．53．己知x ，y 满足()2403300220x y x y a x ay -+≥⎧⎪--≤>⎨⎪+-≥⎩，且22z x y =+，若z 的最大值是其最小值的654倍，则a 的值为（ ） A ．1 B ．2 C ．3 D ．44．已知a b >，不等式220ax x b ++≥对于一切实数x 恒成立，且0x R ∃∈，使得2020ax x b ++=成立，则22a b a b +-的最小值为（ ） A ．1 B ．2 C ．2 D ．22 5．不等式20ax bx c -+>的解集为{}|21x x -<<，则函数2y ax bx c =++的图像大致为（ ）A ．B ．C ．D ．6．已知函数()()log 31a f x x =+-（0a >且1a ≠）的图象恒过定点A ，若点A 在直线40mx ny ++=上，其中0mn >，则12m n+的最小值为（ ）A ．23B ．43C ．2D ．47．若函数()1x y a a =>的图象与不等式组40,20,1x y y x -≤⎧⎪-≥⎨⎪≤+⎩，表示的区域有公共点，则a 的取值范围为（ ）A ．[]2,4 B．⎤⎦ C ．(][)1,24,⋃+∞ D．([)2,⋃+∞ 8．设x ，y 满足约束条件103030x y x y y -+≤⎧⎪-≥⎨⎪-≤⎩，则z x y =+的最小值为（ ）A ．-1B ．2C ．4D ．59．已知0,0a b >>,,a b 的等比中项是1，且1m b a =+，1n a b =+，则m n +的最小值是（ ）A ．3B ．4C ．5D ．6 10．已知4213332,3,25a b c ===，则A ．b a c <<B ．a b c <<C ．b c a <<D ．c a b <<11．已知正数x ，y 满足x +y ＝1，且2211x y y x +++≥m ，则m 的最大值为（ ） A ．163 B ．13 C ．2 D ．412．设函数2()1f x mx mx =--，若对于任意的x ∈{x |1 ≤ x ≤ 3}，()4f x m <-+恒成立，则实数m 的取值范围为（ ）A ．m ≤0B ．0≤m <57C ．m <0或0<m <57D ．m <57二、填空题13．0a >，0b >，且21a b +=，不等式1102m b a b+-≥+恒成立，则m 的范围为_______.14．西气东输工程把西部的资源优势变为了经济优势，实现了气能源需求与供给的东西部衔接，同时该项工程的建设也加快了西部及沿线地区的经济发展.在输气管道工程建设过程中，某段直线形管道铺设需要经过一处平行峡谷，勘探人员在峡内恰好发现一处四分之一圆柱状的圆弧拐角，用测量仪器得到此横截圆面的圆心为O ，半径OM ON =且为1米，而运输人员利用运输工具水平横向移动直线形输气管不可避免的要经过此圆弧拐角，需从宽为38米的峡谷拐入宽为16米的峡谷.如图所示，位于峡谷悬崖壁上的两点A ，B 的连线恰好与圆弧拐角相切于点T （点A ，T ，B 在同一水平面内），若要使得直线形输气管能够顺利地通过圆弧拐角，其长度不能超过______________米.15．若,0x y >满足35x y xy +=，则34x y +的最小值是___________.16．若x >1，y >1，且a b x y xy ==，则a +4b 的最小值为___________.17．已知实数,x y 满足约束条件222,22x y x y x y -≤⎧⎪-≥-⎨⎪+≥⎩则2z x y =-的最大值为___．18．某厂拟生产甲、乙两种适销产品，每件销售收入分别为3000元、2000元．甲、乙产品都需要在A ，B 两种设备上加工，在每台A ，B 设备上加工1件甲产品所需工时分别为1h 、2h ，加工1件乙产品所需工时分别为2h 、1h ，A ，B 两种设备每月有效使用时数分别为400h 和500h ．若合理安排生产可使收入最大为______元．19．已知正项等比数列{}n a 满足：28516a a a ，35+20a a =，若存在两项,m n a a 使得=32m n a a ，则14m n+的最小值为______ 20．已知函数245x y a +=-（0a >，且1a ≠）的图像横过定点P ，若点P 在直线20Ax By ++=上，且0AB >，则12A B+的最小值为_________． 三、解答题 21．已知函数()()()23f x x a x =-+.（1）当72a >-时，解关于x 的不等式()46f x x >+； （2）若关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根，求实数a 的取值范围. 22．已知函数()21f x x x =-++．（1）求不等式()5f x ≤的解集；（2）若()f x 的最小值是m ，且3m a b +=，求212a b +的最小值．23．已知函数()()20,,f x ax bx c a b R c R =++>∈∈. (1)若函数()f x 的最小值是()10f -=，且1c =，()()(),0,0f x x F x f x x ⎧>⎪=⎨-<⎪⎩，求()()22F F +-的值；(2)若1,0a c ==，且()1f x ≤在区间(]0,1上恒成立，试求b 的取值范围.24．已知函数()251f x x x =--+.（1）解不等式()3f x x <；（2）当[]1,2x ∈时，2()3f x ax x -+恒成立，求实数a 的取值范围. 25．已知函数2()(3)2f x ax a x =+-+（其中a ∈R ）.（1）当a ＝－1时，解关于x 的不等式()0f x <；（2）若()1f x ≥-的解集为R ，求实数a 的取值范围.26．如果x ，y R ∈，比较()222+x y 与()2xy x y +的大小．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．B解析：B【分析】 化简22211()44u mn v m n mn =+⨯++，再结合基本不等式，即可求解. 【详解】由题意，正数m ，n ，2m n u +=，222v m n mn =++， 则2222222222()12112()444m n u m n mn mn v m n mn m n mn m n mn +++===+⨯++++++ 2111111111444444213()11m n m m m n n n n m=+⨯=+⨯≤+⨯=+++++， 当且仅当m n n m =时，即m n =时，等号成立,所以2u v ⎛⎫ ⎪⎝⎭的最大值是为13. 故选：B .【点睛】利用基本不等式求最值时，要注意其满足的三个条件：“一正、二定、三相等”： （1）“一正”：就是各项必须为正数；（2）“二定”：就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”：利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方.2．C解析：C【分析】画出满足条件的目标区域，将目标函数化为斜截式2y x z =-+，由直线方程可知，要使z 最大，则直线2y x z =-+的截距要最大，结合可行域可知当直线2y x z =-+过点A 时截距最大，因此，解出A 点坐标，代入目标函数，即可得到最大值.【详解】画出满足约束条件202035x y x y x y -≥⎧⎪+≥⎨⎪+≤⎩的目标区域，如图所示:由2z x y =+,得2y x z =-+，要使z 最大，则直线2y x z =-+的截距要最大，由图可知,当直线2y x z =-+过点A 时截距最大，联立20350x y x y -=⎧⎨+-=⎩,解得(1,2)A ， 所以2z x y =+的最大值为：1224⨯+=，故选:：C.【点睛】方法点睛：求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”：（1）作出可行域（一定要注意是实线还是虚线）；（2）找到目标函数对应的最优解对应点（在可行域内平移变形后的目标函数，最先通过或最后通过的顶点就是最优解）；（3）将最优解坐标代入目标函数求出最值.3．A解析：A【分析】作出不等式组表示的图象，22z x y =+可看作可行域内的点到原点距离的平方，由图可观察出最远的点和最近的点，分别求出距离做比值列出等式可得答案.【详解】根据不等式组作出图象，则阴影部分即为可行域，由240330x y x y -+=⎧⎨--=⎩解得23x y =⎧⎨=⎩，即(2,3)A ， 220x ay +-≥恒过(1,0)且0a >， 因为22z x y =+， z 的几何意义是可行域内的点到原点距离的平方，由图点(2,3)A 到原点的距离的平方最大，22max 2313z =+=，z 的最小值为原点到直线BC 的距离的平方，2min 22444z a a ⎛⎫==++， 根据题意可得max min21365444z z a ==+，整理得245a +=，解得1a =或1a =-（舍去）. 故选：A.【点睛】 本题考查简单的线性规划问题，关键点是作出可行域，利用z 的几何意义确定点，考查了数形结合思想，属于基础题.4．D解析：D【分析】根据条件对于一切实数x 不等式恒成立和0x R ∃∈使得方程成立结合二次不等式、二次方程、二次函数，可得1ab =，将22a b a b+-化成2a b a b -+-，再结合基本不等式求解即可. 【详解】解：因为不等式220ax x b ++≥对于一切实数x 恒成立，所以0440a ab >⎧⎨-≤⎩， 又因为0x R ∃∈，使得20020ax x b ++=成立，所以440ab -≥，所以440ab -=，即0,0,1a b ab >>=，所以222()22a b a b ab a b a b a b a b+-+==-+≥--- 当且仅当2a b a b-=-时取得最小值. 故选：D.【点睛】易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件：（1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方. 5．C解析：C【分析】根据一元二次不等式的解集与一元二次方程的解求出,,a b c 的关系，然后再判断二次函数的图象．【详解】∵不等式20ax bx c ++>的解集为{}|21x x -<<， ∴21210b a c a a ⎧-+=⎪⎪⎪-⨯=⎨⎪<⎪⎪⎩，∴20b a c a a =-⎧⎪=-⎨⎪<⎩， 2222(2)y ax bx c ax ax a a x x =++=--=--，图象开口向下，两个零点为2,1-．故选：C ．【点睛】关键点点睛：本题考查一元二次不等式的解集，二次函数的图象，解题关键是掌握一元二次不等式的解集与一元二次方程的解、二次函数的图象之间的关系．6．C解析：C【分析】由对数函数的图象得出A 点坐标，代入直线方程得,m n 的关系，从而用凑出基本不等式形式后可求得最小值．【详解】令31+=x ，2x =-，(2)1f -=-，∴(2,1)A --，点A 在直线40mx ny ++=上，则240m n --+=，即24m n +=，∵0mn >，24m n +=，∴0,0m n >>， ∴121121414(2)4422444n m n m m n m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭， 当且仅当4n m m n=，即1,2m n ==时等号成立． 故选：C ．【点睛】 本题考查对数函数的性质，考查点在直线上，考查用基本不等式求最小值．是一道综合题，属于中档题．7．B解析：B【分析】由约束条件作出可行域，再由指数函数的图象经过A ，B 两点求得a 值，则答案可求．【详解】解：由约束条件40,20,1x y y x -⎧⎪-⎨⎪+⎩作出可行域如图：当1x =时，2y a =≤；当4x =时，42y a =≥，则42a ≥.故a 的取值范围为42,2⎡⎤⎣⎦.故选：B ．【点睛】 本题考查简单的线性规划，考查数形结合的解题思想方法，属于中档题．8．B解析：B【分析】由约束条件作出可行域，化目标函数为直线方程的斜截式，数形结合得到最优解，把最优解的坐标代入目标函数得答案．【详解】解：由约束条件103030x y x y y -+⎧⎪-⎨⎪-⎩作出可行域如图，化目标函数z x y =+为y x z =-+，由图可知，当直线y x z =-+过点A 时，直线在y 轴上的截距最小，z 有最小值．联立1030x y x y -+=⎧⎨-=⎩，解得1(2A ，3)2． z ∴的最小值为13222+=．故选：B ．【点睛】本题考查简单的线性规划，考查数形结合的解题思想方法，属于中档题． 9．B解析：B【分析】由等比中项定义得1ab = ，再由基本不等式求最值．【详解】,a b 的等比中项是1，∴1ab =，∴m ＋n=1b a++1a b +=a b a b ab +++ =2()a b +≥ 4= .当且仅当1a b == 时，等号成立．故选B ．【点睛】利用基本不等式求最值问题，要看是否满足一正、二定、三相等．10．A解析：A【详解】 因为422233332=4,3,5a b c ===，且幂函数23y x =在(0,)+∞ 上单调递增，所以b <a <c . 故选A.点睛：本题主要考查幂函数的单调性及比较大小问题，解答比较大小问题，常见思路有两个：一是判断出各个数值所在区间（一般是看三个区间()()(),0,0,1,1,-∞+∞ ）；二是利用函数的单调性直接解答；数值比较多的比大小问题也可以两种方法综合应用；三是借助于中间变量比较大小. 11．B解析：B【分析】 根据题意2211x y y x +++＝22(1)(1)11--+++y x y x =(4411+++y x )﹣5，由基本不等式的性质求出4411+++y x ＝13(4411+++y x ）[(x +1)+(y +1)]的最小值，即可得2211x y y x +++的最小值，据此分析可得答案.【详解】根据题意，正数x ，y 满足x +y ＝1， 则2211x y y x +++＝22(1)(1)11--+++y x y x ＝(y +1)+41+y ﹣4+(x +1)+41x +﹣4＝(4411+++y x )﹣5， 又由4411+++y x ＝13(4411+++y x ) [(x +1)+(y +1)], ＝13 [8+4(1)4(1)11+++++x y y x ]≥163， 当且仅当x ＝y ＝12时等号成立， 所以2211x y y x +++＝(4411+++y x )﹣5163≥﹣5＝13，即2211x y y x +++的最小值为13， 所以3m ≤，则m 的最大值为13； 故选：B ．【点睛】本题主要考查基本不等式的性质以及应用，还考查了转化求解问题的能力，属于中档题． 12．D解析：D【分析】将()4f x m <-+恒成立转化为g (x ) = mx 2－mx ＋m －5 < 0恒成立，分类讨论m 并利用一元二次不等式的解法，求m 的范围【详解】若对于任意的x ∈{x |1 ≤ x ≤ 3}，()4f x m <-+恒成立即可知：mx 2－mx ＋m －5 < 0在x ∈{x |1 ≤ x ≤ 3}上恒成立令g (x )＝mx 2－mx ＋m －5，对称轴为12x =当m ＝0时，－5 < 0恒成立当m < 0时，有g (x )开口向下且在[1,3]上单调递减∴在[1,3]上max ()(1)50g x g m ==-<，得m < 5，故有m < 0当m >0时，有g (x ) 开口向上且在[1,3]上单调递增∴在[1,3]上max ()(3)750g x g m ==-<，得507m <<综上，实数m 的取值范围为57m <故选：D【点睛】本题考查了一元二次不等式的应用，将不等式恒成立等价转化为一元二次不等式在某一区间内恒成立问题，结合一元二次不等式解法，应用分类讨论的思想求参数范围 二、填空题13．