高三数学第二轮复习 不等式选讲
高三数学二轮复习 不等式选讲 课件(全国通用)

考点一 绝对值不等式 [典例 1] (2016· 河南郑州模拟 )已知函数 f(x)=|x+6|-|m- x|(m∈R). (1)当 m=3 时,求不等式 f(x)≥5 的解集; (2)若不等式 f(x)≤7 对任意实数 x 恒成立, 求 m 的取值范围.
[跟踪训练 1] (2016· 湖北武汉调研)已知函数 值为 2. (1)求实数 a 的值; (2)若 a>0,求不等式 f(x)≤4 的解集.
3 x+1-a,x>a, 2 1 解:(1)当 a≥-2 时,f(x)=-2x+1+a,-2≤x≤a, 3 - x+a-1,x<-2, 2
1 1 f(x)=x-2+x+2, M
(2)证明:当 a,b∈M 时,|a+b|<|1+ab|.
1 -2x,x≤- , 2 1 1 (1)解:f(x)=1,-2<x<2, 1 2x,x≥ . 2
1 当 x≤-2时,由 f(x)<2 得-2x<2, 1 解得 x>-1,所以-1<x≤- ; 2 1 1 当-2<x<2时,f(x)<2 恒成立; 1 当 x≥2时,由 f(x)<2 得 2x<2, 1 解得 x<1,所以2≤x<1. 所以 f(x)<2 的解集 M={x|-1<x<1}.
(2)由 f(x)的表达式及图象知, 当 f(x)=1 时,可得 x=1 或 x=3; 1 当 f(x)=-1 时,可得 x= 或 x=5. 3 故 f(x)>1 的解集为{x|1<x<3}; f(x)<-1 的解集为 所以|f(x)|>1 的解集为
高考数学二轮复习 专题8 选修专题 第三讲 不等式选讲 理

高考数学二轮复习专题8 选修专题第三讲不等式选讲理第三讲不等式选讲1.绝对值三角不等式.(1)定理1:如果a,b是实数,则|a+B|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.(2)定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.2.绝对值不等式的解法.(1)不等式|x|<a与|x|>a的解集:不等式a>0 a=0 a<0|x|<a {x|-a<x<a} ∅∅|x|>a {x|x>a或x<-a} {x|x≠0}R(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法:方法一: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;方法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;方法三: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.3.柯西不等式的二维形式.(1)柯西不等式的代数形式:设a 1,a 2,b 1,b 2均为实数,则(a 21+a 22)(b 21+b 22)≥(a 1b 1+a 2b 2)2(当且仅当a 1b 2=a 2b 1时,等号成立).(2)柯西不等式的向量形式:设α,β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|. (3)二维形式的三角不等式:设x 1,y 1,x 2,y 2∈R ,那么x 21+y 21+x 22+y 22≥(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2. 4.柯西不等式的一般形式.柯西不等式的一般形式:设a 1,a 2,…,a n ,b 1,b 2,…,b n 为实数,则(a 21+a 22+…+a 2n )·(b 21+b 22+…+b 2n )≥(a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n )2.5.基本不等式的一般形式.a +a 2+…+a n n ≥na 1a 2…a n (a 1,a 2,…,a n ∈R +).1.函数y =|x -4|+|x -6|的最小值为(A ) A .2 B. 2 C .4 D .6解析:y =|x -1|+|x -6|≥|x-4+6-x|=2. 2.不等式3≤|5-2x|<9的解集为(D )A .[-2,1)∪[4,7)B .(-2,1]∪(4,7]C .(-2,-1]∪[4,7)D .(-2,1]∪[4,7)解析:⎩⎪⎨⎪⎧|2x -5|<9,|2x -5|≥3⇒⎩⎪⎨⎪⎧-9<2x -5<9,2x -5≥3或2x -5≤-3⇒⎩⎪⎨⎪⎧-2<x<7,x ≥4或x≤1,得(-2,1]∪[4,7). 3.(2015·皖南八校联考)不等式|x +3|+|x -1|≥a 2-3a 对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为(A )A .[-1,4]B .(-∞,-2]∪[5,+∞)C .[-2,5]D .(-∞,-2)∪[4,+∞)解析:由绝对值的几何意义易知|x +3|+|x -1|的最小值为4,所以不等式|x +3|+|x -1|≥a 2-3a 对任意实数x 恒成立,只需a 2-3a≤4,解得-1≤a ≤4.4.(2015·延边州质检)函数y =x 2+5x +15x +2(x≥0)的最小值为(B )A .6B .7 C.7 D .9解析:原式变形为y =(x +2)2+(x +2)+9x +2=x +2+9x +2+1,因为x≥0,所以x+2>0,所以x +2+9x +2≥6.所以y≥7,当且仅当x =1时取等号.所以y min =7(当且仅当x =1时).一、选择题1.不等式|x -5|+|x +3|≥10的解集是(D ) A .[-5,7] B .[-4,6]C .(-∞,-5]∪[7,+∞)D .(-∞,-4]∪[6,+∞)解析:当x≤-3时,|x -5|+|x +3|=5-x -x -3=2-2x≥10,即x≤-4,∴x ≤-4.当-3<x<5时,|x -5|+|x +3|=5-x +x +3=8≥10,不成立,∴无解.当x≥5时,|x -5|+|x +3|=x -5+x +3=2x -2≥10,即x≥6,∴x ≥6.综上可知,不等式的解集为(-∞,-4]∪[6,+∞),故选D.2.(2015·延边州质检)函数y =x 2+5x +15x +2(x≥0)的最小值为(B )A .6B .7 C.7 D .9解析:原式变形为y =(x +2)2+(x +2)+9x +2=x +2+9x +2+1,因为x≥0,所以x+2>0,所以x +2+9x +2≥6.所以y≥7,当且仅当x =1时取等号.所以y min =7(当且仅当x =1时).3.