数形结合解决不等式有关问题1
数形结合思想在函数方程与不等式中的简单应用(一)
± 2
.
x
小
结
本节讲了方程、函数、不等式中 的数形结合问题，在解题时既要由 数想形，又要以形助数。常见的 “以形助数”的方法有：
（1）借助于数轴，运用数轴的有关概念， 解决与绝对值有关的问题，解决数集的交、 并、补、运算等问题是非常有效的。
（2）借助于函数图象，利用函数图象 分析问题和解决问题是数形结合的基本 方法。
例1、设函数f(x)是函数y=1-x与函数 y = x+1 中的较 小者，则函数f(x)的最大值为 。
分析： y = x + 1即y2 = x + 1( y ? 0), 其 图象为抛物线的一部分，y=1-x表示一条直 y = x+ 1 线，在同一坐标系中作出y=1-x与 图象可知f(x)的图象应为图中实线部分。故
华罗庚先生曾指出：
数缺形时少直觉， 形少数时难入微。 数形结合百般好， 隔裂分家万事非。
作业：
1.求函数 y = | log |x- 1| | 2 区间 2.已知关于x的方程 x
x
2
的单调递增
- 4| x |+ 5= m
的根的个数
有4个不相等的实根，则实数m的取值范围 3. 求方程
lg = sin x
为_________。
2 2 ( x ， y ) | x + y = 9， 0 < y ? 3} 集合M可化为 { 分析：
表示以(0,0)为圆心,以3为半径 的圆在x轴上方的部分。 集合N则表示一组平行直线,如图, 欲使 M∩N≠φ 即,直线与半 圆有公共点,则直线向上平移与圆 相切向下平移过点(3,0) 易知 -3<b≤ 3 2
y
5 2
3 4
如图
不等式恒成立问题——数形结合法
不等式恒成立问题——数形结合法一、基础知识：1、函数的不等关系与图像特征：（1）若x D ∀∈，均有()()()f x g x f x <⇔的图像始终在()g x 的下方； （2）若x D ∀∈，均有()()()f x g x f x >⇔的图像始终在()g x 的上方。
2、在作图前，可利用不等式的性质对恒成立不等式进行变形，转化为两个可作图的函数；3、要了解所求参数在图像中扮演的角色，如斜率，截距等；4、作图时可“先静再动”，先作常系数的函数的图像，再做含参数函数的图象（往往随参数的不同取值而发生变化）；5、在作图时，要注意草图的信息点尽量完备；6、什么情况下会考虑到数形结合？利用数形结合解决恒成立问题，往往具备以下几个特点： （1）所给的不等式运用代数手段变形比较复杂，比如分段函数，或者定义域含参等，而涉及的函数便于直接作图或是利用图像变换作图； （2）所求的参数在图像中具备一定的几何含义； （3）题目中所给的条件大都能翻译成图像上的特征。
二、典型例题：例1：已知不等式()21log a x x -<在()1,2x ∈上恒成立，则实数a 的取值范围是_________。
思路：本题难于进行参变分离，考虑数形结合解决，先作出()21y x =-的图像，观察图像可 得：若要使不等式成立，则log a y x =的图像应在()21y x =-的上方，所以应为单增的对数函数，即1a >，另一方面，观察图像可得：若要保证在()1,2x ∈时不等式成立，只需保证在2x =时，()21log a x x -<即可，代入2x =可得：1log 22a a ≤⇒≤，综上可得：12a <≤答案：12a <≤小炼有话说：（1）通过常系数函数图像和恒成立不等式判断出对数函数的单调性，进而缩小了参数讨论的取值范围。
