最新高考数学附加题加分练习(四)不等式选讲
江苏专用高考数学复习专题七附加题选做部分第4讲不等式选讲练习理

专题七 附加题(选做部分)第4讲 不等式选讲练习 理1.(2016·南京调研)设实数x ,y ,z 满足x +5y +z =9,求x 2+y 2+z 2的最小值. 解 由柯西不等式得(x 2+y 2+z 2)(12+52+12)≥(1·x +5·y +1·z )2.因为x +5y +z =9,所以x 2+y 2+z 2≥3,当且仅当x =13,y =53,z =13时取等号, 所以x 2+y 2+z 2的最小值为3.2.(2011·江苏卷)解不等式:x +|2x -1|<3.解 原不等式可化为⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x +(2x -1)<3或⎩⎪⎨⎪⎧2x -1<0,x -(2x -1)<3. 解得12≤x <43或-2<x <12. 所以不等式的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-2<x <43. 3.(2012·江苏卷)已知实数x ,y 满足:|x +y |<13,|2x -y |<16,求证:|y |<518. 证明 因为3|y |=|3y |=|2(x +y )-(2x -y )|≤2|x +y |+|2x -y |,由题设知,|x +y |<13,|2x -y |<16, 从而3|y |<23+16=56,所以|y |<518. 4.(2016·苏州调研)设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |(a >0). (1)证明:f (x )≥2;(2)若f (3)<5,求实数a 的取值范围.(1)证明 由a >0,有f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1a -(x -a )=1a+a ≥2, 当且仅当a =1时,等号成立,所以f (x )≥2.(2)解 f (3)=⎪⎪⎪⎪⎪⎪3+1a +|3-a |.当a >3时,f (3)=3+1a +a -3=a +1a,由f (3)<5得3<a <5+212; 当0<a ≤3时,f (3)=3+1a +3-a =6-a +1a, 由f (3)<5得1+52<a ≤3.综上,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1+52,5+212. 5.(1)已知a ,b 都是正数,且a ≠b ,求证:a 3+b 3>a 2b +ab 2;(2)已知a ,b ,c 都是正数,求证:a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c≥abc . 证明 (1)(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)=(a +b )(a -b )2,因为a ,b 都是正数,所以a +b >0,又因为a ≠b ,所以(a -b )2>0,于是(a +b )(a -b )2>0,即(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)>0,所以a 3+b 3>a 2b +ab 2.(2)因为b 2+c 2≥2bc ,a 2≥0,所以a 2(b 2+c 2)≥2a 2bc .①同理b 2(a 2+c 2)≥2ab 2c .②c 2(a 2+b 2)≥2abc 2.③①②③相加得2(a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2)≥2a 2bc +2ab 2c +2abc 2,从而a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2≥abc (a +b +c ). 由a ,b ,c 都是正数,得a +b +c >0,因此a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c≥abc . 6.(2016·全国Ⅱ卷)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 |.(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.综上,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=a2+b2-a2b2-1=(a2-1)(1-b2)<0,即(a+b)2<(1+ab)2,因此|a+b|<|1+ab|.。
高考数学复习备战:最新真题解析—不等式选讲

(3)算术平均—几何平均定理(基本不等式的推广):对于n个正数a1,a2,…,an,它们的算术平均数不小于它们的几何平均数,即 ,当且仅当a1=a2=…=an时,等号成立.
(2)法一:利用基本不等式得到 ,再利用不等式的基本性质证明;法二:利用Cauchy不等式证明.
(1)∵ , , 都为正整数,且 .
∴ ,
当且仅当 时“=”成立.
(2)法一:由题意得
①+②+③,得 ,
当且仅当 时“=”成立.
法二:由Cauchy不等式,得 .
令 ,
则 .
令 ,则 在 上单调递增.
∴ ,即 .
(1)当 时, 等价于 ,
该不等式恒成立,所以 ;
当 时, 等价于 ,
解得 ,此时不等式无解;
当 时, 等价于 ,解得 ,所以 .
综上所述,不等式的解为 .
(2)由 ,得 ,
当 时, 恒成立,所以 ;
当 时, 恒成立,
因为 ,
当且仅当 时取等号,所以 .综上所述, 的取值范围是 .
2.(2022·青海·模拟预测(理))已知函数 .
当 时, ,解得 ,
故不等式 的解集为 或 ;
(2)由(1)可知:
当 时, ,
当 时, ,
当 时, ,
故 的最小值为3,即 ,则 ,即
则 ,
当且仅当 时取等号,
故 的最小值为 .
3.(2022·河南·开封市东信学校模拟预测(理))已知函数 .
(1)求不等式 的解集;
(2)设 时, 的最小值为M.若正实数a,b,满足 ,求 的最小值.
高考数学专题不等式、推理与证明及不等式选讲(选修4-5)

第六章不等式、推理与证明及不等式选讲(选修4-5)第一节不等关系与不等式1.实数大小顺序与运算性质之间的关系a-b>0⇔a>b;a-b=0⇔a=b;a-b<0⇔a<b.2.不等式的基本性质1.在应用传递性时,注意等号是否传递下去,如a≤b,b<c⇒a<c.2.在乘法法则中,要特别注意“乘数c的符号”,例如当c≠0时,有a>b⇒ac2>bc2;若无c≠0这个条件,a>b⇒ac2>bc2就是错误结论(当c=0时,取“=”).[试一试]1.(2013·北京高考)设a,b,c∈R,且a>b,则()A .ac >bc B.1a <1b C .a 2>b 2D. a 3>b 3解析:选D 由性质知选D. 2.12-1________3+1(填“>”或“<”). 解析:12-1=2+1<3+1. 答案:<1.不等式的倒数性质 (1)a >b ,ab >0⇒1a <1b ;(2)a <0<b ⇒1a <1b ;(3)a >b >0,0<c <d ⇒a c >bd ;(4)0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a .2.不等式的分数性质 (1)真分数的性质:b a <b +m a +m ;b a >b -m a -m (b -m >0); (2)假分数的性质:a b >a +m b +m ;a b <a -m b -m (b -m >0). [练一练]若0<a <b ,c >0,则b +c a +c 与a +cb +c 的大小关系为________.答案:b +c a +c >a +c b +c的大小1.已知a 121212,则M 与N 的大小关系是( ) A .M <NB .M >NC.M=N D.不确定解析:选B M-N=a1a2-(a1+a2-1)=a1a2-a1-a2+1=a1(a2-1)-(a2-1)=(a1-1)(a2-1),又∵a1∈(0,1),a2∈(0,1),∴a1-1<0,a2-1<0.∴(a1-1)(a2-1)>0,即M-N>0.∴M>N.2.若实数a≠1,比较a+2与31-a的大小.解:a+2-31-a=-a2-a-11-a=a2+a+1a-1∴当a>1时,a+2>31-a;当a<1时,a+2<31-a.[类题通法]比较大小的常用方法(1)作差法:一般步骤是:①作差;②变形;③定号;④结论.其中关键是变形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式变成积式或者完全平方式.当两个式子都为正数时,有时也可以先平方再作差.(2)作商法:一般步骤是:①作商;②变形;③判断商与1的大小;④结论.(3)特值法:若是选择题、填空题可以用特值法比较大小;若是解答题,可先用特值探究思路,再用作差或作商法判断.注意:用作商法时要注意商式中分母的正负,否则极易得出相反的结论.不等式的性质[典例]>b且c>d”的A.充分不必要条件B.既不充分也不必要条件C .充分必要条件D .必要不充分条件(2)若a >0>b >-a ,c <d <0,则下列结论:①ad >bc ;②a d +bc <0;③a -c >b -d ;④a ·(d -c )>b (d -c )中成立的个数是( )A .1B .2C .3D .4[解析] (1)由“a +c >b +d ”不能得知“a >b 且c >d ”,反过来,由“a >b 且c >d ”可得知“a +c >b +d ”,因此“a +c >b +d ”是“a >b 且c >d ”的必要不充分条件,选D.(2)法一:∵a >0>b ,c <d <0,∴ad <0,bc >0, ∴ad <bc ,故①错误.∵a >0>b >-a ,∴a >-b >0, ∵c <d <0,∴-c >-d >0, ∴a (-c )>(-b )(-d ),∴ac +bd <0,∴a d +b c =ac +bdcd <0,故②正确. ∵c <d ,∴-c >-d ,∵a >b ,∴a +(-c )>b +(-d ), a -c >b -d ,故③正确.∵a >b ,d -c >0,∴a (d -c )>b (d -c ), 故④正确,故选C. 法二:取特殊值. [答案] (1)D (2)C [类题通法]判断多个不等式是否成立,需要逐一给出推理判断或反例说明.常用的推理判断需要利用不等式的性质,常见的反例构成方式可从以下几个方面思考:(1)不等式两边都乘以一个代数式时,考察所乘的代数式是正数、负数或0;(2)不等式左边是正数,右边是负数,当两边同时平方后不等号方向不一定保持不变; (3)不等式左边是正数,右边是负数,当两边同时取倒数后不等号方向不变等. [针对训练](2014·北京东城区综合练习)若a >b >0,则下列不等式不成立的是( ) A.1a <1bB .|a |>|b |C .a +b <2abD.⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b解析:选C ∵a >b >0,∴1a <1b,且|a |>|b |,a +b >2ab ,又2a >2b ,∴⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b ,选C. 不等式性质的应用[典例] ,2≤f (1)≤4.求 [解] f (-1)=a -b ,f (1)=a +b . f (-2)=4a -2b .设m (a +b )+n (a -b )=4a -2b .则⎩⎪⎨⎪⎧ m +n =4,m -n =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =3.∴f (-2)=(a +b )+3(a -b )=f (1)+3f (-1). ∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4, ∴5≤f (-2)≤10.即f (-2)的取值范围为[5,10].解:由本例知f (-2)=f (1)+3f (-1). 又∵1<f (-1)≤2,2≤f (1)<4, ∴5<3f (-1)+f (1)<10, 故5<f (-2)<10.故f (-2)的取值范围为(5,10). [类题通法]利用不等式性质可以求某些代数式的取值范围,但应注意两点:一是必须严格运用不等式的性质;二是在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围.解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围.[针对训练]若α,β满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤α+β ≤1,1≤α+2β ≤3,试求α+3β的取值范围.解:设α+3β=x (α+β)+y (α+2β)=(x +y )α+(x +2y )β.则⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =1,x +2y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =2.∵-1≤-(α+β)≤1,2≤2(α+2β)≤6, 两式相加,得1≤α+3β≤7. ∴α+3β的取值范围为[1,7].第二节一元二次不等式及其解法一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系1.二次项系数中含有参数时,则应先考虑二次项是否为零,然后再讨论二次项系数不为零时的情形,以便确定解集的形式.2.当Δ<0时,易混ax 2+bx +c >0(a >0)的解集为R 还是∅. [试一试]1.(2013·浙江高考)设集合S ={x |x >-2},T ={x |x 2+3x -4≤0},则(∁R S )∪T =( ) A .(-2,1] B .(-∞,-4] C .(-∞,1]D .[1,+∞)解析:选C T = {x |-4≤x ≤1},根据补集定义, ∁R S ={x |x ≤-2},所以(∁R S )∪T ={x |x ≤1},选C.2.不等式ax 2+bx +2>0的解集是⎝⎛⎭⎫-12,13,则a +b 的值是( ) A .10 B .-10 C .14D .-14解析:选D 由题意知-12、13是ax 2+bx +2=0的两根.则a =-12,b =-2.a +b =-14.故选D.3.不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集, ∴Δ=a 2-4×4>0,即a 2>16. ∴a >4或a <-4.答案:(-∞,-4)∪(4,+∞)1.由二次函数图像与一元二次不等式的关系得到的两个常用结论(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c >0,或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0,或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.2.分类讨论思想解含参数的一元二次不等式,可先考虑因式分解,再对根的大小进行分类讨论;若不能因式分解,则可对判别式进行分类讨论,分类要不重不漏.[练一练]若不等式mx 2+2mx +1>0的解集为R ,则m 的取值范围是________. 解析:①当m =0时,1>0显然成立. ②当m ≠0时,由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=4m 2-4m <0.得0<m <1, 由①②知0≤m <1. 答案:[0,1)一元二次不等式的解法[典例] (1)0<x 2-x -2≤4; (2)x 2-4ax -5a 2>0(a ≠0). [解] (1)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-x -2>0,x 2-x -2≤4⇔⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -6≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ (x -2)(x +1)>0,(x -3)(x +2)≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x >2或x <-1,-2≤x ≤3.借助于数轴,如图所示,原不等式的解集为{}x |-2≤x <-1或2<x ≤3. (2)由x 2-4ax -5a 2>0知(x -5a )(x +a )>0. 由于a ≠0故分a >0与a <0讨论. 当a <0时,x <5a 或x >-a ; 当a >0时,x <-a 或x >5a .综上,a <0时,解集为{}x |x <5a 或x >-a ;a >0时,解集为{}x |x >5a 或x <-a . [类题通法]1.解一元二次不等式的一般步骤:(1)对不等式变形,使一端为0且二次项系数大于0,即ax 2+bx +c >0(a >0),ax 2+bx +c <0(a >0);(2)计算相应的判别式;(3)当Δ≥0时,求出相应的一元二次方程的根; (4)根据对应二次函数的图像,写出不等式的解集.2.解含参数的一元二次不等式,要把握好分类讨论的层次,一般按下面次序进行讨论:首先根据二次项系数的符号进行分类,其次根据根是否存在,即Δ的符号进行分类,最后在根存在时,根据根的大小进行分类.[针对训练] 解下列不等式: (1)-3x 2-2x +8≥0; (2)ax 2-(a +1)x +1<0(a >0).解:(1)原不等式可化为3x 2+2x -8≤0, 即(3x -4)(x +2)≤0. 解得-2 ≤x ≤43,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-2≤x ≤43. (2)原不等式变为(ax -1)(x -1)<0, 因为a >0,所以a ⎝⎛⎭⎫x -1a (x -1)<0. 