高中数学选修4—5历年高考题
高中数学课本选修4-5例习题精选
高中数学选修4-5例习题精选1.求证：对任意实数,,a b c ，有a b a c c b -≤-+-.2.若,22A a B b εε-<-<，求证：()()A B a b ε+-+<.3.解不等式125x x ++-≥.4.解不等式21325x x ++-≥.5.已知函数()12f 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.6.已知函数2()4,()11f x x ax 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.7.设0x >，求证：223x x+≥. 8.已知,,a b c 都是正数，求证：3a b c b c a ++≥. 9.已知0 4.5x <<，当x 取什么值时，2(92)x x -的值最大？最大值是多少？10.已知0x >，当x 取什么值时，212x x +的值最小？最小值是多少？ 11.已知0,0x y >>，证明：22(1)(1)9x y x y xy ++++≥.12.已知,x y 均为正数，且x y >，求证：2212232x y x xy y +≥+-+. 13.设,,,a b c d R +∈，利用柯西不等式证明：（1）()()4ab cd ac bd abcd ++≥；（2）()()9a b c b c a b c a a b c ++++≥. 14.设,,a b c 都是正数，且1a b c ++=，求证：2221a b c b c a++≥. 15.求函数sin cos y a x b x =+的最值，其中,a b 为常数.16.,(0,1)x y ∈_____.17.已知0,0a b >>，332a b +=.证明：（1）55()()4a b a b ++≥；（2）2a b +≤.18.已知定义在R 上的函数()21-++=x x x f 的最小值为a .（1）求a 的值；（2）若r q p ，，为正实数，且a r q p =++，求证：3222≥++r q p .19.已知，函数的最小值为4．（Ⅰ）求的值；（Ⅱ）求的最小值． 20.已知关于的不等式的解集为．（Ⅰ）求实数，的值；的最大值．21.已知01a <<，用反证法证明不等式1491a a+≥-. 22.已知01,01,01a b c <<<<<<，用反证法证明：(1),(1),a b b c --(1)c a -不能都大于14. 23.已知n N +∈，求证：<24.用放缩法证明22221111 2 ()123n N n+++++<∈. 25.设0,1x n ≥>，求证：1n x nx n -≥-，当且仅当1x =时“=”成立.26.设n N +∈，求证：2n n >.0,0,0a b c >>>()||||f x x a x b c a b c 2221149a b c x x a b +<{}24x x <<a b。
高考数学各地模拟汇编--数学选修4-5不等式选讲(有答案)
高中数学选修4-5不等式选讲一．解答题（共30小题）1．（2014•江苏）已知x＞0，y＞0，证明（1+x+y2）（1+x2+y）≥9xy．2．（2014•安徽）设实数c＞0，整数p＞1，n∈N*．（Ⅰ）证明：当x＞﹣1且x≠0时，（1+x）p＞1+px；（Ⅱ）数列{a n}满足a1＞，a n+1=a n+a n1﹣p．证明：a n＞a n+1＞．3．（2014•阜阳一模）已知α，β是方程4x2﹣4tx﹣1=0（t∈R）的两个不等实根，函数的定义域为[α，β]．（Ⅰ）求g（t）=maxf（x）﹣minf（x）；（Ⅱ）证明：对于，若sinu1+sinu2+sinu3=1，则++＜．4．（2014•苏州一模）已知x，y，z均为正数．求证：．5．（2014•长春一模）（选做题）已知f（x）=|x+1|+|x﹣1|，不等式f（x）＜4的解集为M．（1）求M；（2）当a，b∈M时，证明：2|a+b|＜|4+ab|．6．（2014•长安区三模）设函数f（x）=x﹣a（x+1）ln（x+1），（x＞﹣1，a≥0）（Ⅰ）求f（x）的单调区间；（Ⅱ）当a=1时，若方程f（x）=t在上有两个实数解，求实数t的取值范围；（Ⅲ）证明：当m＞n＞0时，（1+m）n＜（1+n）m．7．（2014•赤峰模拟）已知函数f（x）=m﹣|x﹣1|﹣|x﹣2|，m∈R，且f（x+1）≥0的解集为[0，1]．（1）求m的值；（2）若a，b，c，x，y，z∈R，且x2+y2+z2=a2+b2+c2=m，求证：ax+by+cz≤1．8．（2014•濮阳二模）已知函数f（x）=|x﹣1|．（Ⅰ）解不等式f（x﹣1）+f（x+3）≥6；（Ⅱ）若|a|＜1，|b|＜1，且a≠0，求证：．9．（2014•宁城县模拟）已知a，b，c均为正实数，且ab+bc+ca=1．求证：（Ⅰ）a+b+c≥；（Ⅱ）++≥（++）．10．（2014•沈阳一模）已知函数f（x）=lnx，．（Ⅰ）若f（x）与g（x）在x=1处相切，试求g（x）的表达式；（Ⅱ）若在[1，+∞）上是减函数，求实数m的取值范围；（Ⅲ）证明不等式：．11．（2014•梅州一模）已知函数f（x）=ax2+ln（x+1）．（Ⅰ）当时，求函数f（x）的单调区间；（Ⅱ）当x∈[0，+∞）时，函数y=f（x）图象上的点都在所表示的平面区域内，求实数a的取值范围．（Ⅲ）求证：（其中n∈N*，e是自然对数的底数）．12．（2014•遵义二模）（1）已知x、y都是正实数，求证：x3+y3≥x2y+xy2；（2）若不等式|a﹣1|≥++对满足x+y+z=1的一切正实数x，y，z恒成立，求实数a的取值范围．13．（2014•红河州模拟）函数f（x）=．（Ⅰ）若a=5，求函数f（x）的定义域A；（Ⅱ）设B={x|﹣1＜x＜2}，当实数a，b∈B∩（∁R A）时，求证：＜|1+|．14．（2014•河北模拟）设不等式﹣2＜|x﹣1|﹣|x+2|＜0的解集为M，a、b∈M，（1）证明：|a+b|＜；（2）比较|1﹣4ab|与2|a﹣b|的大小，并说明理由．15．（2014•河北模拟）已知a，b＞0，且a+b=1，求证：（Ⅰ）+≥8；（Ⅱ）++≥8．16．（2014•海南模拟）已知a，b均为正数，且a+b=1，证明：（1）（ax+by）2≤ax2+by2（2）（a+）2+（b+）2≥．17．（2013•临汾模拟）已知a2+b2=1，c2+d2=1．（Ⅰ）求证：ab+cd≤1．（Ⅱ）求a+b的取值范围．18．（2014•乌鲁木齐三模）已知a，b，c∈R*，证明：（1）（a+b+c）（a2+b2+c2）≤3（a3+b3+c3）；（2）++≥．19．（2014•淮安模拟）已知a，b，c均为正数，证明：．20．（2014•南通一模）已知实数x，y满足：，求证：．21．（2014•南通三模）已知x＞0，y＞0，a∈R，b∈R．求证（）2≤．22．（2014•南通模拟）设a，b，c，d∈R，求证：+≥，等号当且仅当ad=bc 时成立．23．（2014•昆明一模）已知a，b，c均为正数．（Ⅰ）求证：a2+b2+（）2≥4；（Ⅱ）若a+4b+9c=1，求证：≥100．24．（2014•贵州二模）设不等式|x﹣2|＜m（m∈N+）的解集为A，且∈A，∉A．（Ⅰ）求m的值；（Ⅱ）若a，b，c∈R+，且a+b+c=，求证：++≥9．25．（2014•盐城二模）已知x，y∈R，且|x+y|≤，|x﹣y|≤，求证：|x+5y|≤1．26．（2014•盐城一模）已知x1，x2，x3为正实数，若x1+x2+x3=1，求证：．27．（2014•福建模拟）已知f（x）=aln（x+1）++3x﹣1．（1）若x≥0时，f（x）≥0恒成立，求实数a的取值范围；（2）求证：ln（2n+1）对一切正整数n均成立．28．（2014•静安区一模）（理）（1）设x、y是不全为零的实数，试比较2x2+y2与x2+xy的大小；（2）设a，b，c为正数，且a2+b2+c2=1，求证：++﹣≥3．29．（2013•泰州三模）选修4﹣5：不等式选讲已知a＞0，b＞0，n∈N*．求证：．30．（2013•盐城二模）（选修4﹣5：不等式选讲）若，证明．参考答案与试题解析一．解答题（共30小题）1．（2014•江苏）已知x＞0，y＞0，证明（1+x+y2）（1+x2+y）≥9xy．考点：不等式的证明．专题：证明题；不等式的解法及应用．分析：由均值不等式可得1+x+y2≥3，1+x2+y≥，两式相乘可得结论．解答：证明：由均值不等式可得1+x+y2≥3，1+x2+y≥分别当且仅当x=y2=1，x2=y=1时等号成立，∴两式相乘可得（1+x+y2）（1+x2+y）≥9xy．点评：本题考查不等式的证明，正确运用均值不等式是关键．2．（2014•安徽）设实数c＞0，整数p＞1，n∈N*．（Ⅰ）证明：当x＞﹣1且x≠0时，（1+x）p＞1+px；（Ⅱ）数列{a n}满足a1＞，a n+1=a n+a n1﹣p．证明：a n＞a n+1＞．考点：不等式的证明；数列与不等式的综合；分析法和综合法．专题：函数思想；点列、递归数列与数学归纳法．分析：第（Ⅰ）问中，可构造函数f（x）=（1+x）p﹣（1+px），求导数后利用函数的单调性求解；对第（Ⅱ）问，从a n+1着手，由a n+1=a n+a n1﹣p，将求证式进行等价转化后即可解决，用相同的方式将a n＞a n+1进行转换，设法利用已证结论证明．解答：证明：（Ⅰ）令f（x）=（1+x）p﹣（1+px），则f′（x）=p（1+x）p﹣1﹣p=p[（1+x）p﹣1﹣1]．①当﹣1＜x＜0时，0＜1+x＜1，由p＞1知p﹣1＞0，∴（1+x）p﹣1＜（1+x）0=1，∴（1+x）p﹣1﹣1＜0，即f′（x）＜0，∴f（x）在（﹣1，0]上为减函数，∴f（x）＞f（0）=（1+0）p﹣（1+p×0）=0，即（1+x）p﹣（1+px）＞0，∴（1+x）p＞1+px．②当x＞0时，有1+x＞1，得（1+x）p﹣1＞（1+x）0=1，∴f′（x）＞0，∴f（x）在[0，+∞）上为增函数，∴f（x）＞f（0）=0，∴（1+x）p＞1+px．综合①、②知，当x＞﹣1且x≠0时，都有（1+x）p＞1+px，得证．（Ⅱ）先证a n+1＞．∵a n+1=a n+a n1﹣p，∴只需证a n+a n1﹣p＞，将写成p﹣1个相加，上式左边=，当且仅当，即时，上式取“=”号，当n=1时，由题设知，∴上式“=”号不成立，∴a n +a n 1﹣p ＞，即a n+1＞．再证a n ＞a n+1． 只需证a n ＞a n +a n 1﹣p ，化简、整理得a n p ＞c ，只需证a n ＞c．由前知a n+1＞成立，即从数列{a n }的第2项开始成立，又n=1时，由题设知成立，∴对n ∈N *成立，∴a n ＞a n+1．综上知，a n ＞a n+1＞，原不等式得证．点评： 本题是一道压轴题，考查的知识众多，涉及到函数、数列、不等式，利用的方法有分析法与综合法等，综合性很强，难度较大．3．（2014•阜阳一模）已知α，β是方程4x 2﹣4tx ﹣1=0（t ∈R ）的两个不等实根，函数的定义域为[α，β]．（Ⅰ）求g （t ）=maxf （x ）﹣minf （x ）； （Ⅱ）证明：对于，若sinu 1+sinu 2+sinu 3=1，则++＜．考点：不等式的证明；函数的最值及其几何意义． 专题：计算题；证明题． 分析： （Ⅰ）先设α≤x 1＜x 2≤β，则4x 12﹣4tx 1﹣1≤0，4x 22﹣4tx 2﹣1≤0，利用单调函数的定义证明f （x ）在区间[α，β]上是增函数．从而求得函数f （x ）的最大值与最小值，最后写出g （t ） （Ⅱ）先证：从而利用均值不等式与柯西不等式即得：++＜．解答： 解：（Ⅰ）设α≤x 1＜x 2≤β，则4x 12﹣4tx 1﹣1≤0，4x 22﹣4tx 2﹣1≤0，∴则又故f （x ）在区间[α，β]上是增函数．（3分） ∵，∴=（6分）（Ⅱ）证：（9分）∴（15分）∵，而均值不等式与柯西不等式中，等号不能同时成立，∴++＜．（14分）点评： 本题主要考查了不等式的证明、函数的最值及其几何意义，解答关键是利用函数单调性求最值及均值不等式与柯西不等式的灵活运用．4．（2014•苏州一模）已知x ，y ，z 均为正数．求证：．考点： 不等式的证明．专题：常规题型；压轴题；综合法．分析：分别对，，进行化简分析，得出与的关系，然后三个式子左右分别相加除以2即可得到结论．解答：证明：因为x，y，z都是为正数，所以①同理可得②③当且仅当x=y=z时，以上三式等号都成立．将上述三个不等式两边分别相加，并除以2，得：点评：本题考查不等式的证明，涉及基本不等式的应用，属于中档题．5．（2014•长春一模）（选做题）已知f（x）=|x+1|+|x﹣1|，不等式f（x）＜4的解集为M．（1）求M；（2）当a，b∈M时，证明：2|a+b|＜|4+ab|．考点：不等式的证明；带绝对值的函数．专题：综合题；压轴题．分析：（Ⅰ）将函数写成分段函数，再利用f（x）＜4，即可求得M；（Ⅱ）利用作差法，证明4（a+b）2﹣（4+ab）2＜0，即可得到结论．解答：（Ⅰ）解：f（x）=|x+1|+|x﹣1|=当x＜﹣1时，由﹣2x＜4，得﹣2＜x＜﹣1；当﹣1≤x≤1时，f（x）=2＜4；当x＞1时，由2x＜4，得1＜x＜2．所以M=（﹣2，2）．…（5分）（Ⅱ）证明：当a，b∈M，即﹣2＜a，b＜2，∵4（a+b）2﹣（4+ab）2=4（a2+2ab+b2）﹣（16+8ab+a2b2）=（a2﹣4）（4﹣b2）＜0，∴4（a+b）2＜（4+ab）2，∴2|a+b|＜|4+ab|．…（10分）点评：本题考查绝对值函数，考查解不等式，考查不等式的证明，解题的关键是将不等式写成分段函数，利用作差法证明不等式．6．（2014•长安区三模）设函数f（x）=x﹣a（x+1）ln（x+1），（x＞﹣1，a≥0）（Ⅰ）求f（x）的单调区间；（Ⅱ）当a=1时，若方程f（x）=t在上有两个实数解，求实数t的取值范围；（Ⅲ）证明：当m＞n＞0时，（1+m）n＜（1+n）m．考点：不等式的证明；利用导数研究函数的单调性．专题：综合题；压轴题．