若x ,y ∈R 且满足x +3y =2,则3x+27y+1的最小值是(D ) A .339 B .1+2 2 C .6 D .7解析:3x+33y+1≥23x·33y+1=23x +3y +1=7.当且仅当3x =33y时,即x =3y =1时取等号.4.设x>0,y>0,A =x +y 1+x +y ,B =x 1+x +y1+y ,则A ,B 的大小关系是(B )A .A =B B .A<BC .A ≤BD .A>B解析:B =x 1+x +y 1+y >x 1+x +y +y 1+y +x =x +y1+x +y=A ,即A<B.5.设a ,b ,c 为正数且a +2b +3c =13,则3a +2b +c 的最大值为(C ) A.1693 B.133 C.1333D.13 解析:(a +2b +3c)⎣⎢⎡⎦⎥⎤(3)2+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫132≥(3a +2b +c)2,∵a +2b +2c =13,∴(3a +2b +c)2≤1693.∴3a +2b +c ≤1333,当且仅当a 3=2b 1=3c 13时取等号.∵a+2b +3c =13,∴a =9,b =32,c =13时,3a +2b +c 取最大值1333.二、填空题6.不等式1<|x +1|<3的解集为(-4,-2)∪(0,2). 7.不等式|x -8|-|x -4|>2的解集为{x|x<5}.解析:令f(x)=|x -8|-|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧4,x ≤4,-2x +12,-4,x>8,4<x ≤8,当x≤4时,f(x)=4>2;当4<x≤8,时f(x)=-2x +12>2,得x<5,∴4<x<5;当x>8时,f(x)=-4>2不成立.故原不等式的解集为{x|x<5}.8.已知关于x 的不等式|x -1|+|x|≤k 无解,则实数k 的取值范围是k<1. 解析:∵|x-1|+|x|≥|x-1-x|=1,∴当k<1时,不等式|x -1|+|x|≤k 无解,故k<1.三、解答题9.(2015·柳州一模)已知关于x 的不等式|2x +1|-|x -1|≤log 2a(其中a>0). (1)当a =4时,求不等式的解集; (2)若不等式有解,求实数a 的取值范围.解析:(1)当a =4时,不等式即|2x +1|-|x -1|≤2. 当x<-12时,不等式为-x -2≤2,解得-4≤x<-12.当-12≤x ≤1时,不等式为3x≤2,解得-12≤x ≤23.当x>1时,不等式为x +2≤2,此时x 不存在.综上,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x|-4≤x≤23.(2)设f(x)=|2x +1|-|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧-x -2,x<-12,3x ,-12≤x≤1,x +2,x>1.故f(x)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,+∞,即f(x)的最小值为-32.所以当f(x)≤log 2a 有解,则有log 2a≥-32,解得a≥24,即a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫24,+∞.10.(2014·辽宁卷)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,求证:x 2f(x)+x[f(x)]2≤14.解析:(1)由f(x)=2|x -1|+x -1≤1可得⎩⎪⎨⎪⎧x≥1,3x -3≤1或⎩⎪⎨⎪⎧x<1,1-x≤1.解⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,3x -3≤1得1≤x≤43,解⎩⎪⎨⎪⎧x<1,1-x≤1得0≤x<1.综上,原不等式的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,43. (2)由g(x)=16x 2-8x +1≤4,得-14≤x ≤34,∴N =⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,34.∴M ∩N =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,34.∵当x∈M∩N 时,f(x)=1-x ,∴x 2f(x)+x[f(x)]2=xf(x)[x +f(x)]=14-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122≤14,故要证的不等式成立.11.已知不等式|a -2|≤x 2+2y 2+3z 2对满足x +y +z =1的一切实数x ,y ,z 都成立,求实数a 的取值范围.解析:由柯西不等式,得[x 2+(2y)2+(3z)2]⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+⎝ ⎛⎭⎪⎫132≥(x +y +z)2.∴x 2+2y 2+3z 2≥611.当且仅当x 1=2y 12=3z13时取等号,即x =611,y =311,z =211取等号.则|a -2|≤611.所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤1611,2811.。
高三数学不等式选讲试题答案及解析

高三数学不等式选讲试题答案及解析1.不等式的解集是.【答案】【解析】由绝对值的几何意义,数轴上之间的距离为,结合图形,当落在数轴上外时.满足不等式,故答案为.【考点】不等式选讲.2.不等式的解集是【答案】【解析】原不等式可化为,解得.考点:绝对值不等式解法3.已知函数(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)求不等式:的解集.【答案】(Ⅰ)祥见解析;(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)通过对x的范围分类讨论将函数f(x)=|x-2|-|x-5|中的绝对值符号去掉,转化为分段函数,即可解决;(Ⅱ)结合(1)对x分x≤2,2<x<5与x≥5三种情况讨论解决即可.试题解析:(Ⅰ)当所以(Ⅱ)由(1)可知,当的解集为空集;当时,的解集为:;当时,的解集为:;综上,不等式的解集为:;【考点】绝对值不等式的解法.4.设函数=(1)证明:2;(2)若,求的取值范围.