（2）学会观察图像时要抓住图像特征并抓住符合条件的关键点（例如本题中的2x =） （3）处理好边界值是否能够取到的问题例2：若不等式log sin 2(0,1)a x x a a >>≠对于任意的0,4x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦都成立，则实数a 的取值范围是___________。
数形结合思想与初中一元一次不等式求解教学
数形结合思想与初中一元一次不等式求解教学
数形结合思想是数学教学中的一种教学方法，它通过将数学概念与图形进行结合，使
学生能够通过对图形的观察、分析和推理，深入理解数学概念，提高数学思维能力和解决
问题的能力。
在初中一元一次不等式求解的教学中，数形结合思想也可以发挥重要作用。
可以通过绘制数值的线段图或数轴图来将不等式问题可视化。
对于不等式x-2>3，可
以在数轴上找出满足条件的x的取值范围，并用阴影区域表示。
这样，学生可以通过观察
图形直观地理解不等式的含义，提高对不等式问题的认识和理解。
可以通过绘制几何图形来解决一元一次不等式问题。
对于求解不等式2x+3<9，可以将不等式化为2x<6，然后绘制2x=6的直线和y=9的直线，通过观察两者的交点来确定x的取值范围。
这样，学生可以通过几何图形的观察和推理，解决不等式问题，提高解决问题的
能力和思维能力。
数形结合思想还可以通过实际问题的分析和图形的绘制来提高学生的解决问题的能力。
通过绘制不等式2x+3>0的线段图，可以找出满足条件的x的取值范围，并根据实际问题的要求确定具体的解。
这样，学生不仅可以将数学知识应用到实际问题中，还可以通过图形
的分析和推理解决问题，提高解决问题的能力和思维能力。
高中数学数形结合思想必考题型全梳理（附例题）
⾼中数学数形结合思想必考题型全梳理（附例题）数学好教师2020-07-17⼀数形结合的三个原则⼀等价性原则在数形结合时，代数性质和⼏何性质的转换必须是等价的，否则解题将会出现漏洞．⾸先，由代数式、⽅程、不等式构造函数时⼀要注意变量(包括⾃变量和因变量)的取值范围。
⼆双向性原则既要进⾏⼏何直观分析，⼜要进⾏相应的代数抽象探求，直观的⼏何说明不能代替严谨的代数推理.另⼀⽅⾯，仅⽤直观分析，有时反倒使问题变得复杂，⽐如在⼆次曲线中的最值问题，有时使⽤三⾓换元，反倒简单轻松.三简单性原则不要为了“数形结合”⽽数形结合．具体运⽤时，⼀要考虑是否可⾏和是否有利；⼆要选择好突破⼝，确定好主元；三要挖掘隐含条件，准确界定参变量的取值范围，特别是运⽤函数图象时应设法选择动直线(直线中含有参数)与定⼆次曲线．⼆数形结合的应⽤⼀利⽤数轴、韦恩图求集合利⽤数形结合的思想解决集合问题，常⽤的⽅法有数轴法、韦恩图法等。
当所给问题的数量关系⽐较复杂，不好找线索时，⽤韦恩图法能达到事半功倍的效果。
⼆数形结合在解析⼏何中的应⽤解析⼏何问题往往综合许多知识点，在知识⽹络的交汇处命题，备受出题者的青睐，求解中常常通过数形结合的思想从动态的⾓度把抽象的数学语⾔与直观的⼏何图形结合起来，达到研究、解决问题的⽬的.构建解析⼏何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题；如果等式、代数式的结构蕴含着明显的⼏何特征，就要考虑⽤数形结合的⽅法来解题，即所谓的⼏何法求解，⽐较常见的对应有：（⼀）与斜率有关的问题（⼆）与距离有关的问题三数形结合在函数中的应⽤（⼀）利⽤数形结合解决与⽅程的根有关的问题【点拨】数形结合可⽤于解决⽅程的根的问题，准确合理地作出满⾜题意的图象是解决这类问题的前提.（⼆）利⽤数形结合解决函数的单调性问题（三）利⽤数形结合解决⽐较数值⼤⼩的问题（四）函数的最值问题（五）利⽤数形结合解决抽象函数问题四运⽤数形结合思想解不等式（⼀） 解不等式（⼆）求参数的取值范围五运⽤数形结合思想解决三⾓函数问题纵观近三年的⾼考试题，巧妙地运⽤数形结合的思想⽅法来解决⼀些问题，可以简化计算，节省时间，提⾼考试效率，起到事半功倍的效果.六解决⼏何问题图象解决⼏何问题借助向量的借助向量的图象利⽤向量可以解决线段相等，直线垂直，⽴体⼏何中空间⾓（异⾯直线的⾓、线⾯⾓、⼆⾯⾓）和空间距离（点线距、线线距、线⾯距、⾯⾯距），利⽤空间向量解决⽴体⼏何问题，将抽象的逻辑论证转化为代数计算，以数助形，⼤⼤降低了空间想象能⼒，是数形结合的深化。