【分析】由可得然后利用基本不等式可求出而不等式恒成立等价于小于等于最小值从而可求出的范围【详解】解：因为所以当且仅当即时取等号因为不等式恒成立所以小于等于最小值所以故答案为：【点睛】易错点睛：利用基解析：32m ≤ 【分析】由21a b +=可得1111()22a b b b a b b a b ⎛⎫+=+++ ⎪++⎝⎭322a b b b a b +=+++，然后利用基本不等式可求出11322b a b +≥+1102m b a b +-≥+恒成立，等价于m 小于等于112b a b++最小值，从而可求出m 的范围 【详解】解：因为21a b +=， 所以1111()22a b b b a b b a b ⎛⎫+=+++ ⎪++⎝⎭ 1122a b b b a b +=++++ 322a b b b a b+=+++333222≥+=+=+当且仅当2a b b b a b+=+，即1)a b =时，取等号， 因为不等式1102m b a b+-≥+恒成立， 所以m 小于等于112b a b ++最小值，所以32m ≤，故答案为：32m ≤【点睛】易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件：（1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方14．75【分析】设则可得AB 长度的表达式利用凑1法结合基本不等式即可求得答案【详解】设其中延长OM 交AB 于D 过B 做SB 垂线交DO 于G 延长ON 交AB 于E 过A 做SA 垂线交NO 于F 如图所示：在中AF=39则即解析：75【分析】设=MOT θ∠，则可得AB 长度的表达式，利用凑“1”法，结合基本不等式，即可求得答案.【详解】设=MOT θ∠，其中(0)2πθ∈，，延长OM ，交AB 于D ，过B 做SB 垂线，交DO 于G ，延长ON ，交AB 于E ，过A 做SA 垂线，交NO 于F ，如图所示：在Rt AEF 中，AEF θ∠=，AF =39，则sin AF AE θ=，即39sin AE θ=， 在Rt BDG 中，DBG θ∠=，17BG =，则cos BG BD θ=，即17cos BD θ=， 在Rt DOE 中， OT DE ⊥，OT=1，所以11,cos sin DO EO θθ==， 又1122DO EO DE OT ⨯⨯=⨯⨯，所以1sin cos DE θθ=， 所以39171()sin cos sin cos AB f AE BD DE θθθθθ==+-=+-=39cos 17sin 1sin cos θθθθ+-， 因为4sin 3cos 5sin()5θθθϕ+=+≤，其中3tan 4ϕ=，当且仅当2πθϕ+=时，等号成立， 所以1(4sin 3cos )(39cos 17sin )139cos 17sin 15()sin cos sin cos f θθθθθθθθθθθ++-+-=≥ 22221(68sin 207sin cos 117cos )(sin cos )5sin cos θθθθθθθθ++-+= =2263207112sin sin cos cos 716207555(9tan )sin cos 5tan 5θθθθθθθθ++=++ 71620729tan 755tan 5θθ≥⨯⨯=， 当且仅当169tan tan θθ=，即4tan 3θ=时等号成立，所以若要使得直线形输气管能够顺利地通过圆弧拐角，其长度不能超过75米.故答案为：75.【点睛】解题的关键是根据题意，得到AB 长度的表达式，难点在于需利用凑“1”法，将表达式化简成齐次式，结合基本不等式求解，考查计算化简的能力，属中档题.15．【分析】化简得到结合基本不等式即可求解【详解】由满足可得则当且仅当时即时等号成立所以的最小值是故答案为：【点睛】通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤：（1）根据已知条件或其变形确定定值（常 解析：5【分析】化简35x y xy +=，得到315x y +=，134(34)()531x y x y x y ⋅+++=，结合基本不等式，即可求解.【详解】由,0x y >满足35x y xy +=，可得315x y +=， 则311134(34)()(13123)55y x x y x y y x yx +=⋅++=++⨯11(13(1312)555≥⋅+=+=，当且仅当123y x x y =时，即21x y ==时等号成立，所以34x y +的最小值是5.故答案为：5.【点睛】通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤：（1）根据已知条件或其变形确定定值（常数）；（2）把确定的定值（常数）变形为1；（3）把“1”的表达式与所求的最值的表达式相乘或相除，进而构造或积为定值的形式； （4）利用基本不等式求最值.16．9【分析】首先由已知确定然后利用基本不等式求最小值【详解】因为所以又所以所以当且仅当时等号成立所以的最小值为9故答案为：9【点睛】易错点睛：易错点睛：利用基本不等式求最值时要注意其必须满足的三个条件 解析：9【分析】首先由已知确定1,1a b >>，然后利用基本不等式求最小值．【详解】因为a b x y xy ==，所以1a y x -=，1b x y -=，又1,1x y >>，所以10,10a b ->->，111(1)(1)()b a b a b x y x x -----===，所以(1)(1)1a b --=，4(1)4(1)52(1)4(1)59a b a b a b +=-+-+≥-⨯-+=，当且仅当14(1)a b -=-时等号成立，所以4a b +的最小值为9．故答案为：9．【点睛】易错点睛：易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件： （1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方．17．1【分析】作出不等式组对应的平面区域利用目标函数的几何意义进行求最值即可【详解】由z=x-2y 得作出不等式组对应的平面区域如图（阴影部分）：平移直线的截距最小此时z 最大由得A （10）代入目标函数z=解析：1【分析】作出不等式组对应的平面区域，利用目标函数的几何意义，进行求最值即可．【详解】由z=x-2y 得1122y x z =-，作出不等式组对应的平面区域如图（阴影部分）：平移直线1122y x z =-，，1122y x z =-，的截距最小， 此时z 最大， 由22 22x y x y -⎧⎨+⎩＝＝ ，得A （1，0）． 代入目标函数z=x-2y ，得z=1-2×0=1，故答案为1．【点睛】本题主要考查线性规划的基本应用，利用目标函数的几何意义是解决问题的关键，利用数形结合是解决问题的基本方法．18．800000【分析】设每月生产甲产品件生产乙产品件每月收入为元列出实际问题中xy 所需满足的条件作出可行域数形结合求出目标函数的最大值【详解】设每月生产甲产品件生产乙产品件每月收入为元目标函数为需要满解析：800000【分析】设每月生产甲产品x 件，生产乙产品y 件，每月收入为z 元，列出实际问题中x 、y 所需满足的条件，作出可行域，数形结合求出目标函数30002000z x y =+的最大值.【详解】设每月生产甲产品x 件，生产乙产品y 件，每月收入为z 元，目标函数为30002000z x y =+，需要满足的条件是2400250000x y x y x y +≤⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪≥⎩， 作出可行域如图所示，目标函数30002000z x y =+可转化直线3122000y x z =-+，数形结合知当直线经过点A 时z 取得最大值．解方程组24002500x y x y +=⎧⎨+=⎩，可得点()200,100A ， 则z 的最大值为30002002000100z =⨯+⨯=800000元．故答案为：800000【点睛】本题考查线性规划解决实际问题，属于基础题.19．【分析】由先求出数列的通项公式由找到把乘以1等量代换最后利用均值定理即可求解【详解】解：设正项等比数列的公比为由又所以所以即当且仅当即时取等号则的最小值为故答案为：【点睛】考查等比数列的性质以及用均 解析：34【分析】由28516a a a ，35+20a a =找到12m n +=,把14m n+乘以1，等量代换，最后利用均值定理即可求解. 【详解】解：设正项等比数列{}n a 的公比为()0q q >，由28516a a a ，255516,16a a a ==，又35+20a a =，所以34a =，25316=4,24a q q a === 5515=1622n n n n a a q ---=⨯=，，所以1110222n m m n a a --==，即12m n +=，14145531212123124m n n m m n m n m n +⎛⎫+=+⋅=++≥+= ⎪⎝⎭ 当且仅当123n m m n =，即4,8m n ==时取等号， 则14m n +的最小值为34故答案为：34. 【点睛】考查等比数列的性质以及用均值定理求最小值，基础题.20．4【分析】先求出定点的坐标由题得再利用基本不等式求的最小值得解【详解】令所以定点的坐标为所以所以当且仅当时取等号所以的最小值为4故答案为：4【点睛】本题主要考查指数型函数的定点问题考查基本不等式求最 解析：4【分析】先求出定点P 的坐标，由题得22A B +=，再利用基本不等式求12A B+的最小值得解.【详解】令020,2,451x x y a +=∴=-∴=⨯-=-,所以定点P 的坐标为(2,1)--.所以(2)20,22,0,0,0A B A B A B A B ⨯--+=∴+=⋅>∴>>.所以12112141(2)()(4)[44222A B A B A B A B B A +=⨯+⨯+=++≥+=. 当且仅当1,12A B ==时取“等号”. 所以12A B+的最小值为4. 故答案为：4【点睛】本题主要考查指数型函数的定点问题，考查基本不等式求最值，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.三、解答题21．（1）3|2x x ⎧<-⎨⎩或}2x a >+；（2）112a <-或51325a <<. 【分析】（1）对一元二次不等式分解因式，通过72a >-得出322a +>-，可得不等式的解集； （2）关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根，可得0∆>，设()22(32)38g x x a x a =+--+，则有()10g >且对称轴小于1，解不等式可得实数a 的取值范围．【详解】（1）∵()()()2346f x x a x x =-+>+∴22(12)3(2)0x a x a -+-+>，即()3202x x a ⎛⎫+--> ⎪⎝⎭ 73,222a a >-+>- 3|2x x ⎧∴<-⎨⎩或}2x a >+ （2）解法一：∵22(32)380x a x a +--+=在(–),1∞上有两个不相等实根∴2412550a a ∆=+->112a <-或52a >设()22(32)38g x x a x a =+--+，则()10g > ∴()232380a a +--+> ∴135a <， 又()g x 的对称轴为324a x -=-，∴3214a --<，∴72a < ∴综上112a <-或51325a <<. 解法二： ∵22(32)380x a x a +--+=在(,1)-∞上有两个不相等实根 ∴223823x x a x ++=+ 令2238()23x x g x x ++=+ 令()()23,00,5t x =+∈-∞ 则2316()2t t g t t-+=，即183()22g t t t =+- 由图象可知，该题转化为y a =与18322y t t =+-有两个不同的交点 ∴112a <-或51325a << 【点睛】 方法点睛：本题考查一元二次不等式的解法，考查一元二次方程根的分布，考查了学生计算能力，不妨设一元二次方程所对应的二次函数()f x 开口向上，则两根都小于k 时，则()020b k a f k ∆>⎧⎪⎪-<⎨⎪>⎪⎩； 2.两根都大于k 时，则()020b k a f k ∆>⎧⎪⎪->⎨⎪>⎪⎩ 3.一根小于k ，一根大于k 时，则()0f k <．22．（1）[]23，-；（2）92． 【分析】（1）将()f x 解析式中绝对值符号去掉，求得分段函数解析式；再在每一段中求得()5f x ≤时的解集；从而得出答案；（2）先由（1）求出()f x 的最小值3m =，所以得1a b +=；再将212a b +构造成符合基本不等式的形式，从而求其最小值. 【详解】 解：（1）21,1()213,1221,2x x f x x x x x x -+≤⎧⎪=-++=-<<⎨⎪-≥⎩，()5f x ≤等价于1,215x x ≤-⎧⎨-+≤⎩或1235x -<<⎧⎨≤⎩或2215x x ≥⎧⎨-≤⎩， 解得21x -≤≤-或12x -<<或23x ≤≤．故不等式()5f x ≤的解集为[]23，-. （2）由（1）可知3m =，则1a b +=，则21212559()2222222b a a b a b a b a b ⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭（当23a =，13b =时，等号成立）．故212a b +最小值为92． 【点睛】本题主要考查分段函数和基本不等式的相关性质，考查运算求解能力，属于基础题型. 23．(1) 8； (2)[]2,0-.【分析】（1）根据函数()f x 的最小值是()10f -=且1c =，建立方程关系，求出a b 、的值，从而可求()()22F F +-的值；（2）将不等式()1f x ≤在区间(]0,1上恒成立等价于1b x x ≤-且1b x x≥--恒成立，转化为求函数的最值即可得到结论. 【详解】 (1)由已知c ＝1，a －b ＋c ＝0，且， 解得a ＝1，b ＝2，∴f (x )＝(x ＋1)2.∴F (2)＋F (－2)＝(2＋1)2＋[－(－2＋1)2]＝8.(2)由a ＝1，c ＝0，得f (x )＝x 2＋bx ，从而|f (x )|≤1在区间(0，1]上恒成立等价于－1≤x 2＋bx ≤1在区间(0，1]上恒成立，即b ≤1x －x 且b ≥－1x －x 在(0，1]上恒成立. 又1x －x 的最小值为0，－1x－x 的最大值为－2 ∴－2≤b ≤0.故b 的取值范围是[－2，0].【点睛】本题主要考查二次函数的解析式，求函数的最值以及不等式恒成立问题，属于难题．不等式恒成立问题常见方法：① 分离参数()a f x ≥恒成立(()max a f x ≥即可)或()a f x ≤恒成立（()min a f x ≤即可）；② 数形结合(()y f x = 图象在()y g x = 上方即可)；③ 讨论最值()min 0f x ≥或()max 0f x ≤恒成立；④ 讨论参数.24．（1）23x x ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭；（2）3,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭. 【分析】（1）分别在1x ≤-、512x -<<、52x ≥去除绝对值符号可得到不等式；综合各个不等式的解集可求得结果；（2）根据x 的范围可转化为2433x ax x -≤-+在[]1,2x ∈上恒成立，通过分离变量可得2max 12a x x ⎛⎫≥-⎪⎝⎭，通过求解最大值可得到结果. 【详解】（1）当1x ≤-时，()()25163f x x x x x =-+++=-+<，解集为∅ 当512x -<<时，()251343f x x x x x =-+--=-+<，解得：25,32x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ 当52x ≥时，()25163f x x x x x =---=-<，解得：52x ≥ 综上所述，()3f x x <的解集为：23x x ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭ （2）当[]1,2x ∈时，()43f x x =- ∴不等式可化为：2433x ax x -≤-+，即：212a x x ≥- 当[]1,2x ∈时，11,12x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦当112x =，即2x =时，2max 1234x x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭ 34a ∴≥- 即a 的取值范围为：3,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭【点睛】本题考查绝对值不等式的求解、含绝对值不等式的恒成立问题的求解；解绝对值不等式的关键是能够通过分类讨论的方式得到函数在每个区间上的解析式；常用的恒成立问题的处理方法是通过分离变量的方式将问题转化为所求变量与函数最值之间的关系.25．