分析：（Ⅰ）求导数，再利用导数大于0，求函数的单调区间；（Ⅱ）由（Ⅰ）知，f（x）在上单调递增，在[0，1]上单调递减可得解（Ⅲ）根据要证明的结论，利用分析法来证明本题，从结论入手，要证结论只要证明后面这个式子成立，两边取对数，构造函数，问题转化为只要证明函数在一个范围上成立，利用导数证明函数的性质．解答：解：（Ⅰ）f′（x）=1﹣aln（x+1）﹣a①a=0时，f′（x）＞0∴f（x）在（﹣1，+∞）上是增函数…（1分）②当a＞0时，f（x）在上递增，在单调递减．…（4分）（Ⅱ）由（Ⅰ）知，f（x）在上单调递增，在[0，1]上单调递减又∴∴当时，方程f（x）=t有两解…（8分）（Ⅲ）要证：（1+m）n＜（1+n）m只需证nln（1+m）＜mln（1+n），只需证：设，则…（10分）由（Ⅰ）知x﹣（1+x）ln（1+x），在（0，+∞）单调递减…（12分）∴x﹣（1+x）ln（1+x）＜0，即g（x）是减函数，而m＞n∴g（m）＜g（n），故原不等式成立．…（14分）点评：考查不等式的证明，考查化归思想，考查构造函数，是一个综合题，题目难度中等，在证明不等式时，注意采用什么形式，选择一种合适的写法7．（2014•赤峰模拟）已知函数f（x）=m﹣|x﹣1|﹣|x﹣2|，m∈R，且f（x+1）≥0的解集为[0，1]．（1）求m的值；（2）若a，b，c，x，y，z∈R，且x2+y2+z2=a2+b2+c2=m，求证：ax+by+cz≤1．考点：不等式的证明．专题：高考数学专题．分析：第（1）问中，分离m，由|x|+|x﹣1|≥1确定将m分“m＜1”与“m≥1”进行讨论；（2）中，可利用重要不等式将x2+a2与ax联系，y2+b2与by联系，z2+c2与cz联系．解答：解：（1）由f（x+1）≥0得|x|+|x﹣1|≤m．若m＜1，∵|x|+|x﹣1|≥1恒成立，∴不等式|x|+|x﹣1|≤m的解集为∅，不合题意．若m≥1，①当x＜0时，得，∴；②当0≤x≤1时，得x+1﹣x≤m，即m≥1恒成立；③当x＞1时，得，∴1，综上可知，不等式|x|+|x﹣1|≤m的解集为[，]．由题意知，原不等式的解集为[0，1]，∴解得m=1．（2）证明：∵x2+a2≥2xa，y2+b2≥2yb，z2+c2≥2zc，以上三式相加，得x2+y2+z2+a2+b2+c2≥2xa+2yb+2zc．由题设及（1），知x2+y2+z2=a2+b2+c2=m=1，∴2≥2（xa+yb+zc），即ax+by+cz≤1，得证．点评：本题难度与高考相当，第（1）问考查了分段讨论法解绝对值不等式，对参数的讨论是前提；第（2）问要求学生掌握不等式的基本性质，关键是联系第一问求解．8．（2014•濮阳二模）已知函数f（x）=|x﹣1|．（Ⅰ）解不等式f（x﹣1）+f（x+3）≥6；（Ⅱ）若|a|＜1，|b|＜1，且a≠0，求证：．考点：不等式的证明；绝对值不等式；绝对值不等式的解法．专题：不等式选讲．分析：（Ⅰ）根据绝对值不等式的解法解不等式f（x﹣1）+f（x+3）≥6即可；（Ⅱ）利用分析法进行证明不等式．解答：解：（I）∵f（x）=|x﹣1|．∴不等式f（x﹣1）+f（x+3）≥6等价|x﹣2|+|x+2|≥6，若当x≥2时，不等式等价为x﹣2+x+2≥6，即2x≥6，解得x≥3．当﹣2＜x＜2时，不等式等价为2﹣x+x+2≥6，即4≥6，此时不成立．当x≤﹣2时，不等式等价为2﹣x﹣x﹣2≥6，即2x≤﹣6，即x≤﹣3．综上不等式的解集为（﹣∞，﹣3]∪[3，+∞）．（II）要证，只需证|ab﹣1|＞|b﹣a|，只需证（ab﹣1）2＞（b﹣a）2而（ab﹣1）2﹣（b﹣a）2=a2b2﹣a2﹣b2+1=（a2﹣1）（b2﹣1）＞0，∵|a|＜1，|b|＜1，∴a2＜1，b2＜1，即a2﹣1＜0，b2﹣1＜0，即（a2﹣1）（b2﹣1）＞0，成立，从而原不等式成立．点评：本题主要考查绝对值不等式的解法，要注意进行分段讨论．9．（2014•宁城县模拟）已知a，b，c均为正实数，且ab+bc+ca=1．求证：（Ⅰ）a+b+c≥；（Ⅱ）++≥（++）．考点：不等式的证明．专题：选作题；不等式选讲．分析：（Ⅰ）由题意可得，只需证（a+b+c）2≥3，只需证a2+b2+c2≥1，只需证a2+b2+c2﹣（ab+bc+ca）≥0，只需证（a﹣b）2+（b﹣c）2+（c﹣a）2≥0；（Ⅱ）由（Ⅰ）知，a+b+c≥，证明++≥（++），只需证明≥++，结合基本不等式，即可得证．解答：证明：（Ⅰ）要证原不等式成立，只需证（a+b+c）2≥3，即证a2+b2+c2+2（ab+bc+ca）≥3，又ab+bc+ca=1．所以，只需证：a2+b2+c2≥1，即a2+b2+c2﹣1≥0，因为ab+bc+ca=1．所以，只需证：a2+b2+c2﹣（ab+bc+ca）≥0，只需证：2a2+2b2+2c2﹣2（ab+bc+ca）≥0，即（a﹣b）2+（b﹣c）2+（c﹣a）2≥0，而（a﹣b）2+（b﹣c）2+（c﹣a）2≥0显然成立，故原不等式成立；（Ⅱ）∵++=，由（Ⅰ）知，a+b+c≥，∴证明++≥（++），只需证明≥++，即证明：+b+c≤ab+bc+ca，∵≤，b≤，c≤，∴+b+c≤ab+bc+ca，∴++≥（++）．点评：本题考查用分析法证明不等式，寻找使不等式成立的充分条件，是解题的关键．10．（2014•沈阳一模）已知函数f（x）=lnx，．（Ⅰ）若f（x）与g（x）在x=1处相切，试求g（x）的表达式；（Ⅱ）若在[1，+∞）上是减函数，求实数m的取值范围；（Ⅲ）证明不等式：．考点：不等式的证明；利用导数研究函数的单调性；利用导数研究曲线上某点切线方程．专题：不等式的解法及应用．分析：（Ⅰ）求导数，利用f（x）与g（x）在x=1处相切，可求g（x）的表达式；（Ⅱ）在[1，+∞）上是减函数，可得导函数小于等于0在[1，+∞）上恒成立，分离参数，利用基本不等式，可求实数m的取值范围；（Ⅲ）当x≥2时，证明，当x＞1时，证明，利用叠加法，即可得到结论．解答：（Ⅰ）解：∵f（x）=lnx，∴，∴，得：a=2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（2分）又∵，∴b=﹣1，∴g（x）=x﹣1；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（3分）（Ⅱ）解：∵=在[1，+∞）上是减函数，∴在[1，+∞）上恒成立．﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（5分）即x2﹣（2m﹣2）x+1≥0在[1，+∞）上恒成立，由，x∈[1，+∞），∵，∴2m﹣2≤2得m≤2；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（6分）（Ⅲ）证明：由（Ⅰ）可得：当x≥2时，，∴得：，∴，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（8分）∴当x=2时，；当x=3时，；当x=4时，，…，当x=n+1时，，n∈N+，n≥2上述不等式相加得：即：①﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（9分）由（Ⅱ）可得：当m=2时，ϕ（x）=在[1，+∞）上是减函数，∴当x＞1时，ϕ（x）＜ϕ（1）=0，即＜0，所以，从而得到．﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（11分）当x=2时，；当x=3时，；当x=4时，，…，当x=n+1时，，n∈N+，n≥2上述不等式相加得：==即②综上：（n∈N+，n≥2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（12分）点评：本题考查不等式的证明，考查导数知识的运用，考查基本不等式的运用，考查叠加法，考查学生分析解决问题的能力，难度较大．11．（2014•梅州一模）已知函数f（x）=ax2+ln（x+1）．（Ⅰ）当时，求函数f（x）的单调区间；（Ⅱ）当x∈[0，+∞）时，函数y=f（x）图象上的点都在所表示的平面区域内，求实数a的取值范围．（Ⅲ）求证：（其中n∈N*，e是自然对数的底数）．不等式的证明；利用导数研究函数的单调性．考点：专综合题．题：分（Ⅰ）把a=﹣代入函数f（x），再对其进行求导利用导数研究函数f（x）的单调区间；析：（Ⅱ）已知当x∈[0，+∞）时，函数y=f（x）图象上的点都在所表示的平面区域内，将问题转化为当x∈[0，+∞）时，不等式f（x）≤x恒成立，即ax2+ln（x+1）﹣x≤0恒成立，只要求出ax2+ln（x+1）﹣x的最小值即可，令新的函数，利用导数研究其最值问题；（Ⅲ）由题设（Ⅱ）可知当a=0时，ln（x+1）≤x在[0，+∞）上恒成立，利用此不等式对所要证明的不等式进行放缩，从而进行证明；解解：（Ⅰ）当时，（x＞﹣1），答：（x＞﹣1），由f'（x）＞0解得﹣1＜x＜1，由f'（x）＜0，解得x＞1．故函数f（x）的单调递增区间为（﹣1，1），单调递减区间为（1，+∞）．（4分）（Ⅱ）因函数f（x）图象上的点都在所表示的平面区域内，则当x∈[0，+∞）时，不等式f（x）≤x恒成立，即ax2+ln（x+1）﹣x≤0恒成立，设g（x）=ax2+ln（x+1）﹣x（x≥0），只需g（x）max≤0即可．（5分）由=，（ⅰ）当a=0时，，当x＞0时，g'（x）＜0，函数g（x）在（0，+∞）上单调递减，故g（x）≤g（0）=0成立．（6分）（ⅱ）当a＞0时，由，因x∈[0，+∞），所以，①若，即时，在区间（0，+∞）上，g'（x）＞0，则函数g（x）在（0，+∞）上单调递增，g（x）在[0，+∞）上无最大值（或：当x→+∞时，g（x）→+∞），此时不满足条件；②若，即时，函数g（x）在上单调递减，在区间上单调递增，同样g（x）在[0，+∞）上无最大值，不满足条件．（8分）（ⅲ）当a＜0时，由，∵x∈[0，+∞），∴2ax+（2a ﹣1）＜0，∴g'（x ）＜0，故函数g （x ）在[0，+∞）上单调递减， 故g （x ）≤g （0）=0成立．综上所述，实数a 的取值范围是（﹣∞，0]．（10分）（Ⅲ）据（Ⅱ）知当a=0时，ln （x+1）≤x 在[0，+∞）上恒成立 （或另证ln （x+1）≤x 在区间（﹣1，+∞）上恒成立），（11分） 又，∵===，∴．（14分）点评： 此题主要考查利用导数研究函数的单调区间和最值问题，解题过程中多次用到了转化的思想，第二题实质还是函数的恒成立问题，第三问不等式的证明仍然离不开前面两问所证明的不等式，利用它们进行放缩证明，本题难度比较大，是一道综合题； 12．（2014•遵义二模）（1）已知x 、y 都是正实数，求证：x 3+y 3≥x 2y+xy 2； （2）若不等式|a ﹣1|≥++对满足x+y+z=1的一切正实数x ，y ，z 恒成立，求实数a 的取值范围．考点： 不等式的证明．专题： 不等式的解法及应用．分析： （1）利用作差法，因式分解，即可得到结论；（2）根据柯西不等式证明++≤3，利用|a ﹣1|≥++对满足x+y+z=1的一切正实数x ，y ，z 恒成立，可得|a ﹣1|，从而可求实数a 的取值范围．解答： （1）证明：由x 3+y 3﹣x 2y ﹣xy 2=x 2（x ﹣y ）+y 2（y ﹣x ）=（x ﹣y ）（x 2﹣y 2）=（x ﹣y ）2（x+y ）…（3分）又x 、y 都是正实数，∴（x ﹣y ）2≥0，x+y ＞0， ∴x 3+y 3﹣x 2y ﹣xy 2＞0， ∴x 3+y 3≥x 2y+xy 2；…（5分）（2）解：由题意，根据柯西不等式有（++）2≤（12+12+12）[（）2+（）2+（）2]=3[3（x+y+z ）+3]=3×6=18， ∴++≤3…（3分）又|a ﹣1|≥++对满足x+y+z=1的一切正实数x ，y ，z 恒成立， ∴|a ﹣1|，∴a +1或a ，∴a 的取值范围是（﹣]∪[1+3，+∞）．…（5分）点评：本题考查不等式的证明，考查柯西不等式的运用，考查恒成立问题，考查学生分析解决问题的能力，正确运用柯西不等式是关键．13．（2014•红河州模拟）函数f（x）=．（Ⅰ）若a=5，求函数f（x）的定义域A；（Ⅱ）设B={x|﹣1＜x＜2}，当实数a，b∈B∩（∁R A）时，求证：＜|1+|．考点：不等式的证明；集合的包含关系判断及应用；函数的定义域及其求法．专题：函数的性质及应用；不等式的解法及应用；集合．分析：（Ⅰ）根据题意，得|x+1|+|x+2|﹣5≥0；求出x的取值范围，即是f（x）的定义域A；（Ⅱ）由A、B求出B∩C R A，即得a、b的取值范围，由此证明成立即可．解答：解：（Ⅰ）a=5时，函数f（x）=，∴|x+1|+|x+2|﹣5≥0；即|x+1|+|x+2|≥5，当x≥﹣1时，x+1+x+2≥5，∴x≥1；当﹣1＞x＞﹣2时，﹣x﹣1+x+2≥5，∴x∈∅；当x≤﹣2时，﹣x﹣1﹣x﹣2≥5，∴x≤﹣4；综上，f（x）的定义域是A={x|x≤﹣4或x≥1}．（Ⅱ）∵A={x|x≤﹣4或x≥1}，B={x|﹣1＜x＜2}，∴∁R A=（﹣4，1），∴B∩C R A=（﹣1，1）；又∵，而；当a，b∈（﹣1，1）时，（b2﹣4）（4﹣a2）＜0；∴4（a+b）2＜（4+ab）2，即．点评：本题考查了求函数的定义域以及集合的运算和不等式的解法与证明问题，是综合题，解题时应把含绝对值的不等式分类讨论，不等式证明时常用作差法，是中档题．14．（2014•河北模拟）设不等式﹣2＜|x﹣1|﹣|x+2|＜0的解集为M，a、b∈M，（1）证明：|a+b|＜；（2）比较|1﹣4ab|与2|a﹣b|的大小，并说明理由．考点：不等式的证明；绝对值不等式的解法．专题：不等式的解法及应用．分析：（1）利用绝对值不等式的解法求出集合M，利用绝对值三角不等式直接证明：|a+b|＜；（2）利用（1）的结果，说明ab的范围，比较|1﹣4ab|与2|a﹣b|两个数的平方差的大小，即可得到结果．解答：解：（1）记f（x）=|x﹣1|﹣|x+2|=由﹣2＜﹣2x﹣1＜0解得﹣＜x＜，则M=（﹣，）．