从数形结合角度解绝对值不等式
从数形结合角度解绝对值不等式文︳吴远觉绝对值不等式的常见解法有定义法、平方法、零点分区法，要点在于去掉绝对值。
如果运用绝对值的几何意义，或者运用绝对值函数图像，从数形结合角度来解绝对值不等式，则显得直观、简便。
下面笔者结合实例加以说明。
例1（2017年全国卷Ⅲ）已知函数f（x）= |x+1|-|x-2|，求不等式f（x）≥1的解集。
解析：|x+1|-|x-2|表示x与-1的距离和x与2的距离之差，f（x）≥1表示这个差不小于1。
结合数轴可知，x需位于1或者1的右边（如图1），故不等式的解集为{x|x≥1}。
图1当然也可以通过零点分区讨论求解，还可以作出函数f（x）与y=1的图像，从图像上发现f（x）的解是{x|x≥1}。
例2（2009年辽宁卷）设函数f（x）=|x-1|+|x-a|。
（1）若a=-1，解不等式f（x）≥3；（2）如果xf（x）≥2恒成立，求a的取值范围。
解析：（1）a=-1时，f（x）=|x-1|+|x+1|表示x到-1的距离和到1的距离之和。
如图2，当x位于-1和1中间时，f（x）=2＜3，显然不成立，故x需位于-1左侧或者1的右侧。
由线段长可知，x∈（-∞，-1.5］∪［1.5，+∞）。
图2（2）xf（x）≥2恒成立表示f（x）的最小值大于等于2。
而f（x）最小时x位于1和a的中间，故a应该在1的左边或者右边最少相距2的位置，故a∈（-∞，-1］∪［3，+∞）。
本题常规做法需要对a与1进行比较，分三种情况讨论，显得繁琐。
数形结合让题目变得简单直观，方便快捷。
例3设函数f（x）的定义域为D，如果存在正实数k，使对任意x∈D，都有x+k∈D，且f（x+k）>f（x）恒成立，则称函数f（x）为D上的“k型增函数”。
已知f（x）是定义在上的奇函数，且当x＞0时，f（x）=|x-a|-2a，若f（x）为上的“2015型增函数”，则实数a的取值范围是（）A.（-∞，20154） B.（20154，+∞）C.（-∞，20156） D.（20156，+∞）解析：本题的常规方法是由奇函数的性质可得f（x）的解析式：f（x）=|x-a|-2a，x＞0，0，x=0，-|x-a|+2a，x＜0。
1.3.1-4不等式恒成立问题的解法ppt课件
①
对称轴为x a . 2
O
1
xa
2
2
a
≤
0
2
a≥0
f (0) ≥ 0
8②Oxa Nhomakorabea2③
O1 2
令f (x) x2 ax 1≥ 0,对称轴为x a . 2
1 2
0
f
a 2
( a) 2
1 2
≥0
1
a
0
x
a 2
a≥1
f
22 (1)≥0
5 2
≤
a
≤ -1
2
综上①②③，a
≥
-
5
2
9
例2.若不等式x2 ax 1≥ 0对于一切xx (0,1 ]成立，
2
则a的最小值为
C （
）
A.0
B.-2
C.- 5 2
D.-3
法三：验证法：令f (x) x2 ax 1, 对称轴为x a . 当a=0时，f ( x) x2 1≥ 0在（0,1 ]恒成立。 2
2 当a 2时，f (x) x2 2x 1 （x 1）2在（0,1 ]恒成立。
由x (0,1 ]， a ≥ (x 1 ).