（1）(2)(62)-∞--+∞，，；（2）99a -+≤【分析】（1）当0a =时，解一元二次不等式求得不等式()0f x <的解集.（2）化简不等式()1f x ≥-，对a 分成0a ≠和0a >两种情况进行分类讨论，结合一元二次不等式恒成立，求得实数a 的取值范围.【详解】（1）当1a =-时，由()0f x <得，2420x x --+<， 所以2420x x +->，所以不等式的解集为(2)(62)-∞-+∞，，；（2）因为()1f x ≥-解集为R ，所以2(3)21ax a x +-+-≥在R 恒成立，当0a =时，得321x -+-≥，不合题意；当0a ≠时，由2(3)30ax a x +-+≥在R 恒成立，得()203120a a a >⎧⎪⎨--≤⎪⎩，所以99a -+≤【点睛】本小题主要考查一元二次不等式的解法，考查一元二次不等式恒成立问题，属于中档题. 26．()()2222x y xy x y ≥++，当且仅当x y =时等号成立 【分析】运用作差比较法，结合配方法进行比较大小即可.【详解】 ()()()2222442224433222x y xy x y x y x y xy x xy y x y x y xy +-++--++=+--= ()()()()()()()2223333222324y x x y y y x x y x y x y x xy y x y x y ⎡⎤⎛⎫=-+-=--=-++=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ ()20x y -≥，223024y x y ⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭，()2223024y x y x y ⎡⎤⎛⎫∴-++≥⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦． ()()2222x y xy x y ∴≥++，当且仅当x y =时等号成立. 【点睛】本题考查了用作差比较法进行比较两个多项式的大小，考查了配方法的应用，属于中档题.。
(典型题)高中数学必修五第三章《不等式》检测卷(有答案解析)
一、选择题1．若正数x ，y 满足21y x+=，则2x y +的最小值为（ ）A ．2B ．4C ．6D ．82．实数x ，y 满足约束条件40250270x y x y x y +-≤⎧⎪-+≤⎨⎪-+≥⎩，则242x y z x +-=-的最大值为（ ）A ．53-B ．15-C ．13D ．953．已知x ，y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩，若34z x y =-的最大值为9，则m 的值为（ ） A ．32-B ．28-C ．2D ．34．己知x ，y 满足()2403300220x y x y a x ay -+≥⎧⎪--≤>⎨⎪+-≥⎩，且22z x y =+，若z 的最大值是其最小值的654倍，则a 的值为（ ） A ．1B ．2C ．3D ．45．若实数x ，y 满足约束条件21010x y x y -+≥⎧⎨--≤⎩，则2z x y =-的最大值是（ ）A ．1-B ．2C ．3D ．46．已知实数满足约束条件020360x y x y x y -≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩，则2z x y =-的最小值为（ ）A ．4-B ．3-C ．2-D ．1-7．若实数,x y 满足121x y y x -+<⎧⎨≥-⎩，则22x y +的取值范围是（ ）A．1[2 B ．1[,13)4C． D ．1[,13)58．已知2212,202b m a a n b a -=+>=≠-（）（），则m ，n 之间的大小关系是 A ．m ＝n B ．m ＜n C ．m ＞nD ．不确定9．若实数,x y 满足约束条件22x x y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩，则z x y =+的最大值为（ ）A ．5B ．4C ．3D ．210．若a ，b 是任意实数，且a >b ，则下列不等式成立的是( ) A ．a 2>b 2B ．1b a< C ．lg(a －b )>0D ．11()()33ab<11．设x ，y 满足约束条件1x y ax y +≥⎧⎨-≤-⎩，且z x ay =+的最小值为7，则a =（ ）A ．5-B ．3C ．5-或3D ．5或3-12．如果0a b >>，0t >，设b M a =，b t N a t+=+，那么（ ） A ．M N < B ．M N >C ．MND ．M 与N 的大小关系和t 有关 二、填空题13．已知正实数a 、b 满足21a b +=，则11a ba b+--的最小值为____________. 14．已知关于x 的一元二次不等式220bx x a -->的解集为{}(,,)xx c a b c R ≠∈∣，则228(0)a b b c b c+++≠+的最小值是___________．15．若关于x 的不等式250ax x b -+< 的解集为{|23}x x << ，则+a b 的值是__________．16．若x ，y 满足约束条件210,10,2,x y x y x +-≥⎧-+≥≤⎪⎨⎪⎩则3z x y =-的最小值为______．17．已知圆1C ：()224x a y ++=和圆2C ：()2221x y b +-=（,a b ∈R ，且0ab ≠），若两圆外切，则2222a b a b+的最小值为______.18．已知,a b 为正实数，直线2y x a =-+与曲线1x b y e +=- 相切，则11a b+的最小值为________.19．已知实数,x y 满足40{1010x y x y +-≤-≥-≥，则x yx+的取值范围是__________． 20．已知函数245x y a +=-（0a >，且1a ≠）的图像横过定点P ，若点P 在直线20Ax By ++=上，且0AB >，则12A B+的最小值为_________．三、解答题21．已知函数()()()23f x x a x =-+. （1）当72a >-时，解关于x 的不等式()46f x x >+； （2）若关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根，求实数a 的取值范围. 22．已知函数()243f x ax ax =-- (1)当a=-1时,求不等式f(x)>0的解集;(2)若对于任意的x ∈R,均有不等式f(x)≤0成立,求实数a 的取值范围. 23．（1）若0x >，0y >，1x y +=，求证：114x y+≥. （2）已知实数0a >，0b >，且1ab =，若不等式()a bx y m x y+⋅+>（），对任意的正实数,x y 恒成立，求实数m 的取值范围．24．某公司生产某种产品，其年产量为x 万件时利润为()R x 万元，当035x <≤时，年利润为21()2R x x =-20250x ++，当35x >时，年利润为()18005202R x x x=--+. （1）若公司生产量在035x <≤且年利润不低于400万时，求生产量x 的范围；（2）求公司年利润()R x 的最大值.25．已知函数()0f x m =≥恒成立．（1）求m 的取值范围；（2）若m 的最大值为n ，当正数a 、b 满足2132n a b a b+=++时，求74a b +的最小值．26．已知0a >，0b >.（1）求证：()2232a b b a b +≥+；（2）若2a b ab +=，求ab 的最小值.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．D 解析：D 【分析】由21y x +=，对2x y +乘以21y x+=，构造均值不等式求最值 .【详解】22242248x y x xy y x y xy ⎛⎫⎛⎫+=++=+++≥+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，当且仅当421xy xy y x⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩，即412x y =⎧⎪⎨=⎪⎩时，等号成立，∴min28x y ⎛⎫+= ⎪⎝⎭.故选：D 【点睛】利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件：“一正、二定、三相等” (1) “一正”就是各项必须为正数；(2)“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方．如果等号成立的条件满足不了，说明函数在对应区间单调，可以利用单调性求最值或值域．2．D解析：D 【分析】首先画出可行域，变形24222x y y z x x +-==+--，利用2yx -的几何意义求z 的最大值.【详解】24222x y yz x x +-==+--设2ym x =-，m 表示可行域内的点和()2,0D 连线的斜率， 4250x y x y +=⎧⎨-+=⎩，解得：1,3x y ==，即()1,3C ， 250270x y x y -+=⎧⎨-+=⎩，解得：3,1x y =-=，即()3,1B -， 如图，101325BD k -==---，30312CD k -==--，所以m 的取值范围是13,5⎡⎤--⎢⎥⎣⎦，即z 的取值范围是91,5⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，z 的最大值是95.故选：D 【点睛】关键点点睛：本题的关键是变形242x y z x +-=-，并理解z 的几何意义，利用数形结合分析问题.3．D解析：D 【分析】作出x ，y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩，表示的可行域如图中阴影部分所示，再利用数形结合分析得()max 33439z m =⨯--=，解得参数即可. 【详解】作出x ，y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩，表示的可行域如图中阴影部分所示，由z ＝3x -4y 得344z y x =-，它表示斜率为34纵截距为4z-的一系列直线， 当直线经过点A 时，直线的纵截距4z-最小，z 最大.由03x y m x +-=⎧⎨=⎩，解得A (3，m －3)，故()max 33439z m =⨯--=，解得3m =. 故选：D. 【点睛】方法点睛：线性规划问题一般用图解法，其步骤如下： （1）根据题意，设出变量,x y ； （2）列出线性约束条件；（3）确定线性目标函数(,)z f x y =；（4）画出可行域（即各约束条件所示区域的公共区域）； （5）利用线性目标函数作平行直线系()(y f x z =为参数).4．A解析：A 【分析】作出不等式组表示的图象，22z x y =+可看作可行域内的点到原点距离的平方，由图可观察出最远的点和最近的点，分别求出距离做比值列出等式可得答案. 【详解】根据不等式组作出图象，则阴影部分即为可行域，由240330x y x y -+=⎧⎨--=⎩解得23x y =⎧⎨=⎩，即(2,3)A ， 220x ay +-≥恒过(1,0)且0a >，因为22z x y =+， z 的几何意义是可行域内的点到原点距离的平方， 由图点(2,3)A 到原点的距离的平方最大，22max 2313z =+=，z 的最小值为原点到直线BC 的距离的平方，2min22444z a a ⎛⎫== ⎪++⎝⎭， 根据题意可得maxmin21365444z z a ==+，整理得245a +=，解得1a =或1a =-（舍去）. 故选：A. 【点睛】本题考查简单的线性规划问题，关键点是作出可行域，利用z 的几何意义确定点，考查了数形结合思想，属于基础题.5．D解析：D 【分析】画出不等式组对应的平面区域，利用z 的几何意义，利用数形结合即可得到结论. 【详解】画出约束条件210110x y x x y -+≥⎧⎪≥⎨⎪--≤⎩或210110x y x x y -+≥⎧⎪<⎨⎪+-≥⎩所表示的平面区域，如图所示，.目标函数2z x y =-，可化为2y x z =-， 由图象可知，当直线2y x z =-经过点A 时， 使得目标函数2z x y =-取得最大值，又由10210x y x y --=⎧⎨-+=⎩，解得(3,2)A ，所以目标函数的最大值为2324z =⨯-=， 故选：D. 【点睛】思路点睛：本题主要考查线性规划中，利用可行域求目标函数的最值，属于中等题. 求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”： （1）作出可行域（一定要注意是实线还是虚线）；（2）找到目标函数对应的最优解对应点（在可行域内平移变形后的目标函数，最先通过或最后通过的顶点就是最优解）；（3）将最优解坐标代入目标函数求出最值.6．A解析：A 【分析】根据约束条件作出可行域，将目标函数变形为122zy x =-，通过平移直线法可求出2z -的最大值，从而可得z 的最小值． 【详解】作出已知不等式组所表示的平面区域，如图所示：将目标函数2z x y =-变形为122zy x =-，由图可知当直线经过点(0,2)A 时，截距2z -最大，所以，2z x y =-的最小值为4-． 故选：A 【点睛】方法点睛：解决线性规划问题的关键是正确地作出可行域，准确地理解z 的几何意义，求最优解时采用“平移直线法”． 利用线性规划求最值，一般用图解法求解，其步骤是： (1)在平面直角坐标系内作出可行域；(2)考虑目标函数的几何意义，将目标函数进行变形；(3)确定最优解：在可行域内平行移动目标函数变形后的直线，从而确定最优解； (4)求最值：将最优解代入目标函数即可求出最大值或最小值.7．D解析：D 【详解】根据实数,x y 满足121x y y x -+<⎧⎨≥-⎩，画出可行域如图所示22x y +表示可行域内的点与坐标原点O 距离的平方，O 与直线AB ：210x y +-=220015521⨯+-=+， O 与(2,3)C 222313+=∵可行域不包含(2,3)C∴21135r ≤<，即22x y +的取值范围是1[,13)5 故选：D 【点睛】线性规划问题，首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线，其次确定目标函数的几何意义，是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等，最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围.8．C解析：C 【解析】因为a ＞2，所以a －2＞0，所以()112222m a a a a =+=-++≥--()122242a a +-⋅=-，当且仅当a ＝3时取等号，故[4m ∈，)+∞．由b ≠0得b 2＞0，所以2－b 2＜2，所以222b -＜4，即n ＜4，故()0,4n ∈．综 上可得m ＞n ，故选C ．9．B解析：B 【分析】作出不等式对应的平面区域，利用线性规划的知识，通过平移即可求目标函数的最大值． 【详解】解：作出不等式组对应的平面区域如图：由z x y =+得y x z =-+，平移直线y x z =-+，由图象可知当直线y x z =-+经过点B 时，直线y x z =-+的截距最大， 此时z 最大．由2x y x=⎧⎨=⎩解得(2,2)B ． 代入目标函数z x y =+得224z =+=． 即目标函数z x y =+的最大值为4． 故选：B ． 【点睛】本题主要考查线性规划的应用，利用数形结合是解决线性规划题目的常用方法．利用平移确定目标函数取得最优解的条件是解决本题的关键，属于中档题．10．D解析：D 【详解】试题分析：A 中1,2a b ==-不成立，B 中1,12a b =-=-不成立，C 中0,1a b ==-不成立，D 中由指数函数单调性可知是成立的11．