…（3分）∵a、b∈M，∴，所以|a+b|≤|a|+|b|＜×+×=．…（6分）（2）由（1）得a2＜，b2＜．因为|1﹣4ab|2﹣4|a﹣b|2=（1﹣8ab+16a2b2）﹣4（a2﹣2ab+b2）=（4a2﹣1）（4b2﹣1）＞0，…（9分）所以|1﹣4ab|2＞4|a﹣b|2，故|1﹣4ab|＞2|a﹣b|．…（10分）点评：本题考查不等式的证明，绝对值不等式的解法，考查计算能力．15．（2014•河北模拟）已知a，b＞0，且a+b=1，求证：（Ⅰ）+≥8；（Ⅱ）++≥8．考点：不等式的证明．专题：证明题；不等式选讲．分析：（Ⅰ）利用a+b=1，通过重要不等式以及基本不等式，推出，然后证明+≥8；（Ⅱ）利用a+b=1，利用1的代换，转化++为+，利用基本不等式即可求证结果．解答：证明：（Ⅰ）∵ab≤（）2=，当且仅当a=b时等号成立，∵a+b=1，a=b=，∴．∵+≥≥8，当且仅当a=b=时等号成立，∴+≥8．（5分）（Ⅱ）∵++=++=+++=2（a+b）（+）=4+2（）≥4+4=8，当且仅当a=b=时等号成立，∴++≥8．（10分）点评：利用基本不等式以及重要不等式以及“1”的代换，注意“正、定、等”的应用．16．（2014•海南模拟）已知a，b均为正数，且a+b=1，证明：（1）（ax+by）2≤ax2+by2（2）（a+）2+（b+）2≥．考点：不等式的证明．专题：证明题．分析：（1）将所证的关系式作差（ax+by）2﹣（ax2+by2）=a（a﹣1）x2+b（b﹣1）y2+2abxy利用a+b=1，整理，可得a（a﹣1）x2+b（b﹣1）y2+2abxy=﹣ab（x﹣y）2≤0，当且仅当x=y时等号成立；（2）将所证的不等式左端展开，转化为，进一步整理后，利用基本不等式即可证得结论成立．解答：证明：（1））（ax+by）2﹣（ax2+by2）=a（a﹣1）x2+b（b﹣1）y2+2abxy，因为a+b=1，所以a﹣1=﹣b，b﹣1=﹣a，又a，b均为正数，所以a（a﹣1）x2+b（b﹣1）y2+2abxy=﹣ab（x2+y2﹣2xy）=﹣ab（x﹣y）2≤0，当且仅当x=y时等号成立；（2）==．当且仅当a=b时等号成立．点评：本题考查不等式的证明，着重考查作差法的应用，突出考查等价转化思想与逻辑推理能力，属于难题．17．（2013•临汾模拟）已知a2+b2=1，c2+d2=1．（Ⅰ）求证：ab+cd≤1．（Ⅱ）求a+b的取值范围．考点：不等式的证明．专题：综合题；不等式的解法及应用．分析：（Ⅰ）利用综合法，结合基本不等式，即可得出结论；（Ⅱ）设=（a，b），=（1，），利用|⋅|≤||⋅||，可求a+b的取值范围．解答：（I）证明：∵a2+b2≥2ab，c2+d2≥2cd，∴a2+b2+c2+d2≥2（ab+cd），当且仅当a=b=c=d=时取“=”…（2分）又∵a2+b2=1，c2+d2=1∴2（ab+cd）≤2 …（4分）∴ab+cd≤1 …（5分）（Ⅱ）解：设=（a，b），=（1，），∵|⋅|≤||⋅||，…（8分）∴|a+b|≤2=2，∴﹣2≤a+b≤2∴a+b的取值范围为[﹣2，2]．…（10分）点评：本题考查不等式的证明，考查求a+b的取值范围，正确运用基本不等式，合理构造向量是关键．18．（2014•乌鲁木齐三模）已知a，b，c∈R*，证明：（1）（a+b+c）（a2+b2+c2）≤3（a3+b3+c3）；（2）++≥．考点：不等式的证明．专题：高考数学专题．分析：第（1）问考虑左边展开与右边可抵消一个a2+b2+c2，想到作差比较，项较多，可重新分组进行因式分解；第（2）可通过构造柯西不等式放缩，获取定值．解答：证明：（Ⅰ）右边﹣左边，得3（a3+b3+c3）﹣（a+b+c）（a2+b2+c2）=2（a3+b3+c3）﹣a（b2+c2）﹣b（a2+c2）﹣c（a2+b2）．∵a，b∈R*，∴a3+b3﹣a2b﹣ab2=a2（a﹣b）+b2（b﹣a）=（a﹣b）2（a+b）≥0．∴a3+b3≥a2b+ab2，同理，b3+c3≥b2c+bc2，a3+c3≥a2c+ac2，以上三式相加得=2（a3+b3+c3）≥a2b+ab2+b2c+bc2+a2c+ac，∴2（a3+b3+c3）﹣a（b2+c2）﹣b（a2+c2）﹣c（a2+b2）≥0，∴（a+b+c）（a2+b2+c2）≤3（a3+b3+c3）．（Ⅱ）∵a，b，c∈R*，∴a+b＞0，b+c＞0，c+a＞0，由柯西不等式得）[（a+b）+（b+c）+（c+a）]≥2=9，即2（a+b+c）（++）≥9，∴2（++）≥3，故++≥，当且仅当a=b=c时，不等式取等号．点评：本题的两小问设置合理，主要考查了不等式的基本性质及变形技巧，作差比较法，柯西不等式等．19．（2014•淮安模拟）已知a，b，c均为正数，证明：．考点：不等式的证明．专题：不等式的解法及应用．分析：两次运用基本不等式即可证明结论．解答：证明：∵a，b，c均为正数，∴左边≥≥2=2=6，当且仅当a=b=c时取等号，∴．点评：本题考查基本不等式的运用，考查学生分析解决问题的能力，正确运用基本不等式是关键．20．（2014•南通一模）已知实数x，y满足：，求证：．考点：不等式的证明．专题：证明题；不等式的解法及应用．分析：首先由3|y|=|3y|=|2（x+y）﹣（2x﹣y）|≤2|x+y|+|2x﹣y|，再结合已知的不等式，即可证得结论．解答：证明：∵3|y|=|3y|=|2（x+y）﹣（2x﹣y）|≤2|x+y|+|2x﹣y|，由题设，∴．∴．点评：本题考查不等式的证明，考查学生分析转化问题的能力，属于中档题．21．（2014•南通三模）已知x＞0，y＞0，a∈R，b∈R．求证（）2≤．考点：不等式的证明．专题：不等式的解法及应用．分析：利用“分析法”和不等式的性质即可证明．解答：证明：∵x＞0，y＞0，∴x+y＞0，∴要证，即证（ax+by）2≤（x+y）（a2x+b2y）．即证xy（a2﹣2ab+b2）≥0，即证（a﹣b）2≥0，而（a﹣b）2≥0显然成立，故．点评：本题考查了“分析法”和不等式的性质证明不等式，属于基础题．22．（2014•南通模拟）设a，b，c，d∈R，求证：+≥，等号当且仅当ad=bc 时成立．考点：不等式的证明．专题：证明题；不等式的解法及应用．分析：运用分析法证明，要证原不等式成立，可考虑两边平方，化简整理，再由柯西不等式（a2+b2）（c2+d2）≥（ac+bd）2，即可得证．解答：证明：要证+≥，即证（+）2≥（）2，即为a2+b2+c2+d2+2≥（a+c）2+（b+d）2，化简后，即证≥ac+bd，由柯西不等式（a2+b2）（c2+d2）≥（ac+bd）2，得|ac+bd|≥ac+bd．则原不等式得证．且有原不等式中等号当且仅当ad=bc时成立．点评：本题考查不等式的证明，考查柯西不等式的运用，以及不等式的性质的运用，考查推理能力，属于中档题．23．（2014•昆明一模）已知a，b，c均为正数．（Ⅰ）求证：a2+b2+（）2≥4；（Ⅱ）若a+4b+9c=1，求证：≥100．考点：不等式的证明．专题：证明题；不等式的解法及应用．分析：利用基本不等式，即可证明结论．解答：证明：（Ⅰ）∵a，b均为正数，∴a2+b2≥2ab，≥，∴a2+b2+≥2ab+，∴a2+b2+（）2≥2ab+≥4，当且仅当a=b=时，等号成立．（Ⅱ）∵a+4b+9c=1，∴=（a+4b+9c）（）=9+16+9+++≥34+24+18+24=100，当且仅当a=3b=9c时等号成立．点评：本题考查不等式的证明，考查基本不等式的运用，掌握基本不等式的使用条件是关键．24．（2014•贵州二模）设不等式|x﹣2|＜m（m∈N+）的解集为A，且∈A，∉A．（Ⅰ）求m的值；（Ⅱ）若a，b，c∈R+，且a+b+c=，求证：++≥9．考点：不等式的证明．专题：选作题；不等式的解法及应用．分析：（Ⅰ）根据∈A，∉A，求出m的范围，结合m∈N+，即可求m的值；（Ⅱ）利用“1”的代换，结合基本不等式，即可得出结论．解答：（Ⅰ）解：由．﹣﹣（4分）∵m∈N+，∴m=1．﹣﹣（5分）（Ⅱ）证明：由（Ⅰ）有：（a，b，c∈R+）又===≥9，∴++≥9﹣﹣（10分）点评：本题考查绝对值不等式的解法，考查不等式的证明，正确运用“1”的代换，基本不等式，是解题的关键．25．（2014•盐城二模）已知x，y∈R，且|x+y|≤，|x﹣y|≤，求证：|x+5y|≤1．考点：不等式的证明；绝对值不等式．专题：证明题．分析：利用x+5y=3（x+y）﹣2（x﹣y），利用绝对值不等式的性质即可证得结论．解答：证明：∵|x+y|≤，|x﹣y|≤，∴|x+5y|=|3（x+y）﹣2（x﹣y）|≤|3（x+y）|+|2（x﹣y）|=3|x+y|+2|x﹣y|≤3×+2×=1．即|x+5y|≤1．点评：本题考查绝对值不等式的性质，分析得到x+5y=3（x+y）﹣2（x﹣y）是应用绝对值不等式性质的关键，考查转化思想与推理论证能力，属于中档题．26．（2014•盐城一模）已知x1，x2，x3为正实数，若x1+x2+x3=1，求证：．考点：不等式的证明．专题：不等式的解法及应用．分析：由基本不等式，可得，，，三式相加，利用x1+x2+x3=1，可得结论．解答：证明：∵x1，x2，x3为正实数，∴，，，∴三式相加，可得+x 3≥2（x 1+x 2+x 3），∵若x 1+x 2+x 3=1，∴．点评： 本题考查基本不等式的运用，考查学生分析解决问题的能力，正确运用基本不等式是关键．27．（2014•福建模拟）已知f （x ）=aln （x+1）++3x ﹣1．（1）若x ≥0时，f （x ）≥0恒成立，求实数a 的取值范围； （2）求证：ln （2n+1）对一切正整数n 均成立．考点：不等式的证明． 专题：选作题；不等式选讲． 分析：（1）求导数，分类讨论，确定函数的单调性，即可求实数a 的取值范围； （2）由（1）知，x ＞0时，不等式恒成立，则x ＞0时，恒成立．令（k ∈N *），．令k=1，2，3，…，n ，叠加，即可证明结论．解答：（1）解：．若a ≥﹣2，则a+6＞0，x ＞0时，f'（x ）＞0．此时，f （x ）在区间[0，+∞）上为增函数． ∴x ≥0时，f （x ）≥f （0）=0．a ≥﹣2符合要求．若a ＜﹣2，则方程3x 2+（a+6）x+a+2=0有两个异号的实根，设这两个实根为x 1，x 2，且x 1＜0＜x 2． ∴0＜x ＜x 2时，f'（x ）＜0．f （x ）在区间[0，x 2]上为减函数，f （x 2）＜f （0）=0． ∴a ＜﹣2不符合要求．∴a 的取值范围为[﹣2，+∞）． （2）证明：由（1）知，x ＞0时，不等式恒成立．∴x ＞0时，恒成立．令（k ∈N *），得， 整理得 ．∴．令k=1，2，3，…，n ，得，，，…，．将上述n 个不等式的左右两边分别相加，得． ∴对一切正整数n 均成立．点评： 本题考查导数知识的运用，考查函数的单调性，考查不等式的证明，巧妙利用两小题之间的关系，是解题的关键． 28．（2014•静安区一模）（理）（1）设x 、y 是不全为零的实数，试比较2x 2+y 2与x 2+xy 的大小； （2）设a ，b ，c 为正数，且a 2+b 2+c 2=1，求证：++﹣≥3．考点： 不等式的证明；比较法．专题： 证明题；不等式的解法及应用．分析： （1）解法1：利用作差法；解法2：利用分类讨论思想，分xy ＜0与xy ＞0讨论即可证得结论；（2）利用作差法，通过通分、分组、配方等一系列转化，即可证得结论．解答： 证明：（1）证法1：∵x 、y 是不全为零的实数，∴2x 2+y 2﹣（x 2+xy ） =x 2+y 2﹣xy=+y 2＞0，∴2x 2+y 2＞x 2+xy ．证法2：当xy ＜0时，x 2+xy ＜2x 2+y 2；当xy ＞0时，作差：x 2+y 2﹣xy ≥2xy ﹣xy=xy ＞0； 又因为x 、y 是不全为零的实数， ∴当xy=0时，2x 2+y 2＞x 2+xy ． 综上，2x 2+y 2＞x 2+xy ． （2）证明：∵++﹣﹣3=++﹣﹣3=a 2（+）+b 2（+）+c 2（+）﹣2（++）=a 2+b 2+c 2≥0（当且仅当a=b=c 时，取得等号），∴++﹣≥3．点评： 本题考查不等式的证明，着重考查作差法，考查通分、配方、分类讨论等方法，运用转化思想，推理证明，属于难题．29．（2013•泰州三模）选修4﹣5：不等式选讲已知a＞0，b＞0，n∈N*．求证：．考点：综合法与分析法(选修）．专题：不等式的解法及应用．分析：先用分析法证明，再利用基本不等式，即可证得成立．解答：证明：先证，只要证2（a n+1+b n+1）≥（a+b）（a n+b n），即要证a n+1+b n+1﹣a n b﹣ab n≥0，即要证（a﹣b）（a n﹣b n）≥0，…（5分）若a≥b，则a﹣b≥0，a n﹣b n≥0，所以，（a﹣b）（a n﹣b n）≥0．若a＜b，则a﹣b＜0，a n﹣b n＜0，所以（a﹣b）（a n﹣b n）＞0，综上，可得（a﹣b）（a n﹣b n）≥0，从而．…（8分）因为，所以．…（10分）点评：本题主要考查用分析法证明不等式，基本不等式的应用，属于中档题．30．（2013•盐城二模）（选修4﹣5：不等式选讲）若，证明．考点：不等式的证明；柯西不等式的几何意义．专题：证明题．分析：直接构造18=6×3=[（1+2x）+（3+x）+（2﹣3x）]（1+1+1），利用柯西不等式证明即可．解答：证明：因为18=6×3=[（1+2x）+（3+x）+（2﹣3x）]（1+1+1），由柯西不等式可得：…（7分）又，所以．…（10分）点评：本题考查柯西不等式的证明方法的应用，构造柯西不等式是解题的关键．。
专题16 选修4-5不等式选讲-十年(2012-2021)高考数学真题分项详解(全国通用)(解析版)