所以当a >1时,解为1a <x <1;当a =1时,解集为∅; 当0<a <1时,解为1<x <1a.综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1<x <1a ; 当a =1时,不等式的解集为∅;当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1a<x <1.一元二次不等式与其对应的函数与方程之间存在着密切的联系.在解决具体的数学问题时,要注意三者之间的相互联系,并在一定条件下相互转换.对于一元二次不等式恒成立问题,常根据二次函数图像与x 轴的交点情况确定判别式的符号,进而求出参数的取值范围.归纳起来常见的命题角度有:(1)形如f (x )≥0(x ∈R )确定参数的范围; (2)形如f (x )≥0(x ∈[a ,b ])确定参数范围; (3)形如f (x )≥0(参数m ∈[a ,b ])确定x 的范围.角度一 形如f (x )≥0(x ∈R )确定参数的范围1.(2013·重庆高考)设0≤α≤π,不等式8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0对x ∈R 恒成立,则α的取值范围为________.解析:根据题意可得(8sin α)2-4×8cos 2α≤0,即2sin 2α-cos 2α≤0,2sin 2α-(1-2sin 2α)≤0,即-12≤sin α≤12.因为0≤α≤π,故α∈06π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,∪56ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 答案:06π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,∪56ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 角度二 形如f (x )≥0(x ∈[a ,b ])确定参数范围2.对任意x ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零,求a 的取值范围. 解:函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的对称轴为x =-a -42=4-a2.①当4-a2<-1,即a >6时,f (x )的值恒大于零等价于f (-1)=1+(a -4)×(-1)+4-2a >0, 解得a <3,故有a ∈∅;②当-1≤4-a2≤1,即2≤a ≤6时,只要f ⎝ ⎛⎭⎪⎫4-a 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫4-a 22+(a -4)×4-a 2+4-2a >0,即a 2<0,故有a ∈∅; ③当4-a 2>1,即a <2时,只要f (1)=1+(a -4)+4-2a >0,即a <1,故有a <1.综上可知,当a <1时,对任意x ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零. 角度三 形如f (x )≥0(参数m ∈[a ,b ])确定x 的范围3.对任意a ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零,求x 的取值范围. 解:由f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a =(x -2)a +x 2-4x +4, 令g (a )=(x -2)a +x 2-4x +4.由题意知在[-1,1]上,g (a )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0,解得x <1或x >3.故当x <1或x >3时,对任意的a ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零. [类题通法]恒成立问题及二次不等式恒成立的条件(1)解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.(2)对于二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x 轴上方;恒小于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x 轴下方.一元二次不等式的应用[典例] 件,年销量是a 件.现经销商计划在2014年将该商品的价格降至5.5元/件到7.5元/件之间,经调查,顾客的期望价格是4元/件.经测算,该商品价格下降后新增的年销量与实际价格和顾客期望价格的差成反比,比例系数为k .该商品的成本价为3元/件.(1)写出该商品价格下降后,经销商的年收益y 与实际价格x 的函数关系式;(2)设k =2a ,当实际价格最低定为多少时,仍然可以保证经销商2014年的收益比2013年至少增长20%?[解] (1)设该商品价格下降后为x 元/件,则由题意可知年销量增加到⎝ ⎛⎭⎪⎫k x -4+a 件,故经销商的年收益y =⎝ ⎛⎭⎪⎫k x -4+a (x -3),5.5≤x ≤7.5.(2)当k =2a 时,依题意有⎝ ⎛⎭⎪⎫2a x -4+a (x -3)≥(8-3)a ×(1+20%),化简得x 2-11x +30x -4≥0,解得x ≥6或4<x ≤5.又5.5≤x ≤7.5,故6≤x ≤7.5,即当实际价格最低定为6元/件时,仍然可以保证经销商2014年的收益比2013年至少增长20%.[类题通法]构建不等式模型解决实际问题不等式的应用问题常常以函数为背景,多是解决实际生活、生产中的最优化问题等,解题时,要仔细审题,认清题目的条件以及要解决的问题,理清题目中各量之间的关系,建立恰当的不等式模型进行求解.[针对训练]某商品每件成本价为80元,售价为100元,每天售出100件.若售价降低x 成(1成=10%),售出商品数量就增加85x 成.要求售价不能低于成本价.(1)设该商店一天的营业额为y ,试求y 与x 之间的函数关系式y =f (x ),并写出定义域; (2)若再要求该商品一天营业额至少为10 260元,求x 的取值范围. 解:(1)由题意得y =100⎝⎛⎭⎫1-x 10·100⎝⎛⎭⎫1+850x . 因为售价不能低于成本价, 所以100⎝⎛⎭⎫1-x10-80≥0. 所以y =f (x )=20(10-x )(50+8x ),定义域为[0,2]. (2)由题意得20(10-x )(50+8x )≥10 260, 化简得8x 2-30x +13≤0. 解得12≤x ≤134.所以x 的取值范围是⎣⎡⎦⎤12,2.第三节绝对值不等式(选修4-5)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,则|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)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解集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)型不等式的解法有以下几种:①利用绝对值不等式的几何意义求解的思想;②利用“零点分段法”求解;③通过构造函数,利用函数的图象求解.1.对于绝对值三角不等式,易忽视等号成立的条件.对|a+b|≥|a|-|b|,当且仅当a>-b>0时,等号成立,对|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,如果a<-b<0当且仅当|a|≥|b|且ab≥0时左边等号成立,当且仅当ab≤0时右边等号成立.2.形如|x-a|+|x-b|≥c(c>0)的不等式解法在讨论时应注意分类讨论点处的处理及c的符号判断,若c<0则不等式解集为R.[试一试]1.(2013·广东高考)不等式|x2-2|<2的解集是()A.(-1,1)B.(-2,2)C.(-1,0)∪(0,1) D.(-2,0)∪(0,2)解析:选D由|x2-2|<2得-2<x2-2<2,即0<x2<4,所以-2<x<0或0<x<2.2.不等式|x -2|-|x -1|>0的解集为( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,32 B.⎝⎛⎭⎫-∞,-32 C.⎝⎛⎭⎫32,+∞D.⎝⎛⎭⎫-32,+∞ 解析:选A 原不等式等价于|x -2|>|x -1|, 则(x -2)2>(x -1)2,解得x <32.含绝对值不等式的常用解法1.基本性质法:对a ∈R +,|x |<a ⇔-a <x <a ,|x |>a ⇔x <-a 或x >a . 2.平方法:两边平方去掉绝对值符号.3.零点分区间法(或叫定义法):含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分区间法脱去绝对值符号,将其转化为与之等价的不含绝对值符号的不等式(组)求解.4.几何法:利用绝对值的几何意义,画出数轴,将绝对值转化为数轴上两点的距离求解. 5.数形结合法:在直角坐标系中作出不等式两边所对应的两个函数的图象,利用函数图象求解.[练一练]1.已知不等式|2x -t |+t -1<0的解集为(-12,12),则t =( )A .-1B .0C .1D .2解析:选B |2x -t |<1-t ,t -1<2x -t <1-t , 2t -1<2x <1,t -12<x <12,∴t =0.2.若存在实数x 使|x -a |+|x -1|≤3成立,则实数a 的取值范围是________. 解析:利用绝对值不等式的性质求解. ∵|x -a |+|x -1|≥|(x -a )-(x -1)|=|a -1|, 要使|x -a |+|x -1|≤3有解,可使|a -1|≤3,∴-3≤a -1≤3,∴-2≤a ≤4. 答案:[-2,4]绝对值不等式的解法1.在实数范围内,不等式|x -12|+|x +12|≤3的解集为____________.解析:法一:分类讨论去绝对值号解不等式.当x >12时,原不等式转化为2x ≤3⇒x ≤32;当-12≤x ≤12时,原不等式转化为1≤3,恒成立;当x <-12时,原不等式转化为-2x ≤3⇒x ≥-32.综上知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32.法二:利用几何意义求解.不等式⎪⎪⎪⎪x -12+⎪⎪⎪⎪x +12≤3,其几何意义为数轴上到12,-12两点的距离之和不超过3的点的集合,数形结合知,当x =32或x =-32时,到12,-12两点的距离之和恰好为3,故当-32≤x ≤32时,满足题意,则原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32.答案:⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-32≤x ≤32 2.(2013·西安质检)若关于x 的不等式|x -a |<1的解集为(1,3),则实数a 的值为________. 解析:原不等式可化为a -1<x <a +1,又知其解集为(1,3),所以通过对比可得a =2. 答案:23.如果关于x 的不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________.解析:法一:令y 1=|x -3|-|x -4| =⎩⎪⎨⎪⎧1, x >4,2x -7, 3≤x ≤4,-1,x <3.y 2=a . 如图要使|x -3|-|x -4|<a 的解集不是空集,则a 的取集范围是a >-1.法二:注意到||x -3|-|x -4||≤|(x -3)-(x -4)|=1,-1≤|x -3|-|x -4|≤1.若不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集是空集,则有|x-3|-|x -4|≥a 对任意的x ∈R 都成立,即有(|x -3|-|x -4|)min ≥a ,a ≤-1.因此,由不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集不是空集可得,实数a 的取值范围是a >-1.答案:(-1,+∞) [类题通法]利用零点分类讨论法解绝对值不等式时,注意分类讨论时要不重不漏.绝对值不等式的证明[典例] ,不等式f (x )<4M . (1)求M ;(2)当a ,b ∈M 时,证明:2|a +b |<|4+ab |. [解] (1)f (x )=|x +1|+|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x <-1,2,-1≤x ≤1,2x ,x >1,当x <-1时,由-2x <4,得-2<x <-1; 当-1≤x ≤1时,f (x )=2<4,∴-1≤x ≤1; 当x >1时,由2x <4,得1<x <2,∴M =(-2,2).(2)证明:a ,b ∈M 即-2<a <2,-2<b <2.∵4(a +b )2-(4+ab )2=4(a 2+2ab +b 2)-(16+8ab +a 2b 2)=(a 2-4)·(4-b 2)<0,∴4(a +b )2<(4+ab )2,∴2|a +b |<|4+ab |.解:由f (x )≥0知a ≤|x +1|+|x -1|, 又|x +1|+|x -1|≥|(x +1)-(x -1)|=2,∴a ≤2. 故a 的取值范围为(2,+∞). [类题通法]证明绝对值不等式主要有三种方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明; (2)利用三角不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |进行证明; (3)转化为函数问题,数形结合进行证明. [针对训练](2014·乌鲁木齐高三诊断性测验)设函数f (x )=|x -1|+|x -2|. (1)求证:f (x )≥1; (2)若f (x )=a 2+2a 2+1成立,求x 的取值范围.解:(1)证明:f (x )=|x -1|+|x -2|≥|(x -1)-(x -2)|=1. (2)∵a 2+2a 2+1=a 2+1+1a 2+1=a 2+1+1a 2+1≥2,∴要使f (x )=a 2+2a 2+1成立,需且只需|x -1|+|x -2|≥2, 即⎩⎪⎨⎪⎧ x <1,1-x +2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x <2,x -1+2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x -1+x -2≥2,解得x ≤12或x ≥52,故x 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12∪⎣⎡⎭⎫52,+∞.绝对值不等式的综合应用[|2x +a |,g (x )=(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,不等式f (x )<g (x )化为|2x -1|+|2x -2|-x -3<0.设函数y =|2x -1|+|2x -2|-x -3,则y =⎩⎨⎧-5x ,x <12,-x -2,12≤x ≤1,3x -6,x >1.其图像如图所示.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. [类题通法]1.研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.2.对于求y =|x -a |+|x -b |或y =|x +a |-|x -b |型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.形如y =|x -a |+|x -b |的函数只有最小值,形如y =|x -a |-|x -b |的函数既有最大值又有最小值.[针对训练](2013·辽宁模拟)已知f (x )=|x +a |+|x -2|. (1)当a =-1时,解关于x 的不等式f (x )>5;(2)已知关于x 的不等式f (x )+a <2 014(a 是常数)的解集是非空集合,求实数a 的取值范围. 解:(1)构造函数g (x )=|x -1|+|x -2|-5, 则g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -2(x ≤1),-4(1<x <2),2x -8(x ≥2).令g (x )>0,则x <-1或x >4,∴原不等式的解集为(-∞,-1)∪(4,+∞). (2)∵f (x )+a =|x +a |+|x -2|+a ≥|a +2|+a ,又关于x 的不等式f (x )+a <2 014的解集是非空集合, ∴|a +2|+a <2 014,解得a <1 006.第四节二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题1.二元一次不等式(组)表示的平面区域2.1.画出平面区域.避免失误的重要方法就是首先使二元一次不等式化为ax +by +c >0(a >0).2.线性规划问题中的最优解不一定是唯一的,即可行域内使目标函数取得最值的点不一定只有一个,也可能有无数多个,也可能没有.[试一试]1.(2013·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -1≥0,x ≤3,则z =2x -3y 的最小值是( ) A .-7 B .-6 C .-5D .-3解析:选B 作出不等式组表示的可行域,如图(阴影部分).