B解析：B【分析】画出可行域，讨论当0a =时,当0a <时，当0a >时三种情况，分别求出目标函数的最值，即可筛选出符合题意的a 的值.【详解】根据题中约束条件1x y a x y +≥⎧⎨-≤-⎩可画出可行域如图所示， 两直线交点坐标为：11,22a a A -+⎛⎫ ⎪⎝⎭， 当0a =时，z x ay =+无最小值； 当0a <时，z x ay =+在11,22a a A -+⎛⎫⎪⎝⎭处取最大值，无最小值． 当0a >时，z x ay =+在11,22a a A -+⎛⎫ ⎪⎝⎭处有最小值： 21121222a a a a z a -++-=+⨯=，则22172a a +-=，解得3a =，故选B. 【点睛】本题主要考查可行域、含参数目标函数最优解和均值不等式求最值，属于难题.含参变量的线性规划问题是近年来高考命题的热点，由于参数的引入，提高了思维的技巧、增加了解题的难度， 此类问题的存在增加了探索问题的动态性和开放性，此类问题一般从目标函数的结论入手，对目标函数变化过程进行详细分析，对变化过程中的相关量的准确定位，是求最优解的关键.12．A解析：A【分析】对M 与N 作差，根据差值的正负即可比较大小.【详解】()()()()()b a t a b t t b a b b t M N a a t a a t a a t +-+-+-=-==+++，因为0a b >>，所以0b a -<，又0t >，所以0a t +>，所以()()0t b a a a t -<+，即0M N -<，所以M N <. 故选：A【点睛】本题主要考查作差法比较大小，考查学生的化简分析能力，属于常规题型.二、填空题13．【分析】将所求代数式变形为将所求代数式与相乘展开后利用基本不等式可求得的最小值【详解】已知正实数满足则当且仅当时即当时等号成立因此的最小值为故答案为：【点睛】易错点睛：利用基本不等式求最值时要注意其12【分析】 将所求代数式变形为1121121a b a b b b+=+----，将所求代数式与()1b b +-⎡⎤⎣⎦相乘，展开后利用基本不等式可求得11a b a b +--的最小值. 【详解】已知正实数a 、b 满足21a b +=，则1211112112121a b b b a b b b b b--++=+=+-----()111111122112222b b b b b b b b -⎛⎫=+-+-=+-≥=⎡⎤ ⎪⎣⎦--⎝⎭.当且仅当1b -=时，即当1b =时，等号成立，因此，11a b a b +--12.12. 【点睛】 易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件：（1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方.14．【分析】根据一元二次不等式的解集求得的关系再根据均值不等式求得最小值【详解】因为的解集为得得又所以所以由均值不等式得所以当时取等号故的最小值是故答案为：【点睛】用均值不等式解最值问题是本题的解题关键点解析：【分析】根据一元二次不等式的解集求得,,a b c 的关系，再根据均值不等式求得最小值.【详解】因为220bx x a -->的解集为{}(,,)xx c a b c R ≠∈∣，得0b >，440ab ∆=+=，得1ab =-，又1c b=，所以a c =-，所以0b c +>，由均值不等式得2b c +≥=， 所以()()22222228688b c bc b c a b c b b c b c b c b c+-+++++++===++++ ()6b c b c =++≥+，当b c +=228a b b c+++的最小值是故答案为：【点睛】用均值不等式解最值问题是本题的解题关键点.15．【解析】由题意知且2和3是方程的两个根即答案为7【点睛】本题考查一元二次不等式的解法与应用问题解题的关键是根据一元二次不等式与对应方程之间的关系求出的值解析：7【解析】由题意知0a ＞ 且2和3是方程250ax x b -+=的两个根，5321,7632a a a b b b a＝，＝⎧+⎪=⎧⎪∴∴+=⎨⎨=⎩⎪⨯⎪⎩. 即答案为7. 【点睛】本题考查一元二次不等式的解法与应用问题，解题的关键是根据一元二次不等式与对应方程之间的关系，求出a b ，的值16．【分析】由约束条件作出可行域化目标函数为直线方程的斜截式数形结合得到最优解把最优解的坐标代入目标函数得答案【详解】解：由约束条件作出可行域如图化目标函数为由图可知当直线过时直线在轴上的截距最大有最小 解析：1-【分析】由约束条件作出可行域，化目标函数为直线方程的斜截式，数形结合得到最优解，把最优解的坐标代入目标函数得答案．【详解】解：由约束条件210102x y x y x +-⎧⎪-+⎨⎪⎩作出可行域如图，化目标函数3z x y =-为3y x z =-，由图可知，当直线3y x z =-过(0,1)A 时， 直线在y 轴上的截距最大，z 有最小值为1-．故答案为：1-．【点睛】本题考查简单的线性规划，考查数形结合的解题思想方法，属于中档题．17．1【分析】根据题意分析两圆的圆心与半径由两圆外切可得变形可得：据此可得结合基本不等式的性质分析可得答案【详解】解：根据题意圆其圆心为半径圆其圆心为半径若两圆外切则有变形可得：当且仅当时等号成立故的最 解析：1【分析】根据题意，分析两圆的圆心与半径，由两圆外切可得12||C C R r =+，变形可得：2249a b +=，据此可得22222211a b a b a b +=+，结合基本不等式的性质分析可得答案． 【详解】解：根据题意，圆221:()4C x a y ++=，其圆心1C 为(,0)a -，半径2r，圆222:(2)1C x y b +-=其圆心2C 为(0,2)b ，半径1R =， 若两圆外切，则有2212||(0)(20)3C C a b R r ++-=+=，变形可得：2249a b +=， 222222222222222222111111414(4)()(5)(52)1999a b a b a b a b a b a b a b b a b a +=+=++=+++⨯=，当且仅当222a b =时等号成立，故2222a b a b+的最小值为1； 故答案为：1．【点睛】本题考查圆与圆的位置关系，涉及基本不等式的性质以及应用，属于中档题． 18．【分析】直线与曲线相切则切点在直线与曲线上且切点处的导数相等求出的关系再利用基本不等式求所求分式的最值【详解】解：由得；由得；因为直线与曲线相切令则可得代入得；所以切点为则所以故当且仅当时等号成立此 解析：2【分析】直线与曲线相切，则切点在直线与曲线上，且切点处的导数相等，求出a ，b 的关系，再利用基本不等式求所求分式的最值．【详解】解：由2y x a =-+得1y '=；由1x b y e+=-得x b y y e +'==； 因为直线2y x a =-+与曲线1x b y e +=-相切，令1x b e +=，则可得x b =-，代入1x b y e +=-得0y =；所以切点为(,0)b -．则20b a --+=，所以2a b +=． 故11111()()112222222b a a b a b a b a b a b b a+=++=+++=， 当且仅当1a b ==时等号成立，此时取得最小值2．故答案为：2．【点睛】本题主要考查导数的意义及基本不等式的综合应用．关于直线与曲线相切，求未知参数的问题，一般有以下几步：1、分别求直线与曲线的导函数；2、令两导数相等，求切点横坐标；3、代入两方程求参数关系或值，属于中档题.19．【解析】先画出可行域如图：因为目标函数表示动点与定点连线斜率再加1；由图可知；最小最大；联立可得即联立可得即故：∴所以：故答案为点睛：本题考查线性规划问题难点在于目标函数几何意义近年来高考线性规划问解析：4,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】先画出可行域如图：因为目标函数表示动点()P x y ，与定点00O （，）连线斜率k 再加1；由图可知；OC k 最小，OA k 最大；联立1{4x x y =+=，可得13x y ，即()1,3A ， 联立1{4y x y =+=，可得31x y =⎧⎨=⎩，即()3,1C ， 故：13OC k =，3OA k =，∴133OP k ≤≤， 所以：041[4]03x y y u x x +-=+∈-＝，，故答案为4,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 点睛：本题考查线性规划问题，难点在于目标函数几何意义，近年来高考线性规划问题高考数学考试的热点，数形结合是数学思想的重要手段之一，是连接代数和几何的重要方法．随着要求数学知识从书本到实际生活的呼声不断升高，线性规划这一类新型数学应用问题要引起重视；①画可行域②明确目标函数几何意义，目标函数表示动点()P x y ，与定点()00O ，连线斜率k 再加1，③过O 做直线与可行域相交可计算出直线PO 斜率，从而得出所求目标函数范围.20．4【分析】先求出定点的坐标由题得再利用基本不等式求的最小值得解【详解】令所以定点的坐标为所以所以当且仅当时取等号所以的最小值为4故答案为：4【点睛】本题主要考查指数型函数的定点问题考查基本不等式求最 解析：4【分析】先求出定点P 的坐标，由题得22A B +=，再利用基本不等式求12A B +的最小值得解. 【详解】令020,2,451x x y a +=∴=-∴=⨯-=-,所以定点P 的坐标为(2,1)--.所以(2)20,22,0,0,0A B A B A B A B ⨯--+=∴+=⋅>∴>>.所以12112141(2)()(4)[44222A B A B A B A B B A +=⨯+⨯+=++≥+=. 当且仅当1,12A B ==时取“等号”. 所以12A B+的最小值为4. 故答案为：4【点睛】本题主要考查指数型函数的定点问题，考查基本不等式求最值，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.三、解答题21．（1）3|2x x ⎧<-⎨⎩或}2x a >+；（2）112a <-或51325a <<. 【分析】（1）对一元二次不等式分解因式，通过72a >-得出322a +>-，可得不等式的解集； （2）关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根，可得0∆>，设()22(32)38g x x a x a =+--+，则有()10g >且对称轴小于1，解不等式可得实数a 的取值范围．【详解】（1）∵()()()2346f x x a x x =-+>+∴22(12)3(2)0x a x a -+-+>，即()3202x x a ⎛⎫+--> ⎪⎝⎭ 73,222a a >-+>- 3|2x x ⎧∴<-⎨⎩或}2x a >+ （2）解法一：∵22(32)380x a x a +--+=在(–),1∞上有两个不相等实根∴2412550a a ∆=+->112a <-或52a > 设()22(32)38g x x a x a =+--+，则()10g >∴()232380a a +--+> ∴135a <， 又()g x 的对称轴为324a x -=-，∴3214a --<，∴72a < ∴综上112a <-或51325a <<. 解法二： ∵22(32)380x a x a +--+=在(,1)-∞上有两个不相等实根∴223823x x a x ++=+ 令2238()23x x g x x ++=+令()()23,00,5t x =+∈-∞ 则2316()2t t g t t-+=，即183()22g t t t =+- 由图象可知，该题转化为y a =与18322y t t =+-有两个不同的交点 ∴112a <-或51325a << 【点睛】 方法点睛：本题考查一元二次不等式的解法，考查一元二次方程根的分布，考查了学生计算能力，不妨设一元二次方程所对应的二次函数()f x 开口向上，则两根都小于k 时，则()020b k af k ∆>⎧⎪⎪-<⎨⎪>⎪⎩； 2.两根都大于k 时，则()020b k af k ∆>⎧⎪⎪->⎨⎪>⎪⎩ 3.一根小于k ，一根大于k 时，则()0f k <．22．（1）()1,3； （2）3,04⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【分析】（1）解一元二次不等式得结果，（2）先讨论0a =时的情况，再根据二次函数图象确定0a ≠时，参数满足的条件，最后求并集得结果.【详解】（1）当1a =-时，不等式()0f x >，即2430x x -+->，即2430x x -+<，即()()130x x --<，解得13x <<，故不等式()0f x >的解集为()1,3.（2）①当0a =时，()30f x =-≤恒成立；②当0a ≠时，要使得不等式()0f x ≤恒成立，只需0,0,a <⎧⎨∆≤⎩即()()20,4430,a a a <⎧⎪⎨--⨯⨯-≤⎪⎩ 解得0,30,4a a <⎧⎪⎨-≤≤⎪⎩即304a -≤<.综上所述，a 的取值范围为3,04⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【点睛】 研究形如20ax bx c ++>恒成立问题，注意先讨论0a =的情况，再研究0a ≠时，开口方向，判别式正负，对称轴与定义区间位置关系，列不等式解得结果.23．（1）见解析；（2）(,4)-∞.【详解】试题分析：（1）第（1）问，利用常量代换和基本不等式证明. （2）第（2）问，利用基本不等式求解.试题（1）证明：∵1,0,0x y x y +=>>∴0,0y x x y >> ∴11224x y x y y x x y x y x y+++=+=++≥+= 当且仅当12x y ==时，等号成立. （2）因为,,,a b x y 为正实数，所以()a b ay bx x y a b a b x y x y ⎛⎫+⋅+=+++≥++≥= ⎪⎝⎭ 4=，当且仅当a b =，ay bx x y=，即a b =，x y =时等号成立，故只要4m <即可，所以实数m 的取值范围是(),4-∞24．（1）1030x ；（2）480．【分析】（1）令21()202504002R x x x =-++，解之即可； （2）利用二次函数的最值和基本不等式分别求出()R x 两段函数的最大值,再比较大小即可．【详解】（1）当035x <时，令21()202504002R x x x =-++， 即2403000x x -+≤，解得1030x ，所以生产量x 的范围是1030x ；（2）当035x <时，222111()20250(40)250(20)450222R x x x x x x =-++=--+=--+， 故此时()R x 在(0,20)上单调递增，在(20,35)上单调递减，则此时()R x 最大值为(20)450R =；当35x >时，116001()()52052048022R x x x =-++≤-⨯=， 当且仅当160040x x==时，等号成立， 则此时()R x 最大值为(40)480R =，综上公司年利润()R x 的最大值为480万元．【点睛】本题考查了函数的应用，利用二次函数的性质和基本不等式求最值是解题的关键，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．25．（1）4m ≤；（2）94． 【分析】（1）函数()0f x m =≥恒成立，即+130x x m +--≥恒成立，设函数()+13g x x x =+-，则()min m g x ≤，利用绝对值不等式的性质求得()min g x 即可得解；（2）由（1）可得21432a b a b +=++，然后利用基本不等式计算即可求得74a b +的最小值．【详解】（1）函数()0f x m =≥恒成立， 即+130x x m +--≥恒成立， 设函数()+13g x x x =+-，则()min m g x ≤， 又13(1)(3)4x x x x ++-≥+--=，即()g x 的最小值为4，所以4m ≤；（2）由（1）知4n =，正数a ，b 满足21432a b a b+=++， 所以()1217474432a b a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪++⎝⎭ ()()121622432a b a b a b a b ⎛⎫=++++⎡⎤ ⎪⎣⎦++⎝⎭ ()()222315432a b a b a b a b ++⎡⎤=++⎢⎥++⎣⎦ 54944+≥=，当且仅当23a b a b +=+即3210b a ==时，等号成立， 所以74a b +的最小值为94． 【点睛】 本题考查绝对值不等式的应用，考查基本不等式的应用，考查逻辑思维能力和计算能力，属于常考题.26．（1）证明见解析；（2）1.【分析】（1）对不等式两边式子作差，分解因式，判断作差的结果的符号，可得证.（2）根据2a b ab +=，可得2ab a b =+≥1，进而求得1≥ab ，注意等号成立的条件，得到结果.【详解】证明：（1）∵()()222223220a b b a b a ab b a b +-+=-+=-≥，∴()2232a b b a b +≥+. （2）∵0a >，0b >， ∴2ab a b =+≥2ab ≥ ∴1≥，∴1≥ab .当且仅当1a b ==时取等号，此时ab 取最小值1.【点睛】该题主要是考查不等式的证明和运用基本不等式求最值，在证明不等式时，可以运用综合法也可以运用分析法，一般的比较大小的最重要的方法就是作差法，然后结合综合法和分析法来一起证明，属于中档题.。