专题16 选修4-5不等式选讲【2021年】1．（2021年全国高考乙卷数学（文）试题）已知函数()3f 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． 【答案】（1）.（2）.【分析】（1）当1a =时，()13f x x x =-++，13x x -++表示数轴上的点到1和3-的距离之和， 则()6f x ≥表示数轴上的点到1和3-的距离之和不小于6，当4x =-或2x =时所对应的数轴上的点到13-，所对应的点距离之和等于6， ∴数轴上到13-，所对应的点距离之和等于大于等于6得到所对应的坐标的范围是4x ≤-或2x ≥， 所以()6f x ≥的解集为.（2）依题意()f x a >-，即恒成立， ，当且仅当时取等号，()3min f x a ∴=+, 故3a a +>-， 所以或3a a +<， 解得32a >-. 所以a 的取值范围是.2．（2021年全国高考甲卷数学（理）试题）已知函数．（1）画出()y f x =和()y g x =的图像； （2）若，求a 的取值范围． 【答案】（1）图像见解析；（2）112a ≥【分析】（1）可得2,2()22,2x x f x x x x -<⎧=-=⎨-≥⎩，画出图像如下：34,231()232142,2214,2x g x x x x x x ⎧-<-⎪⎪⎪=+--=+-≤<⎨⎪⎪≥⎪⎩，画出函数图像如下：（2）()|2|f x a x a +=+-，如图，在同一个坐标系里画出()(),f x g x 图像， 是()y f x =平移了个单位得到，则要使()()f x a g x +≥，需将()y f x =向左平移，即0a >，当过1,42A ⎛⎫⎪⎝⎭时，1|2|42a +-=，解得112a =或52-（舍去），则数形结合可得需至少将()y f x =向左平移个单位，112a ∴≥.3．（2021年全国新高考∴卷数学试题）已知函数. （1）讨论()f x 的单调性；（2）设a ，b 为两个不相等的正数，且ln ln b a a b a b -=-，证明：112e a b<+<. 【答案】（1）()f x 的递增区间为()0,1，递减区间为；（2）证明见解析. 【分析】（1）函数的定义域为， 又()1ln 1ln f x x x '=--=-，当()0,1x ∈时，()0f x '>，当()1,+x ∈∞时，()0f x '<， 故()f x 的递增区间为()0,1，递减区间为. （2）因为ln ln b a a b a b -=-，故，即，故，设，由（1）可知不妨设1201,1x x <<>. 因为()0,1x ∈时，，(),x e ∈+∞时，， 故21x e <<. 先证：122x x +>，若22x ≥，122x x +>必成立.若22x <， 要证：122x x +>，即证122x x >-，而2021x <-<， 故即证，即证：，其中212x <<. 设，则()()()()2ln ln 2g x f x f x x x '''=+-=---， 因为12x <<，故()021x x <-<，故()ln 20x x -->， 所以()0g x '>，故()g x 在为增函数，所以()()10g x g >=， 故，即成立，所以122x x +>成立， 综上，122x x +>成立. 设21x tx =，则1t >， 结合，可得：， 即：，故11ln ln 1t t tx t --=-，要证：12x x e +<，即证()11t x e +<，即证， 即证：()1ln ln 111t t tt t --++<-，即证：，令， 则，先证明一个不等式：()ln 1x x ≤+. 设，则()1111x u x x x -'=-=++，当10x -<<时，()0u x '>；当0x >时，()0u x '<，故()u x 在上为增函数，在上为减函数，故()()max 00u x u ==， 故()ln 1x x ≤+成立由上述不等式可得当1t >时，，故()0S t '<恒成立， 故()S t 在上为减函数，故()()10S t S <=， 故成立，即12x x e +<成立. 综上所述，112e a b<+<.【2012年——2020年】1．（2020年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标∴））已知函数． （1）画出的图像；（2）求不等式的解集． 【答案】（1）详解解析；（2）. 【分析】（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，可得函数的图象，如图所示：由()3511x x --=+-，解得76x =-． 所以不等式的解集为．2．（2020年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标∴））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）或112x ⎫≥⎬⎭；（2）. 【分析】（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 ≥的解集为或112x ⎫≥⎬⎭. （2）（当且仅当221a x a -≤≤时取等号）， ，解得：1a ≤-或3a ≥，a ∴的取值范围为.3．（2020年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标∴））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. 【分析】（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，()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{,,}4a b c .4．（2019年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标∴））已知a ，b ，c 为正数，且满足abc =1．证明：（1）222111a b c a b c++≤++； （2）．【答案】（1）见解析；（2）见解析 【分析】（1）1abc = 111111abc bc ac ab a b c a b c ⎛⎫∴++=++⋅=++ ⎪⎝⎭当且仅当a b c ==时取等号，即：222111a b c a b c++++≥（2）()()()()()()3333a b b c c a a b b c c a +++++≥+++，当且仅当a b c ==时取等号又a b +≥b c +≥a c +≥a b c ==时等号同时成立）又1abc = ()()()33324a b b c c a ∴+++++≥5．（2019年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标∴））已知（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）；（2）【分析】（1）当1a =时，原不等式可化为；当1x <时，原不等式可化为，即2(1)0x ->，显然成立， 此时解集为；当12x ≤<时，原不等式可化为，解得1x <，此时解集为空集；当2x ≥时，原不等式可化为(1)(2)(1)0x x x x -+--<，即2(10)x -<，显然不成立；此时解集为空集； 综上，原不等式的解集为；（2）当1a ≥时，因为(,1)x ∈-∞，所以由()0f x <可得， 即()(1)0x a x -->，显然恒成立；所以1a ≥满足题意；当1a <时，2(),1()2()(1),x a a x f x x a x x a -≤<⎧=⎨--<⎩，因为1a x ≤<时， ()0f x <显然不能成立，所以1a <不满足题意；综上，a 的取值范围是.6．（2019年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标∴））设,,x y z ∈R ，且1x y z ++=. （1）求的最小值；（2）若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥成立，证明：3a ≤-或1a ≥-. 【答案】(1)43；(2)见详解. 【分析】(1) 故2224(1)(1)(1)3x y z -++++≥等号成立当且仅当111x y z -=+=+而又因1x y z ++=，解得时等号成立 所以的最小值为43. (2)因为2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥，所以222222[(2)(1)()](111)1x y z a -+-+-++≥. 根据柯西不等式等号成立条件，当21x y z a -=-=-，即时有成立. 所以2(2)1a +≥成立，所以有3a ≤-或1a ≥-.7．（2018年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标I 卷））已知()11f x x ax =+--. （1）当1a =时，求不等式()1f x >的解集；（2）若()0,1x ∈时不等式()f x x >成立，求a 的取值范围. 【答案】（1）；（2） 【详解】分析：(1)将1a =代入函数解析式，求得()11f x x x =+--，利用零点分段将解析式化为()2,1,2,11,2, 1.x f x x x x -≤-⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩，然后利用分段函数，分情况讨论求得不等式()1f x >的解集为；(2)根据题中所给的()0,1x ∈，其中一个绝对值符号可以去掉，不等式()f x x >可以化为()0,1x ∈时11ax -<，分情况讨论即可求得结果.详解：（1）当1a =时，()11f 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．（2）当()0,1x ∈时成立等价于当()0,1x ∈时11ax -<成立． 若0a ≤，则当()0,1x ∈时11ax -≥； 若0a >，11ax -<的解集为20x a <<，所以21a≥，故02a <≤． 综上，a 的取值范围为．8．（2018年全国普通高等学校招生统一考试理数（全国卷II ））设函数()52f x x a x =-+--. （1）当1a =时，求不等式()0f x ≥的解集； （2）若()1f x ≤恒成立，求a 的取值范围. 【答案】(1)；(2) . 【详解】：（1）当1a =时，()24,1,2,12,26, 2.x x f x x x x +≤-⎧⎪=-<≤⎨⎪-+>⎩可得()0f x ≥的解集为{|23}x x -≤≤．（2）()1f x ≤等价于．而，且当2x =时等号成立．故()1f x ≤等价于24a +≥． 由24a +≥可得6a ≤-或2a ≥，所以a 的取值范围是． 9．（2018年全国卷∴理数高考试题） 设函数()211f x x x =++-． （1）画出()y f x =的图像；（2）当[)0x +∞∈，，()f x ax b ≤+，求+a b 的最小值．【答案】（1）见解析 （2）5 【详解】：（1）将函数写成分段函数，再画出在各自定义域的图像即可． （2）结合（1）问可得a ，b 范围，进而得到a+b 的最小值 详解：（1） ()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 ≤+在成立，因此a b +的最小值为5．10．（2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标1卷））已知函数2()4f x x ax =-++，． （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．【答案】（1）{|1x x -≤≤；（2）． 【详解】：（1）当1a =时，不等式等价于21140x x x x -+++--≤.∴当1x <-时，∴式化为2340x x --≤，无解； 当时，∴式化为220x x --≤，从而；当1x >时，∴式化为240x x +-≤，从而112x -<≤.所以的解集为{|1x x -≤≤.（2）当[]1,1x ∈-时，()2g x =.所以的解集包含，等价于当[]1,1x ∈-时()2f x ≥.又()f x 在的最小值必为()1f -与()1f 之一，所以()12f -≥且()12f ≥，得. 所以a 的取值范围为.11．（2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标2卷））已知0a >，0b >，332a b +=，证明： (1)； (2)2a b +≤.【答案】(1) 见解析(2) 见解析【分析】证明：（1）由柯西不等式得：553324a b a b a b ++≥+（）（）（）＝，当且仅当ab 5＝ba 5，即a ＝b ＝1时取等号； （2）∴a 3+b 3＝2，∴（a +b ）（a 2﹣ab +b 2）＝2， ∴（a +b ）[（a +b ）2﹣3ab ]＝2， ∴（a +b ）3﹣3ab （a +b ）＝2， ∴ab ，由均值不等式可得：ab ≤ ∴（a +b ）3﹣2()334a b +≤，∴14（a +b ）3≤2， ∴a +b ≤2，当且仅当a ＝b ＝1时等号成立．12．（2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标3卷））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，求实数m 的取值范围.【答案】（1）；（2）.【分析】：（1）∴f（x）＝|x+1|﹣|x﹣2|，f（x）≥1，∴当﹣1≤x≤2时，2x﹣1≥1，解得1≤x≤2；当x＞2时，3≥1恒成立，故x＞2；综上，不等式f（x）≥1的解集为{x|x≥1}．（2）原式等价于存在x∴R使得f（x）﹣x2+x≥m成立，即m≤[f（x）﹣x2+x]max，设g（x）＝f（x）﹣x2+x．