易知直线z =2x -3y 过点C 时,z 取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧ x =3,x -y +1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =4,∴z min =2×3-3×4=-6,故选B. 2.如图所示的平面区域(阴影部分)满足不等式________.答案:x +y -1>01.确定二元一次不等式表示平面区域的方法二元一次不等式所表示的平面区域的确定,一般是取不在直线上的点(x 0,y 0)作为测试点来进行判定,满足不等式的则平面区域在测试点所在的直线的一侧,反之在直线的另一侧.2.求二元一次函数z =ax +by (ab ≠0)的最值的方法将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb 的最值间接求出z 的最值.(1)当b >0时,截距z b 取最大值时,z 也取最大值;截距zb 取最小值时,z 也取最小值;(2)当b <0时,截距z b 取最大值时,z 取最小值;截距zb 取最小值时,z 取最大值.[练一练](2013·陕西高考)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________.解析:由题意知y =⎩⎪⎨⎪⎧x -1(x ≥1),1-x (x <1),作出曲线y =|x -1|与y =2所围成的封闭区域,如图中阴影部分所示,即得过点A (-1,2)时,2x -y 取最小值-4.答案:-41.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于( )A.32 B.23 C.43D.34解析:选C 平面区域如图所示.解⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =4,3x +y =4得A (1,1), 易得B (0,4),C ⎝⎛⎭⎫0,43, |BC |=4-43=83.∴S △ABC =12×83×1=43.2.若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥a 的整点(x ,y )恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a 的值为( )A .-3B .-2C .-1D .0解析:选C 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a =0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a =-1时,正好增加(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)5个整点,故选C.3.如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示为________.解析:两直线方程分别为x -2y +2=0与x +y -1=0. 由(0,0)点在直线x -2y +2=0右下方可知x -2y +2≥0, 又(0,0)点在直线x +y -1=0左下方可知x +y -1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0为所表示的可行域. 答案:⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0[类题通法]二元一次不等式(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域.注意不等式中不等号有无等号,无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线.测试点可以选一个,也可以选多个,若直线不过原点,测试点常选取原点.求目标函数的最值线性规则问题是高考的重点,而线性规划问题具有代数和几何的双重形式,多与函数、平面向量、数列、三角、概率、解析几何等问题交叉渗透,自然地融合在一起,使数学问题的解答变得更加新颖别致.归纳起来常见的命题角度有:(1)求线性目标函数的最值; (2)求非线性目标的最值; (3)求线性规划中的参数. 角度一 求线性目标函数的最值1.(1)(2013·湖南高考)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2x ,x +y ≤1,y ≥-1,则x +2y 的最大值是( )A .-52B .0 C.53D.52(2)如果函数x 、y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,y +1≥0,x +y +1≤0,那么z =2x -y 的最大值为( )A .2B .1C .-2D .-3解析:(1)选C 不等式组表示的平面区域为图中阴影部分.平行移动y =-12x +12z ,可知该直线经过y =2x 与x +y =1的交点A ⎝⎛⎭⎫13,23时,z 有最大值为13+43=53.(2)选B 如图作出可行域,当z 经过直线y +1=0与x +y +1=0的交点(0,-1)时,z max=1.角度二 求非线性目标的最值2.(1)(2013·山东高考)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( )A .2B .1C .-13D .-12解析:选C 已知的不等式组表示的平面区域如图中阴影所示,显然当点M 与点A 重合时直线OM 的斜率最小,由直线方程x +2y -1=0和3x +y -8=0,解得A (3,-1),故OM 斜率的最小值为-13.(2)(2014·长春调研)若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧12≤x ≤1,y ≥-x +1,y ≤x +1,则y +1x的取值范围是________.解析:由题可知y +1x =y -(-1)x -0,即为求不等式所表示的平面区域内的点与(0,-1)的连线斜率k 的取值范围,由图可知k ∈[1,5].答案:[1,5]角度三 求线性规划中的参数3.(1)(2013·浙江高考)设z =kx +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -2y +4≥0,2x -y -4≤0.若z 的最大值为12,则实数k =________.解析:画出可行域,根据线性规划知识,目标函数取最大值12时,最优解一定为(4,4),这时12=4k +4,k =2.答案:2(2)(2014·江西七校联考)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +2y -8≤0,x ≤3.若点⎝⎛⎭⎫3,52是使ax -y 取得最小值的唯一的可行解,则实数a 的取值范围为________.解析:记z =ax -y ,注意到当x =0时,y =-z ,即直线z =ax -y 在y 轴上的截距是-z .在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,结合图形可知,满足题意的实数a 的取值范围为a <-12.答案:⎝⎛⎭⎫-∞,-12 [类题通法]1.求目标函数的最值的一般步骤为:一画二移三求.其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.2.常见的目标函数有: (1)截距型:形如z =ax +by .求这类目标函数的最值常将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +zb ,通过求直线的截距zb的最值间接求出z 的最值.(2)距离型:形如z =(x -a )2+(y -b )2. (3)斜率型:形如z =y -bx -a .注意:转化的等价性及几何意义.线性规划的实际应用[典例] (2013·两种型号的客车安排名客人旅行,A ,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B 型车不多于A 型车7辆,则租金最少为( )A .31 200元B .36 000元C .36 800元D .38 400元[解析] 设租用A 型车x 辆,B 型车y 辆,目标函数为z =1 600x +2 400y ,则约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧36x +60y ≥900,y -x ≤7,y +x ≤21,x ,y ∈N ,作出可行域,如图中阴影部分所示,可知目标函数过点(5,12)时,有最小值z min =36800(元).[答案] C [类题通法]求解线性规划应用题的注意点(1)明确问题中的所有约束条件,并根据题意判断约束条件中是否能够取到等号. (2)注意结合实际问题的实际意义,判断所设未知数x ,y 的取值范围,特别注意分析x ,y 是否是整数、非负数等.(3)正确地写出目标函数,一般地,目标函数是等式的形式.[针对训练]某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A 原料1千克、B 原料2千克;生产乙产品1桶需耗A 原料2千克,B 原料1千克.每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元.公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A 、B 原料都不超过12千克.通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( )A .1 800元B .2 400元C .2 800元D .3 100元解析:选C 设每天分别生产甲产品x 桶,乙产品y 桶,相应的利润为z 元,则⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤12,2x +y ≤12,x ≥0,y ≥0,z =300x +400y ,在坐标平面内画出该不等式组表示的平面区域及直线300x +400y =0,平移该直线,当平移到经过该平面区域内的点A (4,4)时,相应直线在y 轴上的截距达到最大,此时z =300x +400y 取得最大值,最大值是z =300×4+400×4=2 800,即该公司可获得的最大利润是2 800元.第五节基本不等式与柯西不等式(选修4-5)1.基本不等式ab ≤a +b2(1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0.(2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号. 2.算术平均数与几何平均数设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.3.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则:(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值是2p .(简记:积定和最小)(2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是p 24.(简记:和定积最大)4.平均值不等式(1)定理:如果a ,b ,c 为正数,则a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立.我们称a +b +c 3为正数a ,b ,c 的算术平均值,3abc 为正数a ,b ,c 的几何平均值,定理中的不等式为三个正数的算术—几何平均值不等式,简称为平均值不等式.(2)一般形式的算术—几何平均值不等式:如果a 1,a 2,…,a n 为n 个正数,则a 1+a 2+…+a nn≥na 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.5.柯西不等式(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: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,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.1.求最值时要注意三点:一是各项为正;二是寻求定值;三是考虑等号成立的条件. 2.多次使用基本不等式时,易忽视取等号的条件的一致性. 3.使用柯西不等式或平均值不等式时易忽视等号成立的条件. [试一试]1.“a >0且b >0”是“a +b2≥ab ”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案:A2.已知0<x <1,则x (3-3x )取得最大值时x 的值为( ) A.13B.12C.34D.23解析:选B 由0<x <1,故3-3x >0,则x (3-3x )=13×3x (3-3x )≤13×94=34,当且仅当3x =3-3x ,即x =12时等号成立.3.已知x 2+y 2=10,则3x +4y 的最大值为( ) A .510 B .410 C .310D .210解析:选A ∵(32+42)(x 2+y 2)≥(3x +4y )2, 当且仅当3y =4x 时等号成立, ∴25×10≥(3x +4y )2, ∴(3x +4y )max =510.1.活用几个重要的不等式a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R );b a +ab ≥2(a ,b 同号).ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22(a ,b ∈R );⎝⎛⎭⎫a +b 22≤a 2+b 22(a ,b ∈R ). 2.巧用“拆”“拼”“凑”在运用基本不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”“定”“等”的条件.[练一练] 若x >1,则x +4x -1的最小值为________. 解析:x +4x -1=x -1+4x -1+1≥4+1=5.当且仅当x -1=4x -1,即x =3时等号成立.答案:5利用基本不等式求最值[典例] (1)(2013·四川高考)已知函数f (x )=4x +ax(x >0,a >0)在x =3时取得最小值,则a =________.[解析] f (x )=4x +ax ≥24x ·a x =4a (x >0,a >0),当且仅当4x =ax,即a =4x 2时取等号,则由题意知a =4×32=36.[答案] 36(2)(2014·长春调研)若两个正实数x ,y 满足2x +1y =1,并且x +2y >m 2+2m 恒成立,则实数m 的取值范围是________.[解析] x +2y =(x +2y )⎝⎛⎭⎫2x +1y =2+4y x +x y +2≥8,当且仅当4y x =xy ,即x =2y =4时等号成立.由x +2y >m 2+2m 恒成立,可知m 2+2m <8,m 2+2m -8<0,解得-4<m <2.[答案] (-4,2)(3)(2013·山东高考改编)设正实数x ,y ,z 满足x 2-3xy +4y 2-z =0,则zxy 的最小值为________.[解析] z =x 2-3xy +4y 2(x ,y ,z ∈R +),∴z xy =x 2-3xy +4y 2xy =x y +4y x-3≥2x y ·4yx-3=1. 当且仅当x y =4yx ,即x =2y =4时“=”成立.[答案] 1解:由(3)知当zxy取最小值时x =2y .∴z =x 2-3xy +4y 2=4y 2-6y 2+4y 2=2y 2,∴x +2y -z =2y +2y -2y 2=-2y 2+4y =-2(y -1)2+2. ∴当y =1时,x +2y -z 取最大值2. [类题通法]两个正数的和与积的转化基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,因此可以用在一些不等式的证明中,还可以用于求代数式的最值或取值范围.如果条件等式中,同时含有两个变量的和与积的形式,就可以直接利用基本不等式对两个正数的和与积进行转化,然后通过解不等式进行求解.[针对训练](1)当x >0时,则f (x )=2xx 2+1的最大值为________. (2)已知log 2a +log 2b ≥1,则3a +9b 的最小值为________.(3)已知x >0,y >0,xy =x +2y ,若xy ≥m -2恒成立,则实数m 的最大值是________. 解析:(1)∵x >0,∴f (x )=2x x 2+1=2x +1x ≤22=1,当且仅当x =1x ,即x =1时取等号.(2)由log 2a +log 2b ≥1得log 2(ab )≥1,即ab ≥2,∴3a+9b=3a+32b≥2×3a +2b2(当且仅当3a =32b ,即a =2b 时取等号).又∵a +2b ≥22ab ≥4(当且仅当a =2b 时取等号), ∴3a +9b ≥2×32=18.即当a =2b 时,3a +9b 有最小值18.(3)由x >0,y >0,xy =x +2y ≥22xy ,得xy ≥8,于是由m -2≤xy 恒成立,得m -2≤8,即m ≤10.故m 的最大值为10.答案:(1)1 (2)18 (3)10基本不等式的实际应用[典例] 经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)x 万件与年促销费用m 万元(m ≥0)满足x =3-k m +1(k 为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是1万件.已知2013年生产该产品的固定投入为8万元.每生产一万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金).(1)将2013年该产品的利润y 万元表示为年促销费用m 万元的函数; (2)该厂家2013年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大? [解] (1)由题意知,当m =0时,x =1(万件), ∴1=3-k ⇒k =2,∴x =3-2m +1,。