(好题)高中数学必修五第三章《不等式》测试题(含答案解析)
一、选择题1．若实数x ，y 满足约束条件220103x y x y x y +-≥⎧⎪--≥⎨⎪+≤⎩，则()222x y +-的最小值为（ ） A ．12 B ．45 C ．92 D ．4192．已知()22log 31ax ax ++>对于任意的x ∈R 恒成立，则实数a 的取值范围为（ ） A ．()0,4 B ．[)0,4 C ．()0,2 D ．[)0,2 3．已知()()22log 1log 24a b -++=，则+a b 的最小值为（ ）A ．8B ．7C ．6D ．34．已知正实数a ，b 满足231a b +=，则12a b +的最小值为（ ） A ．15 B．8+C ．16 D．8+5．设x ，y 满足约束条件4100,20,0,0,x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥≥⎩则23z x y =-的最大值为（ ）A ．10B ．8C ．5D ．6-6．设x ，y 满足约束条件22032600,0x y x y x y -+≥⎧⎪--≤⎨⎪≥≥⎩，若目标函数()0,0z ax by a b =+>>的最大值为12，则22a b +的最小值为（ ）A ．254B ．499C ．14425D ．225497．设,x y 满足约束条件0{4312x y x x y ≥≥+≤，且231x y z x ++=+，则z 的取值范围是（ ） A ．[]1,5 B ．2,6 C ．[]2,10D ．[]3,11 8．已知函数()32f x x ax bx c =+++，且()()()01233f f f <-=-=-≤，则( ) A ．c 3≤B ．3c 6<≤C ．6c 9<≤D ．c 9> 9．已知点（x ，y ）在直线x +2y =4上移动，则24x y +的最小值是（ ）A．B．C ．6 D ．8 10．已知0,0x y >>，且21x y +=，则xy 的最大值是（ ）A ．14B ．4C ．18D ．811．设变量,x y 、满足约束条件236y x x y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≥-⎩，则目标函数2z x y =+的最大值为（ ）A ．2B ．3C ．4D ．912．如果0a b >>，0t >，设b M a =，b t N a t +=+，那么（ ） A ．M N <B ．M N >C ．M ND ．M 与N 的大小关系和t 有关二、填空题13．已知正数a ，b 满足30a b ab +-+=，则ab 的最小值是________．14．若,0x y >满足35x y xy +=，则34x y +的最小值是___________.15．设,x y 满足约束条件20240280x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩，则z y x =-的最小值是__________．16．已知关于x 的一元二次不等式220bx x a -->的解集为{}(,,)xx c a b c R ≠∈∣，则228(0)a b b c b c+++≠+的最小值是___________． 17．已知实数x ，y 满足x y 10x y 20x 0-+≤⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩，则z x 2y =-的最大值为______．18．已知0,0a b >>，若313m a b a b+≥+恒成立，则m 的取值范围是_____． 19．已知,x y 满足约束条件22022x y x y y +-≥⎧⎪+≤⎨⎪≤⎩，则目标函数z x y =-的最大值为_____.20．当x ，y 满足270101x y x y x +-≤⎧⎪--≤⎨⎪⎩时，|2|x y a -≤恒成立，则实数a 的取值范围是________．三、解答题21．设函数2()(2)3(0)f x ax b x a =+-+≠．（1）若不等式()0f x >的解集为(1,3)-，求,a b 的值；（2）若(1)2,0,0f a b =>>，求19a b+的最小值．22．用铁皮做一个体积为350cm ，高为2cm 的长方体无盖铁盒，这个铁盒底面的长与宽各为多少cm 时，用料最省？23．已知()f x 是偶函数，()g x 是奇函数，且2()()2f x g x x x +=+-.（1）求()f x 和()g x 的解析式；（2）设2()33h x mx mx =+-（其中m R ∈），解不等式()()h x g x <.24．已知函数()f x = （1）若()f x 的定义域为2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，求实数a 的值； （2）若()f x 的定义域为R ，求实数a 的取值范围.25．已知a ＞0，b ＞0，a +b ＝3．（1）求11+2+a b的最小值； （2）证明：92+a b b a ab26．已知关于x 的一元二次不等式()22600kx x k k -+<≠.（1）若不等式的解集是{|3x x <-或}2x >-，求k 的值；（2）若不等式的解集是R ，求k 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．C解析：C【分析】作出可行域，利用()222x y +-的几何意义：表示可行域内点(,)x y 与定点(0,2)的距离的平方．可求得最小值．【详解】作出可行域，如图ABC 内部（含边界）， ()222x y +-表示可行域内点(,)P x y 与定点(0,2)M 的距离的平方，由图可知min 2PM ==，（点M 到直线BC 的距离）∴()222x y +-的最小值是2922⎛= ⎝⎭．故选：C ．【点睛】思路点睛：本题考查求简单的线性规划的非线性目标函数的最值．作出可行域是解题的基础．对非线性目标函数，常常利用其几何意义求解，主要有两种类型：（1）22()()x a y b -+-，两点间的距离公式；（2）y b x a--：两点连线斜率， 2．B解析：B【分析】由对数函数的单调性可得210ax ax ++>对于任意的x ∈R 恒成立，讨论0a =和0a ≠求解.【详解】()22log 31ax ax ++>对于任意的x ∈R 恒成立，即232ax ax ++>，即210ax ax ++>对于任意的x ∈R 恒成立，当0a =时，10>恒成立，满足题意，当0a ≠时，则2040a a a >⎧⎨∆=-<⎩，解得04a <<， 综上，a 的取值范围为[)0,4.故选：B.【点睛】本题考查一元二次不等式的恒成立问题，解题的关键是得出210ax ax ++>对于任意的x ∈R 恒成立.3．B解析：B【分析】由对数运算可得出()()1216a b -+=，利用基本不等式可求得+a b 的最小值.【详解】因为()()22log 1log 24a b -++=，即()()2log 124a b -+=⎡⎤⎣⎦，所以，()()1216a b -+=且有10a ->，20b +>，由基本不等式可得()()128a b -++≥=，所以，7a b +≥， 所以(1)(2)16a b -+=，且10a ->，20b +>，当且仅当124a b -=+=时等号成立.因此，+a b 的最小值为7.故选：B.【点睛】易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件：（1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方.4．D解析：D 【分析】妙用“1”的代换，利用()121223a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭拼凑基本不等式，求和式的最小值即可. 【详解】正实数a ，b 满足231a b +=，则()121223888348a b a b a b a b a b ⎛⎫+=++=++≥+=+=+ ⎪⎝⎭仅当34b a b a =，即a b ==时等号成立，故12a b +的最小值为8+ 故选：D.【点睛】思路点睛：利用基本不等式求最值时，需注意取等号条件是否成立.（1）积定，利用x y +≥，求和的最小值；（2）和定，利用()24x y xy +≤，求积的最大值； （3）已知和式（倒数和）或为定值时，妙用“1”拼凑基本不等式求最值.5．C解析：C【分析】作出不等式对应的平面区域，利用目标函数的几何意义，求目标函数的最大值即可．【详解】画出约束条件所表示的平面区域，如图所示，由23z x y =-得到233z y x =-， 平移直线233z y x =-，当过A 时直线截距最小，z 最大， 由04100y x y =⎧⎨--=⎩ 得到5(,0)2A ， 所以23z x y =-的最大值为max 523052z =⨯-⨯=， 故选C ．【点睛】本题主要考查简单线性规划求解目标函数的最值问题．其中解答中正确画出不等式组表示的可行域，利用“一画、二移、三求”，确定目标函数的最优解是解答的关键，着重考查了数形结合思想，及推理与计算能力，属于基础题．6．C解析：C【分析】根据z 的最大值求得,a b 的关系式，结合点到直线的距离公式，求得22a b +的最小值.【详解】由2203260x y x y -+=⎧⎨--=⎩解得43x y =⎧⎨=⎩. 画出可行域如下图所示，由于0,0a b >>，所以目标函数()0,0z ax by a b =+>>在点()4,3取得最大值4312a b +=.22a b +的最小值等价于原点到直线43120x y +-=的距离的平方，原点到直线43120x y +-=的距离为221212534-=+， 所以22a b +的最小值为212144525⎛⎫= ⎪⎝⎭. 故选：C【点睛】本小题主要考查根据线性规划的最值求参数，考查数形结合的数学思想方法，属于中档题. 7．D解析：D【分析】试题分析：作出不等式组0{4312x y x x y ≥≥+≤表示的平面区域，如下图阴影部分所示，目标函数()()12123112111x y x y y z x x x ++++++===+⨯+++表示可行域内的点到()1,1--的连线的斜率，其斜率的最小值为min 1,k =最大值为 ()()max 41501k --==--，所以z 的取值范围是[]3,11，故选D.考点：简单的线性规划.【方法点晴】本题主要考查了简单的线性规划，属于中档题.线性规划问题首先要作出准确、清晰的可行域，这是正确解题的前提，其次是找准目标函数的几何意义，常见的有“截距型”、“距离型”和“斜率型”，本题中通过吧目标函数231x y z x ++=+变形可知其表示可行域内的点到点 ()1,1--连线斜率的2倍在加上 1，这样问题就转化为求可行域内的点与定点连线的斜率的范围问题，通过数形结合就容易解答了.8．C解析：C【分析】由()()()123f f f -=-=-可求得a b ，的值，代回不等关系得出c 的取值范围【详解】由()()()123f f f -=-=-可得184********a b c a b c a b c a b c -+-+=-+-+⎧⎨-+-+=-+-+⎩解得611a b =⎧⎨=⎩则()32611f x x x x c =+++ 所以()16f c -=-，()013f <-≤所以0c 63-≤＜，解得6c 9≤＜，故选C .【点睛】本题主要考查了函数的性质，运用待定系数法求出参量的值，然后结合题意求出取值范围，较为基础．9．D解析：D【分析】 运用基本不等式2422422x y x y +≥=【详解】因为20,40x y >>，所以224228x y x y ++≥===，（当且仅当24x y =时取“=”）．故答案为D.【点睛】利用两个数的基本不等式求函数的最值必须具备三个条件：①各项都是正数； ②和（或积）为定值； ③等号取得的条件．10．C解析：C【分析】根据基本不等式求解即可得到所求最大值．【详解】由题意得，221121112222228x y xy xy +⎛⎫⎛⎫=⨯≤⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，当且仅当11,42x y ==时等号成立，所以xy 的最大值是18． 故选C ．【点睛】 运用基本不等式解题时，既要掌握公式的正用，也要注意公式的逆用，例如222a b ab+≥逆用就是222a b ab +；,0)2a b a b +≥>逆用就是2(,0)2a b ab a b +⎛⎫> ⎪⎝⎭等．当应用不等式的条件不满足时，要注意运用“添、拆项”等技巧进行适当的变形，使之满足使用不等式的条件，解题时要特别注意等号成立的条件． 11．D解析：D【分析】由约束条件作出可行域，化目标函数为直线方程的斜截式，数形结合得到最优解，联立方程组求得最优解的坐标，把最优解的坐标代入目标函数得结论.【详解】画出满足约束条件236y x x y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≥-⎩的可行域，如图，画出可行域ABC ∆，(2,0)A ，(1,1)B ，(3,3)C ，平移直线2z x y =+，由图可知，直线2z x y =+经过(3,3)C 时目标函数2z x y =+有最大值，2z x y =+的最大值为9.故选D.【点睛】本题主要考查线性规划中，利用可行域求目标函数的最值，属于简单题.求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”：（1）作出可行域（一定要注意是实线还是虚线）；（2）找到目标函数对应的最优解对应点（在可行域内平移变形后的目标函数，最先通过或最后通过的顶点就是最优解）；（3）将最优解坐标代入目标函数求出最值.12．A解析：A【分析】对M 与N 作差，根据差值的正负即可比较大小.【详解】()()()()()b a t a b t t b a b b t M N a a t a a t a a t +-+-+-=-==+++，因为0a b >>，所以0b a -<， 又0t >，所以0a t +>，所以()()0t b a a a t -<+，即0M N -<，所以M N <. 故选：A【点睛】本题主要考查作差法比较大小，考查学生的化简分析能力，属于常规题型.二、填空题13．9【分析】由已知结合基本不等式即可直接求解【详解】为正实数当且仅当时取等号即解得：或（舍去）当且仅当时取等号即的最小值是9故答案为：9【点睛】关键点点睛：本题主要考查了利用基本不等式求最值解题的关键解析：9 【分析】由已知结合基本不等式a b +≥，即可直接求解． 【详解】30a b ab +-+=，3a b ab ∴+=-,a b 为正实数，a b ∴+≥a b =时取等号，3ab ∴-≥30ab ∴-≥，即)310≥3≥1≤-（舍去），9ab ∴≥，当且仅当3a b ==时取等号，即ab 的最小值是9．故答案为：9 【点睛】关键点点睛：本题主要考查了利用基本不等式求最值，解题的关键是利用基本不等式将已的一元二次不等式，进而解不等式得解，考查学生的转化思想与运算能力，属于基础题．