【答案】(2)【解析】本题第(1)问,可由绝对值不等式的几何意义得出,从而得出结论;对第(2)问,由去掉一个绝对值号,然后去掉另一个绝对值号,解出的取值范围.试题解析:(1)证明:由绝对值不等式的几何意义可知:,当且仅当时,取等号,所以.(2)因为,所以,解得:.【易错点】在应用均值不等式时,注意等号成立的条件:一正二定三相等.【考点】本小题主要考查不等式的证明、绝对值不等式的几何意义、绝对值不等式的解法、求参数范围等不等式知识,熟练基础知识是解答好本类题目的关键.5.(5分)(2011•陕西)(请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分)A.(不等式选做题)若不等式|x+1|+|x﹣2|≥a对任意x∈R恒成立,则a的取值范围是.B.(几何证明选做题)如图,∠B=∠D,AE⊥BC,∠ACD=90°,且AB=6,AC=4,AD=12,则AE= .C.(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xoy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:p=1上,则|AB|的最小值为.【答案】(﹣∞,3] 2 1【解析】A.首先分析题目已知不等式|x+1|+|x﹣2|≥a恒成立,求a的取值范围,即需要a小于等于|x+1|+|x﹣2|的最小值即可.对于求|x+1|+|x﹣2|的最小值,可以分析它几何意义:在数轴上点x 到点﹣1的距离加上点x到点2的距离.分析得当x在﹣1和2之间的时候,取最小值,即可得到答案;B.先证明Rt△ABE∽Rt△ADC,然后根据相似建立等式关系,求出所求即可;C.先根据ρ2=x2+y2,sin2+cos2θ=1将极坐标方程和参数方程化成直角坐标方程,根据当两点连线经过两圆心时|AB|的最小,从而最小值为两圆心距离减去两半径.解:A.已知不等式|x+1|+|x﹣2|≥a恒成立,即需要a小于等于|x+1|+|x﹣2|的最小值即可.故设函数y=|x+1|+|x﹣2|.设﹣1、2、x在数轴上所对应的点分别是A、B、P.则函数y=|x+1|+|x﹣2|的含义是P到A的距离与P到B的距离的和.可以分析到当P在A和B的中间的时候,距离和为线段AB的长度,此时最小.即:y=|x+1|+|x﹣2|=|PA|+|PB|≥|AB|=3.即|x+1|+|x﹣2|的最小值为3.即:k≤3.故答案为:(﹣∞,3].B.∵∠B=∠D,AE⊥BC,∠ACD=90°∴Rt△ABE∽Rt△ADC而AB=6,AC=4,AD=12,根据AD•AE=AB•AC解得:AE=2,故答案为:2C.消去参数θ得,(x﹣3)2+y2=1而p=1,则直角坐标方程为x2+y2=1,点A在圆(x﹣3)2+y2=1上,点B在圆x2+y2=1上则|AB|的最小值为1.故答案为:1点评:A题主要考查不等式恒成立的问题,其中涉及到绝对值不等式求最值的问题,对于y=|x﹣a|+|x﹣b|类型的函数可以用分析几何意义的方法求最值.本题还考查了三角形相似和圆的参数方程等有关知识,同时考查了转化与划归的思想,属于基础题.6.(2012•广东)不等式|x+2|﹣|x|≤1的解集为_________.【答案】【解析】∵|x+2|﹣|x|=∴x≥0时,不等式|x+2|﹣|x|≤1无解;当﹣2<x<0时,由2x+2≤1解得x≤,即有﹣2<x≤;当x≤﹣2,不等式|x+2|﹣|x|≤1恒成立,综上知不等式|x+2|﹣|x|≤1的解集为故答案为7.设函数,若,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由的图象,可知在处取得最小值,∵, ,即,或.∴实数的取值范围为,选C.8.已知不等式的解集与不等式的解集相同,则的值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】解不等式得或,所以的两个根为和,由根与系数的关系知.故选.【考点】绝对值不等式的解法,一元二次不等式的解法.9.设函数,其中。
高考理科数学大二轮专题复习新方略课件不等式选讲

02 一元一次不等式 与一元二次不等 式
一元一次不等式解法
移项法
将不等式中的常数项移到不等式的另一边, 使不等式变为标准形式。
系数化为1
将不等式两边同时除以未知数的系数,得到 未知数的解集。
区间表示法
将解集用区间表示,注意开闭区间的选择。
一元二次不等式解法
配方法
通过配方将一元二次不等式转化为完全平方形式,从 而得到解集。
02
构造辅助函数证明 不等式
在证明过程中,可以构造辅助函 数,利用均值不等式求解该函数 的最值,从而证明原不等式。
03
均值不等式在证明 题中的注意事项
在使用均值不等式时,需要注意 各字母的取值范围、等号成立的 条件以及不等式的方向等。
04 凸函数与凹函数 在不等式中的应 用
凸函数和凹函数定义及性质
乘子得到最优解。
序列二次规划法
03
将非线性规划问题转化为一系列二次规划子问题进行求解,逐
步逼近最优解。
THANKS
感谢观看
05 多元一次不等式 组与线性规划问 题
多元一次不等式组解法
图形法
通过绘制不等式组所表示的平面区域,找出满 足所有不等式的解集。
单纯形法
利用线性规划中的单纯形算法,求解多元一次 不等式组的解集。
特殊解法
针对某些特殊形式的不等式组,可以采用特定的解法进行求解,如代入法、消 元法等。
线性规划问题建模与求解方法
公式法
利用一元二次方程的求根公式,结合不等式的性质得 到解集。
数形结合法
通过画出函数图像,结合图像分析得到不等式的解集 。
判别式与根的关系
判别式大于0
01
一元二次方程有两个不相等的实根,对应的一元二次
高中数学二轮复习 不等式选讲 课件理选修_

-7-
2.绝对值不等式的解法 (1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a(a>0)的解法: ①|x|<a⇔-a<x<a; ②|x|>a⇔x>a或x<-a. (2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法: ①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c; ②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c. (3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法: 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.