高考数学二轮增分策略:第4篇第4讲《数列、不等式(含答案)

4.数列、不等式S 1n =1.已知前 n 和 S n = a 1+ a 2+ a 3+ ⋯+ a n , a n =.S n - S n -1n由 S n 求 a n ,易忽视 n = 1 的状况.[1] 已知数列 { a n } 的前 n 和 S n =n 2 +1, a n = ________.2.等差数列的相关观点及性(1)等差数列的判断方法:定 法a n + 1- a n =d( d 常数 )或 a n +1- a n = a n - a n - 1(n ≥ 2).(2)等差数列的通 : a n =a 1+ (n - 1)d 或 a n = a m + (n - m)d.(3)等差数列的前 n 和: S n =n a 1 +a n , S n = na 1+n n -d.2 2(4)等差数列的性①当公差 d ≠0 ,等差数列的通 公式 a n =a 1+(n - 1) ·d =dn + a 1- d 是对于 n 的一次函数,且斜率 公差 d ;前 n 和 S n = na 1+nn -d =dn 2+ (a 1-d)n 是对于 n 的二次函数且常数22 20.②若公差 d>0, 增等差数列;若公差 d<0, 减等差数列;若公差d =0, 常数列.③当 m + n = p + q , 有a m + a n = a p + a q ,特 地,当 m +n = 2p , 有 a m + a n = 2a p .④ S n , S 2n - S n , S 3n - S 2n 成等差数列.[ 2] 已知等差数列 { a n } 的前 n 和 S n ,且 S 10= 12, S 20= 17, S 30 ( )A .15B .20C .25D .303.等比数列的相关观点及性(1)等比数列的判断方法:定 法a n + 1a n +1a n= q(q 常数 ),此中 q ≠0,a n ≠0或a n =(n ≥ 2).如一a na n -1个等比数列 { a n } 共有 2n + 1 ,奇数 之 100,偶数 之5 120, a n +1= 6.n -1n -m(2)等比数列的通 : a n =a 1q或 a n = a m q .a 1- q n a 1- a n q. (3)等比数列的前 n 和:当 q =1 , S n =na 1;当 q ≠1 , S n =1- q=1- q 易 警告:因为等比数列前 n 和公式有两种形式, 此在求等比数列前n 和 ,第一要判断公比 q 能否 1,再由 q 的状况 乞降公式的形式,当不可以判断公比q 能否 1 ,要q 分q= 1 和q≠1两种情况求解.(4)等比中:若a,A,b 成等比数列,那么 A 叫做 a 与b 的等比中.得注意的是,不是任何两数都有等比中,只有同号两数才存在等比中,且有两个,即± ab.如已知两个正数a, b(a≠b)的等差中A,等比中B, A 与B 的大小关系A>B.(5)等比数列的性当 m+ n=p+ q ,有a m·a n=a p·a q,特地,当m+ n=2p ,有a m·a n= a2p.[3] (1)在等比数列 { a n} 中,a3+ a8= 124,a4a7=- 512,公比 q 是整数, a10= ________.(2)各均正数的等比数列{ a n} 中,若 a5·a6=9, log 3a1+ log 3a2+⋯+ log3a10= ________. 4.数列乞降的方法(1)公式法:等差数列、等比数列乞降公式;(2)分乞降法;(3)倒序相加法;(4)位相减法;(5)裂法;如:111;1=1 1-1=-k n n+ k. n n+n n+ 1 n n+k(6)并法.数列乞降要明确:数、通,并注意依据通的特色取适合的方法.1[4]数列 { a n} 足 a n+ a n+1=2(n∈N, n≥ 1),若 a2= 1, S n是 { a n} 的前 n 和, S21的________.5.在求不等式的解集,其果必定要用会合或区表示,不可以直接用不等式表示.[5]不等式-3x2+5x-2>0的解集________.6.不等式两头同乘以一个数或同除以一个数,必个数的正.两个不等式相乘,必注意同向同正才能行.[6]已知 a, b,c, d 正数,且c>d,“a>b”是“ac>bd”的 ________条件.a+ b7.基本不等式:2≥ ab ( a, b>0)(1)推行:a2+ b2a+ b≥ ab≥2(a, b>0) .2≥211a+b(2)用法:已知x, y 都是正数,①若 xy 是定 p,当 x= y ,和 x+ y 有最小 2 p;1 2②若和 x+ y 是定值 s,则当 x= y 时,积 xy 有最大值4s .易错警告:利用基本不等式求最值时,要注意考证“一正、二定、三相等”的条件.[问题 7]已知a>0,b>0,a+b=1,则y=1+4的最小值是________.a b8.解线性规划问题,要注意界限的虚实;注意目标函数中y 的系数的正负;注意最优整数解.x≥0,[问题 8]设定点A(0,1),动点P( x,y)的坐标知足条件则|PA|的最小值是________.y≤x,易错点 1 a n与 S n关系不清例 1已知数列 { a n} 的前 n 项和为 S n= n2+ n+1,则数列 { a n} 的通项公式为 ________.错因剖析没有注意到 a n=S n-S n-1建立的条件: n≥2,忽视对 n 的分类议论.分析当 n= 1 时, a1= S1= 3;当 n≥2时, a n=n2+n+ 1- (n- 1)2- (n- 1)-1= 2n,3, n= 1,∴ a n=2n, n≥ 2.3,n= 1,答案a n=2n, n≥2易错点 2忽视等比数列中q 的范围例 2 设等比数列 { a n} 的前 n 项和为 S n,若 S3+S6= S9,则数列 { a n} 的公比 q= ________.错因剖析没有考虑等比数列乞降公式S n=a1- q nq= 1 恰巧符中 q≠1的条件,此题中1- q合题目条件.分析①当 q=1 时, S3+ S6= 9a1,S9= 9a1,∴ S3+ S6= S9建立.②当 q≠1时,由 S3+ S6= S9,得 a1-q3+ a1-q6- q9 1-q= a1.1-q1- q∴q9- q6- q3+ 1= 0,即 (q3- 1)(q6- 1)= 0.∵ q≠1,∴ q3- 1≠0,∴ q6= 1,∴ q=- 1.答案1或-1易 点3数列最 忽视n 的限制例3已知数列{ a n } 的通 公式a n = (n + 2)(9 n *10) ( n ∈ N ), 数列{ a n } 的最大 是()A .第6 或第7B .第 7 或第8C .第8 或第9D .第 7因剖析求解数列{ a n } 的前n 和S n 的最 , 无 是利用S n 是利用 a n 来求,都要注意n的取 的限制, 因 数列中可能出 零 , 所以在利用不等式() 求解 ,不可以遗漏不等式 ( )中的等号,防止造成无解或漏解的失 .分析因 a n + 1- a n = (n + 3)( 9 )n +1- (n + 2)(9 n9 n 7- n, a n +1- a n > 0,即10 10 ) = (10 ) ·,当 n < 710a n + 1>a n ;当 n =7 , a n +1 - a n = 0,即 a n + 1= a n ;当 n > 7 , a n + 1- a n < 0,即 a n + 1<a n .故a 1< a 2< ⋯ < a 7= a 8> a 9> a 10⋯ ,所以此数列的最大 是第 7 或第 8 ,故B.答案B易 点 4 裂 法乞降搞 节余例 4在数列 { a n } 中, a n = 1 +2 + ⋯+ n,又 b n = 1 , 数列 { b n } 的前 n 和n + 1 n + 1 n + 1 a n a n +1()nnA. 2B.n + 1 2n4n C.n + 1D.n +1因剖析 裂 相消后搞 节余 , 致乞降 :一般状况下节余的 是 称的,即前方节余的 和后边节余的 是 的.分析由已知得 a =1 + 2+ ⋯+n=1n ,nn + 1 n + 1 n + 1 n + 1(1+ 2+ ⋯+ n)= 2进而 b n =1=1 =4( 1 - 11111n ),所以数列 { b n } 的前 n 和 S n = 4[(1 - )+ ( -)+(- n n +1n n + 1n + 1223 3a a2·21) +⋯+( 1- 1 )]= 4(1- 1 )= 4n.故 D.4 n n + 1 n +1 n + 1 答案D易 点 5解不等式 形不一样解例 5 解不等式3x - 5x 2+ 2x -3≥ 2.因剖析 本 易出 的 有两个方面:一是 用不等式的性 直接把不等式化3x -5≥ 2(x 2+ 2x - 3)求解;二是同解 形 程中忽 分母不 零的限制条件, 致增解.3x- 5解原不等式可化为x2+2x-3-2≥0,-2x2- x+ 1即2+ 2x-3≥ 0.x整理得x-x+≤0,x-x+不等式等价于x-x+x-x+,x-x+,1解得- 3< x≤-1 或2≤x< 1.1所以原不等式的解集为{ x|- 3< x≤- 1 或2≤x< 1} .易错点 6忽视基本不等式中等号建立条件1例 6 函数 y= x+x-1(x≠ 1)的值域是 ______________________________________ .错因剖析此题易出现的错误有两个方面:一是不会“凑”,不可以依据函数分析式的特色适合变形凑出两式之积为定值;二是利用基本不等式求最值时,忽视式子的取值范围,直接套用基本不等式求最值.如此题易出现:由y= x+1= x- 1+1+ 1≥2x-1+ 1 x- 1x- 1x- 1= 3,得出y∈ [3,+∞)这一错误结果.分析当 x> 1 时, y= x+1=x-1+x- 11x- 1+ 1≥2x-1+1=3,当且仅当x- 1x- 1=1,即x- 1x= 2 时等号建立;当 x<1 时,- y=- x+1= 1- x+1- 1 1- x1- x≥2-x1-1=1,即1- xy≤- 1,当且仅当1- x=1,即1- xx= 0 时等号建立.所以原函数的值域为(-∞,- 1]∪ [3,+∞).答案(-∞,- 1]∪ [3,+∞)1. (2015 ·庆重 )在等差数列 { a n} 中,若 a2= 4, a4= 2,则 a6等于 ()A.- 1 B.0 C.1 D.62.(2015 ·汉适应性训练武)已知正项等差数列{ a n } 的前 20 项和为 100,那么 a6·a15的最大值是()A.25B. 50C .100D .不存在3.已知数列 { a n } 是公差不 0 的等差数列, { b n } 是等比数列,此中 a 1= 3, b 1=1, a 2= b 2,3a 5= b 3,若存在常数 u , v 随意正整数 n 都有 a n = 3log u b n + v , u + v 等于 () A . 3B . 6C .9D . 124. (2015 江·南十校 考 (二 ))已知数列 { a n } 的通 公式a n = log 3n(n ∈ N * ), 其前 n 和n + 1S n , 使 S n <- 4 建立的最小自然数 n ()A .83B .82C .81D .80x +y ≥- 1,5. (2015 湖·南 )若 量 x ,y 足 束条件2x - y ≤1, z =3x - y 的最小 ()y ≤1,A .- 7B .- 1C . 1D .26.把一数列挨次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数, 第三个括号内三个数, 第四个括号内一个数,⋯ 循 分 (1), (3,5), (7,9,11), (13), (15,17), (19,21,23) , (25) , ⋯ ,第 50 个括号内各数之和 ()A .195B . 197C .392D . 39621 127. (2015 福·建六校 考 ) x , y ∈ R ,且 xy ≠0, (x + y 2)(x 2 + 4y)的最小 ______.- ax +x,8.已知函数 f(x)=2(a>0,a ≠ 1).数列 { a n } 足 a n = f(n)(n ∈ N *),且x -5xa{ a n } 是 增数列, 数a 的取 范 是 ________.x ≥0,9. (2015 忻·州 考 )不等式x + y ≤3,表示的平面地区Ω,直 y =kx -1 与地区 Ω 有y ≥x +1公共点, 数 k 的取 范 ________.x 2(a , b 常数 )且方程 f(x)- x +12= 0 有两 根 x 1= 3,x 2=4.10.已知函数 f(x)=ax + b(1)求函数 f(x)的分析式;k +x - k(2) k > 1,解对于 x 的不等式 f(x) ≤.2- x11.等比数列 { a n} 的公比 q> 1,第 17 的平方等于第24 ,求使 a1+a2+⋯+ a n>1+1+⋯a1 a2+1建立的正整数n 的取范.a n学生用答案精析4.数列、不等式重点回扣2,n= 1[1]2n- 1,n≥2[2]A[3] (1)512(2)109[4]22[5]3,1[6]充足不用要[7]9[8]2 2缺漏1. B[由等差数列的性,得a6=2a4- a2= 2×2- 4= 0, B.]2. A[由意知 S20=a1+ a20×20= 100?a1+a202= 5,故 a6+ a15= a1+ a20=10,又 { a n} 正2a6+a152= 25.]数列,所以, a6> 0, a15> 0,所以 a6·a15≤()23.B[等差数列 { a n} 的公差 d,等比数列 { b n} 的公比 q,3+d= q,解得 d + 4d = q2,= 6, q= 9,所以 a n= 6n- 3, b n= 9n-1,6n- 3= 3nlog u9+v- 3log u9随意正整数 n 恒建立,所以log u9= 2,解得 u= v= 3,故 u+v=6.] v- 3log u9=- 3,n4. C [∵ a n= log 3=log3n-log3(n+1),∴S n= log 31- log32+ log 32- log33+⋯+ log3 n- log 3(n+1) =- log3 (n+ 1)<- 4,解得 n>34-1= 80.故最小自然数n 的 81.]x+ y≥- 1,5. A [不等式2x- y≤1,表示的平面地区如,平移直y= 3x- z, M(- 2,1),y≤1z min= 3×(- 2)- 1=- 7.应选 A.]6.C [ 将三个括号作为一组,则由50=16×3+2,知第50个括号应为第17 组的第二个括号,即第 50 个括号中应是两个数.又因为每组中含有 6 个数,所以第48 个括号的最末一个数为数列 {2 n- 1} 的第 16×6= 96 项,第 50 个括号的第一个数应为数列{2 n-1} 的第 98项,即为2×98- 1= 195,第二个数为2×99- 1= 197,故第 50个括号内各数之和为195+ 197=392.应选 C.] 7. 921122212212=9,当且仅当221分析 ( x+ 2 )( 2+4y )=1+4+4x y + 2 2≥1+4+ 2 4x y ·2y 4x y=22即y x x y x x y 2|xy|=2时等号建立.8. (4,8)分析∵ { a n} 是单一递加数列,a 4-2>0,a<8,∴a>1,a>1,∴ 4<a<8.- a2+4<a2,a<- 7或 a>4,9. [3,+∞)分析作出不等式组表示的平面地区如图中暗影部分.直线y=kx -1 明显经过定点 M(0,- 1),由图形直接察看知,当直线 y=kx- 1 经过直线y= x+1 和直线 x+ y= 3 的交点C(1,2)时, k 最小,此时 k CM=2--= 3,1- 0所以 k≥3.10.解 (1)将 x1= 3, x2= 4 分别代入方程x2-x+ 12= 0,ax+ b9=- 9,3a + ba =- 1,2得x16?b = 2, 所以 f(x) ==- 82- x (x ≠ 2).4a + bx 2≤ k +x -kx 2- k +x + k(2)不等式即为2- x,可化为2- x≤0,2- x即x -x -x - k,x - 2≠ 0.①当 1< k < 2 时,解集为 x ∈ [1, k] ∪ (2,+ ∞);②当 k = 2 时,解集为 x ∈ [1,2) ∪ (2,+ ∞);③当 k>2 时,解集为 x ∈ [1,2) ∪ [k ,+ ∞).11.解 由题意,得 (a 1 q 16)2= a 1q 23,所以 a 1q 9= 1.111又因为数列{ a n }是以a 1 为首项,以 q 为公比的等比数列,要使不等式建立,n-1 [1-1n ]则需a 1 q> a 1q2- 18代入上式并整理,得- 18 n- 1)>q - 11 ,把 a 1= qq (q1-q1- 18 nq n - 1 n19q(1- n ),即 q (q -1)> q ·n ,所以 q > q .因为 q > 1,qq所以 n > 19.故所求正整数 n 的取值范围是n ≥20,n ∈ N *.。
高考数学(精讲+精练+精析)选做04 不等式选讲试题(江苏版)(含解析)1