14．【分析】化简得到结合基本不等式即可求解【详解】由满足可得则当且仅当时即时等号成立所以的最小值是故答案为：【点睛】通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤：（1）根据已知条件或其变形确定定值（常 解析：5【分析】化简35x y xy +=，得到315x y +=，134(34)()531x y x y x y⋅+++=，结合基本不等式，即可求解. 【详解】由,0x y >满足35x y xy +=，可得315x y+=， 则311134(34)()(13123)55y x x y x y y x yx +=⋅++=++⨯11(13(1312)555≥⋅+=+=，当且仅当123y x x y =时，即21x y ==时等号成立，所以34x y +的最小值是5. 故答案为：5.【点睛】通过常数代换法利用基本不等式求解最值的基本步骤： （1）根据已知条件或其变形确定定值（常数）； （2）把确定的定值（常数）变形为1；（3）把“1”的表达式与所求的最值的表达式相乘或相除，进而构造或积为定值的形式； （4）利用基本不等式求最值.15．【分析】作出不等式组对应的平面区域利用目标函数的几何意义结合数形结合进行求解即可【详解】由得作出不等式组对应的平面区域如图（阴影部分平移直线由图象可知当直线经过点时直线的截距最小此时也最小由解得即代 解析：4-【分析】作出不等式组对应的平面区域，利用目标函数的几何意义，结合数形结合进行求解即可． 【详解】由z y x =-得y =x+z ，作出不等式组对应的平面区域如图（阴影部分):ABC平移直线y =x+z 由图象可知当直线y =x+z 经过点B 时，直线y =x+z 的截距最小，此时z 也最小，由240280x y x y +-=⎧⎨--=⎩，解得40x y =⎧⎨=⎩，即(4,0)B ．代入目标函数z y x =-，得044z =-=-． 所以z y x =-的最小值是4-. 故答案为：4- 【点睛】方法点睛：线性规划问题解题步骤如下： （1）根据题意，设出变量,x y ；（2）列出线性约束条件；（3）确定线性目标函数(,)z f x y =；（4）画出可行域（即各约束条件所示区域的公共区域）； （5）利用线性目标函数作平行直线系()(y f x z =为参数)；（6）观察图形，找到直线()(y f x z =为参数)在可行域上使z 取得欲求最值的位置，以确定最优解，给出答案.16．【分析】根据一元二次不等式的解集求得的关系再根据均值不等式求得最小值【详解】因为的解集为得得又所以所以由均值不等式得所以当时取等号故的最小值是故答案为：【点睛】用均值不等式解最值问题是本题的解题关键点 解析：【分析】根据一元二次不等式的解集求得,,a b c 的关系，再根据均值不等式求得最小值. 【详解】因为220bx x a -->的解集为{}(,,)xx c a b c R ≠∈∣，得0b >，440ab ∆=+=，得1ab =-，又1c b=，所以a c =-，所以0b c +>，由均值不等式得2b c +≥=， 所以()()22222228688b c bc b c a b c b b c b c b c b c+-+++++++===++++ ()6b cb c =++≥+，当b c +=228a b b c+++的最小值是故答案为：【点睛】用均值不等式解最值问题是本题的解题关键点.17．-2【详解】根据题意得到如图可行域是封闭的三角形顶点是(01)()（02）目标函数可得到当目标函数过点A(01)有最大值-2故得到答案为：-2点睛：利用线性规划求最值的步骤：(1)在平面直角坐标系内解析：-2 【详解】根据题意得到如图可行域 是封闭的三角形，顶点是(0,1) (13,22)（0，2）目标函数2z x y =-，1,22zy x =-可得到当目标函数过点A(0，1)，有最大值-2， 故得到答案为：-2.点睛：利用线性规划求最值的步骤：(1)在平面直角坐标系内作出可行域．(2)考虑目标函数的几何意义，将目标函数进行变形．常见的类型有截距型（ax by +型）、斜率型（y bx a++型）和距离型（()()22x a y b +++型）．(3)确定最优解：根据目标函数的类型，并结合可行域确定最优解．(4)求最值：将最优解代入目标函数即可求出最大值或最小值．18．【分析】先将问题转化为恒成立再结合基本不等式求解即可得答案【详解】解：根据题意若恒成立等价于恒成立由于当且仅当即时等号成立所以故答案为：【点睛】本题考查利用基本不等式解决恒成立问题是基础题 解析：(],12-∞【分析】 先将问题转化为()313a b m a b ⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭恒成立，再结合基本不等式求解即可得答案. 【详解】解：根据题意，0,0a b >>，若313m a b a b +≥+恒成立等价于()313a b m a b ⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭恒成立，由于0,0a b >>，()3199933366212b a a a b b a b a b a b a b a b ⎛⎫++=+++=++≥+⋅= ⎪⎝⎭，当且仅当9b aa b=，即3a b =时等号成立. 所以12m ≤故答案为：(],12-∞ 【点睛】本题考查利用基本不等式解决恒成立问题，是基础题.19．【分析】画出可行域和目标函数根据目标函数的几何意义得到答案【详解】如图所示：画出可行域和目标函数则则表示直线在轴的截距的相反数根据图像知当直线过点时即时有最大值为故答案为：【点睛】本题考查了线性规划 解析：2【分析】画出可行域和目标函数，根据目标函数的几何意义得到答案. 【详解】如图所示：画出可行域和目标函数，z x y =-，则y x z =-，则z 表示直线在y 轴的截距的相反数，根据图像知当直线过点()2,0时，即2x =，0y =时，z 有最大值为2. 故答案为：2.【点睛】本题考查了线性规划问题，画出图像是解题的关键.20．【分析】先根据条件作出可行域然后求出的取值范围由恒成立即即可得出答案【详解】由满足作出可行域如图设则表示直线在轴上的截距的相反数则由得当直线过点时有最大值4当直线过点时有最小值所以所以故答案为：【点解析：)4，⎡+∞⎣ 【分析】先根据条件作出可行域，然后求出2z x y =-的取值范围，由|2|x y a -≤恒成立，即max |2|x y a -≤，即可得出答案.【详解】由x ，y 满足270101x y x y x +-≤⎧⎪--≤⎨⎪⎩，作出可行域，如图.设2z x y =-，则2y x z =-，z 表示直线2y x z =-在y 轴上的截距的相反数.则()()1,0,1,3A C ,由27010x y x y +-=⎧⎨--=⎩，得()3,2B .当直线2y x z =-过点()3,2B 时，z 有最大值4，当直线2y x z =-过点()1,3C时，z 有最小值-1.所以|2|4x y -≤，所以4a ≤故答案为：[)4+∞，. 【点睛】本题考查简单的线性规划问题和恒成立求参数的问题，属于中档题.三、解答题21．（1）14a b =-⎧⎨=⎩；（2）16．【分析】（1）由不等式()0f x >的解集(1,3)-．1-，3是方程()0f x =的两根，由根与系数的关系可求a ，b 值；（2）由()12f =，得到1a b +=，将所求变形为1(9)()a ba b ++展开，利用基本不等式求最小值． 【详解】解：（1）∵()2230ax b x +-+>的解集为()1,3-，1,3∴-是()2230ax b x +-+=的两根，21313413b a a b a -⎧-+=-⎪=-⎧⎪∴⇒⎨⎨=⎩⎪-⨯=⎪⎩．（2）由于()12f =，0a >，0b >， 则可知232a b +-+=， 得1a b +=，所以199()()101016b a a b a b a b ++=++≥+=， 当且仅当9b aa b=且1a b +=， 即1434a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时成立，所以19a b +的最小值为16. 【点睛】易错点睛：在用基本不等式求最值时，应具备三个条件：一正二定三相等.①一正：关系式中，各项均为正数；②二定：关系式中，含变量的各项的和或积必须有一个为定值；③三相等：含变量的各项均相等，取得最值. 22．铁盒底面的长与宽均为5cm 时，用料最省. 【分析】法一：因为体积为350cm 高为2cm ，所以底面积是定值25，设长为xcm ，则宽为25x，列出表面积结合基本不等式即可；法二：列出表面积后，利用求导函数的方法求最值. 【详解】解法1：设铁盒底面的长为xcm ，宽为25x，则.. 表面积251002544425S x x x x=++⨯=++..2565≥=.. 当且仅当25x x=，即5x =时，表面积有最小值65. 所以这个铁盒底面的长与宽均为5cm 时，用料最省. 答：这个铁盒底面的长与宽均为5cm 时，用料最省. 解法2：设铁盒底面的长为xcm ，宽为25x，表面积为2ycm ，则. ()2510025444250y x x x x x=++⨯=++>22210041004x y x x -'=-=.. 令2241000x y x-'==得，5x =. 当()0,5x ∈时，0y '<，函数224100x y x -'=为减函数； 当()5,+∈∞x 时，0y '>，函数224100x y x -'=为增函数；所以当5x =时，y 有最小值65.答：这个铁盒底面的长与宽均为5cm 时，用料最省. 23．(1)2()2f x x =-，()g x x =；(2)答案见解析. 【解析】试题分析：（1）根据函数奇偶性的性质利用方程组法即可求f （x ）和g （x ）的解析式；（2）()()h x g x < 即()23130mx m x +--<，讨论当0m =时，当0m ≠时，即()()130mx x -+<，对应方程的两个根为11x m =，23x =-，比较1m与-3的大小，进行讨论； 试题（1）由题意()()22f x g x x x -+-=--，即()()22f x g x x x -=--，又()()22f x g x x x +=+-联立得()22f x x =-，()g x x =.（2）由题意不等式即()23130mx m x +--<，当0m =时，即30x --<，解得3x >-；当0m ≠时，即()()130mx x -+<，对应方程的两个根为11x m=，23x =-， 故当0m >时，易知13m >-，不等式的解为13x m-<<； 当0m <时，若13m >-，即13m <-时，不等式的解为3x <-或1x m>； 若13m =-，即13m =-时，不等式的解为3x ≠-； 若13m <-，即13m >-时，不等式的解为1x m<或3x >-； 综上所述，当13m <-时，不等式的解为1|3x x x m 或⎧⎫-⎨⎬⎩⎭；当103m -≤<时，不等式的解集为1|3x x x m ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭或；当0m =时，不等式的解集为{}3x x -； 当0m >时，不等式的解集为1|3x x m ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭. 点睛：本题主要考查根据奇偶性的定义利用方程组法求函数解析式及求含参的一元二次不等式解集；在讨论时从二次项系数等于0，不等于0入手，当不等于0时，往往先对式子进行因式分解得出对应二次方程的根，然后比较根的大小，讨论要不重不漏. 24．(1) 2a = (2) 7,19a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦【分析】（1）根据题意定义域为2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，可知不等式()()221120a x a x ---+≥的解集为2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，根据一元二次不等式解集与一元二次方程根的关系即可求解. （2）()f x 的定义域为R ，可知不等式()()221120a x a x ---+≥恒成立，然后讨论二次项系数，借助二次函数的性质即可求解. 【详解】解：（1）()f x 的定义域为2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，即()()221120a x a x ---+≥的解集为2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦， 故()()()()22210221*********a a a a a ⎧-<⎪⎪⎛⎫-⋅---+=⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪---+=⎩，解得2a =；（2）()f x 的定义域为R ，即()()221120ax a x ---+≥恒成立，当210a -=时，1a =±，经检验只有1a =满足条件；当210a -≠时，()()222101810a a a ⎧->⎪⎨∆=---≤⎪⎩，解得7,19a ⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭， 综上，7,19a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦. 【点睛】本题主要考查函数的定义域、一元二次不等式的解法、一元二次不等式与二次函数的关系，综合性比较强. 25．（1）45；（2）证明见解析【分析】 （1）由所给等式得()215a b ++=，再利用基本不等式即可求得最小值；（2）利用()2222a b a b ++≥即可逐步证明.【详解】（1）3a b +=，()215a b ++∴=，且200a b +>>，，∴()1111112++2225252b a a b a b a b a b +⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭14255⎛≥+= ⎝，当且仅当2=2b a a b ++即1522a b ==，时等号成立， ∴11+2+a b 的最小值为45. （2）因为a ＞0，b ＞0，所以要证92+a bb aab，需证2292a b +≥，因为()222239222a b a b ++≥==， 所以92+a bb a ab ，当且仅当32a b ==时等号成立. 【点睛】本题考查条件等式求最值、基本不等式的应用，属于中档题.26．（1）25-；（2）6⎛⎫-∞ ⎪ ⎪⎝⎭，-. 【分析】（1）由不等式的解集为{}32x x x <->-或知0k <,且3-，2-是方程2260kx x k -+=的两根，代入可解.（2）不等式的解集为R ，知二次函数图像恒在x 轴下方，则利用0k <且24240k ∆=-<可解【详解】（1）∵不等式的解集为{}32x x x <->-或 ∴3-，2-是方程2260kx x k -+=的两根，且0k < ∴25k =-（2）∵不等式的解集为R ∴0k <且24240k ∆=-<∴k<-6∴k的取值范围是(-∞，【点睛】解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0，小于0，还是大于0，然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式．(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时，讨论判别式∆与0的关系．(3)确定无实根时可直接写出解集，确定方程有两个实根时，要讨论两实根的大小关系，从而确定解集形式．。
第3章 不等式(A卷基础篇)(解析版)