≥
3
������������������,当且仅当 a=b=c 时,等号
成立. 定理 4:(一般形式的算术-几何平均不等式)若 a1,a2,…,an 为 n 个正 ������ +������ +…+������ ������ 数,则 1 2 ≥ ������ ������1 ������2 …������������ ,当且仅当 a1=a2=…=an 时,等号成 立.
������
-9-
4.不等式的证明方法 证明不等式常用的方法有比较法、综合法、分析法、反证法、 放缩法等. (1)比较法:求差比较法,求商比较法. ①求差比较法:由于a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只 要证明a-b>0即可.
②求商比较法:由 a>b>0⇔������ >1 且 a>0,b>0,因此当 a>0,b>0 时要
高考数学大二轮复习专题八第2讲不等式选讲课件理

1
1
+1
= −
(程度大);
(程度小);n< ( + 1) <
-1 +1
(4)利用基本不等式:如: ( + 1) <
+(+1)
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2
.
2+1
2
.
四、含绝对值不等式的恒成立(chénglì)问题的解题规律
1.根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值,转化为分段函数,然后利用数形
方面发力;不等式的证明不是每
年必考模型,有隔年涉及的趋势,
主要是结合绝对值三角不等式
和均值不等式通过研究最值实
施命题,偶有涉及柯西不等式,一
般是分析法和综合法的结合,属
中档题.
1.(2019 全国Ⅰ,理 23)已知 a,b,c 为正数,且满足 abc=1.证明:
1
1
1
(1) + + ≤a2+b2+c2;
3.|f(x)|>g(x),|f(x)|<g(x)(g(x)>0)型不等式的解法
(1)|f(x)|>g(x)⇔f(x)>g(x)或f(x)<-g(x).
(2)|f(x)|<g(x)⇔-g(x)<f(x)<g(x).
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二、含绝对值不等式的常用解法
1.基本性质法:对a∈(0,+∞),|x|<a⇔-a<x<a,|x|>a⇔x<-a或x>a.
在一个数 k,使得 ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等号成立.
(高三数学二轮专题复习)不等式选讲

高考总复习第二轮 ·数学(文)
命题角度二 不等式的其它证明方法 (2015·湖南卷)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.
第一部分 专题八 选修系列
高考总复习第二轮 ·数学(文)
证明:由 a+b=1a+1b=a+ abb,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.
或-12≤x<4, 3x-3>2
或xx≥ +45, >2,
所以原不等式的解集为x|x<-7或x>53.
第一部分 专题八 选修系列
高考总复习第二轮 ·数学(文)
-x-5,x<-12, 方法二:f(x)=|2x+1|-|x-4|=3x-3,-12≤x<4,
x+5,x≥4. 画出 f(x)的图象,如图: y=2 与 f(x)图象的交点为(-7,2),53,2. 由图象知 f(x)>2 的解集为x|x<-7或x>53. (2)由(1)的方法二中的图象知: f(x)min=-92.
-x-2,x<-12, (2)设 f(x)=|2x+1|-|x-1|=3x,-12≤x≤1,
x+2,x>1, 由 f(x)的图象知 f(x)≥-32, ∴f(x)min=-32.∴log2a≥-32, ∴a≥ 42. 所以实数 a 的取值范围是 42,+∞.
第一部分 专题八 选修系列
第一部分 专题八 选修系列
高考数学二轮复习专题七选考系列第2讲不等式选讲课件

【训练1】 (2018·全国Ⅱ卷)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. 2x+4,x≤-1, 解 (1)当 a=1 时,f(x)=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. 又|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,+∞).
17-1 2.
②当-1≤x≤1时,f(x)≥g(x) (x-2)(x+1)≤0,则-1≤x≤1.
③当x<-1时,f(x)≥g(x) x2-3x-4≤0,解得-1≤x≤4,
12/11/2021
又x<-1,∴不等式此时的解集为空集.
综上所述,f(x)≥g(x)的解集为x-1≤x≤
17-1
2
.
(2)依题意得:-x2+ax+4≥2在[-1,1]上恒成立.