专题4 不等式选讲【三年高考】1. 【2016高考江苏】 设a >0,|x -1|<3a ,|y -2|<3a,求证:|2x +y -4|<a . 【答案】详见解析【考点】含绝对值的不等式证明【名师点睛】利用绝对值三角不等式求最值时,可借助绝对值三角不等式性质定理:||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |,通过适当的添、拆项来放缩求解,但一定要注意取等号成立的条件.将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,解题时强化函数、数形结合与转化与化归思想方法的灵活应用,这是命题的新动向.2.【2015江苏高考,21】解不等式|23|3x x ++≥【答案】153x x x ⎧⎫≤-≥-⎨⎬⎩⎭或【解析】【考点定位】含绝对值不等式的解法3.【2014江苏,理21D 】[选修4-5:不等式选讲] 已知0,0x y >>,证明22(1)(1)9x y x y xy ++++≥【答案】见解析.【解析】∵0,0x y >>,∴22313x y xy ++≥,22313x y x y ++≥, ∴222233(1)(1)99x y x y xy x y xy ++++≥⋅=.4.【2016高考新课标1卷】(本小题满分10分),选修4—5:不等式选讲 已知函数()123f x x x =+--.(I )在答题卡第(24)题图中画出()y f x =的图像; (II )求不等式()1f x >的解集.【答案】(I )见解析(II )()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭,,,【解析】试题分析:(I )取绝对值得分段函数()4133212342x x f x x x x x ⎧⎪--⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-⎪⎩,≤,,≥,然后作图;(II )用零点分区间法分1x -≤,312x -<<,32x ≥,分类求解,然后取并集试题解析:⑴如图所示:⑵()4133212342x x f x x x x x ⎧⎪--⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-⎪⎩,≤,,≥()1f x >,当1x -≤,41x ->,解得5x >或3x <,1x -∴≤当312x -<<,321x ->,解得1x >或13x < 113x -<<∴或312x <<当32x ≥,41x ->,解得5x >或3x <,332x <∴≤或5x >综上,13x <或13x <<或5x >,()1f x >∴,解集为()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭,,,考点:分段函数的图像,绝对值不等式的解法【名师点睛】不等式证明选讲多以绝对值不等式为载体命制试题,主要涉及图像、解不等式、由不等式恒成立求参数范围等.解决此类问题通常转换为分段函数求解,注意不等式的解集一定要写出集合形式. 5.【2016高考新课标2理数】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. (Ⅰ)求M ;(Ⅱ)证明:当,a b M ∈时,|||1|a b ab +<+.【答案】(Ⅰ){|11}M x x =-<<;(Ⅱ)详见解析. 【解析】试题分析:(I )分12x <-,1122x -≤≤和12x >三种情况去掉绝对值,再解不等式()2f x <,即可得集合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,确定21a -和21b -的符号,从而证明不等式1a b ab +<+成立.(II )由(I )知,当,a b M ∈时,11,11a b -<<-<<,从而22222222()(1)1(1)(1)0a b ab a b a b a b +-+=+--=--<, 因此|||1|.a b ab +<+考点:绝对值不等式,不等式的证明.【名师点睛】形如||||x a x b c -+-≥(或c ≤)型的不等式主要有三种解法:(1)分段讨论法:利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(,]a -∞,(,]a b ,(,)b +∞ (此处设a b <)三个部分,在每个部分上去掉绝对值号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集. (2)几何法:利用||||(0)x a x b c c -+->>的几何意义:数轴上到点1x a =和2x b =的距离之和大于c 的全体,|||||()|||x a x b x a x b a b -+-≥---=-.(3)图象法:作出函数1||||y x a x b =-+-和2y c =的图象,结合图象求解. 6.【2015高考新课标2,理24】设,,,a b c d 均为正数,且a b c d +=+,证明: (Ⅰ)若ab cd >,则a b c d +>+;(Ⅱ)a b c d +>+是a b c d -<-的充要条件.7.【2015高考福建,理21】选修4-5:不等式选讲已知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.8.【2015高考陕西,理24】选修4-5:不等式选讲已知关于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. 【解析】(I )由||x a b ,得b ax b a ,则2,4,b a b a --=⎧⎨-=⎩解得3a ,1b(II )()()()22223+12+34314t t t t tt ⎡⎤⎡⎤-=-+≤++-+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦244t t当且仅当413tt,即1t 时等号成立,故max3+12+4t t.9.【2015高考新课标1,理24】选修4—5:不等式选讲已知函数=|x +1|-2|x-a |,a >0.(Ⅰ)当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(Ⅱ)若f (x )的图像与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围. 【解析】(Ⅰ)当a =1时,不等式f (x )>1化为|x +1|-2|x-1|>1,等价于11221x x x ≤-⎧⎨--+->⎩或111221x x x -<<⎧⎨++->⎩或11221x x x ≥⎧⎨+-+>⎩,解得223x <<,所以不等式f (x )>1的解集为2{|2}3x x <<. (Ⅱ)由题设可得,12,1()312,112,x a x f x x a x a x a x a --<-⎧⎪=+--≤≤⎨⎪-++>⎩, 所以函数()f x 的图像与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为21(,0)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. 【2014高考福建理第21(3)题】 已知定义在R 上的函数()21-++=x x x f 的最小值为a . (I )求a 的值;(II )若r q p ,,为正实数,且a r q p =++,求证:3222≥++r q p .11. 【2014高考辽宁理第24题】设函数()2|1|1f x x x =-+-,2()1681g x x x =-+,记()1f x ≤的解集为M ,()4g x ≤的解集为N . (Ⅰ)求M ; (Ⅱ)当x MN ∈时,证明:221()[()]4x f x x f x +≤. 【解析】(Ⅰ)33,[1,)()1,(,1)x x f x x x -∈+∞⎧=⎨-∈-∞⎩,当1x ≥时,由()331f x x =-≤得43x ≤,故413x ≤≤;当1x <时,由()11f x x =-≤得0x ≥,故01x ≤<;所以()1f x ≤的解集为4{|0}3M x x =≤≤.(Ⅱ)由2()16814g x x x =-+≤得2116()4,4x -≤解得1344x -≤≤,因此13{|}44N x x =-≤≤,故3{|0}4MN x x =≤≤.当x M N ∈时,()1f x x =-,于是,22()[()]()[()]x f x x f x xf x x f x +=+2111()(1)()424xf x x x x ==-=--≤.12. 【2014高考全国1第24题】若0,0a b >>,且11ab a b+=(Ⅰ)求33ab +的最小值;(Ⅱ)是否存在,a b ,使得236a b +=?并说明理由. 【解析】(I )11ab a b ab=+≥,得2ab ≥,且当2a b ==故33a b +33242a b ≥≥且当2a b ==33a b +的最小值为42(II )由(I )知,232643a b ab +≥≥436>,从而不存在,a b ,使得236a b +=. 13. 【2014高考全国2第24题】设函数()f x =1(0)x x a a a++->f x≥2;(Ⅰ)证明:()f<,求a的取值范围.(Ⅱ)若()35【2017年高考命题预测】纵观2016各地高考试题,对不等式选讲的考查,主要考查绝对值不等式,柯西不等式,基本不等式等知识,主要考查绝对值不等式的解法,绝对值不等式的最值,绝对值不等式的恒成立问题,利用柯西不等式,基本不等式求最值,题目难度一般为中、低档,着重考查利用数形结合的能力以及化归与转化思想.高考对这部分要求不是太高,会解绝对值不等式,会利用柯西不等式求最值,而解绝对值不等式是高考的热点,备考中应严格控制训练题的难度.高考对这部分要求不是太高,高考中有选择题和填空的形式,新课标等以选做题的形式考查.预测2017年高考绝对值不等式仍是考试的重点,也有可能出一个利用柯西不等式求最值.在近年的高考中,不等式选讲的考查有选择题、填空题、解答题都有,不仅考查绝对值不等式的基础知识,基本技能,基本方法,而且还考查了分析问题、解决问题的能力.预计绝对值不等式的性质,绝对值不等式的解法及重要不等知识将以选择题或填空的形式出现;解答题可能出现解绝对值不等与利用柯西不等式证不等式.如果是解绝对值不等式含参数的绝对值不等式可能性比较大,如果是证明题将是利用柯西不等式.复习建议:在复习解绝对值不等式过程中,注意培养、强化与提高等价转化、分类讨论、数形结合的数学思想和方法,逐步提升数学素养,提高分析解决综合问题的能力. 能根椐各类不等式的特点,变形的特殊性,归纳出各类绝对值不等式的解法和思路以及具体解法.利用函数知识解应用题是高考重点,应引起重视.【2017年高考考点定位】高考对不等式选讲的考查有含绝对值不等式的解法,有关不等式的证明,利用不等式的性质求最值. 【考点1】绝对值不等式 【备考知识梳理】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 a b -≤±≤+,对于a b a b +≤+,当且仅当0ab ≥时,等号成立.(2)定理2:如果,,a b c 是实数,则a c a b b c -≤-+-,当且仅当()()0a b b c --≥时,等号成立. 2.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式x a <与x a >的解集: )和ax b +型不等式的解法:①ax b c c ax b c +≤⇔-≤+≤; ②ax b c ax b c +≥⇔+≤-或ax b c +≥;(3)x a x b c -+-≥( 0c >)和x a x b c -+-≤ (0c >)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.易错点形如x a x b c -+-≥的不等式解法在讨论时应注意分类讨论点处的处理及c 的符号判断,若0c <则不等式解集为R .【规律方法技巧】1.解含有绝对值不等式时,去掉绝对值符号的方法主要有:公式法、分段讨论法、平方法、几何法等.这几种方法应用时各有利弊,在解只含有一个绝对值的不等式时,用公式法较为简便;但是若不等式含有多个绝对值时,则应采用分段讨论法;应用平方法时,要注意只有在不等式两边均为正的情况下才能运用.因此,在去绝对值符号时,用何种方法需视具体情况而定.2. 含绝对值不等式的常用解法(1)基本性质法:对0a >,x a a x a <⇔-<<,x a x a >⇔>或x a <-. (2)平方法:两边平方去掉绝对值符号.这适应于两边都是正数的绝对值不等式.(3)零点分区间法(或叫定义法):含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分区间法脱去绝对值符号,将其转化为与之等价的不含绝对值符号的不等式(组)求解.用零点分段法解绝对值不等式的步骤:①求零点; ②划区间,去掉绝对值符号; 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.(4)几何法:利用绝对值的几何意义,画出数轴,将绝对值转化为数轴上两点的距离求解. (5)数形结合法:在直角坐标系中作出不等式两边所对应的两个函数的图象,利用函数图象求解. 3.证明绝对值不等式主要有三种方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明; (2)利用三角不等式a b a b a b -≤±≤+进行证明; (3)转化为函数问题,数形结合进行证明.4对于求y x a x b =-+-或y x a x b =---型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.形如y x a x b =-+-的函数只有最小值,形如y x a x b =---的函数既有最大值又有最小值.【考点针对训练】1. 函数|2||1|)(-+-=x x x f (Ⅰ)求数)(x f y =的最大值;(Ⅱ)不等式),,0)((||||||R b a a x f a b a b a ∈≠≥-++恒成立,求实数x 的范围.2. 已知函数()|1||22|.f x x x =-++ (Ⅰ)解不等式()5f x >; (Ⅱ)若关于x 的方程1()4a f x =-的解集为空集,求实数a 的取值范围.【考点2】不等式的证明 【备考知识梳理】1.不等式证明的方法 (1)比较法:①求差比较法:知道0a b a b >⇔->,0a b a b <⇔-<,因此要证明a b >只要证明0a b ->即可,这种方法称为求差比较法.②求商比较法:由01aa b b>>⇔>且0,0a b >>,因此当0,0a b >>时,要证明a b >,只要证明1ab>即可,这种方法称为求商比较法. (2)综合法:利用某些已经证明过的不等式和不等式的性质,推导出所要证明的不等式,这种方法叫综合法.即“由因导果”的方法.(3)分析法:证明不等式时,有时可以从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的充分条件,把证明不等式转化为判定这些充分条件是否具备的问题,如果能够肯定这些充分条件都已经具备,那么就可以判定原不等式成立,这种方法叫作分析法.即“执果索因”的方法.(4)反证法和放缩法:①先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立,这种方法叫作反证法.②证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值放大或缩小,简化不等式,从而达到证明的目的,这种方法叫作放缩法.2.几个常用基本不等式 (1)柯西不等式:①柯西不等式的代数形式:设1212,,,a a b b 均为实数,则()()()2222212121122a a bb a b a b ++≥+ (当且仅当1212a ab b =时,等号成立). ②柯西不等式的向量形式:设,αβ为平面上的两个向量,则αβαβ⋅≥⋅.③二维形式的三角不等式:设1212,,,x x y y R ∈,那么()()22222211221212x y x y x x y y +++≥-+-.④柯西不等式的一般形式:设1212,,,,,,,n n a a a b b b 为实数,则()()()222222212121122n n n n aa ab b b a b a b a b ++++++≥+++,当且仅当1212nna a ab b b ===时,等号成立.(2)平均值不等式:定理:如果,,a b c 为正数,则33a b c abc ++≥,当且仅当a b c ==时,等号成立. 我们称3a b c++为正数,,a b c 的算术平均值,3abc 为正数,,a b c 的几何平均值,定理中的不等式为三个正数的算术—几何平均值不等式,简称为平均值不等式.一般形式的算术—几何平均值不等式:如果12,,,n a a a 为n 个正数,则1212nn n a a a a a a n+++≥,当且仅当12n a a a ===时,等号成立.3.易错点:使用柯西不等式或平均值不等式时易忽视等号成立的条件. 易混淆分析法与综合法,分析法是执果索因,综合法是由因导果. 【规律方法技巧】1. 绝对值不等式的证明:含绝对值不等式的证明题主要分两类:一类是比较简单的不等式,往往可通过公式法、平方法、换元法等去掉绝对值转化为常见的不等式证明题,或利用绝对值三角不等式性质定理:a b a b a b -≤±≤+,通过适当的添、拆项证明;另一类是综合性较强的函数型含绝对值的不等式,往往可考虑利用一般情况成立则特殊情况也成立的思想,或利用一元二次方程的根的分布等方法来证明.2. 利用柯西不等式证明不等式:使用柯西不等式证明的关键是恰当变形,化为符合它的结构形式,当一个式子与柯西不等式的左边或右边具有一致形式时,就可使用柯西不等式对这个式子进行缩小或放大,从而证得问题.利用柯西不等式求最值的一般结构为:()()222221222212111111n n a a a n a a a ⎛⎫++++++≥+++= ⎪⎝⎭,在使用柯西不等式时,要注意右边为常数且应注意等号成立的条件.3.放缩法证明不等式的技巧(1)放缩法原理简单,但放缩技巧性强,而且应用广泛,常用的放缩法有增项、减项,利用分式的性质、函数的性质、不等式的性质等.其理论依据是不等式的传递性,使用此方法时要注意把握放大或缩小的度,既不能放的过小,也不能放过了头.常见的放缩依据和技巧是不等式的传递性.缩小分母、扩大分子,分式值增大;缩小分子、扩大分母,分式值减小;每一次缩小其和变小,但需大于所求;每一次扩大其和变大,但需小于所求,即不能放缩不够或放缩过头.