必修五第三章不等式（A卷基础篇）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题，每小题5分，满分50分）1．（2019秋•渭南期末）若a，b，c∈R且a＞b，则下列不等式中一定成立的是（）A．ac＞bc B．（a﹣b）c2＞0 C．D．﹣2a＜﹣2b【解析】解：∵a，b，c∈R且a＞b，∴取c＝0，可排除A，B；取a＝1，b＝﹣1可排除C．由不等式的性质知当a＞b时，﹣2a＜﹣2b，故D正确．故选：D．【点睛】本题考查了不等式的基本性质，属基础题．2．（2019秋•江阴市期中）不等式x2﹣5x+6＜0的解集是（）A．{x|x＞1或x＜﹣6} B．{x|x＞6或x＜﹣1}C．{x|x＞3或x＜2} D．{x|2＜x＜3}【解析】解：不等式x2﹣5x+6＜0化为（x﹣2）（x﹣3）＜0，解得2＜x＜3，所以不等式的解集是{x|﹣2＜x＜3}．故选：D．【点睛】本题考查了求一元二次不等式解集的应用问题，是基础题．3．（2019秋•罗田县期中）若不等式x2+ax+b＜0（a，b∈R）的解集为{x|2＜x＜5}，则a，b的值为（）A．a＝﹣7，b＝10 B．a＝7，b＝﹣10 C．a＝﹣7，b＝﹣10 D．a＝7，b＝10【解析】解：不等式x2+ax+b＜0的解集为{x|2＜x＜5}，则对应方程x2﹣ax+b＝0的两个根为2和5，即，解得a＝﹣7，b＝10．故选：A．【点睛】本题考查了一元二次不等式与对应方程的关系应用问题，是基础题．4．（2019秋•常州期末）若x＞0，y＞0，且x+y＝S，xy＝P，则下列说法中正确的是（）A．当且仅当x＝y时S有最小值2B．当且仅当x＝y时p有最大值C．当且仅当p为定值时S有最小值2D．若S为定值，当且仅当x＝y时P有最大值【解析】解：∵x，y∈R+，x+y＝s，xy＝p，∴s＝x+y≥22①，当且仅当x＝y时取等号；∴如果p是定值，那么当且仅当x＝y时s的值最小，故A、C错误；由①得，p，当且仅当x＝y时取等号；∴如果s是定值，那么当且仅当x＝y时p的值最大，故D正确，B错误．故选：D．【点睛】应用基本不等式时，要熟练掌握不等式成立的条件与重要不等式的变形．5．（2020•湖南一模）已知实数x，y满足，则该不等式组所表示的平面区域的面积为（）A．B．C．2 D．3【解析】解：根据题中所给的约束条件，画出其对应的区域如下图所示，其为阴影部分的三角区，解方程组可以求得三角形三个顶点的坐标分别为（1，0），（2，1），（4，0），根据三角形的面积公式可以求得S．故选：B．【点睛】本题主要考查线性规划的应用，通过数形结合是解决本题的关键，是中档题．6．（2019秋•雁峰区校级月考）已知log a（a2﹣4）＜log a（2a﹣1），则a的取值范围是（）A．（2，+∞）B．（，2）C．（2，3）D．（，3）【解析】解：由题意知，得：a＞2，即函数f（x）＝log a x为增函数，又因为log a（a2﹣4）＜log a（2a﹣1），所以a2﹣4＜2a﹣1得2＜a＜3．故选：C．【点睛】本题考查对数函数的图象及性质，考查不等式的求解，属于基础题．7．（2019秋•安徽期末）已知x＞0，y＞0，4x•2y＝8，则的最小值是（）A．3 B．C．D．9【解析】解：∵x＞0，y＞0，4x•2y＝8，∴2x+y＝3，∴，当且仅当，即，y＝1时取等号，∴的最小值为3．故选：A．【点睛】本题考查了利用基本不等式求最值，考查了转化思想，属基础题．8．（2019秋•徐州期中）若关于x的不等式x2﹣4x﹣a＞0在1＜x＜4内有解，则实数a的取值范围（）A．a＜﹣3 B．a＜0 C．a＜﹣4 D．a≤﹣4【解析】解：不等式x2﹣4x﹣a＞0可化为a＜x2﹣4x；设f（x）＝x2﹣4x，其中x∈（1，4）；则f（x）＝（x﹣2）2﹣4，所以f（x）＜f（4）＝0；所以不等式在1＜x＜4内有解，实数a的取值范围是a＜0．故选：B．【点睛】本题考查了不等式在某一范围内有解的应用问题，是基础题．9．（2019秋•浙江期中）已知关于x的不等式a（x+1）（x﹣3）+1＞0（a≠0）的解集是（x1，x2）（x1＜x2），则下列结论中错误的是（）A．x1+x2＝2 B．x1x2＜﹣3 C．x2﹣x1＞4 D．﹣1＜x1＜x2＜3【解析】解：由关于x的不等式a（x+1）（x﹣3）+1＞0（a≠0）的解集是（x1，x2）（x1＜x2），∴a＜0，x1，x2是一元二次方程ax2﹣2ax+1﹣3a＝0．∴x1+x2＝2，x1x23＜﹣3．x2﹣x124．由x2﹣x1＞4，可得：﹣1＜x1＜x2＜4是错误的．故选：D．【点睛】本题考查了一元二次方程的根与系数的关系、不等式、配方法，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．10．（2019秋•无锡期末）已知关于x的不等式（a2﹣4）x2+（a﹣2）x﹣1≥0的解集为空集，则实数a的取值范围是（）A．[﹣2，] B．[﹣2，）C．（，2] D．（﹣∞，2]∪[2，+∞）【解析】解：①当a2﹣4＝0，即a＝±2．当a＝2时，不等式（a2﹣4）x2+（a﹣2）x﹣1≥0化为﹣1≥0，其解集为空集，因此a＝2满足题意；当a＝﹣2时，不等式（a2﹣4）x2+（a﹣2）x﹣1≥0化为﹣4x﹣1≥0，即，其解集不为空集，因此a＝﹣2满足题意，应舍去；②当a2﹣4≠0，即a≠±2时．∵关于x的不等式（a2﹣4）x2+（a﹣2）x﹣1≥0的解集为空集，∴，解得a＜2．综上可得：a的取值范围是（，2]．故选：C．【点睛】本题考查了一元二次不等式的解集与判别式的关系，考查了分类讨论的思想方法，考查了计算能力，属于中档题．二．填空题（共4小题，每小题5分，满分20分）11．（2020•南通模拟）设x＞﹣1，则当y＝x取最小值时，x的值为1．【解析】解：∵x＞﹣1，∴x+1＞0，则y＝x x+11≥3，当且仅当x+1即x＝1时取等号，故答案为：1【点睛】本题考查了基本不等式在求最值中的应用，属于基础题．12．（2019秋•宜昌期末）定义新运算“⊗”：a⊗b＝ab+2a+b，则关于x的不等式x⊗（x﹣2）＜0的解集是（﹣2，1）．【解析】解：∵a⊗b＝ab+2a+b，则关于x的不等式x⊗（x﹣2）＝x（x﹣2）+2x+x﹣2＝x2+x﹣2＝（x+2）（x﹣1）＜0，求得﹣2＜x＜1，故答案为（﹣2，1）．【点睛】本题主要考查新定义，一元二次不等式的解法，属于基础题．13．（2019秋•泉州期末）若x，y满足约束条件，则z＝3x+2y的最大值为4．【解析】解：作出x，y满足约束条件的平面区域如图：由z＝3x+2y，则y x，平移直线y x，由图象可知当直线y x，经过点A时，直线y x，的截距最大，此时z最大，由，解得A（0，2），此时z max＝3×0+2×2＝4，故答案为：4．【点睛】本题主要考查线性规划的应用，利用z的几何意义，利用数形结合是解决本题的关键．14．（2019秋•扬州期末）若关于x的不等式（a﹣2）x2+（4a﹣10）x+4a﹣12＞0的解集中恰有两个整数，则实数a的取值范围是[0，1）．【解析】解：由关于x的不等式（a﹣2）x2+（4a﹣10）x+4a﹣12＞0的解集中恰有两个整数，则a≠2．二次函数y＝（a﹣2）x2+（4a﹣10）x+4a﹣12只有开口向下时才能满足（a﹣2）x2+（4a﹣10）x+4a﹣12＞0的解集中恰有两个整数，故a＜2，（a﹣2）x2+（4a﹣10）x+4a﹣12＝[（a﹣2）x+2a﹣6][x+2]＝0即两根为﹣2，，故∵2，即两个整数解应为﹣3，﹣2，∴∴a∈[0，1）故答案为[0，1）．【点睛】本题关于不等式的解法，属于基础题．三．解答题（共3小题，每小题10分，满分30分）15．（2019秋•苏州期末）解下列不等式：（1）x2﹣4x﹣12≤0；（2）．【解析】解：（1）根据题意，x2﹣4x﹣12≤0⇒（x﹣6）（x+2）≤0，解可得：﹣2≤x≤6，即不等式的解集为[﹣2，6]；（2）根据题意，⇒⇒0，解可得：x＜3或x＞8，即不等式的解集为{x|x＜3或x＞8}．【点睛】本题考查一元二次不等式和分式不等式的解法，注意分式不等式的变形，属于基础题．16．（2019秋•金安区校级月考）（1）已知0 ，求y x（1﹣2x）的最大值；（2）已知x＜3，求f（x）x的最大值；（3）已知x，y∈R+，且2x+3y+12xy＝4，求2x+3y的最小值．【解析】解：（1）由题意，y x（1﹣2x）2x（1﹣2x），当且仅当2x＝1﹣2x即x∈（0，）时等号成立；（2）由题意，3﹣x＞0，∴f（x）x x﹣3+3，当且仅当即x＝1时等号成立；（3）由2x+3y+12xy＝4得，∵x，y＞0，∴0＜x＜2，则，当且仅当即x时等号成立．【点睛】本题主要考查基本不等式及其应用，属于基础题．17．（2019秋•平谷区期末）已知f（x）＝ax2﹣（2a+1）x+2，（Ⅰ）当a＝﹣1时，解不等式f（x）≤0；（Ⅱ）若a＞0，解关于x的不等式f（x）≤0．【解析】解：（Ⅰ）因为a＝﹣1，所以f（x）＝﹣x2+x+2；由f（x）≤0所以x2﹣x﹣2≥0，所以不等式的解为{x|x≤﹣1或x≥2}．（Ⅱ）因为a＞0，f（x）≤0所以ax2﹣（2a+1）x+2≤0化为①时②当时，③当时{x|x＝2}．综上当时，不等式f（x）≤0的解集是：当时，不等式f（x）≤0的解集是：；当时，不等式f（x）≤0的解集是：{x|x＝2}．【点睛】本题主要考查一元二次不等式的求解以及分类讨论思想的应用，属于基础题目．。
(完整版)高中数学不等式测试题(基础卷)新人教A版必修5
不等式测试题（基础卷）1．如果01,0<<-<b a ，那么下列不等式成立的是（ ）A ．2ab ab a >>B ．a ab ab >>2C ．2ab a ab >>D ．a ab ab >>22．若b a >，则下列不等式中恒成立的是（ ）A ．1>ba B ．b a lg lg > C ．b a 22> D ．22b a > 3.下列函数中，最小值为4的是（ ）A ．x x x f 4)(+=B ．x x x f cos 4cos )(+=C ．x x x f -⨯+=343)(D 10log lg )(x x x f +=． 4．若10,10<<<<b a ，则22,2,2,b a ab ab b a ++中最大的一个是 。
5．已知1,0,0=+>>b a b a ，则ba 11+的取值范围是 。
解：422211=⨯+≥++=+++=+b a a b b a a b b b a a b a b a ，当且仅当21==b a 时取“=”。
6．若不等式022>++bx ax 解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-3121|x x ，则b a +的值为 。
解：31,21-分别是方程022=++bx ax 的两个根，即：31212,3121⨯-=+-=-a a b ，解得：2,12-=-=b a ，所以14-=+b a 。
7．当0>a 时，解关于x 的不等式01)1(2<++-x a ax 。
8．如果不等式)0(02≠<++a c bx ax 解集为∅，那么（ ）A ．0,0>∆<aB ．0,0≤∆<aC ．0,0≤∆>aD ．0,0≥∆>a9． 设123)(+-=a ax x f ，若存在)1,1(0-∈x ，使0)(0=x f ，则实数a 的取值范围是（ ）10．不等式02>++k x x 恒成立，则k 的取值范围是 。
高中必修5不等式练习题及答案
［基础训练A组］一、选择题1.若一2/+5兀一2>0,则丁4/-4・丫 + 1+2卜-2|等于（）A. 4x —5B. — 3C. 3D. 5 —4兀2.函数y=log丄（x+古+1）（x > 1）的最大值是（）A. —2B. 2C. —3D. 33人一13.不等式一的解集是（）2—x3 3 3A. {x|—WxW2}B. {x| —Wx V2}C・ {x|x>2 或x W —} D. {x|xV2}4 4 44.设a>l>b>-l,则下列不等式中恒成立的是（）A. — < —B. — > —C・ a>b* D・ £>2ba h a b5.如果实数x，y 满足x2 3+y J=l,则（1—xy）（1+xy）有（）1 3A.最小值一和最大值1B.最大值1和最小值二2 43C.最小值；而无最大值D.最大值1而无最小值46.二次方程/+ （a s+l）x+a-2=0,有一个根比1尢另一个根比一1小,则a的取值范围是（)A・一3 <a<l B. -2<a<0 C. -l<a<0 D. 0<a<2二、填空题（五个小题，每题6分，共30分）x > -21.不等式组、r的负整数解是______________________O兀>一3■2.一个两位数的个位数字比十位数字大2,若这个两位数小于30,则这个两位数为__________ oV2 +13.不等式一<0的解集是 _______________________ o2-x4.当尤= ____________ 时，函数y =，（2-小）有最_______值，其值是___________ 。
5・若f（n） = V«2+l 一亿g（n）=舁一J宀1,0（〃）=丄⑺已N）,用不等号连结起来为______2n2 不等式---------- ----------- V0的解集为R,求实数m的取值范围。
高中数学必修5不等式试题
含参数的一元二次不等式的解法解含参数的一元二次不等式，通常情况下，均需分类讨论，那么如何讨论呢？对含参一元二次不等式常用的分类方法有三种： 一、按2x 项的系数a 的符号分类，即0,0,0<=>a a a;例1 解不等式：()0122>+++x a ax分析：本题二次项系数含有参数，()044222>+=-+=∆a a a ，故只需对二次项系数进行分类讨论。
解：∵()044222>+=-+=∆a a a解得方程 ()0122=+++x a ax 两根,24221a a a x +---=aa a x 24222++--=∴当0>a 时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或当0=a 时，不等式为012>+x ,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21|x x当0<a 时, 解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<<++--a a a x a a a x 242242|22例2 解不等式()00652≠>+-a a ax ax分析 因为0≠a ，0>∆，所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a∴当0>a 时，解集为{}32|><x x x 或；当0<a 时，解集为{}32|<<x x 二、按判别式∆的符号分类，即0,0,0<∆=∆>∆；例3 解不等式042>++ax x分析 本题中由于2x 的系数大于0,故只需考虑∆与根的情况。
解：∵162-=∆a ∴当()4,4-∈a 即0<∆时，解集为R ；当4±=a 即Δ＝0时，解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠∈2a x R x x 且； 当4>a 或4-<a 即0>∆,此时两根分别为21621-+-=a a x ，21622---=a a x ，显然21x x >,∴不等式的解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----+->21621622a a x a a x x 〈或例4 解不等式()()R m x x m ∈≥+-+014122解 因,012>+m ()()2223414)4(m m -=+--=∆，所以当3±=m ，即0=∆时，解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=21|x x ；当33<<-m ，即0>∆时，解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+--+-+>1321322222m m x m m x x 〈或； 当33>-<m m 或，即0<∆时，解集为R 。