12/11/2021
【训练2】 (2018·济南调研)已知函数f(x)=|x-1|. (1)解不等式 f(x)+f(2x+5)≥x+9;
(2)若 a>0,b>0,且1a+4b=2,证明:f(x+a)+f(x-b)≥92,并求 f(x+a)+f(x-b)=92时, a,b 的值. 解 (1)f(x)+f(2x+5)=|x-1|+|2x+4|≥x+9, 当x≤-2时,不等式为4x≤-12, 解得x≤-3,故x≤-3, 当-2<x<1时,不等式为5≥9,不成立; 当x≥1时,不等式为2x≥6,解得x≥3,故x≥3, 综上所述,不等式的解集为(-∞,-3]∪[3,+∞).
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第2讲 不等式选讲[考情考向分析] 本部分主要考查绝对值不等式的解法.求含绝对值的函数的值域及求含参数的绝对值不等式中参数的取值范围、不等式的证明等,结合集合的运算、函数的图象和性质、恒成立问题及基本不等式、绝对值不等式的应用成为命题的热点,主要考查基本运算能力与推理论证能力及数形结合思想、分类讨论思想.热点一 含绝对值不等式的解法含有绝对值的不等式的解法(1)|f (x )|>a (a >0)⇔f (x )>a 或f (x )<-a .(2)|f (x )|<a (a >0)⇔-a <f (x )<a .(3)对形如|x -a |+|x -b |≤c ,|x -a |+|x -b |≥c 的不等式,可利用绝对值不等式的几何意义求解.例1 (2018·湖南省长郡中学模拟)已知函数f (x )=|x -a |,其中a >1.(1)当a =2时,求不等式f (x )≥4-|x -4|的解集;(2)已知关于x 的不等式|f (2x +a )-2f (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2},求a 的值.解 (1)当a =2时,f (x )+|x -4|=|x -2|+|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧ -2x +6,x ≤2,2,2<x <4,2x -6,x ≥4,当x ≤2时,由f (x )≥4-|x -4|,得-2x +6≥4,解得x ≤1;当2<x <4时,由f (x )≥4-|x -4|,无解;当x ≥4时,由f (x )≥4-|x -4|,得2x -6≥4,解得x ≥5.故不等式的解集为{x |x ≤1或x ≥5}.(2)令h (x )=f (2x +a )-2f (x ),则h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -2a ,x ≤0,4x -2a ,0<x <a ,2a ,x ≥a ,由|h (x )|≤2,当x ≤0或x ≥a 时,显然不成立.当0<x <a 时,由|4x -2a |≤2,解得a -12≤x ≤a +12. 又知|h (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2},所以⎩⎨⎧a -12=1,a +12=2,于是a =3.思维升华 (1)用零点分段法解绝对值不等式的步骤①求零点;②划区间、去绝对值符号;③分别解去掉绝对值的不等式;④取每个结果的并集,注意在分段时不要遗漏区间的端点值.(2)用图象法、数形结合法可以求解含有绝对值的不等式,使得代数问题几何化,既通俗易懂,又简洁直观,是一种较好的方法.跟踪演练1 (2018·河北省衡水金卷模拟)已知函数f (x )=|2x +1|+|x -1|.(1)解不等式f (x )≤3;(2)若函数g (x )=||2x -2 018-a +||2x -2 019,若对于任意的x 1∈R ,都存在x 2∈R ,使得f (x 1)=g (x 2)成立,求实数a 的取值范围.解 (1)依题意,得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -3x ,x ≤-12,x +2,-12<x <1,3x ,x ≥1.由f (x )≤3,得⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-12,-3x ≤3或⎩⎪⎨⎪⎧ -12<x <1,x +2≤3或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,3x ≤3, 解得-1≤x ≤1.即不等式f (x )≤3的解集为{}x |-1≤x ≤1.(2)由(1)知,f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫-12=32, g (x )=||2x -2 018-a +||2x -2 019≥||2x -2 018-a -2x +2 019=|a -1|,则|a -1|≤32, 解得-12≤a ≤52, 即实数a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤-12,52.热点二 绝对值不等式恒成立(存在)问题定理1:如果a ,b 是实数,则|a +b |≤|a |+|b |,当且仅当ab ≥0时,等号成立.定理2:如果a ,b ,c 是实数,那么|a -c |≤|a -b |+|b -c |,当且仅当(a -b )(b -c )≥0时,等号成立.例2 设函数f (x )=|2x +1|+|x -a |(a >0).(1)当a =2时,求不等式f (x )>8的解集;(2)若∃x ∈R ,使得f (x )≤32成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)当a =2时,由f (x )>8,得|2x +1|+|x -2|>8,即⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2,3x -1>8或⎩⎪⎨⎪⎧ -12<x <2,x +3>8或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-12,-3x +1>8, 得x >3或x ∈∅或x <-73, 所以x >3或x <-73, 所以原不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,-73∪(3,+∞). (2)因为∃x ∈R ,使得f (x )≤32成立, 所以f (x )min ≤32. 