(2)常见的放缩技巧有: ①()()211111k k k k k >>-+ (2,k k N *≥∈);②222121k k k k k >>-+++2k -1+k >22k>2k +k +1(k ≥2,且k ∈N *).4.对于多项式的大小比较问题通常可以用比较法,而比较法中最常用的是作差法和作商法.作差法中作差后的关键是对差的符号进行判断,通常运用配方、因式分解等方法,作商法要注意两式的符号.用作商法证明不等式应注意:10A A B B B ⎫>⎪⇒>⎬⎪>⎭. 10A A B B B ⎫>⎪⇒<⎬⎪<⎭.因此,用作商法必须先判定符号. 5.应用不等时注意以下几点:(1)使用均值不等式求最值时,必须满足“一正、二定、三相等”的条件,且注意变形配凑技巧.(2)基本不等式及其变式中的条件要准确把握.如222a b ab +≥(,a b R ∈),2a b ab +≥(,a b R +∈)等.(3)含绝对值三角不等式:a b a b a b a b -≤-≤±≤+中等号成立的条件应注意a b a b +≤+中0ab ≥,而a b a b -≤+中0ab ≤等.(4)分析法证明不等式的每一步都是寻求不等式成立的充分条件.(5)换元法证明不等式时要注意换元后新元的取值范围忽视它会导致错误结论或无法进行下去. (6)用数学归纳法证明不等式时,关键是配凑合适的项便于应用归纳假设.(7)应用柯西不等式关键是分析、观察所给式子的特点,从中找出柯西不等式的必备形式特点及等号成立的条件.(8)柯西不等式及排序不等式中,i i a b (i =1,2,…,n )均为实数,而平均值不等式中i a 为正数. 【考点针对训练】1. 已知,,x y z R +∈,3x y z ++=. (1)求111x y z++的最小值; (2)证明:22239x y z ≤++<.【两年模拟详解析】1. 【江苏省苏中三市2016届高三第二次调研测试】已知222,,,424a b c R a b c ∈++=,求2a b c ++的最大值. 【答案】10【解析】由柯西不等式,得()()()2222222221122ab c a b c ⎛⎫⎡⎤++++≥++ ⎪ ⎪⎢⎥ ⎪⎣⎦⎝⎭⎝⎭. 因为222424a b c ++=, 所以()2210a b c ++≤.所以10210a b c -≤++≤, 所以2a b c ++的最大值为10, 当且仅当1021010,,555a b c ===等号成立. 2.【南京市、盐城市2016届高三年级第二次模拟考试】解不等式:|x -2|+x |x +2|>2 【答案】{x |-3<x <-1或x >0}.【解析】当x ≤-2时,不等式化为(2-x )+x (-x -2)>2, 解得-3<x ≤-2;当-2<x <2时,不等式化为(2-x )+x (x +2)>2, 解得-2<x <-1或0<x <2; 当x ≥2时,不等式化为(x -2)+x (x +2)>2, 解得x ≥2;所以原不等式的解集为{x |-3<x <-1或x >0}.3.【江苏省南京市2016届高三年级第三次调研】已知:a ≥2,x ∈R .求证:|x -1+a |+|x -a |≥3. 【答案】详见解析【解析】证明:因为|m|+|n|≥|m -n|,所以|x -1+a |+|x -a |≥|x -1+a -(x -a )|=|2a -1|. 又a ≥2,故|2a -1|≥3. 所以|x -1+a |+|x -a |≥3.4.【南京市2016届高三年级第三次模拟考试】求函数f (x )=5x +82x -的最大值. 【答案】3【解析】函数定义域为[0,4],且f (x )≥0. 由柯西不等式得[52+2)2][(x 2+4x -2)]≥(5x 24x -2,即27×4≥(5x 24x -2,所以x 82x -3. 2x 4x -x =10027时,取等号. 所以,函数f (x )=x 82x -35.【苏锡常镇四市2016届高三教学情况调研(二)】 设x 为实数,求证:()()2242131x x x x ++++≤﹒【答案】详见解析【解析】证明:因为 右—左=432222x x x --+=3222(1)(1)2(1)(1)x x x x x --=-++=22132(1)024x x ⎡⎤⎛⎫-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦≥,所以,原不等式成立.6.【江苏省苏北三市2016届高三最后一次模拟考试】已知,a b R ∈,a b e >>(其中e 是自然对数的底数),求证:abb a >. 【答案】详见解析7.【南通市2016届高三下学期第三次调研】已知0,0,0x y z >>>,且1xyz =,求证:333x y z xy yz xz ++≥++【答案】详见解析【解析】证明:因为0,0,0x y z >>> 所以3333x y z xyz ++≥3313x y xy ++≥,3313y z yz ++≥,3313x z xz ++≥将以上各式相加,得33333333333x y z xyz xy yz xz +++≥+++,又因为1xyz =,从而333x y z xy yz xz ++≥++8.【盐城市2016届高三年级第三次模拟】已知正数,,x y z 满足231x y z ++=,求123x y z++的最小值. 【答案】36 【解析】123149()(23)23x y z x y z x y z ++=++++ 234129181492233y z x z x yx x y y z z=++++++++ 24391218142222323y x z x z y x y x z y z≥+⋅⋅⋅36=, (当且仅当16x y z ===时等号成立)所以123x y z++的最小值为36.9.【江苏省淮安市2015届高三第五次模拟考试】已知x ,y ,z 均为正数.求证:111yxz yz zxxy x y z≥. 【答案】详见解析;【解析】证明:因为x ,y ,z 都是为正数,所以12()x y x y yz zx z y x z+=+≥. 同理可得22y z z x zx xy x xy yz y++≥,≥,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111x y z yz zx xy x y z++++≥. 10.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(3)】已知实数a ,b ,c ,d 满足3a b c d +++=,22222365a b c d +++=,求a 的取值范围.【答案】[1,2]【解析】由柯西不等式,得()2222111(236)()236b c d b c d ++++++≥,即()2222236b c d b c d ++++≥.由条件,得()2253a a --≥,解得12a ≤≤,当且仅当236111236b c d ==时等号成立,代入111,,36b c d ===时,max 2a =;211,,33b c d ===时,min 1a =,所以a 的取值范围是[1,2].11.【泰州市2015届高三第三次调研测试】已知实数a ,b ,c ,d 满足a >b >c >d ,求证:14936a b b c c d a d++----≥. 【答案】见解析.【解析】证明:因a >b >c >d ,故a b >0,b c >0,c d >0. 故2149[()()()](123)36a b b c c d a b b c c d ⎛⎫-+-+-++++= ⎪---⎝⎭≥,所以,14936a b b c c d a d++----≥. 12.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(2)】已知函数()12f x x x. 若不等式()abab a f x ≥),,0(R b a a ∈≠恒成立,求实数x 的范围.【答案】1522x ≤≤【解析】由()a bab a f x ≥|,且0a ≠,得||||()||a b a b f x a ++-≥又因为||||||2||||a b a b a b a b a a ++-++-=≥,则有2()f x ≥解不等式122x x -+-≤,得1522x ≤≤13.【南京市2015届高三年级第三次模拟考试】已知实数x ,y 满足x >y ,求证:2x +1x 2-2xy +y 2≥2y+3.【答案】见解析.14.【徐州市2014~2015学年度高三第三次质量检测】已知c b a ,,都是正数,求证:.222222abc cb a ac c b b a ≥++++【答案】见解析.【解析】证明:因为2222,0b c bc a +≥≥,所以2222()2a b c a bc +≥ ① 同理2222()2b a c ab c +≥ ② 2222()2c a b abc +≥ ③ ①②③相加得2222222222()222a b b c c a a bc ab c abc ++++≥, 从而222222()a b b c c a abc a b c ++++≥.由,,a b c 都是正数,得0a b c ++>, 因此222222a b b c c a abc a b c ++++≥. 15.【盐城市2015届高三年级第三次模拟考试】已知,,a b c 为正实数,求证:221188ab a b++≥,并求等号成立的条件. 【答案】证明略,22a b ==. 【解析】 22221111228288288ab ab ab ab a b a b ab ab++≥⨯+=+≥⨯= 当且仅当2211a b=时第一个等号成立, 当且仅当28ab ab =时第二个等号成立, 若两个等号同时成立需2a b ==. 16.设函数()f x x a =-.(1)当2a =时,解不等式()41f x x ≥--;(2)若()1f x ≤的解集为[]0,2,()110,02a m n m n+=>>,求证:24m n +≥.17.设函数||)(a x x f -=,0<a(Ⅰ)证明2)1()(≥-+xf x f(Ⅱ)若不等式21)2()(<+x f x f 的解2集非空,求a 的取值范围. 【解析】(Ⅰ)111()()()()f x f x a a x a a xx x 112x x x x (Ⅱ)a 的取值范围是10a18.已知实数c b a ,,满足0,0,0>>>c b a ,且1=abc .(Ⅰ)证明:8)1)(1)(1(≥+++c b a ;(Ⅱ)证明:cb ac b a 111++≤++. 【解析】(1)根据均值不等式有, c c b b a a 21,21,21≥+≥+≥+,将三个式子相乘,得到88)1)(1)(1(=≥+++abc c b a ,即得证;(2)同分可得,ac bc ab cb a ++=++111,再根据均值不等式有bc ab bc ab 222=≥+,a c b a ac ab 222=≥+,c c ab ac bc 222=≥+ ,将三个式子相加,得到222222)(2abc bc a c ab ac bc ab +≥++,由于1=abc ,故c b a cb a ++≥++111.拓展试题以及解析1. 已知函数f (x )=m -|x -2|,m ∈R,且f (x +2)≥0的解集为[-2,2].(1)求m 的值;(2)若a ,b ,c ∈R +,且a+b+c=m ,不等式111+a b c x x t ++++≤++对任意实数x R ∈都成立,求t 的取值范围.【入选理由】本题考察绝对值不等式的解法、柯西不等式等基础知识,意在考察逻辑思维能力和基本运算求解能力. 本题突出考查了绝对值不等式的解法,柯西不等式的灵活应用,,主要考查的是对基本知识的理解与运用,基础性强,难度不大,故选此题.2. 已知函数()1f x x =-. (Ⅰ)解不等式: ,2)1()(≤-+x f x f ;(Ⅱ)若0>a ,求证:()()f ax af x -≤()f a .【解析】(Ⅰ)由题()(1)f x f x +-12x x =-+-.因此只须解不等式122x x -+-≤. 当1x ≤时,原不式等价于232x -+≤,即112x ≤≤.当12x <≤时,原不式等价于12≤,即12x <≤.当2x >时,原不式等价于232x -≤,即522x <≤.综上,原不等式的解集为15|22x x ⎧⎫≤≤⎨⎬⎩⎭. (Ⅱ)由题()()f ax af x -11ax a x =---.当a >0时,()()f ax af x -1ax ax a =---1ax a ax =---1ax a ax ≤-+-1a =-()f a =【入选理由】本题考查绝对值不等式的解法、绝对值三角不等式等基础知识,意在考查逻辑思维能力和基本运算求解能力. 本题是是一个综合题,有一定的难度,且立意比较新,构思巧妙,有特色,故选此题.3. 已知函数()|1|||f x x x a =+-+.(Ⅰ)若0a =,求不等式()0f x ≥的解集;(Ⅱ)若方程()f x x =有三个不同的解,求a 的取值范围.【入选理由】本题考查绝对值不等式的解法、函数图象等基础知识,意在考查运用数形结合思想的能力和基本运算求解能力. 本题中与函数零点交汇命题,有一定的综合性,难度适中,故选此题.。
高考数学压轴专题(易错题)备战高考《不等式选讲》经典测试题含解析

【最新】数学《不等式选讲》期末复习知识要点一、141.不等式的解集是 ( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式,得到,恒成立.【详解】恒成立.故答案选B 【点睛】本题考查了解绝对值不等式,利用绝对值三角不等式简化了运算.2.函数y =|x -3|-|x +1|的( ) A .最小值是0,最大值是4 B .最小值是-4,最大值是0 C .最小值是-4,最大值是4 D .没有最大值也没有最小值【答案】C 【解析】因为y =|x -3|-|x +1|4,322,134,1x x x x -≥⎧⎪=--<<⎨⎪≤-⎩,所以最小值是-4,最大值是4,选C.点睛:分段函数的最值由于分段函数在定义域不同的子区间上对应不同的解析式,因而求其最值的常用方法是先求出分段函数在每一个子区间上的最值,然后取各区间上最大值中的最大者作为分段函数的最大值,各区间上最小值中的最小者作为分段函数的最小值.3.若函数()(0)1af x ax a x =+>-在(1,)+∞上的最小值为15,函数()1=+++g x x a x ,则函数()g x 的最小值为( ).A .2B .6C .4D .1【答案】C 【解析】 【分析】当1x >,0a >时,由基本不等式可得()3≥f x a ,又()f x 最小值为15,可得出5a =,再由绝对值三角不等式()()()g =5151=4+++≥+-+x x x x x ,即可得出结果. 【详解】当1x >,0a >时,()()111=+=+-+--a a f x ax a x a x x≥a 3=a ,当且仅当2x =时等号成立,由题可得315a =,即5a =,所以()1=+++g x x a x ()()=5151=4+++≥+-+x x x x ,当且仅当()()510++≤x x 即51x -≤≤-时等号成立,所以函数()g x 的最小值为4.故选:C 【点睛】本题主要考查基本不等式:)0,0a b ab +?>,当且仅当a b =时等号成立,绝对值的三角不等式: +≥-a b a b ,当且仅当0ab ≤时等号成立.4.关于x 不等式2x x a a -+-≥在R 上恒成立,则实数a 的最大值是 A .0 B .1C .-1D .2【答案】B 【解析】由于|x -2|+|x -a |≥|a -2|,∴等价于|a -2|≥a ,即a ≤1.故实数a 的最大值为1.5.已知集合{}|11A x x =-<,1|10B x x ⎧⎫=-≥⎨⎬⎩⎭,则A B =∩( ) A .{}|12x x ≤< B .{}|02x x << C .{}|01x x <≤ D .{}|01x x <<【答案】A 【解析】1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,()1011100{0x x x x x x -≥--≥⇒≥⇒≠,解得0,1x x <≥,故[)1,2A B ⋂=.点睛:本题主要考查绝对值不等式的解法,考查分式不等式的解法,考查集合交集等知识.解含有一个绝对值不等式,只需要按照口诀“大于在两边,小于在中间”来解即可.解分式不等式主要方法就是通过通分后,转化为整式不等式来求解,在转化的过程中要注意分母不为零这个特殊情况.6.若关于x 的不等式2|1|30ax x a -++≥的解集为R ,则实数a 的取值范围为 A .1[,+)6∞ B .1[,+)3∞ C .1[,+)2∞ D .1[,+)12∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先将不等式2130ax x a -++≥变形为213x a x +≥+,由不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,可得213x a x +≥+恒成立,因此只需求出213x x ++的最大值即可.【详解】解:不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,即x R ∀∈,2130ax x a -++≥恒成立, ∴221133x x a x x ++≥=++, 令()213x g x x +=+, 当1x =-时,()0g x =;当1x ≠-时,()21143121x g x x x x +==+++-+, 若10x +>,则()41221x x ++-≥=+, 当且仅当411x x +=+,即x 1=时上式“=”成立; 若x 10+<, 则()()()441212611x x x x ⎡⎤++-=--++-≤-=-⎢⎥+-+⎢⎥⎣⎦,当且仅当()()411x x -+=-+,即3x =-时上式“=”成立.()()][()412,62,1x x ∴++-∈-∞-⋃+∞+. ()10,2g x ⎛⎤∴∈ ⎥⎝⎦.12a ∴≥. 则实数a 的取值范围是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 故选C . 【点睛】本题主要考查不等式恒成立的问题,由不等式恒成立求参数的范围,通常用分离参数的方法,将不等式转化为参数与一个函数比较大小的形式,只需求出函数的最大值或最小值即可,属于常考题型.7.已知命题P:2log (1)1x -<;命题q:21x -<,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】 【分析】先化简命题p 和q,再利用充要条件的定义判断得解. 【详解】由题得命题p:1<x <3,命题q:1<x <3. 所以命题p 是命题q 的充要条件. 故选C 【点睛】本题主要考查对数不等式和绝对值不等式的解法,考查充要条件的判断,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8.设集合{}|22,A x x x R =-≤∈,{}2|,12B y y x x ==--≤≤,则()R C A B I 等于 A .R B .{}|,0x x R x ∈≠ C .{}0D .∅【答案】B 【解析】解:[0,2]A =,[4,0]B =-,所以(){}0R R C A B C ⋂=,故选B 。