由（1）知，g（x）22231311232x x xx x xx x x⎧-+-≤-⎪=-+--⎨⎪-++≥⎩，，＜＜，，当x≤﹣1时，g（x）＝﹣x2+x﹣3，其开口向下，对称轴方程为x12=-＞1，∴g（x）≤g（﹣1）＝﹣1﹣1﹣3＝﹣5；当﹣1＜x＜2时，g（x）＝﹣x2+3x﹣1，其开口向下，对称轴方程为x32=∴（﹣1，2），∴g（x）≤g（32）9942=-+-154=；当x≥2时，g（x）＝﹣x2+x+3，其开口向下，对称轴方程为x12=＜2，∴g（x）≤g（2）＝﹣4+2+3＝1；综上，g（x）max54 =，∴m的取值范围为（﹣∞，54 ]．13．（2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标1卷））（2016高考新课标∴，理24）选修4-5：不等式选讲已知函数f(x)=|x+1|−|2x−3|.（∴）画出y=f(x)的图象；（∴）求不等式|f(x)|>1的解集．【答案】（1）见解析（2）{x|x<13或1<x<3或x>5}【解析】：（∴）的图像如图所示.（∴）由的表达式及图像，当时，可得或；当时，可得或，故的解集为；的解集为， 所以的解集为.14．（2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标2卷））选修4-5：不等式选讲 已知函数11()22f x x x =-++，M 为不等式()2f x <的解集. （∴）求M ；（∴）证明：当a ，b M ∈时，1a b ab +<+. 【答案】（∴）{|11}M x x =-<<；（∴）详见解析. 【详解】（I ）先去掉绝对值，再分12x ≤-，1122x -<<和12x ≥三种情况解不等式，即可得M ；（II ）采用平方作差法，再进行因式分解，进而可证当a ，b ∈M 时，1a b ab +<+．试题解析：（I ）12,,211(){1,,2212,.2x x f x x x x -≤-=-<<≥当12x ≤-时，由()2f x <得22,x -<解得1x >-；当1122x -<<时，()2f x <；当12x ≥时，由()2f x <得22,x <解得1x <.所以()2f x <的解集{|11}M x x =-<<.（∴）由（∴）知，当时，11,11a b -<<-<<，从而22222222()(1)1(1)(1)0a b ab a b a b a b +-+=+--=--<，因此15．（2016年全国普通高等学校招生统一考试）已知函数. （1）当a=2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. 【答案】（1）{|13}x x -≤≤；（2）．【详解】：（1）当2a =时()|22|2f x x =-+|22|26x -+≤；（2）由|212|x a x a ≥-+-+|1|a a =-+()()3f x g x +≥等价于 |1|3a a -+≥，解之得2a ≥.试题解析： （1）当2a =时，()|22|2f x x =-+. 解不等式|22|26x -+≤，得. 因此，()6f x ≤的解集为.（2）当x ∈R 时，|212|x a x a ≥-+-+|1|a a =-+， 当12x =时等号成立， 所以当x ∈R 时，()()3f x g x +≥等价于|1|3a a -+≥. ∴ 当1a ≤时，∴等价于13a a -+≥，无解. 当1a >时，∴等价于，解得2a ≥. 所以a 的取值范围是.16．（2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标）） 已知函数.（1）当1a =时，求不等式()1f x >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. 【答案】（∴）2{|2}3x x <<（∴）（2，+∞） 【解析】试题分析：（I ）当1a =时，()1f x >化为，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，解得12x ≤<． 所以()1f x >的解集为．（II ）由题设可得，()12,1,312,1,12,,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，，，ABC ∆的面积为()2213a +． 由题设得()22163a +>，故2a >． 所以a 的取值范围为17．（2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标∴））选修4-5不等式选讲 设a b c d ,,,均为正数，且a b c d +=+，证明： （∴）若ab cd >，则；（∴）是a b c d -<-的充要条件． 【答案】（∴）详见解析；（∴）详见解析． 【解析】（∴）因为2a b =++2c d =++a b c d +=+，ab cd >，得．因此．（∴）（∴）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 +=+，所以ab cd >，由（∴）得．（∴）若，则，即a b ++>c d ++a b c d +=+，所以ab cd >，于是22()()4a b a b ab -=+-2()4c d cd <+-．因此a b c d -<-，综上，是a b c d -<-的充要条件．18．（2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标∴））若且（I ）求的最小值；（II ）是否存在，使得？并说明理由.【答案】（1）最小值为（2）不存在a ，b ，使得236a b +=.【解析】：（111a b =+≥，得，且当a b ==则可得：33a b +≥≥且当a b ==.所以33a b +的最小值为2）由（1）知，23a b +≥≥6>，从而不存在a ，b ，使得236a b +=.试题解析：（111a b =+≥，得，且当a b ==.故33a b +≥≥a b ==.所以33a b +的最小值为（2）由（1）知，23a b +≥由于6>，从而不存在a ，b ，使得236a b +=.19．（2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（全国∴卷））设函数1()|(0)f x x x a a a=++- （1）证明：()2f x ≥；（2）若(3)5f <，求a 的取值范围．【答案】（1）详见解析；（2）． 【详解】试题分析：本题第（1）问，可由绝对值不等式的几何意义得出min ()2f x =，从而得出结论；对第（2）问，由0a >去掉一个绝对值号，然后去掉另一个绝对值号，解出a 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：min ()f x =12a a+≥，当且仅当1a =时，取等号，所以()2f x ≥.（2）因为(3)5f <，所以1335a a ++-<⇔1335a a ++-<⇔132a a-<-⇔，解得：.20．（2013年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标1卷））选修4—5：不等式选讲 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∴时，f （x ）≤g （x ），求a 的取值范围．【答案】解：（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 ＝15,,21{2,1,236, 1.x x x x x x -<--≤≤-> 其图像如图所示．从图像可知，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∴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∴都成立． 故2a -≥a －2，即43a ≤．从而a 的取值范围是． 【解析】试题分析（1）当a=﹣2时，求不等式f （x ）＜g （x ）化为|2x ﹣1|+|2x ﹣2|﹣x ﹣3＜0．设y=|2x ﹣1|+|2x ﹣2|﹣x ﹣3，画出函数y 的图象，数形结合可得结论．（2）不等式化即 1+a≤x+3，故 x≥a ﹣2对都成立．故﹣≥a ﹣2，由此解得a 的取值范围．21．（2013年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（新课标2卷））设a ，b ，c 均为正数，且a+b+c=1，证明：（∴）ab+bc+ac ≤13； （∴）2221a b c b c a++≥.【答案】（∴）证明见解析；（II ）证明见解析. 【详解】（∴）由222a b ab +≥，222c b bc +≥，222a c ac +≥得：222a b c ab bc ca ++≥++，由题设得，即2222221a b c ab bc ca +++++=， 所以3()1ab bc ca ++≤，即13ab bc ca ++≤. （∴）因为22a b a b+≥，22b c b c +≥，22c a c a +≥，所以， 即，所以2221a b c b c a++≥.22．（2012年全国普通高等学校招生统一考试文科数学（课标卷））已知函数()f x =2x a x ++-. (∴)当3a=-时，求不等式()f x ≥3的解集；(∴) 若()f x ≤4x -的解集包含[1,2]，求a 的取值范围. （命题意图）本题主要考查含绝对值不等式的解法，是简单题. 【答案】1．{x |x ≤1或x ≥4} 2．[－3,0] 【详解】 (∴)当3a=-时，()f x =，当x ≤2时，由()f x ≥3得253x -+≥，解得x ≤1； 当2＜x ＜3时，()f x ≥3，无解；当x ≥3时，由()f x ≥3得25x -≥3，解得x ≥4， ∴()f x ≥3的解集为{x |x ≤1或x ≥4}； (∴)()f x ≤4x -⇔，当x ∴[1,2]时，=42x x -+-=2， ∴，有条件得且22a -≥，即30a -≤≤， 故满足条件的a 的取值范围为[－3,0]。
选修4—5不等式选讲高考题及答案
1、解不等式311≥-++x x2、已知函数2)(-++=x a x x f .（1）当3-=a 时，求不等式3)(≥x f 的解集；（2）若4)(-≤x x f 的解集包含[]2,1，求a 的取值范围.3、若关于实数x 的不等式a x x <++-35无解，则实数a 的取值范围是 .4、若不等式24≤-kx 的解集为}31≤≤x x ，则实数=k .5、不等式121≥++x x 的实数解为 .6、已知函数m x x x f --++=21)(.（1）当5=m 时，求0)(>x f 的解集；（2）若关于x 的不等式2)(≥x f 的解集是R ，求m 的取值范围.7、已知函数a x x f -=)(.（1）若不等式3)(≤x f 的解集为{}51≤≤-x x ，求实数a 的值；（2）在（1）的条件下，若m x f x f ≥++)5()(对一切实数x 恒成立，求实数m 的取值范围.8、已知函数a x x f -=)(，其中1>a .（1）当2=a 时，求不等式44)(--≥x x f 的解集；（2）已知关于x 的不等式2)(2)2(≤-+x f a x f 解集为{}21≤≤x x ，求a 的值.9、设函数x a x x f 3)(+-=，其中0>a .（1）当1=a 时，求不等式23)(+≥x x f 的解集；（2）若不等式0)(≤x f 的解集为{}1-≤x x ，求a 的值.10、已知a 、b 、c ()+∞∈,0，其1=++c b a . 求证：（1）8111111≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎭⎫⎝⎛-c b a ； （2）3≤++c b a .11、设a 、b 、c ()+∞∈,0，其1=++ca bc ab .求证：（1）3≥++c b a ； （2）()c b a ab c ac b bc a ++≥++3.12、已知0>x ，0>y ，证明：()()xy y x y x 91122≥++++.13、已知函数2)(--=x m x f ，R m ∈，且0)2(≥+x f 的解集为[]1,1-.（1）求m 的值；（2）若a ，b ，c ∈R ＋，且1a ＋12b ＋13c＝m ，求证：a ＋2b ＋3c ≥9.14、若3x ＋4y ＝2，则x 2＋y 2的最小值为 .15、求函数x x y -+-=9453的最大值.1、解：①当x ≤－1时，原不等式可化为－(x ＋1)－(x －1)≥3，解得：x ≤－32. ②当－1<x <1时，原不等式可以化为x ＋1－(x －1)≥3，即2≥3.不成立，无解．③当x ≥1时，原不等式可以化为x ＋1＋x －1≥3.所以x ≥32.[9分]综上，可知原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤－32或x ≥32. 2、解 (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或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]．3、解析 ∵|x －5|＋|x ＋3|＝|5－x |＋|x ＋3|≥|5－x ＋x ＋3|＝8，∴(|x －5|＋|x ＋3|)min ＝8，要使|x －5|＋|x ＋3|<a 无解，只需a ≤8.4、解析 ∵|kx －4|≤2，∴－2≤kx －4≤2，∴2≤kx ≤6.∵不等式的解集为{x |1≤x ≤3}，∴k ＝2.5、解析 ∵|x ＋1||x ＋2|≥1，∴|x ＋1|≥|x ＋2|.∴x 2＋2x ＋1≥x 2＋4x ＋4，∴2x ＋3≤0.