2
x
Q (x 1 )在(0,1 ]上是减函数, x2
(x
1 x )max
5 2
a ≥- 5
2
7
例2、若不等式x2 ax 1≥ 0对于一切xx (0,1 ]成立，
2 则a的最小值为 （ ）
A.0 B.-2
C.- 5
D.-3
2
法二：令f (x) x2 ax 1,
2
4
2
10
例2、若不等式x2 ax 1≥ 0对于一切xx (0,1 ]成立，
绝对值不等式数形结合法
绝对值不等式数形结合法1. 引言绝对值不等式是数学中常见的一种不等式形式，其解集可以用数轴上的区间表示。
为了更好地理解和解决绝对值不等式，数形结合法是一种有效的方法。
本文将详细介绍绝对值不等式数形结合法的基本原理、应用技巧以及实例演示，帮助读者掌握这一重要的解题方法。
2. 基本原理2.1 绝对值函数绝对值函数是指将一个实数映射到其非负的绝对值的函数，通常用符号|x|表示。
其定义如下：|x|={x,x≥0−x,x<02.2 绝对值不等式绝对值不等式是指一个含有绝对值符号的不等式。
通常有以下两种形式：•|f(x)|<a•|f(x)|>a其中，f(x)是一个关于x的函数，a是一个正实数。
3. 应用技巧3.1 基本思路使用数形结合法解决绝对值不等式时，我们需要将问题转化为图形的几何关系，从而更直观地理解和解决问题。
基本思路如下：1.将绝对值不等式转化为数轴上的几何问题。
2.根据不等式的形式，确定数轴上的区间。
3.根据区间的性质，求解不等式。
3.2 求解步骤以|x−3|<5为例，介绍绝对值不等式数形结合法的求解步骤：1.绘制数轴，并在数轴上标出x=3这个点。
2.在x=3左边画一个长度为5的线段，表示|x−3|。
3. 确定数轴上x −3取值范围所对应的区间。
由于|x −3|<5，所以x −3必须在以x =3为中心、半径为5的开区间内。
即(−2,8)。
4. 最后得到x ∈(−2,8)，即解集为开区间。
3.3 注意事项在使用绝对值不等式数形结合法时，需要注意以下几点：1. 对于不等号方向（大于或小于），要根据实际问题进行判断。
2. 在确定区间时，要根据绝对值函数的定义和性质进行分析。
3. 需要注意区间的开闭性，根据不等式的严格性确定解集的类型。
4. 实例演示4.1 例题一求解不等式|2x −1|>3。
解答步骤：1. 绘制数轴，并在数轴上标出x =12这个点。
2. 在x =12左边和右边分别画一个长度为3的线段，表示|2x −1|。
数形结合巧解的有关数学问题
数形结合巧解的有关数学问题数形结合的思想方法是高中教学中最重要的思想方法之一，在每年的高考中必须要涉及的思想方法，它可使数量关系与几何图形巧妙地结合起来，“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化，数形结合思想可以帮助我们迅速解决问题。
下面就几个问题巧用数形结合思想的方法来解决的问题供参考。
一、函数的零点问题在最近两年各地高考和模拟考试中，出现的频率很高，特别对于含参数函数的零点问题，转化为曲线图像问题，利用数形结合的方法来解决，显得简洁明了。
例1.（2010南京调研）设函数f（x）=x3-mx2+（m2-4）x，x ∈r，函数f（x）有三个互不相同的零点0，α，β，且α＜β，若对任意的x∈［α，β，］，都有f（x）≥f（1）恒成立，求实数的取值范围。