2023年高考数学真题分训练 不等式选讲(含答案含解析)

专题 35 不等式选讲 十年大数据x 全景展示年 份题号考 点考 查 内 容不等式选 讲 2011文理 24绝对值不等式的解法不等式选 讲 2023 文理 24文理 24绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法多元不等式的证明不等式选 讲 卷 12023不等式选讲 卷 2文理 24卷 1文理 24卷 2文理 24卷 1文理 24卷 2文理 24卷 1 文理 24不等式选讲 根本不等式的应用20232023不等式选讲 绝对值不等式的解法不等式选讲 绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法不等式的证明不等式选讲 不等式选讲 分段函数的图像,绝对值不等式的解法绝对值不等式的解法,绝对值不等式的证明绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法不等式的证明不等式选 讲 2023 卷 2 文理 24卷 3 文理 24 不等式选 讲 不等式选讲 卷 1 文理 23不等式选 讲 2023 卷 2 文理 23不等式选讲 卷 3文理 23 绝对值不等式的解法,绝对值不等式解集非空的参数取值范围问题 绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法2023卷 1文理 23不等式选讲不等式选讲卷2 文理23卷3 文理23 绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法绝对值函数的图象,不等式恒成立参数最值问题的解法三元条件不等式的证明不等式选讲不等式选讲2023 卷1 文理23卷2 文理23 不等式选讲绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法三元条件最值问题的解法,三元条件不等式的证明绝对值函数的图像,绝对值不等式的解法不等式选讲卷3 文理23不等式选讲卷1 文理23不等式选讲2023 卷2 文理23卷3 文理23 绝对值不等式的解法,不等式恒成立参数取值范围问题的解法三元条件不等式的证明不等式选讲大数据分析x预测高考出现频率考点2023 年预测考点120 绝对值不等式的求解23 次考4 次2023 年主要考查绝对值不等式的解法、绝对值考点121 含绝对值不等式的恒成立问题23 次考12 次不等式的证明,不等式恒成立参数取值范围问题的解法等.考点122 不等式的证明23 次考7 次十年真题分类x探求规律考点120绝对值不等式的求解f x 3x 1 2 x 11.(2023 全国Ⅰ文理22)已知函数.y f x(1)画出的图像;(2)求不等式 f x f x 1 的解集.x 1 x 3,1 x 1 ,作出图像,如下图: f x5x 1, (解析)(1)∵ 31 x 3, x3 (2)将函数的图像向左平移1个单位,可得函数f x 1的图像,如下图:f x 7 76x 3 5 x 1 1, x ,∴不等式的解集为 .由 ,解得 62.(2023 江苏 23)设 x R ,解不等式2 | x 1| | x | 4 .2 32, (答案)(思路导引)依据绝对值定义化为三个不等式组,解得结果.x 1 1 x 0 x 0或(解析) 或 , 2x 2 x 4 2x 2 x 4 2x 2 x 4222 x 1或 1 x 0或0 x 2, ,∴解集为 .33 3.(2023 全国 I 文理)已知函数 f (x ) | x 1| | 2x 3|.(I)在图中画出 y f (x ) 的图像; (II)求不等式| f (x ) | 1的解集.(解析)(1)如下图:4,x ≤ 1 x3 2, f x 1.(2) f x 3x 2, 1 x 3 24 x ,x ≥当 x ≤ 1, x 4 1,解得 x 5 或 x 3 ,∴x ≤ 1;31 3 1 3 3 2当 1 x , 3x 2 1,解得 x 1或 x,∴ 1 x 或1 x ; 2 3 3当 x ≥ , 4 x 1,解得 x 5 或 x 3 ,∴ ≤x 3或 x 5 .2 2 11 , ,, .综上, x 或1 x 3 或 x 5 , f x∴,解集为 1 1 3 5 3 31 4.(2023 全国 II 文理)设函数 f x = x x a (a 0)a(Ⅰ)证明: f x ≥2;(Ⅱ)假设 f 3 5,求a 的取值范围.11 1 (解析)(I)由a 0,有 f (x ) x x a x (x a ) a 2,∴ f (x ) ≥2.a a a1 (Ⅱ) f (3) 3 3 a .a15 21当时a >3 时, f (3) = a ,由 f (3) <5 得 3< < a; a 21 1 5当 0<a ≤3 时, f (3) = 6 a ,由 f (3) <5 得<a ≤3. a 21 5 5 21综上:a 的取值范围是(, ). 2 25.(2011 新课标文理)设函数 f (x ) x a 3x ,其中 f (x ) 3x 2的解集;a 0 .(Ⅰ)当a 1时,求不等式(Ⅱ)假设不等式 f (x ) 0的解集为 x | x f (x ) 3x 2可化为| x 1| 2,由此可得 x 3 或 x 11,求 a 的值.(解析)(Ⅰ)当a 1时, .故不等式 f (x ) 3x 2的解集为(x | x 3或 x 1).x a ( Ⅱ) 由 f (x ) 0 得 x a 3x 0 ,此不等式化为不等式组 x aa x 3x 0 或, x a 3x 0x ≥a x ≤ax |x ,由题设可得 a =1,故a 2a 即 a 或 x ≤ 4 a ,因为a 0 ,∴不等式组的解集为 . x ≤ 2 2 2 考点 121 含绝对值不等式的恒成立问题6.(2023 全国Ⅱ文理 22)已知函数 f x x 2 x 2a 1 .a (1)当a 2时,求不等式 f x 4 的解集; (2)假设 f x 4 ,求a 的取值范围.3 2 11 2 x xx ;(2) , 1 3,.(答案)(1) 或 (思路导引)(1)分别在x 3、3 x 4和 x 4三种情况下解不等式求得结果;2(2)利用绝对值三角不等式可得到 f x a 1 ,由此构造不等式求得结果. f x x 4 x 3(解析)(1)当a 2时,.3 x 当x 3时, f x 4 x 3 x 7 2x 4 ,解得: ,无解; ; ; 2f x 4 x x 3 1 4当3 x 4时, 112f x x 4 x 3 2x 7 4 当 x 4 时, x ,解得:4的解集为 3 2 112 f xx 或 x x . 综上所述: 2f x x a 2 x 2a 1 x a 2 x 2a 1 a 2 2a 1 a 1 (当且仅当 (2) 2a 1 x a 2 时取等号), a 1 2,解得:a 1或a 3, a 的取值范围为 , 1 3, . 47.(2023 全国 II 文理 23)选修 4-5:不等式选讲](10 分) f (x ) | x a | x | x 2 | (x a ). 已知 (1)当a 1时,求不等式 f (x ) 0 的解集; x ( ,1) 时, f (x ) 0a,求 的取值范围.(2)假设(解析)(1)当 a=1 时, f (x )=|x 1| x +|x 2|(x 1) .当 x 1时, f (x ) 2(x 1) 0 ;当 x 1时, f (x ) 0,∴不等式 f (x ) 0的解集为( ,1).2(2)因为 f (a )=0 ,∴a 1.当a 1, x ( ,1) 时, f (x )=(a x ) x +(2 x )(x a )=2(a x )(x 1)<0 ∴a 的取值范围是1, ) . 8.(2023 全国Ⅰ文理)已知 f (x ) | x 1| | ax 1|.(1)当a 1时,求不等式 f (x ) 1的解集;(2)假设x (0,1)时不等式 f (x ) xa成立,求 的取值范围.2, x ≤ 1,(解析)(1)当a 1时, f (x ) | x 1| | x 1|f (x ) 2x , 1 x 1, ,即2, x ≥1.1 故不等式f (x ) 1的解集为(x | x ) .2(2)当 x (0,1)时| x 1| | ax 1| x 成立等价于当 x (0,1)时| ax 1| 1成立. 假设a ≤0,则当 x (0,1)时| ax 1|≥1;2 2,假设a 0 | ax 1| 1的解集为 (0, 2. 0 x,∴ ≥1,故0 a ≤2. a aa综上, 的取值范围为9.(2023 全国Ⅱ文理)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)假设 f (x )≤1,求a 的取值范围.2x 4, x ≤ 1,(解析)(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.而| x a | | x 2 |≥| a 2 | ,且当 x 2时等号成立.故 f (x )≤1等价于| a 2 |≥4. 由| a 2 |≥4可得a ≤ 6或a ≥2,∴a 的取值范围是( , 6] 2, ). 10.(2023 全国Ⅲ文理)设函数 f (x ) | 2x 1| | x 1| . (1)画出 y f (x ) 的图像;(2)当x 0, )时,f(x)≤ax b,求a b的最小值.13x, x ,21f(x) x 2, ≤x 1,(解析)(1)23x, x≥1.y f(x) 的图像如下图.(2)由(1)知,y f(x) 的图像与y轴交点的纵坐标为2,且各局部所在直线斜率的最大值为3,故当且仅当a≥3且b≥2 时,f(x)≤ax b在0, ) 成立,因此a b的最小值为5.211.(2023 江苏)假设x,y,z为实数,且x 2y 2z 6,求x2 y z2 的最小值.(解析)由柯西不等式,得(x 2y 2 z 2 )(1 22 2 2 2)≥(x 2y 2z ) .2x y z 2 4 4 因为 x 2y 2z =6 ,∴ x2y 2 z 2 ≥4,当且仅当 时,不等式取等号,此时 x ,y ,z ,1 2 2 3 3 3∴ x 2 y 2 z 的最小值为 4.2 f (x ) x ax 4 , g (x ) | x 1| | x 1|.212.(2023 全国Ⅰ文理)已知函数 (1)当a 1时,求不等式 f (x )≥ g (x ) 的解集;(2)假设不等式 f (x )≥ g (x ) 的解集包含 1,1],求a 的取值范围. (解析)(1)当a 1时,不等式 f (x )≥ g (x ) 等价于 2x x | x 1| | x 1| 4 ≤0 .①当 x 1时,①式化为2x 3x 4≤0 ,无解;当 1≤x ≤1时,①式化为 x 2x 2≤0,从而 1≤x ≤1;1 17当 x 1时,①式化为 x 2x 4≤0 ,从而1 x ≤,∴ f (x )≥ g (x ) 的解集为 21 17(x | 1 x ≤). 2(2)当 x 1,1]时, g (x ) 2 ,∴ f (x )≥ g (x ) 的解集包含 1,1],等价于当 x 1,1]时 f (x )≥2 . 又 f (x ) 在 1,1]的最小值必为 f ( 1)与 f (1)之一,∴ f ( 1)≥2且 f (1)≥2,得 1≤a ≤1,∴a 的取 值范围为 1,1].13.(2023 全国Ⅲ文理)已知函数 f (x ) | x 1| | x 2 |. (1)求不等式 f (x )≥1的解集;f (x )≥x x m 的解集非空,求m 的取值范围.2(2)假设不等式 3, x 1(解析)(1) f (x ) 2x 1, 1≤x ≤2 ,3, x 2当 x 1时, f x ≥1无解;当 1≤x ≤2时,由 f x ≥1得,2x 1≥1,解得1≤ ≤2;x 当 x >2时,由 f x ≥1解得 >2. x∴ f x ≥1的解集为 x x ≥1 .x m 得m ≤ x 1 x 2 x(2)由 f x ≥ x 2 2x ,而23 5 5 x 1 x 2 x 2x ≤ x +1+ x 2 x 2x =- x - + ≤ ,2 4 4355 4且当 x 时, x 1 x 2 x 2x = ,故 m 的取值范围为 - , . 2 4 14.(2023 全国 III 文理)已知函数 f (x ) | 2x a | a (Ⅰ)当 a=2 时,求不等式 f (x )≤6 的解集;(Ⅱ)设函数 g (x ) | 2x 1| ,当 x R 时, f (x ) g (x )≥3,求 a 的取值范围. (解析)(Ⅰ)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). (Ⅱ)当 x R 时, f (x ) g (x ) | 2x a | a |1 2x |1| 2x a 1 2x | a |1 a | a ,当 x 时等号成立,2∴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 . ∴a 的取值范围是2, ) .15.(201 5 全国 I 文理)已知函数 f (x ) | x 1| 2 | x a | ,a 0. (Ⅰ)当a 1时,求不等式 f (x ) 1的解集;(Ⅱ)假设 f (x ) 的图像与 x 轴围成的三角形面积大于 6,求a 的取值范围. (解析)(Ⅰ)当a 1时,不等式 f (x ) 1化为| x 1| 2 | x 1| 1 0, 当 x ≤ 1时,不等式化为 x 4 0,无解;2 当 1 x 1时,不等式化为3x 2 0 ,解得 x 1; 3当 x ≥1时,不等式化为 x 2 0,解得1≤x 2. 2 ∴ f (x ) 1的解集为(x | x 2).3x 1 2a , x 1 (Ⅱ)有题设可得, f (x ) 3x 1 2a , 1≤ x ≤a ,∴函数 f (x ) 图象与 x 轴围成的三角形的三个顶点分别x 1 2a , x a2a 1 2 2 3, 0), B (2a 1, 0),C (a ,a 1) , (a 1) 6 ,故a 2.∴ 2 为 A ( ABC 的面积为 (a 1) 2 .有题设得 3 3 a 的取值范围为(2, ) .1 116.(2023 全国 I 文理)假设a 0,b 0 ,且 ab .a b a 3 b 3 的最小值;(Ⅰ)求 (Ⅱ)是否存在a ,b ,使得2a 3b 6?并说明理由.1 1 (解析)(I)由 ab a b 2,得ab 2 ,且当a b 2 时取等号.ab 故a ∴a 3 3 b 3 2 a 3 b 3 4 2 ,且当a b 2 时取等号.b 3 的 最小值为4 2 .(II)由(I)知,2a 3b 2 6 ab 4 3 .由于4 3 6 ,从而不存在a ,b ,使得2a 3b 6 .f (x ) | 2x 1| | 2x a |g (x ) x 3 .16.(2023 全国 I 文理)已知函数 = , = a f (x ) < g (x ) (Ⅰ)当 =-2 时,求不等式 的解集;a 1 2 a x ,求 的取值范围.f (x ) ≤g (x ) a(Ⅱ)设 >-1,且当 ∈ , )时, 2 a =f (x ) <g (x ) 化为| 2x 1| | 2x 2 | x 3 0 ,(解析)(Ⅰ)当 2时,不等式 125x , x 1 x 1,设函数 y =| 2x 1| | 2x 2 | x 3 y x 2, , = 23x 6, x 1x (0, 2) y时, <0, 其图像如下图,从图像可知,当且仅当∴原不等式解集是(x | 0 x 2) . a 1 2x f (x ) =1 a f (x ) ≤ g (x ) 化为1 a ≤x 3, (Ⅱ)当 ∈ , )时, ,不等式 2a 1 a 4 ∴ x ≥a 2 对 ∈ x , )都成立,故 ≥a 2 ,即a ≤ , 2 2 2 34 3a 1, ∴ 的取值范围为( ]. 17.(2023 新课标文理)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)假设 f (x ) | x 4 | 的解集包含1,2],求a 的取值范围.(解析)(1)当a 3时, f (x ) 3 x 3 x 2 3 x 2 2 x 3 x 3 x 3 x 2 33或 3 x x 2 3 或 3 x 2 x x 1或 x 4.(2)原命题 f (x ) x 4 在1, 2]上恒成立x a 2 x 4 x 在1, 2]上恒成立2 x a 2 x 在1, 2]上恒成立3 a 0.考点 122 不等式的证明18.(2023 全国Ⅲ文理 23)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 的最大值,证明:max a , b , c 4 .3 (答案)(1)证明见解析(2)证明见解析.