∴x ≤－32且x ≠－2.6、解 (1)由题设知|x ＋1|＋|x －2|>5，不等式的解集是以下三个不等式组解集的并集：⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2，x ＋1＋x －2>5或⎩⎪⎨⎪⎧ －1≤x <2，x ＋1－x ＋2>5或⎩⎪⎨⎪⎧ x <－1，－x －1－x ＋2>5，解得函数f (x )的定义域为(－∞，－2)∪(3，＋∞)．(2)不等式f (x )≥2即|x ＋1|＋|x －2|>m ＋2，∵x ∈R 时，恒有|x ＋1|＋|x －2|≥|(x ＋1)－(x －2)|＝3，不等式|x ＋1|＋|x －2|≥m ＋2解集是R ，∴m ＋2≤3，m 的取值范围是(－∞，1]．7、解 方法一 (1)由f (x )≤3得|x －a |≤3，解得a －3≤x ≤a ＋3.又已知不等式f (x )≤3的解集为{x |－1≤x ≤5}，所以⎩⎪⎨⎪⎧ a －3＝－1，a ＋3＝5，解得a ＝2.(2)当a ＝2时，f (x )＝|x －2|，设g (x )＝f (x )＋f (x ＋5)，于是g (x )＝|x －2|＋|x ＋3|＝⎩⎪⎨⎪⎧ －2x －1，x <－3，5，－3≤x ≤2，2x ＋1，x >2.所以当x <－3时，g (x )>5；当－3≤x ≤2时，g (x )＝5；当x >2时，g (x )>5.综上可得，g (x )的最小值为5.从而，若f (x )＋f (x ＋5)≥m ，即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立，则m 的取值范围为(－∞，5]．方法二 (1)同方法一．(2)当a ＝2时，f (x )＝|x －2|.设g (x )＝f (x )＋f (x ＋5)．由|x －2|＋|x ＋3|≥|(x －2)－(x ＋3)|＝5(当且仅当－3≤x ≤2时等号成立)，得g (x )的最小值为5.从而，若f (x )＋f (x ＋5)≥m ，即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立，则m 的取值范围为(－∞，5]．8、解 (1)当a ＝2时，f (x )＋|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，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；所以f (x )≥4－|x －4|的解集为{x |x ≤1或x ≥5}．(2)记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，解得a －12≤x ≤a ＋12.又已知|h (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2}，所以⎩⎪⎨⎪⎧ a －12＝1，a ＋12＝2，于是a ＝3.9、解：（Ⅰ）当1a =时，()32f x x ≥+可化为|1|2x -≥。
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高中数学学习材料马鸣风萧萧*整理制作选修4－5(A 版) 高考真题集训 课时作业(14) 高考真题集训作业设计限时：40分钟 满分：90分一、填空题：每小题5分，共35分．1．(2012·江西)在实数范围内，不等式|2x －1|＋|2x ＋1|≤6的解集为__________．解析：原不等式可化为⎩⎨⎧ x ≤－12，1－2x －2x －1≤6，或⎩⎨⎧－12＜x ＜12，1－2x ＋2x ＋1≤6，或⎩⎨⎧x ≥12，2x －1＋2x ＋1≤6.解得－32≤x ≤32，即原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪－32≤x ≤32.答案：⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪－32≤x ≤322．(2012·山东)若不等式|kx －4|≤2的解集为{x |1≤x ≤3}，则实数k ＝__________.解析：依题可知x ＝1和x ＝3是方程|kx －4|＝2的两根，∴⎩⎪⎨⎪⎧|k －4|＝2|3k －4|＝2⇒k ＝2. 答案：23．(2013·湖南)已知a ，b ，c ∈R ，a ＋2b ＋3c ＝6，则a 2＋4b 2＋9c 2的最小值为__________．解析：由柯西不等式，则[a 2＋(2b )2＋(3c )2](12＋12＋12)≥(a ＋2b ＋3c )2＝36. ∴[a 2＋(2b )2＋(3c )2]×3≥36. ∴a 2＋4b 2＋9c 2≥12. 答案：124．(2013·陕西)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________．解析：∵(am ＋bn )(bm ＋an )＝abm 2＋a 2mn ＋b 2mn ＋abn 2＝ab (m 2＋n 2)＋2a 2＋2b 2≥2abmn ＋2a 2＋2b 2＝4ab ＋2a 2＋2b 2＝2(a ＋b )2＝2.答案：25．(2013·江西)在实数范围内，不等式||x －2|－1|≤1的解集为__________．解析：由||x －2|－1|≤1得，⎩⎪⎨⎪⎧|x －2|－1≤1，|x －2|－1≥－1，即⎩⎪⎨⎪⎧ |x －2|≤2，|x －2|≥0，∴⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤4，x ∈R ，∴解集为[0,4]． 答案：[0,4]6．(2013·湖北)设x ，y ，z ∈R ，且满足：x 2＋y 2＋z 2＝1，x ＋2y ＋3z ＝14，则x ＋y ＋z ＝__________.解析：设a ＝(x ，y ，z )，b ＝(1,2,3)， 则a·b ＝x ＋2y ＋3z ＝14. ∴|a |＝1，|b |＝14，∴a·b ＝1×14·cos 〈a ，b 〉＝14.∴cos 〈a ，b 〉＝1，∴〈a ，b 〉＝0，∴a ，b 共线同向， ∴a ＝114·b ＝⎝⎛⎭⎪⎫114，214，314， ∴x ＝114，y ＝214，z ＝314.∴x ＋y ＋z ＝614＝61414＝3147.答案：31477．(2013·重庆)若关于实数x 的不等式|x －5|＋|x ＋3|＜a 无解，则实数a 的取值范围是______．解析：|x －5|＋|x ＋3|≥|(x －5)－(x ＋3)|＝8， ∵不等式|x －5|＋|x ＋3|＜a 无解，∴a ≤8. 答案：(－∞，8]二、解答题：每小题11分，共55分．8．(2013·新课标Ⅰ)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：(1)当a ＝－2时，由f (x )＜g (x )得 |2x －1|＋|2x －2|－x －3＜0，则设函数y ＝|2x －1|＋|2x －2|－x －3，y ＝⎩⎪⎨⎪⎧－5x ，x ＜12，－x －2，12≤x ≤1，3x －6，x ＞1.其图像如图所示．从图像可知，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. 9．(2013·福建)设不等式|x －2|＜a (a ∈N *)的解集为A ，且32∈A ，12∉A .(1)求a 的值；(2)求函数f (x )＝|x ＋a |＋|x －2|的最小值．解：(1)因为32∈A ，且12∉A ，所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪32－2＜a ，且⎪⎪⎪⎪⎪⎪12－2≥a . 解得12＜a ≤32，又因为a ∈N *，所以a ＝1. (2)因为|x ＋1|＋|x －2|≥|(x ＋1)－(x －2)|＝3.当且仅当(x ＋1)(x －2)≤0，即－1≤x ≤2时取到等号，所以f (x )的最小值为3.10．(2013·辽宁)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|＝⎩⎪⎨⎪⎧－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，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； 所以f (x )≥4－|x －4|的解集为{x |x ≤1或x ≥5}．(2)记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.解得a －12≤x ≤a ＋12. 又已知|h (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2}．所以⎩⎨⎧a －12＝1.a ＋12＝2.于是a ＝3.11．(2012·课标全国)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：(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}＝{x |x ≤1或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]．12．已知函数f (x )＝m －|x －2|，m ∈R ，且f (x ＋2)≥0的解集为[－1,1]． (1)求m 的值；(2)若a ，b ，c ∈R ，且1a ＋12b ＋13c ＝m ，求证：a ＋2b ＋3c ≥9.解：(1)因为f (x ＋2)＝m －|x |，f (x ＋2)≥0等价于|x |≤m ，由|x |≤m 有解，得m ≥0，且解集为{x |－m ≤x ≤m }．又f (x ＋2)≥0的解集为[－1,1]，故m ＝1.(2)由(1)知1a ＋12b ＋13c ＝1，又a ，b ，c ∈R ，由柯西不等式得 a ＋2b ＋3c ＝(a ＋2b ＋3c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋12b ＋13c≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a ·1a ＋2b ·12b ＋3c ·13c 2＝9.。
【高考复习】高考数学(理数)2014-2018年5年真题分类 选修4-5不等式选讲(含答案解析)
选修4-5 不等式选讲1.(2015·重庆，16)若函数f (x )＝|x ＋1|＋2|x －a |的最小值为5，则实数a ＝________. 1.4或－6 [由绝对值的性质知f (x )的最小值在x ＝-1或x ＝a 时取得,若f (-1)＝2|－1-a |＝5,a ＝32或a ＝－72，经检验均不合适；若f (a )＝5，则|x ＋1|＝5，a ＝4或a ＝－6，经检验合题意，因此a ＝4或a ＝－6.]2.(2014·广东，9)不等式|x －1|＋|x ＋2|≥5的解集为________.2.{x |x ≤－3或x ≥2} [原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1，（x －1）＋（x ＋2）≥5或⎩⎪⎨⎪⎧－2<x <1，－（x －1）＋（x ＋2）≥5或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤－2，－（x －1）－（x ＋2）≥5， 解得x ≥2或x ≤－3.故原不等式的解集为{x |x ≤－3或x ≥2}.]3.(2014·湖南，13)若关于x 的不等式|ax －2|<3的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－53<x <13，则a ＝________.3.－3 [依题意，知a ≠0.|ax －2|<3⇔－3<ax －2<3⇔－1<ax <5，当a >0时，不等式的解集为⎝⎛⎭⎫－1a ，5a ，从而有⎩⎨⎧5a ＝13，－1a ＝－53，此方程组无解. 当a <0时，不等式的解集为⎝⎛⎭⎫5a ，－1a ，从而有⎩⎨⎧5a ＝－53，－1a ＝13，解得a ＝－3.]4.(2014·重庆，16)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 的取值范围是________.4.⎣⎡⎦⎤－1，12 [令f (x )＝|2x -1|＋|x +2|,易求得f (x )min ＝52,依题意得a 2+12a +2≤52⇔-1≤a ≤12.]5．（2018全国Ⅰ，23）[选修4–5：不等式选讲] 已知.(Ⅰ)当时，求不等式的解集；(Ⅱ)若时不等式成立，求的取值范围.5.（1）当时，，即故不等式的解集为．（2）当时成立等价于当时成立．若，则当时；若，的解集为，所以，故．综上，的取值范围为．6．（2018全国Ⅱ，23）设函数.（1）当时，求不等式的解集；（2）若，求的取值范围.6.（1）当时，可得的解集为．（2）等价于．而，且当时等号成立．故等价于．由可得或，所以的取值范围是．7．（2018全国Ⅲ，23）[选修4—5：不等式选讲]设函数．（1）画出的图像；（2）当，，求的最小值．7.（1）的图像如图所示．（2）由（1）知，的图像与轴交点的纵坐标为，且各部分所在直线斜率的最大值为，故当且仅当且时，在成立，因此的最小值为．8.（2018江苏，21D）[选修4—5：不等式选讲]若x，y，z为实数，且x+2y+2z=6，求的最小值．8.证明：由柯西不等式，得．因为，所以，当且仅当时，不等式取等号，此时，所以的最小值为4．点睛：本题考查柯西不等式等基础知识，考查推理论证能力.柯西不等式的一般形式：设a1，a2，…，a n，b1，b2，…，b n为实数，则(a＋a＋…＋a)(b＋b＋…＋b)≥(a1b1＋a2b2＋…＋a n b n)2，当且仅当b i＝0或存在一个数k，使a i＝kb i(i＝1，2，…，n)时，等号成立．9.（2017•新课标Ⅰ,23）已知函数f（x）=﹣x2+ax+4，g（x）=|x+1|+|x﹣1|．（10分）(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．9.