因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +1-a ,x ≥a ,x +a +1,-12<x <a ,-3x -1+a ,x ≤-12, 所以f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,-12上单调递减, 在⎝⎛⎭⎫-12,+∞上单调递增, 所以f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫-12=12+a , 所以12+a ≤32,所以a ≤1. 又a >0,所以实数a 的取值范围是(]0,1.思维升华 绝对值不等式的成立问题的求解策略(1)分离参数:根据不等式将参数分离化为a ≥f (x )或a ≤f (x )的形式.(2)转化最值:f (x )>a 恒成立⇔f (x )min >a ;f (x )<a 恒成立⇔f (x )max <a ;f (x )>a 有解⇔f (x )max >a ;f (x )<a 有解⇔f (x )min <a ;f (x )>a 无解⇔f (x )max ≤a ;f (x )<a 无解⇔f (x )min ≥a .(3)求最值:利用基本不等式或绝对值不等式求最值.(4)得结论.跟踪演练2 (2018·东北三省三校模拟)已知函数f (x )=||2x +b +||2x -b .(1)若b =1,解不等式f (x )>4;(2)若不等式f (a )>||b +1对任意的实数a 恒成立,求b 的取值范围.解 (1)当b =1时,f (x )=|2x +1|+|2x -1|>4,即⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥12,4x >4⇒x >1或⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-12,-4x >4⇒x <-1或⎩⎪⎨⎪⎧-12<x <12,2>4⇒x ∈∅, 所以不等式的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).(2)f (a )=|2a +b |+|2a -b |=|2a +b |+|b -2a |≥|(2a +b )+(b -2a )|=|2b |,当且仅当(2a +b )(b -2a )≥0时,f (a )min =|2b |,所以|2b |>|b +1|,所以(2b )2>(b +1)2,即(3b +1)(b -1)>0,所以b 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-∞,-13∪(1,+∞). 热点三 不等式的证明1.含有绝对值的不等式的性质||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.2.算术—几何平均不等式定理1:设a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立.定理2:如果a ,b 为正数,那么a +b 2≥ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 定理3:如果a ,b ,c 为正数,那么a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立. 定理4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果a 1,a 2,…,a n 为n 个正数,则a 1+a 2+…+a n n ≥n a 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.例3 (2018·合肥模拟)已知函数f (x )=|x -1|+||x -3.(1)解不等式f (x )≤x +1;(2)设函数f (x )的最小值为c ,实数a ,b 满足a >0,b >0,a +b =c ,求证:a 2a +1+b 2b +1≥1. (1)解 f (x )≤x +1,即|x -1|+||x -3≤x +1.①当x <1时,不等式可化为4-2x ≤x +1,解得x ≥1.又∵x <1,∴x ∈∅;②当1≤x ≤3时,不等式可化为2≤x +1,解得x ≥1.又∵1≤x ≤3,∴1≤x ≤3;③当x >3时,不等式可化为2x -4≤x +1,解得x ≤5.又∵x >3,∴3<x ≤5.综上所得,1≤x ≤3或3<x ≤5,即1≤x ≤5.∴原不等式的解集为[]1,5.(2)证明 由绝对值不等式的性质,得|x -1|+||x -3≥||(1-x )+()x -3=2,当且仅当(x -1)(x -3)≤0,即1≤x ≤3时,等号成立,∴c =2,即a +b =2.令a +1=m ,b +1=n ,则m >1,n >1,a =m -1,b =n -1,m +n =4,a 2a +1+b 2b +1=()m -12m +(n -1)2n =m +n +1m +1n -4=4mn ≥4⎝⎛⎭⎫m +n 22=1, 当且仅当m =n =2时,等号成立,∴原不等式得证.思维升华 (1)作差法是证明不等式的常用方法.作差法证明不等式的一般步骤:①作差;②分解因式;③与0比较;④结论.关键是代数式的变形能力.(2)在不等式的证明中,适当“放”“缩”是常用的推证技巧.跟踪演练3 (2018·石家庄模拟)已知函数f (x )=|3x +1|+|3x -1|,M 为不等式f (x )<6的解集.(1)求集合M ;(2)若a ,b ∈M ,求证:|ab +1|>|a +b |.(1)解 f (x )=|3x +1|+|3x -1|<6.当x <-13时,f (x )=-3x -1-3x +1=-6x , 由-6x <6,解得x >-1,∴-1<x <-13; 当-13≤x ≤13时,f (x )=3x +1-3x +1=2, 又2<6恒成立,∴-13≤x ≤13;当x >13时,f (x )=3x +1+3x -1=6x , 由6x <6,解得x <1,∴13<x <1. 综上,f (x )<6的解集M ={x |-1<x <1}.(2)证明 ()ab +12-(a +b )2=a 2b 2+2ab +1-(a 2+b 2+2ab )=a 2b 2-a 2-b 2+1=(a 2-1)(b 2-1).