解：∵f（x）=x3-mx2+（m2-4）x，x∈r∴f′（x）=x2-2mx+（m2-4），令f′（x）=0，得 x=m-2或x=m+2且m-2＜m+2当x∈（-∞，m-2）时，f′（x）＞0，f（x）在（-∞，m-2）上是增函数；当x∈（m-2，m+2）时，f′（x）0，f（x）在（m+2，+∞）上是增函数.所以x=m-2，f（x）取极大值，x=m+2，f（x）取极小值.所以根据f（x）的单调性,可以把f（x）图像的趋势画出，有三种情况：（1）当α＜β＜0时，f（x）图像的趋势为由图像可知：f（α）=f（β）=0，f（1）=f（0）=0所以有f （1）＞f（α）＞f（β），与已知条件，若对任意的x∈［α，β］，都有f（x）≥f（1）恒成立矛盾，此情况舍去;（2）当α＜0＜β和0＜α＜β这两种情况时，对于x∈［α，β］，由图像可知，f（x）的最小值为f（m+2），已知条件，若对任意的x∈［α，β］，都有f（x）≥f（1）恒成立必有α＜1＜β，所以要想使对任意的x∈［α，β］，都有f（x）≥f（1）恒成立，一定有f（m+2）=f（1），即m+2=1，所以m=-1.解后反思：本题借助图像很直观地把函数本质展现出来，通过图像函数的一些特点和性质也暴露无遗，避免讨论很多问题，数形结合是高中四大数学思想方法之一，在每年的高考中必出现的内容，对小题解决起来可能更来得简洁，所以以后在解决数的问题时，不妨用形来解决，可能会带来意想不到的效果。
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3 解之得： a=0 或 a= ，舍去 a=0， 2 3 得答案： a= ． 2
2
例 5． （2012 浙江理 17）设 a∈ R，若 x＞ 0 时均有 [(a–1) x–1](x2–ax–1)≥0，则 a= ．
原不等式等价于 9 x 2 3 6x x 2，
令y1 9 x 2 ，y 2 3 6 x x 2 ，
变形得x2+ y12=9(y1≥0)，
(x–3)2+(y2–3)2=9(y2≤3)，
作图， 由图形可知，
不等式的解集
为{x| 0＜x＜3}．
例 3.（ 2009 江西理15）若不等式 9 x2 k ( x 2) 2 的解集为区 间[ a， b]，且b–a=2，则 k= ．
y2 = 13–13a 2 设y1=(x–3) ，y2=13–13a， 作出函数y1在区间(–∞，–2)
x 2或x 2 2 ( x 3) 13 13a
∪(2，+∞)的图象， 由图象可知，1＜13–13a≤4，
9 12 a . 解得 13 13
小结：
1. 抽象问题 直观化、生动化
x＞0 时不恒成立；
当 a≠1 时，由于方程 x2–ax–1=0 有一正一负两根，考虑三 次函数 y=[(a–1) x–1](x2–ax–1)的图象，
则方程[(a–1) x–1](x2–ax–1) =0 有两个根，
1 所以 为方程 x2–ax–1=0 的正根， a 1 1 由根与系数关系得 +1–a=a， a 1
6
x
x
3
p 5p
6
]
C．[ ,
3
p 2p
3
]
D． [ ,
2
p 3p
2
]
2．(2008四川 理16)设等差数列{an}的前n项和为Sn，若S4≥10， S5≤15，则a4的最大值为 ．
3.（2009天津理10）设0＜b＜1+a，若关于x 的不等式(x–b)2＞(ax)2的 解集中的整数恰有3个，则（ ） A．–1＜a＜0 B．0＜a＜1 C．1＜a＜3 D．3＜a＜6
（一）数形结合解不等式
例1.(2003全国 理14)使log2(–x)＜x+1成立的x的取值范围
是
． g(x)=x+1
解：令f(x)= log2(–x)，
g(x)=x+1， f(x)= log2(–x)
作出两函数的图象，
由图象可知， x的取值范围是(–1，0) .