（1）解：当a=1时，f（x）=﹣x2+x+4，是开口向下，对称轴为x= 的二次函数，g（x）=|x+1|+|x﹣1|= ，当x∈（1，+∞）时，令﹣x2+x+4=2x，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x∈[﹣1，1]时，g（x）=2，f（x）≥f（﹣1）=2．当x∈（﹣∞，﹣1）时，g（x）单调递减，f（x）单调递增，且g（﹣1）=f（﹣1）=2．综上所述，f（x）≥g（x）的解集为[﹣1，]；（2）依题意得：﹣x2+ax+4≥2在[﹣1，1]恒成立，即x2﹣ax﹣2≤0在[﹣1，1]恒成立，则只需，解得﹣1≤a≤1，故a的取值范围是[﹣1，1]．10.（2017•新课标Ⅱ,23）已知a＞0，b＞0，a3+b3=2，证明：（Ⅰ）（a+b）（a5+b5）≥4；（Ⅱ）a+b≤2．10.证明：（Ⅰ）由柯西不等式得：（a+b）（a5+b5）≥（+ ）2=（a3+b3）2≥4，当且仅当= ，即a=b=1时取等号，（Ⅱ）∵a3+b3=2，∴（a+b）（a2﹣ab+b2）=2，∴（a+b）[（a+b）2﹣3ab]=2，∴（a+b）3﹣3ab（a+b）=2，∴=ab，由均值不等式可得：=ab≤（）2，∴（a+b）3﹣2≤ ，∴（a+b）3≤2，∴a+b≤2，当且仅当a=b=1时等号成立．11.（2017•新课标Ⅲ,23）已知函数f（x）=|x+1|﹣|x﹣2|．（Ⅰ）求不等式f（x）≥1的解集；（Ⅱ）若不等式f（x）≥x2﹣x+m的解集非空，求m的取值范围．11.（Ⅰ）∵f（x）=|x+1|﹣|x﹣2|= ，f（x）≥1，∴当﹣1≤x≤2时，2x﹣1≥1，解得1≤x≤2；当x＞2时，3≥1恒成立，故x＞2；综上，不等式f（x）≥1的解集为{x|x≥1}．（Ⅱ）原式等价于存在x∈R使得f（x）﹣x2+x≥m成立，即m≤[f（x）﹣x2+x]max，设g（x）=f（x）﹣x2+x．由（1）知，g（x）= ，当x≤﹣1时，g（x）=﹣x2+x﹣3，其开口向下，对称轴方程为x= ＞﹣1，∴g（x）≤g（﹣1）=﹣1﹣1﹣3=﹣5；当﹣1＜x＜2时，g（x）=﹣x2+3x﹣1，其开口向下，对称轴方程为x= ∈（﹣1，2），∴g（x）≤g（）=﹣+ ﹣1= ；当x≥2时，g（x）=﹣x2+x+3，其开口向下，对称轴方程为x= ＜2，∴g （x ）≤g （2）=﹣4+2=3=1； 综上，g （x ）max =，∴m 的取值范围为（﹣∞，]．12.（2017•江苏,21D ）已知a ，b ，c ，d 为实数，且a 2+b 2=4，c 2+d 2=16，证明ac+bd≤8． 12. 证明：∵a 2+b 2=4，c 2+d 2=16，令a=2cosα，b=2sinα，c=4cosβ，d=4sinβ．∴ac+bd=8（cosαcosβ+sinαsinβ）=8cos （α﹣β）≤8．当且仅当cos （α﹣β）=1时取等号． 因此ac+bd≤8．13.(2016·全国Ⅰ，24)已知函数f (x )＝|x ＋1|－|2x －3|. (1)在图中画出y ＝f (x )的图象； (2)求不等式|f (x )|>1的解集.13.解(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)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 >5.14.(2016·全国Ⅲ，24)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. 14.解 (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 ， 所以当x ∈R 时，f (x )＋g (x )≥3等价于|1－a |＋a ≥3.① 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，＋∞).15.(2016·全国Ⅱ，24)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 |.15.(1)解 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,所以,-1<x ≤-12；当-12<x <12时，f (x )<2；当x ≥12时，由f (x )<2得2x <2，解得x <1，所以，-12<x <1.所以f (x )<2的解集M ＝{x |－1<x <1}.(2)证明 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，即(a ＋b )2<(1＋ab )2，因此|a ＋b |<|1＋ab |.16.(2015·陕西，24)已知关于x 的不等式|x ＋a |＜b 的解集为{x |2＜x ＜4}. (1)求实数a ，b 的值； (2)求at ＋12＋bt 的最大值.16.解(1)由|x ＋a |＜b ，得－b －a ＜x ＜b －a ，则⎩⎪⎨⎪⎧－b －a ＝2，b －a ＝4，解得a ＝－3，b ＝1.(2)－3t ＋12＋t ＝34－t ＋t ≤[（3）2＋12][（4－t ）2＋（t ）2]＝24－t ＋t ＝4， 当且仅当4－t 3＝t1，即t ＝1时等号成立，故(－3t ＋12＋t )max ＝4.17.(2015·新课标全国Ⅰ，24)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. 17.解 (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，＋∞).18.(2015·新课标全国Ⅱ，24)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.18.证明 (1)因为(a ＋b )2＝a ＋b ＋2ab ，(c ＋d )2＝c ＋d ＋2cd ， 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 ＋2ab ＞c ＋d ＋2cd . 因为a ＋b ＝c ＋d ，所以ab ＞cd ，于是(a －b )2＝(a ＋b )2－4ab ＜(c ＋d )2－4cd ＝(c －d )2.因此|a －b |＜|c －d |.综上，a ＋b ＞c ＋d 是|a －b |＜|c －d |的充要条件.19.(2014·新课标全国Ⅱ，24)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.19.(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 ＋1a ，由f (3)<5得1＋52＜a ≤3.综上，a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋52，5＋21220.(2014·天津，19)已知q 和n 均为给定的大于1的自然数.设集合M ＝{0,1,2，…，q －1}，集合A ＝{x |x ＝x 1＋x 2q ＋…＋x n q n －1，x i ∈M ，i ＝1,2，…，n }.(1)当q ＝2，n ＝3时，用列举法表示集合A ；(2)设s ，t ∈A ，s ＝a 1＋a 2q ＋…＋a n q n －1，t ＝b 1＋b 2q ＋…＋b n q n －1，其中a i ，b i ∈M ，i ＝1,2，…，n .证明：若a n <b n ，则s <t .20.(1)解 当q ＝2,n ＝3时,M ＝{0,1},A ＝{x |x ＝x 1＋x 2·2＋x 3·22,x i ∈M ,i ＝1,2,3}.可得,A ＝{0,1,2,3,4,5,6,7}.(2)证明 由s ,t ∈A ,s ＝a 1＋a 2q ＋…＋a n q n －1，t ＝b 1＋b 2q ＋…＋b n q n －1，a i ，b i ∈M ，i ＝1，2，…，n 及a n <b n ,可得s -t ＝(a 1－b 1)＋(a 2－b 2)q ＋…＋(a n －1－b n －1)q n －2＋(a n －b n )q n－1≤(q -1)＋(q -1)q +…+(q -1)·q n －2－qn －1＝（q －1）（1－q n －1）1－q－q n －1＝-1<0.所以，s <t .。
近5年全国高考选修4—5试题汇总
近5年全国课标卷选修4-5文试题汇总1.（2010新课标卷）设函数()f x =24x - + 1 （1）画出函数y=()f x 的图像：（2）若不等式()f x ax ≤的解集非空，求a 的取值范围2．（2011新课标卷）设函数()||3f x x a x =-+，其中0a >． （1）当a=1时，求不等式()32f x x ≥+的解集．（2）若不等式()0f x ≤的解集为｛x|1}x ≤-，求a 的值．3.（2012新课标卷）已知函数f (x ) = |x + a | + |x －2|(Ⅰ)当a =－3时，求不等式f (x )≥3的解集；(Ⅱ)若f (x )≤|x －4|的解集包含[1,2]，求a 的取值范围。
4.(2013年新课标Ⅰ)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 ∈1,22a ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭时，f (x )≤g (x )，求a 的取值范围．5.(2013年新课标Ⅱ)设a ，b ，c 均为正数，且a ＋b ＋c ＝1.证明： (1)ab ＋bc ＋ca≤13； (2)222a b c b c a++≥1.7.（2014新课标Ⅰ）若,0,0>>b a 且ab ba =+11 （I ）求33b a +的最小值；（II ）是否存在b a ,，使得632=+b a ？并说明理由.6.（2014新课标Ⅱ）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.。
(压轴题)高中数学高中数学选修4-5第二章《重要的不等式》测试题(含答案解析)
一、选择题1．已知数列{}n a 的前n 项和2n S n =，数列{}n b 满足()1log 01n n ana b a a +=<<，n T 是数列{}n b 的前n 项和，若11log 2n a n M a +=，则n T 与n M 的大小关系是（ ） A ．n n T M ≥B ．n n T M >C ．n n T M <D ．n n T M ≤2．若正实数a b c 、、满足22ab bc ac a ++=-，则2a b c ++的最小值为（ ） A ．2B ．1C ．2D ．223．若函数()f x 在其图象上存在不同的两点()()1122,,,A x y B x y ，其坐标满足条件：222212121122x x y y x y x y +-+⋅+的最大值为0，则称()f x 为“柯西函数”，则下列函数： ①1()(0)f x x x x=+>；②()ln (0)f x x x e =<<；③()cos f x x =；④2()1f x x =-．其中是“柯西函数”的为（ ） A ．①②B ．③④C ．①③D ．②④4．“柯西不等式”是由数学家柯西在研究数学分析中的“流数”问题时得到的，但从历史的角度讲，该不等式应当称为柯西﹣﹣布尼亚科夫斯基﹣﹣施瓦茨不等式，因为正是后两位数学家彼此独立地在积分学中推而广之，才将这一不等式推广到完善的地步，在高中数学选修教材4﹣5中给出了二维形式的柯西不等式：（a 2+b 2）（c 2+d 2）≥（ac+bd ）2当且仅当ad ＝bc （即a bc d=）时等号成立．该不等式在数学中证明不等式和求函数最值等方面都有广泛的应用．根据柯西不等式可知函数()254f x x x =-+-的最大值及取得最大值时x 的值分别为（ ） A ．521,5B ．213,5C ．1361,13D ．6129,135．已知，则的最小值是( ) A ．B ．C ．D ．6．已知,,x y z ∈R ，若234x y z -+=，则222(5)(1)(3)x y z ++-++的最小值为( ) A ．37200B ．2007C ．36D ．407．已知A ，B ，C 是ABC 的三个内角的弧度数，则111A B C ++与9π的大小关系为( ) A ．1119πA B C ++≥ B ．1119πA B C ++≤ C ．1119πA B C ++> D ．1119πA B C ++<8．已知向量a =(x -1,2),b =(4,y ),若a ⊥b ,则9x +3y 的最小值为( ) A ．22 B ．4C ．12D ．69．证明：2111111(1)22342n n n n+<++++++，当2n =时，中间式子等于（ ） A ．1B ．112+C ．11123++ D ．1111234+++ 10．设a b c d ,,,为正数，1a b c d +++=，则2222a b c d +++的最小值为（ ） A ．12B ．14C ．1D ．3411．已知x, y, ∈z R ，且522=+-z y x ，则222)3()1()5(++-++z y x 的最小值是 A ．20 B ．25 C ．36 D ．47 12．设是正数，且，，，则A ．B ．C ．D ．二、填空题13．函数2121y x x =-++的最大值为______. 14．设x ，y ，z 均为实数，则22222x y z x y z+-++的最大值是________．15．已知实数,x y 满足2222(1)(1)4x y x y ++⋅-+=，则22x y +的取值范围为___________. 16．函数y 11π110αsin αcos α2⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++<< ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的最小值是_______ 17．