由a ,b ∈M ,得|a |<1,|b |<1,∴a 2-1<0,b 2-1<0,∴(a 2-1)(b 2-1)>0,∴||ab +1>|a +b |.真题体验1.(2017·全国Ⅰ)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],求实数a 的取值范围.解 (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]上的最小值必为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].2.(2017·全国Ⅱ)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.证明 (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 4+b 4-2a 2b 2)=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 )24(a +b ) =2+3(a +b )34, 所以(a +b )3≤8,(当且仅当a =b 时,等号成立)因此a +b ≤2.押题预测1.已知函数f (x )=|x -2|+|2x +a |,a ∈R .(1)当a =1时,解不等式f (x )≥4;(2)若∃x 0,使f (x 0)+|x 0-2|<3成立,求a 的取值范围.押题依据 不等式选讲问题中,联系绝对值,关联参数、体现不等式恒成立是考题的“亮点”所在,存在问题、恒成立问题是高考的热点,备受命题者青睐.解 (1)当a =1时,f (x )=|x -2|+|2x +1|.由f (x )≥4,得|x -2|+|2x +1|≥4.当x ≥2时,不等式等价于x -2+2x +1≥4,解得x ≥53,所以x ≥2; 当-12<x <2时,不等式等价于2-x +2x +1≥4, 解得x ≥1,所以1≤x <2;当x ≤-12时,不等式等价于2-x -2x -1≥4, 解得x ≤-1,所以x ≤-1.所以原不等式的解集为{x |x ≤-1或x ≥1}.(2)应用绝对值不等式,可得f (x )+|x -2|=2|x -2|+|2x +a |=|2x -4|+|2x +a |≥|2x +a -(2x -4)|=|a +4|.(当且仅当(2x -4)(2x +a )≤0时等号成立)因为∃x 0,使f (x 0)+|x 0-2|<3成立,所以(f (x )+|x -2|)min <3,所以|a +4|<3,解得-7<a <-1,故实数a 的取值范围为(-7,-1).2.已知x ,y ∈R +,x +y =4.(1)要使不等式1x +1y≥|a +2|-|a -1|恒成立,求实数a 的取值范围; (2)求证:x 2+2y 2≥323,并指出等号成立的条件. 押题依据 不等式选讲涉及绝对值不等式的解法,包含参数是命题的显著特点.本题将二元函数最值、解绝对值不等式、不等式证明综合为一体,意在检测考生理解题意、分析问题、解决问题的能力,具有一定的训练价值.解 (1)因为x ,y ∈R +,x +y =4,所以x 4+y 4=1. 由基本不等式,得1x +1y =⎝⎛⎭⎫1x +1y ⎝⎛⎭⎫x 4+y 4 =12+14⎝⎛⎭⎫y x +x y ≥12+12 y x ·x y=1, 当且仅当x =y =2时取等号.要使不等式1x +1y≥|a +2|-|a -1|恒成立, 只需不等式|a +2|-|a -1|≤1成立即可.构造函数f (a )=|a +2|-|a -1|,则等价于解不等式f (a )≤1.因为f (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ -3,a ≤-2,2a +1,-2<a <1,3,a ≥1,所以解不等式f (a )≤1,得a ≤0.所以实数a 的取值范围为(-∞,0].(2)因为x ,y ∈R +,x +y =4,所以y =4-x (0<x <4),于是x 2+2y 2=x 2+2(4-x )2=3x2-16x+32=3⎝⎛⎭⎫x-832+323≥323,当x=83,y=43时等号成立.A组专题通关1.(2018·全国Ⅲ)设函数f(x)=|2x+1|+|x-1|.(1)画出y=f(x)的图象;(2)当x∈[0,+∞)时,f(x)≤ax+b恒成立,求a+b的最小值.解(1)f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-3x,x<-12,x+2,-12≤x<1,3x,x≥1.y=f(x)的图象如图所示.(2)由(1)知,y=f(x)的图象与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,+∞)上恒成立,因此a+b的最小值为5. 2.(2018·全国Ⅱ)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(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|,当且仅当x +a 与2-x 同号时等号成立.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,+∞).3.(2018·江西省景德镇市第一中学模拟)已知函数f (x )=|2x -4|+|x +1|,x ∈R .(1)解不等式f (x )≤9;(2)若方程f (x )=-x 2+a 在区间[0,2]上有解,求实数a 的取值范围.解 (1)f (x )≤9,即|2x -4|+|x +1|≤9,即⎩⎪⎨⎪⎧ x >2,3x -3≤9或⎩⎪⎨⎪⎧ -1≤x ≤2,5-x ≤9或⎩⎪⎨⎪⎧x <-1,-3x +3≤9, 解得2<x ≤4或-1≤x ≤2或-2≤x <-1.∴不等式的解集为[-2,4].(2)当x ∈[0,2]时,f (x )=5-x .由题意知,f (x )=-x 2+a ,即a =x 2-x +5,x ∈[0,2],故方程f (x )=-x 2+a 在区间[0,2]上有解,即函数y =a 和函数y =x 2-x +5的图象在区间[0,2]上有交点,∵当x ∈[0,2]时,y =x 2-x +5∈⎣⎡⎦⎤194,7,∴a ∈⎣⎡⎦⎤194,7.4.(2018·百校联盟TOP20联考)已知f (x )=|2x +a |-|x -2|.(1)当a =-2时,求不等式f (x )≤4的解集;(2)若关于x 的不等式f (x )≥3a 2-3|2-x |恒成立,求a 的取值范围.