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不等式A 卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题：共4题 每题5分 共20分1．已知a >0,b >0，则6√ab +3a +3b的最小值是A.10B.6√ab +3a+3bC.12D.202．对于使不等式f(x)≤M 成立的所有常数M 中,我们把M 的最小值叫做函数f(x)的上确界. 若a,b ∈R +,a +b =1,则−12a −2b 的上确界为 A.−92B.92C.14D.−43．设集合A={x|1<x<4},集合B={x|x 2-2x-3≤0},则=___.A.(1,4)B.(3,4)C.(1,3)D.(1,2)∪(3,4)4．已知实数x ,y 满足不等式组{x −y −1≥0x +y −3≥03x +y −11≤0,则z =2y+1x−1的取值范围为 A.[-2,3]B.[-13,3]C.[-13,52]D.[52,3]二、填空题：共14题 每题4分 共56分5．各项为正的等比数列{a n }中,若a 1≥1,a 2≤2,a 3≥3,则a 4的取值范围是______. 6．已知x >0,y >0,且2x +1y =1,若x+2y >m 2+2m 恒成立,则实数m 的取值范围为 .7．已知函数f(x)=x 2−2x+2x−1(x ≥3),f(x)的最小值为 .8．若点(x,y)位于曲线y=|x-1|与y=2所围成的封闭区域,则2x-y 的最小值为 . 9．已知等差数列{a n }中，首项为a 1(a 1≠0)，公差为d ，前n 项和为S n ，且满足a 1S 5+15=0，则实数d 的取值范围是 .10．若变量x,y 满足约束条件{x +2y ≤8,0≤x ≤4,0≤y ≤3,则x+y 的最大值为 .11．已知函数f(x)={x 2+1,x ≥01,x <0,则满足不等式f(1-x 2)>f(2x)的x 的取值范围是 .12．设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx −y −m +3=0交于点P (x,y ),则|PA →|⋅|PB →|的最大值为 .13．设变量x ，y 满足{x −2y +2≥0x +y −2≥0 x ≤3，则z =2x ﹣y 的最大值为 .14．若点(x,y )位于曲线y =|x -1|与y =2所围成的封闭区域,则2x -y 的最小值为 . 15．若不等式a 2+8b 2≥λb(a +b)对任意的实数a,b 均成立,则实数λ的取值范围为______.16．已知正数x ,y 满足x+y ≤4,则4x+y xy+2y−x4的最小值是 .17．若不等式组{x +y −3≥0y ≤kx +30≤x ≤3表示的区域为一个锐角三角形及其内部,则实数k 的范围是______.18．若x ,y 满足约束条件{x −y +1≥0,x −2y ≤0,x +2y −2≤0,则z =x+y 的最大值为 .三、解答题：共5题 共74分19．(本题12分)甲与乙午觉醒来后,发现自己的手表因故停止转动,于是他们想借助收音机,利用电台整点报时确认时间.(1)求甲等待的时间不多于10分钟的概率; (2)求甲比乙多等待10分钟的概率.20．(本题14分)设函数f(x)=|x −a |．(1)当a =2时，解不等式f (x )≥7−|x −1|；(2)若f(x)≤2的解集为[−1，3]，1m +12n =a(m >0,n >0)，求证:m +4n ≥2√2+3．21．(本题14分)已知不等式ax 2−3x +2>0(1)若a =−2，求上述不等式的解集；(2)若上述不等式的解集为{x|x <1或x >b}，求a,b 的值.22．(本题16分)已知、、均为正数，且，求证：23．(本题18分)已知正实数a,b 满足a +b =2.(1)求1a +1b的最小值m ;(2)设函数f(x)=|x −t|+|x +1t |(t ≠0),对于(1)中求得的m ,是否存在实数x ,使得f(x)=m 成立?若存在,求出x 的取值范围;若不存在,说明理由.a b c 1a b c ++=1119a b c++≥参考答案1.C【解析】本题考查基本不等式的应用；由题意，得6√ab +3a +3b ≥6√ab +√ab ≥12（当且仅当3a =3b ，且√ab =√ab ，即a =b =1时取等号）；故选C. 【备注】无 2.A【解析】本题考查基本不等式.由题意得−12a −2b =−(12a +2b )(a +b )=−(2ab +b2a + 52)≤−(2√2a b ×b 2a +52)=−92(当且仅当b =2a 时等号成立).即−12a −2b 的最大值是−92;即−12a −2b 的上确界为−92.选A. 【备注】无3.B 【解析】无【备注】【易错点拨】此题要注意集合交集的正确运算,避免将交集运算误当并集进行处理,还应避免补集求解出错,此题属于容易题,要确保容易题不失分. 4.B【解析】本题主要考查不等式组所表示的平面区域的简单应用,考查考生的运算求解能力,属于中档题.作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由题意可知,z =2y+1x−1=2·y+12x−1,它表示平面区域内的点(x ,y )与定点M (1,-12)的连线的斜率的2倍.由图可知,当点(x ,y )位于点C 时,直线的斜率取得最小值-16;当点(x ,y )位于点A 时,直线的斜率取得最大值32.故z =2y+1x−1的取值范围是[-13,3],选B.【备注】无 5.[92,8]【解析】本题主要考查等比数列的通项公式、线性规划问题,考查了计算能力.设公比为q ,根据题意可得{ a 1≥1a 2=a 1q ≤2a 3=a 1q 2≥3a 4=a 1q 3,各不等式两边同时取常用对数,得{lga 1≥0lga 1+lgq ≤lg2lga 1+2lgq ≥lg3lga 4=lga 1+3lgq ,令lga 1=x ,lgq =y,lga 4=z ,则原不等式可化为{x ≥0x +y ≤lg2x +2y ≥lg3z =x +3y ,作出不等式组所表示的表面区域,即图中的三角形ABC 及其内部,其中A (0,lg2),B (2lg2-lg3,lg3-lg2),C (0, 12lg3),根据目标函数z 与直线z =x +3y 在y 轴上的截距之间的关系可知,当直线z =x +3y 过点A 时,z =3lg2取得最大值;当直线z =x +3y 经过点B 地,z =−lg2+2lg3取得最小值,即−lg2+2lg3≤z ≤3lg2,化简可得92≤a 4≤8.【备注】无 6.(-4,2)【解析】【思路分析】令t =x+2y →常数代换求t 的最小值→构造m 的不等式→解不等式求范围【解题过程】记t =x+2y ,由不等式恒成立可得m 2+2m <t min . .............................................. (分离参数) 因为2x +1y =1,所以t =x+2y =(x+2y )(2x +1y )=4+4y x +xy . 而x >0,y >0,所以4y x +xy ≥2√4y x×xy=4(当且仅当4yx =xy ,即x =2y 时等号成立). 所以t =4+4y x +xy ≥4+4=8,即t min =8. .............................................................................................. (求最值) 故m 2+2m <8,即(m-2)(m+4)<0, .................................................................................................. (建关系) 解得-4<m <2. ............................................................................................................................... (求范围) 所以实数m 的取值范围为(-4,2).【备注】【模型解法】分离参数法是求解不等式恒成立问题的常用方法,其解题要点如下: (1)分参数,即根据不等式的结构特征将参数分离出来.(2)求最值,即将不含参数的一侧代数式看作整体,并根据代数式的结构特征求其最值.(3)建关系,即根据不等式恒成立的条件,建立目标代数式的最值与参数之间的大小关系. (4)求范围,即解所得到的不等式关系求解参数的取值范围.【技巧点拨】分离参数法求解不等式恒成立的关键在于准确根据不等式的结构特征分离参数,其实质就是通过分离参数转化为代数式的最值问题.求解过程需要注意以下两个方面:(1)分离参数时,要注意参数的系数的符号是否发生变化,当参数的系数为负时,不等号的方向要发生变化;遵循变号一般不分离的原则,避免过多地进行分类讨论. (2)准确利用不等式恒成立建立参数与代数式的最值之间的关系. 如①f (x )>a 恒成立,则a <f (x )min ;②f (x )≥a 恒成立,则a ≤f (x )min; ③f (x )<a 恒成立,则a >f (x )max ;④f (x )≤a 恒成立,则a ≥f (x )max. 7.52【解析】本题考查基本不等式.f(x)=x 2−2x+2x−1=(x−1)2+1x−1=(x −1)+1x−1≥(3−1)+13−1=52(当且仅当x =3时等号成立);即f(x)的最小值为52. 【备注】无 8.-4 【解析】无 【备注】无9.(−∞,−√3]∪[√3,+∞)【解析】主要考查等差数列的通项公式. 由已知条件利用等差数列前n 项和公式得5a 12+10a 1d +15=0，从而d =−32a 1−12a 1，由此利用均值定理能求出实数d 的取值范围．∵等差数列{a n }中，首项为a 1(a 1≠0)，公差为d ，前n 项和为S n ，且满足a 1s 5+15=0,∴a 1(5a 1+5×42d)+15=0,∴5a 12+10a 1d +15=0,∴d =−32a 1−12a 1，当a 1＞0时，d =−32a 1−12a 1≤﹣2√(−32a 1)(−12a 1)=−√3,当a 1＜0时，d =−32a 1−12a 1≥2√(−32a 1)(−12a 1)=√3,∴实数d 的取值范围是(−∞,−√3]∪[√3,+∞)．故答案为(−∞,−√3]∪[√3,+∞)． 【备注】无 10.6 【解析】无 【备注】无11.(-1,√2-1)【解析】无 【备注】无 12.5【解析】本题主要考查直线过定点、两条直线垂直的判断、基本不等式等基础知识,意在考查考生的转化与化归能力、逻辑推理能力.由题意知，动直线x +my =0经过定点A （0,0），动直线mx −y −m +3=0，即m (x −1)−y +3=0，经过定点B （1,3），注意到动直线x +my =0和动直线mx −y −m +3=0始终垂直，点P 是两条直线的交点，所以PA ⊥PB ，所以|PA |2+|PB |2=|AB |2=10，所以|PA →|⋅|PB →|≤|PA |2+|PB |22=5，当且仅当|PA →|=|PB →|=√5时，等号成立，所以|PA →|⋅|PB →|的最大值为5.【备注】用基本不等式求函数的最大(小)值的三个条件必须同时具备，才能应用，即“一正，二定，三相等”.在具体的题目中“正数”条件往往易从题设中获得，“相等”条件也易验证确定，而要获得“定值”条件却常常被设计为一个难点，它需要一定的灵活性和变形技巧，如本题中利用两条直线垂直的条件及勾股定理推出|PA |2+|PB |2=10. 13.7【解析】本题考查简单的线性规划问题.画出可行域(如图所示),A (23,43),B (3,52),C (3,−1);当过点C 时, z 取得最大值2×3+1=7.【备注】无 14.-4【解析】本题考查简单线性规划以及利用线性规划求函数的最值，属于基础题； 如图封闭区域为三角形，令|x −1|=2，解得x 1=−1，x 2=3， 所以三角形三个顶点坐标分别为(1，0)，(−1，2)，(3，2)，把z =2x −y 变形为y =2x −z ，则直线经过点(−1，2)时z 取得最小值； 所以z min =2×(−1)−2=−4，故2x −y 在点(−1，2)取最小值−4． 故答案为−4. 【备注】无 15.[−8,4]【解析】本题考查不等式恒成立问题.将不等式整理为关于a 的二次不等式:a 2−λba + (8−λ)b 2≥0,其判别式Δ=λ2b 2−4(8−λ)b 2≤0,整理得(λ2+4λ−32)b 2≤0,所以λ2+4λ−32≤0,解得−8≤λ≤4,故答案为[−8,4]. 【备注】无 16.3【解析】本题主要考查基本不等式,考查考生对于复杂的分式结构的调整、系数的配凑,难度较大,还要关注取等条件的一致性.4x+y xy +2y−x 4=4y +1x+y 2-x4,∵x ≤4-y ,∴4x+y xy +2y−x 4≥4y +y 2+14−y -4−y4=4y+y+14−y +4−y4-2≥2√4y ·y +2√14−y·4−y 4-2=4+1-2=3,当且仅当x =2,y =2时,4x+y xy+2y−x4取得最小值,且最小值为3. 【备注】无 17.(0,1)【解析】本题主要考查简单的线性规划问题.依题意作出其平面区域,当直线y =kx +3与AB 重合时,k =0,是直角三角形,当直线y =kx +3与AD 重合时,k =1,是直角三角形,故若区域为一个锐角三角形及其内部,则实数k 的范围是(0,1),故填(0,1).【备注】无 18.32 【解析】无 【备注】无19.(1)因为电台每隔1小时报时一次,甲在[0,60)之间任何一个时刻打开收音机是等可能的,所以他在哪个时间段打开收音机的概率只与该时间段的长度有关,而与该时间段的位置无关,符合几何概型的条件.设事件A 为“等待的时间不多于10分钟”,则事件A 恰好是打开收音机的时刻位于[50,60)时间段内,即在如上图所示的时长10分钟的区域内A 发生,因此由几何概型的概率公式得P (A )=CBOB =60−5060=16.所以“甲等待的时间不多于10分钟”的概率是16. (2)因为甲、乙两人起床的时间是任意的,所以所求事件是一个与两个自由变量相关的几何概型,且为面积型.设甲需要等待的时间为x ,乙需要等待的时间为y (10分钟为一个长度单位). 则由已知可得,对应的基本事件空间为Ω={(x ,y )|{0≤x <6,0≤y <6};甲比乙多等待10分钟对应的事件为M ={(x ,y )|{0≤x <6,0≤y <6,x −y ≥1}.在平面直角坐标系中作出两个不等式组所表示的平面区域,如上图所示.显然Ω表示一个边长为6的正方形OQRS 的内部及线段OQ ,OS ,其面积S 1=62=36.M 表示的是腰长为5的等腰直角三角形QDE 的内部及线段DE ,DQ ,其面积S 2=12×52=252.故所求事件的概率为P =25236=2572.【解析】无 【备注】20.(1)当a =2时，不等式为|x −2|+|x −1|≥7，∴{x <12−x +1−x ≥7或{1≤x ≤22−x +x −1≥7或{x >2x −2+x −1≥7，∴x ≤−2或x ≥5．∴不等式的解集为(−∞,−2]⋃[5,+∞)． (2)f(x)≤2即|x −a|≤2，解得a −2≤x ≤a +2，而f(x)≤2解集是[−1,3]， ∴{a −2=−1a +2=3,解得a =1，所以1m +12n =1(m >0,n >0)，∴m +4n =(m +4n )(1m +12n )=3+4n m+m2n ≥2√2+3．(当且仅当m =√2+1,n =2+2√24时取等号)【解析】本题考查绝对值不等式,基本不等式.(1)当a =2时,分段求得不等式的解集为(−∞,−2]⋃[5,+∞)．(2)先求得a =1=1m+12n ，由基本不等式得m +4n ≥2√2+3. 【备注】无21.(1)不等式的解集为{x|−2<x <12}； (2)a =1,b =2【解析】本题考查一元二次不等式的求法；（1）将a =−2，原不等式，可解出不等式的解；（2）因为原不等式的解集为{x|x <1或x >b}，所以x 1=1，x 2=b 是对应方程的两根，由根与系数关系可解得 a 、b.的值. 【备注】无22.(a+b+c)≥=9,当且仅当a=b=c>0时取等号 a+b+c>1 【解析】无 【备注】无)111(c b a++⋅abc 3abc13⋅ ∴911a 1≥++cb23.(1)1a +1b=12(a+b)(1a+1b)=12(2+ba+ab)≥2,当且仅当a=b=1时等号成立,所以m=2.(2)f(x)=|x−t|+|x+1t |≥|t+1t|≥2=m,当且仅当t=±1时等号成立,此时−1≤x≤1,所以存在x∈[−1,1],使f(x)=m成立.【解析】本题主要考查的是基本不等式的运用,意在考查考生的运算求解能力.(1)由题意可得1a +1b=12(a+b)(1a+1b)=12(2+ba+ab),由基本不等式可得;(2)由不等式的性质可得f(x)=|x−t|+|x+1t |≥|t+1t|≥2,由基本不等式和不等式的性质可得.【备注】无。