例2：解不等式： 9 x 2 6x x 2 3
2
y1=x+1
y2=x2–1
交于点 A( 2， 3) ， 若不等式成立， 则直线 y=ax 过点 A，
A
3 故 a= ． 2
y=ax
思考题．已知在关于x的不等式loga(x2–4)＞loga(6x–13a)(0＜a＜1)
的解集中，有且只有两个整数解，求a的取值范围．
解：∵0＜a＜1，
2 x 4 0 原不等式 2 ∴ x 4 6 x 13a
有助于把握数学问题的本质
2. 复杂问题 简单化
避免复杂的计算与推理，大大简化了解题过程
3. 在解选择题、填空题中更显其优越
4. 注意问题：
准确把握代数式的几何意义，实现“数”向“形”的转 化
千万不要得意忘“形”呦！
课后练习：
1．设函数f(x)=sinx，g(x)= 9( ) 2 9( ) ，则使g(x)≥f(x)的 p p 4 x取值范围是（ ）. A．[0，p] B． [ ,
(a－1) x－1 0 (a－1) x－1 0 2 或 2 ． x －ax－1 0 x －ax－1 0
分析 3：[(a–1)x–1](x2–ax–1)≥ 0 [ ax–(x+1)][ax–( x2–1)]≤0．
设 y1=x+1，y2=x –1， 作出两个函数的图象，
数形结合解与不等式有关的问题
教学目标：
1．知识教学点 掌握用数形结合的思想方法解不等式及求参数的取值范围使不等式 （能、恰、恒）成立． 2．能力训练点
在用数形结合的思想方法解题过程中，通过对函数、解析几何、向
量、导数等各部分知识的应用，深化数学知识间的融汇贯通，从而 提高分析问题解决题的能力． 3．学科渗透点 在解决问题的过程中，形成和发展理性思维，提高学生数学素质及 创新意识．
2 【解】设 y1= 9 x ，y2=k( x+2) – 2 ，
作出两函数的图象， 由图象可知，不等式的解集为区间[xC，xB]， ∵B(3，0) 且b–a=2，∴xC=1，
A
A(1， 2
2)
B C
代入 y2 k ( x 2) 2， 解得 k 2.
M (2， 2)
（二）数形结合解含参数不等式成立问题
例4.已知函数f(x)=x2+2x+1，若存在实数t，当x∈[1，m]时，
f(x+t)≤x恒成立，则实数m的最大值是（ ） A．2 B．3 C．4 D．5
f(x)=(x–2)2 y=x
解： f(x)=(x+1)2，令y=x， f(x)=(x+1)2 依题意，则在区间[1，m] 上f(x+t)的图象在直线y=x 下方． 作图， 由图形可知，当f(x+t)=
3 3 解得：a=0 或 a= ，舍去 a=0，得答案：a= ． 2 2
分析 2：函数 y1=(a–1)x–1，y2=x2–ax–1都过定点 P( 0，–1)．
1 函数 y1=( a–1)x–1 的图象过 M( ，0)，且 a＞1 a 1
显然函数 y2=x2–ax–1：
1 过点 M( ， 0)， a 1
(x–2)2时，实数m的值最大，
解方程(x–2)2=x，得x=1，4 ． 即m的最大值4，故选C．
例 5． （2012 浙江理 17）设 a∈ R，若 x＞ 0 时均有 [(a–1) x–1](x2–ax–1)≥0，则 a= ．
分析 1： 当 a=1 时， [(a–1)x–1](x2–ax–1)≥0x2–x–1≤0，
问题：是否存在实数 a，使得关于x的不等式ln(1+x)＜ax在
(0，+∞)上恒成立？若存在，求出a的取值范围；若不存在， 说明理由． 解：令f(x)= ln(1+x)，g(x)=ax， 作出两函数的图象， 由图象可知，当g(x)=ax从 f(x)在原点处的切线开始逆 时针旋转时,不等式恒成立. 所以a＞f(0)=1. f(x)= ln(1+x) g(x)=ax
4．已知函数f(x)=x2+ax+3，a∈R，当x∈[–2，2]时，f(x)≥a恒成 立，求a的取值范围． 5．思考：数形结合解题应注意哪些问题？