解 (1)当a =-2时,由f (x )≤4,得2|x -1|-|x -2|≤4,当x ≤1时,由2(1-x )-(2-x )≤4,得-4≤x ≤1;当1<x <2时,由2(x -1)-(2-x )≤4,得1<x <2;当x ≥2时,由2(x -1)-(x -2)≤4,得2≤x ≤4.综上所述,f (x )≤4的解集为[-4,4].(2)由不等式f (x )≥3a 2-3|2-x |,得|2x +a |-|x -2|+3|x -2|≥3a 2,即为|2x +a |+|4-2x |≥3a 2,即关于x 的不等式|2x +a |+|2x -4|≥3a 2恒成立,而|2x +a |+|2x -4|≥|(2x +a )-(2x -4)|=|a +4|,当且仅当(2x +a )(2x -4)≤0时等号成立,所以|a +4|≥3a 2,解得a +4≥3a 2或a +4≤-3a 2,解得-1≤a ≤43或a ∈∅. 所以a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-1,43. 5.(2018·上饶模拟)已知函数f (x )=|2x +1|.(1)求不等式f (x )≤8-|x -3|的解集;(2)若正数m ,n 满足m +3n =mn ,求证:f (m )+f (-3n )≥24.(1)解 此不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x <-12,-2x -1+(3-x )≤8或⎩⎪⎨⎪⎧-12≤x ≤3,2x +1+(3-x )≤8或⎩⎪⎨⎪⎧ x >3,2x +1+x -3≤8, 即不等式的解集为⎣⎡⎦⎤-2,103. (2)证明 ∵m >0,n >0,m +3n =mn ,∴m +3n =13(m ·3n )≤13×(m +3n )24, 即m +3n ≥12,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ m =3n ,m +3n =mn , 即⎩⎪⎨⎪⎧m =6,n =2时取等号, ∴f (m )+f (-3n )=|2m +1|+|-6n +1|≥|2m +6n |,当且仅当(2m +1)(-6n +1)≤0,即n ≥16时取等号, 又|2m +6n |≥24,当且仅当m =6,n =2时,取等号,∴f (m )+f (-3n )≥24.B 组 能力提高6.(2018·榆林模拟)已知函数f (x )=|3x -1|-|2x +1|+a .(1)求不等式f (x )>a 的解集;(2)若恰好存在4个不同的整数n ,使得f (n )<0,求a 的取值范围.解 (1)由f (x )>a ,得|3x -1|>|2x +1|,不等式两边同时平方,得9x 2-6x +1>4x 2+4x +1,即5x 2>10x ,解得x <0或x >2.所以不等式f (x )>a 的解集为(-∞,0)∪(2,+∞).(2)设g (x )=|3x -1|-|2x +1|=⎩⎪⎨⎪⎧ 2-x ,x ≤-12,-5x ,-12<x <13,x -2,x ≥13,作出函数g (x )的图象,如图所示,因为g (0)=g (2)=0,g (3)<g (4)=2<g (-1)=3,又恰好存在4个不同的整数n ,使得f (n )<0,所以⎩⎪⎨⎪⎧ f (3)<0,f (4)≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧1+a <0,2+a ≥0, 故a 的取值范围为[)-2,-1.7.(2018·百校联盟TOP20联考)已知函数f (x )=x 2+|x -2|.(1)解不等式f (x )>2|x |;(2)若f (x )≥a 2+2b 2+3c 2(a >0,b >0,c >0)对任意x ∈R 恒成立,求证:ab ·c <7232. (1)解 由f (x )>2|x |,得x 2+|x -2|>2|x |,即⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2,x 2+x -2>2x 或⎩⎪⎨⎪⎧ 0<x <2,x 2+2-x >2x或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,x 2+2-x >-2x , 解得x >2或0<x <1或x ≤0,即x >2或x <1.所以不等式f (x )>2|x |的解集为(-∞,1)∪(2,+∞).(2)证明 当x ≥2时,f (x )=x 2+x -2≥22+2-2=4;当x <2时,f (x )=x 2-x +2=⎝⎛⎭⎫x -122+74≥74, 所以f (x )的最小值为74.因为f (x )≥a 2+2b 2+3c 2对任意x ∈R 恒成立,所以a 2+2b 2+3c 2≤74. 又a 2+2b 2+3c 2=a 2+c 2+2(b 2+c 2)≥2ac +4bc ≥42abc 2,且等号不能同时成立,所以42abc 2<74,即ab ·c <7232. 8.设函数f (x )=|x +a |-|x -1-a |.(1)当a =1时,解不等式f (x )≥12; (2)若对任意a ∈[0,1],不等式f (x )≥b 的解集不为空集,求实数b 的取值范围.解 (1)当a =1时,不等式f (x )≥12等价于 |x +1|-|x |≥12. ①当x ≤-1时,不等式化为-x -1+x ≥12,无解; ②当-1<x <0时,不等式化为x +1+x ≥12, 解得-14≤x <0; ③当x ≥0时,不等式化为x +1-x ≥12, 解得x ≥0.综上所述,不等式f (x )≥12的解集为⎣⎡⎭⎫-14,+∞. (2)∵不等式f (x )≥b 的解集不为空集,∴b ≤f (x )max ,∵a ∈[0,1],∴f (x )=|x +a |-|x -1-a |≤|x +a -x +1-a |=|a +1-a |=a +1-a ,∴f (x )max =a +1-a .对任意a ∈[0,1],不等式f (x )≥b 的解集不为空集,∴b ≤[a +1-a ]min ,令g (a )=a +1-a ,∴g 2(a )=1+2a ·1-a =1+2a (1-a )=1+2-⎝⎛⎭⎫a -122+14.∴当a ∈⎣⎡⎦⎤0,12时,g (a )单调递增,当a ∈⎣⎡⎦⎤12,1时,g (a )单调递减,当且仅当a =0或a =1时,g (a )min =1,∴b 的取值范围为(-∞,1].。