已知,,a b c ∈R 且222234a b c ++=，则23a b c ++的最大值为________． 18．已知向量1,1a a b =⋅=，则minb=__________．19．已知正实数,,a b c ，且1a b c ++=，则()222149a b c +++的最小值为______． 20．设、、，，试求的最大值_________.三、解答题21．（1）已知a 、b 、c 是正数，且满足1ab bc ac ++=，求证3a b c ++≥ （2）已知a 、b 是正数，且满足1a b +=11222a b ++≤． 22．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． 23．设*,,a b c R ∈，且3a b c ++=. （1）证明：2223a b c ++≥； （2）若111m a b c++≥恒成立，求m 的最大值. 24．已知函数()46f x x x =-+-． （1）求不等式()6f x ≥的解集； （2）设()f x 的最小值为m ，且()114,,0m a b c a b c++=>，证明：8a b c ++≥． 25．已知函数()3f x x x a =-+-，当3x ≤时()f x 的最小值是2. (1)求a ；(2)若2m n a +=，求证：()2251m n +≥.26．已知函数()2f x x =．(1)求不等式()1f x >的解集； (2)若正数,,a b c 满足24923a b c f ⎛⎫++=+⎪⎝⎭，求149a b c ++的最小值．【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】先求出2462log ()13521n a nT n =⨯⨯⨯-，log n a M =，再利用数学归纳法证明*1321)242n n N n-⨯⨯⋯⨯<∈即得解.【详解】因为2n S n =，所以11=1,21(2)n n n a a S S n n -=-=-≥适合n=1,所以=21n a n -.所以2log 21n anb n =-，所以24622462log log log log log ()1352113521n aa a a a n nT n n =+++=⨯⨯⨯--111log =log (21)log 22n a n a a M a n +=+=下面利用数学归纳法证明不等式*1321)242n n N n -⨯⨯⋯⨯<∈ （1）当1n =时，左边12=，右边=<右边，不等式成立， （2）22414n n -<，即2(21)(21)(2)n n n +-<．即212221n nn n -<+，∴，∴<， 假设当n k =时，原式成立，即1121232k k-⨯⨯⋯⨯<那么当1n k =+时，即112121212322(1)2(1)1k k k k k k -++⨯⨯⋯⨯⨯<=<++即1n k =+时结论成立．根据（1）和（2）可知不等式对任意正整数n 都成立．所以246213521nn ⨯⨯⨯>-因为0＜a ＜1，所以2462log ()log 13521a a nn ⨯⨯⨯<- 所以n n T M <. 故选：C 【点睛】本题主要考查数列通项的求法，考查对数的运算和对数函数的性质，考查数学归纳法，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.2．D解析：D 【解析】分析：根据基本不等式的性质求出2a+b+c 的最小值即可． 详解：由题得：因为a 2+ac+ab+bc=2， ∴（a+b ）（a+c ）=2，又a ，b ，c 均为正实数，∴2a+b+c=（a+b ）+（a+c ）当且仅当a+b=a+c 时，即b=c 取等号． 故选D.点睛：本题考查了绝对值的意义，考查基本不等式的性质，是一道基础题．3．B解析：B 【分析】由柯西不等式，得到函数()f x 在其图象上存在不同的两点()()1122,,,A x y B x y ，使得,OA OB 共线，转化为存在过原点的直线y kx =与()y f x =的图象有两个不同的交点，进行逐项判定，即可求解． 【详解】由柯西不等式得，对任意实数2222112212121122,,,,0x y x y x x y y x y x y +-+⋅+≤恒成立，当且仅当1221x y x y =时取等号，若函数()f x 在其图象上存在不同的两点()()1122,,,A x y B x y ， 其坐标满足条件：222212121122x x y y x y x y +-+⋅+的最大值为0， 则函数()f x 在其图象上存在不同的两点()()1122,,,A x y B x y ，使得,OA OB 共线， 即存在过原点的直线y kx =与()y f x =的图象有两个不同的交点． 对于①，方程1(0)kx x x x=+>，即2(1)1k x -=，最多有1个正根，所以不是柯西函数；对于②，由图①可知不存在；因为在点(),1e 处，1y x e=与ln y x =相切，所以ln kx x =最多有1个正解；对于③，由图②可知存在；对于④，由图③可知存在．所以①②不是柯西函数，③④是柯西函数． 【点睛】本题主要考查了函数新定义的应用，其中把函数的定义，转化为存在过原点的直线y kx =与()y f x =的图象有两个不同的交点是解答的关键，着重考查分析问题和解答问题的能力，属于中档试题.4．A解析：A 【分析】将254x x --由柯西不等式可知：()22222(254)21(5)(4)5x x x x ⎡⎤-+-+-+-=⎣⎦所以2545x x -+-≤，当且仅当245x x -=-即x ＝215时取等号， 故函数()254f x x x =-+-的最大值及取得最大值时x 的值分别为521,5， 故选：A ． 【点睛】本题考查二维形式柯西不等式的应用，考查学生的计算能力，属于基础题。
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高中数学学习材料金戈铁骑整理制作高中数学选修4—5历年高考题1．（07海南理）设函数()214f x x x =+--．（1）解不等式()2>x f ； …（2）求函数()x f y =的最小值．2．（08海南理）已知函数()48---=x x x f ．（1）作出函数()x f y =的图象；（2）解不等式248>---x x3．（09海南文理）如图，O 为数轴上的原点，M B A ,,为数轴上三点，C 为线段OM 上的动点．设x 表示C 与原点的距离，y 表示C 到A 距离的4倍与C 到B 距离的6倍的和．（1）将y 表示为x 的函数；（、（2）要使y 的值不超过70，x 应在什么范围内取值4．（09辽宁理）设函数()|1|||f x x x a =-+-．（1）若1-=a ，解不等式()3f x ≥；（2）如果x R ∀∈，()2f x ≥，求a 的取值范围．%5．（10福建理）已知函数()a x x f -=．（1）若不等式()3≤x f 的解集为{}51|≤≤-x x ，求实数a 的值；（2）在（1）的条件下，若()()m x f x f ≥++5对一切实数x 恒成立，求实数m 的取值范围．6．（10海南文理）设函数()142+-=x x f（1）画出函数()x f y =的图象； >（2）若不等式()ax x f ≤的解集非空，求a 的取值范围．7．（10辽宁文理）已知c b a ,,均为正数，证明：361112222≥⎪⎭⎫⎝⎛+++++c b a c b a ，并确定c b a ,,为何值时，等号成立．8．（11福建理）设不等式112<-x 的解集为M ． （1）求集合M ；（2）若M b a ∈,，试比较1+ab 与b a +的大小．?9．（11海南文理）设函数()3f x x a x =-+,其中0a >．（1）当1a =时，求不等式()32f x x ≥+的解集； （2）若不等式()0f x ≤的解集为{}1|-≤x x ，求a 的值．10．（11江苏）解不等式：312<-+x x ．11．（11辽宁文理）已知函数()52---=x x x f （1）证明：()33≤≤-x f ； *（2）求不等式()1582+-≥x x x f 的解集．12．（12福建理）已知函数()2--=x m x f ，R m ∈，且()02≥+x f 的解集为[]1,1-． （1）求m 的值； （2）设+∈R c b a ,,，且m cb a =++31211，求证：932≥++c b a ．:13．（12海南文理）设函数()2-++=x a x x f ．（1）当3-=a 时，求不等式()3≥x f 的解集；（2）若不等式的()4-≤x x f 解集包含[]2,1，求a 的取值范围．14．（12江苏）已知实数y x ,满足31<+y x ，612<-y x ，求证：185<y ．15．（12辽宁文理）已知()()R a ax x f ∈+=1，不等式()3≤x f 的解集为[]1,2-． （1）求a 的值；#（2）若()k x f x f ≤⎪⎭⎫⎝⎛-22恒成立，求k 的取值范围．16．（13福建理）设不等式()*∈<-N a a x 2的解集为A ，且A ∈23，A ∉21．（1）求a 的值；（2）求函数()2-++=x a x x f 的最小值．17．（13海南文理）设a ，b ，c 均为正数，且1=++c b a ．证明：（1）31≤++ac bc ab ； （2）1222≥++ac c b b a ． 18．（13辽宁文理）已知()a x x f -=，其中1>a ． @（1）当2=a 时，求不等式()44--≥x x f 的解集；（2）已知关于x 的不等式()()222≤-+x f a x f 的解集为{}21|≤≤x x ，求a 的值． 19．（13新课标I 文理）设函数()a x x x f ++-=212，()3+=x x g ．（1）当2-=a 时，求不等式()()x g x f <的解集；（2）设1->a ，且当⎪⎭⎫⎢⎣⎡-∈21,2a x 时，()()x g x f ≤，求a 的取值范围． 20．（14福建理）已知定义在R 上的函数()21-++=x x x f 的最小值为a ．（1）求a 的值；（2）若p ，q ，r 为正实数，且a r q p =++，求证：3222≥++r q p ． ；21．（14海南文理）设函数()()01>-++=a a x ax x f ． （1）证明：()2≥x f ；（2）若()53<f ，求a 的取值范围．22．（14江苏）已知0>x ，0>y ，证明()()xy y xy x 91122≥++++．23．（14辽宁文理）设函数()112-+-=x x x f ，()18162+-=x x x g ，记()1≤x f 的解集为M ，()4≤x g 的解集为N ．（1）求M ；（2）当N M x ∈时，证明：()()[]4122≤+x f x x f x ． —24．（14新课标I 文理）若0>a ，0>b ，且ab ba =+11． （1）求33b a +的最小值；（2）是否存在a ，b ，使得632=+b a 并说明理由． 25．（15海南文理）设,,,a b c d 均为正数，且a b c d +=+，证明：（Ⅰ）若ab cd >>>a b c d -<-的充要条件．26.（15福建）已知0,0,0a b c >>>，函数()||||f x x a x b c 的最小值为4．(Ⅰ)求a b c 的值；》(Ⅱ)求2221149a b c 的最小值．27．（15陕西）已知关于x 的不等式x a b +<的解集为{}24x x <<． （I ）求实数a ，b 的值； （II ）求12at bt ++的最大值．28.（15新课标I ）已知函数f (f )=|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.高中数学选修4—5历年高考题参考答案1.解：2.解：3.解：…4.解：5.解：-6.解：7.解：|8解：9解：10解：!11解：12.解：13解：！14证明：15解：16解：《17证明：18.解：19解：：) 20.解2122.23.…24. 解25. 解：（Ⅰ）因为2()2a b a b ab +=++，2()2c d c d cd +=++，由题设a b c d +=+，ab cd >，得22()()a b c d +>+．因此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 +=+，所以ab cd >，由（Ⅰ）得a b c d +>+．（ⅱ）若a b c d+>+，则22()()a b c d +>+，即2a b ab ++>2c d cd ++．因为a b c d +=+，所以ab cd >，于是22()()4a b a b ab -=+-2()4c d cd <+-2()c d =-．因此a b c d -<-，综上，a b c d +>+是a b c d -<-的充要条件．26. 解：(Ⅰ)因为，当且仅当a xb 时，等号成立，又0,0a b ，所以|a b |a b ,所以(x)f 的最小值为a b c ,所以a b c 4．(Ⅱ)由(1)知a b c4，由柯西不等式得22222114912+3+1164923a b a bc c a b c ,即222118497a b c . 当且仅当1132231b ac,即8182,,777a b c 时，等号成立 所以2221149a b c 的最小值为87. 27.．故max3+12+4t t28. 解：（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}3x x <<. ……5分学科网（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)3a A -，(21,0)B a +，(,+1)C a a ，所以△ABC 的面积为22(1)3a +.由题设得22(1)3a +＞6，解得2a >. 所以a 的取值范围为（2，+∞）. ……10分。