(思路导引)(1)依据题设条件a b c 0,两边平方,再利用均值不等式证明即可;max (a ,b ,c ) a ,由题意得出a 0,b ,c 0 (2)思路一:不妨设 ,2 b c b 2 c 2 2bc 由a3 a 2 a ,结合根本不等式,即可得出证明. bc bc思路二:假设出a ,b ,c 中最大值,依据反证法与根本不等式推出矛盾,即可得出结论. (解析)(1)证明:0,a b c a b c 2 0. a 2 b 2 c 2 2ab 2ac 2ca 0, 即2ab 2bc 2ca a2 b 2 c 2 2ab 2bc 2ca 0, ab bc ca 0.(2)证法一:不妨设max (a ,b ,c ) a ,由a b c 0,abc 1可知,a 0,b 0,c 0 ,1 2 b c 2bc 2bc 2bc b c 2 2 a b c ,a , a 3 a 2 a , 4 bc bc bc bc当且仅当b c 时,取等号, a,即max (a ,b ,c ) 4 . 3 3 4 11 3 , a b c 3 4, 而 证法二:不妨设a b 0 c 4 ,则ab c 3 42 13 214 矛盾,∴命题得证.3 4 a b 2 ab 3 6 4 19.(2023 全国 I 文理 2 3)已知 a ,b ,c 为正数,且满足 abc=1.证明:1 1 1a ab c2 b 2 c 2 (1) (2) ; (a b ) (b c )3 3 (c a ) b 2ab ,b ab bc ca 3 24 .(解析)(1)因为a 2 2 2 c2 2bc ,c 2 a 2 2ac ,又abc 1, 1 1 1 1 ab bc ca 1 1 故有a 2 b 2 c 2 ,∴ a 2 b c 2 .2 abc a b c a b c (2)因为a , b , c 为正数且abc 1,故有(a b ) (b c ) (c a ) 3 (a b ) 3 (2 ab ) (2 bc ) (2 ac ) =24.(b c ) (c a ) 24.3 3 3 3 3 (b c ) 3 (a c ) =3(a +b )(b +c )(a +c ) 3 ∴(a b ) 3 3 3x , y , z R ,且 x y z 1.20.(2023 全国 III 文理 23)设 (x 1) 2 (y 1) 2 (z 1)2 的最小值; (1)求 (2)假设 1(x 2) 2 (y 1) 2 (z a ) 2 成立,证明:a 3 或a 1 .3 (解析)(1)由于(x 1) (y 1) (z 1)] 2 (x 1) 2 (y 1) 2 (z 1) 2(x 1)(y 1) (y 1)(z 1) (z 1)(x 1)]2 3 (x 1) 2 (y 1) 2 (z 1) 2, 4 35 1 z 1 故由已知得(x 1) 2 (y 1) 2 (z 1) 2 ,当且仅当x= ,y=– , 时等号成立. 3 3 3 4 ∴(x 1) (2)由于(x 2) (y 1) (z a )] (x 2) (y 1) (z a ) 2(x 2)(y 1) (y 1)(z a ) (z a )(x 2)] 2 (y 1) 2 (z 1)2 的最小值为 . 322 2 23 (x 2)2 (y 1) 2 (z a ) 2 , (2 a ) 2 4 a 1 a 2a 2 故由已知(x 2) 2 2 (y 1) 2 (z a ) 2,当且仅当 x y z , , 时等号成 3 3 3 3 (2 a ) 2 立,因此(x 2) (y 1) 2 (z a )2 的最小值为. 3 (2 a ) 2 1 ,解得a 3 或a 1. 由题设知 3 321.(2023 全国Ⅱ文理)已知a 0,b 0, a3 b 2 ,证明: 34 ; (1) a b a b(2) a b 2.(解析)(1)(a b )(a 5 524.5 b 5 ) a6 2 ab 5 a 5 b b 6 (a 3 b 3 ) 2 2a 3 b 3 ab (a 4 b 4 ) 4 ab a 2 b 2 3(a b ) 2 3(a b ) 3 (a b ) 3 a 3 3a 2 b 3ab b 3 2 3ab (a b ) 2 (a b ) 2 , (2)∵ 4 4∴(a b ) 8 ,因此a b 2. 3 22.(2023 江苏)已知a ,b ,c ,d 为实数,且 a 2 b2 4 ,c 2 d 16 ,证明ac bd 8. 2(解析)证明:由柯西不等式可得:(ac bd ) 2 ≤(a 2 b 2 )(c 2 d 2 ) , 因为a 2 b 2 4,c 2 d 2 16, ∴(ac bd ) 2 ≤64 ,因此 ac bd 8.≤ 1 1 2 x ,M 为不等式 f x 2的解集.23.(2023 全国 II 文理)已知函数 f x x 2 (I)求 M ;(II)证明:当 a ,b M 时, a b 1 ab . 1 f x x x 2x 1 1 ,假设 1 x 1 (解析)(I)当 x 时, ; 2 2 2 21 1 1 1 当 ≤ x ≤ 时, f x x x 12 恒成立;2 2 2 2 1 1 当 x 时, f x 2x ,假设 f x 2, < x 1. 22 综上可得,Mx | 1 x 1., , 时,有 a (Ⅱ)当a b 1 1 2 1 b 2 1 0 ,即a 2 b 2 1 a 2 b , 2 2 b 2 2ab 1 a 2 2ab b 2 ,则 ab 1 2 a b ,即 a b ab 1 ,证毕. 2则a 24.(2023 全国 II 文理)设a ,b ,c ,d 均为正数,且a b c d ,证明: (Ⅰ)假设ab > cd ,则 a b c d ;(Ⅱ) a b c d 是| a b | | c d | 的充要条件. (解析)(Ⅰ)∵( a b ) 由题设a b c d ,ab cd 得( a b ) (ab ) (cd )2 ,即(a b ) 因为a b c d ,∴ab cd ,由(Ⅰ) 得 a b c d . ( a b ) ( c d )2 ,即a b 2 ab c d 2 cd . (a b ) 4ab (c d ) 4cd (c d )2 . 2 a b 2 ab ,( c d ) ( c d )2 ,因此 a b c d .4ab (c d ) 4cd . 2 c d 2 cd ,2 (Ⅱ)(ⅰ)假设| a b | | c d |,则 2 2 2 (ⅱ)假设 a b c d , 则 因为a +b =c +d ,∴ab >cd ,于是(a b )因此| a b | | c d |.综上 a b c d 是| a b | | c d |的充要条件.a ,b ,c 2 2 2 2 25.(2023 全国 II 文理)设 均为正数,且 a b c 1,证明:1 3ab bc ca (Ⅰ) ; a 2 b 2 c 2 (Ⅱ) 1. b c a(解析)(Ⅰ) a 2 b 2 2ab ,b 2 c 2 2bc ,c 2 a 2 2ca 得a 2 b 2 c ab bc ca ,2 由题设得 a b c2 2 2 2 1,即a bc 2ab 2bc 2ca 1, 1 ∴3 ab bc ca 1,即ab bc ca. 3a 2b 2c 2 a 2 b 2 c 2 (Ⅱ)∵ b 2a , c 2b , a 2c ,∴ (a b c ) 2(a b c ) , b c a b c aa 2b 2c 2 a 2 b 2 c 2 即 a b c ,∴ 1. b c a b c a。
历年(2014-2023)全国高考数学真题分项(不等式选讲)好题汇编(附答案)

历年(2014-2023)全国高考数学真题分项(不等式选讲)好题汇编题型一:含绝对值不等式的解法1.(2021年高考全国乙卷理科·第23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.2.(2020年高考课标Ⅱ卷理科·第23题)已知函数2()|21|f x x a x a =-+-+.(1)当2a =时,求不等式()4f x …的解集;(2)若()4f x …,求a 的取值范围.3.(2020江苏高考·第23题)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++≤. 4.(2019·全国Ⅱ·理·第23题)已知函数()()2f x x a x x x a =-+--.()1当1a =时,求不等式()0f x <的解集;()2当(),1x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围.5.(2019·江苏·第23题)设x ∈R ,解不等式||+|2 1|>2x x -.6.(2015高考数学新课标1理科·第24题)(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数()12,0f x x x a a =+-->. (Ⅰ)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(Ⅱ)若()f x 的图像与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围7.(2015高考数学江苏文理·第24题)解不等式|23|2x x ++≥8.(2014高考数学课标2理科·第24题)(本小题满分10)选修4-5:不等式选讲.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.9.(2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科·第23题)[选修4—5:不等式选讲]已知函数,.()24f x x ax =-++()11g x x x =++-(1)当时,求不等式的解集;(2)若不等式的解集包含,求的取值范围10.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第23题)[选修4—5:不等式选讲](10分)已知函数. (1)求不等式的解集;(2)若不等式的解集非空,求的取值范围.11.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第24题)选修4—5:不等式选讲已知函数()2f x x a a =-+.(Ⅰ)当2a =时,求不等式()6f x ≤的解集;(Ⅱ)设函数()21g x x =-,当R x ∈时,()()3f x g x +≥,求a 的取值范围.题型二:不等式的最值1.(2018年高考数学江苏卷·第24题)[选修4—5:不等式选讲](本小题满分10分)若x ,y ,z 为实数,且x +2y +2z =6,求222x y z ++的最小值. 2.(2014高考数学课标1理科·第24题)选修4—5:不等式选讲若,且. (1)求的最小值;(2)是否存在,使得?并说明理由.3.(2015高考数学陕西理科·第24题)(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知关于x 的不等式x a b +<的解集为{}24x x <<. (Ⅰ)求实数a ,b 的值;的最大值.4.(2015高考数学福建理科·第23题)选修4-5:不等式选讲已知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. 题型三:含绝对值不等式的成立问题1.(2018年高考数学课标Ⅱ卷(理)·第23题)[选修4-5:不等式选讲](10分)1a =()()f x g x ≥()()f x g x ≥[]1,1-a ()12f x x x =+--()1f x ≥()2f x x x m ≥-+m 0,0a b >>11a b+=33a b +,a b 236a b +=设函数()5|||2|f x x a x =-+--. (1)当1a =时,求不等式()0f x ≥的解集; (2)若()1f x ≤,求a 的取值范围.2.(2018年高考数学课标卷Ⅰ(理)·第23题)[选修4–5:不等式选讲](10分)已知()|1||1|f x x ax =+--.(1)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(2)若(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立,求a 的取值范围.题型四:含绝对值函数的图像及其应用1.(2023年全国甲卷理科·第23题)设0a >,函数()2f x x a a =--.(1)求不等式()f x x <的解集;(2)若曲线()y f x =与x 轴所围成的图形的面积为2,求a .2.(2023年全国乙卷理科·第23题)已知()22f x x x =+-.(1)求不等式()6f x x ≤-的解集; (2)在直角坐标系xOy 中,求不等式组()60f x yx y ≤⎧⎨+-≤⎩所确定的平面区域的面积.3.(2020年高考课标Ⅰ卷理科·第23题)已知函数()|31|2|1|f x x x =+--.(1)画出()y f x =的图像;(2)求不等式()(1)f x f x >+的解集.4.(2016高考数学课标Ⅰ卷理科·第24题)(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数(x)123f x x =+--. (I )画出(x)y f =的图像;(II )求不等式(x)1f 的解集.(I )见解析 (II )()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭,,,5.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第23题)【选修4—5:不等式选讲】(10分)设函数()211f x x x =++-. (1)画出()y f x =的图象;(2)当[)0,x ∈+∞时,()f x ax b ≤+,求a b +的最小值.题型五:不等式证明1.(2017年高考数学江苏文理科·第24题)[选修4-5:不等式选讲]已知为实数,且证明2.(2022年高考全国甲卷数学(理)·第23题)已知a ,b ,c 均为正数,且22243a b c ++=,证明:(1)23a b c ++≤; (2)若2b c =,则113a c+≥. 3.(2020年高考课标Ⅲ卷理科·第23题)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.,,,a b c d 22224,16,a b c d +=+=8.ac bd +≤4.(2019·全国Ⅲ·理·第23题)设,,x y z R ∈,且1x y z ++=.(1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值;(2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥成立,证明:3a -≤或1a -≥. 5.(2019·全国Ⅰ·理·第23题)已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.证明:(1)222111a b c a b c++++≤; (2)333()()()24a b b c c a +++++≥.6.(2014高考数学辽宁理科·第24题)(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲设函数()2|1|1f x x x =-+-,2()1681g x x x =-+,记()1f x ≤的解集为M ,()4g x ≤的解集为N . (1)求M ;(2)当x M N ∈ 时,证明:221()[()]4x f x x f x +≤. 7.(2014高考数学江苏·第24题)【选修4 - 5:不等式选讲】已知0,0x y >>,证明:22(1)(1)9x y x y xy ++++≥.8.(2014高考数学福建理科·第23题)(本小题满分7分)选修4—5:不等式选讲已知定义在R 上的函数21)(+++=x x x f 的最小值为a . (I )求a 的值;(II )若r q p ,,为正实数,且a r q p =++,求证:3222≥++r q p .9.(2015高考数学新课标2理科·第24题)(本小题满分10分)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:(Ⅰ)若ab cd >>+>是a b c d -<-的充要条件.10.(2015高考数学湖南理科·第18题)设0,0a b >>,且11a b a b+=+.证明: (1)2a b +≥;(2)22a a +<与22b b +<不可能同时成立.11.(2017年高考数学课标Ⅱ卷理科·第23题)[选修4-5:不等式选讲](10分)已知,证明:(1);(2).12.(2016高考数学课标Ⅱ卷理科·第24题)(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数()1122f x x x =-++,M 为不等式()2f x <的解集. (I )求M ;(II )证明:当,a b M ∈时,1a b ab +<+.330,0,2a b a b >>+=33()()4a b a b ++≥2a b +≤13.(2016高考数学江苏文理科·第24题)[选修4-5:不等式选讲]设0a >,13a x -<,23ay -<,求证:24x y a +-<.参考答案题型一:含绝对值不等式的解法1.(2021年高考全国乙卷理科·第23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)(][),42,-∞-+∞ .(2)3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭. 答案解析:(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,故4x ≤-或2x ≥, 所以()6f x ≥的解集为(][),42,-∞-+∞ .(2)依题意()f x a >-,即3a x a x -+>-+恒成立,333x a x x a a x -++-+=≥++,故3a a +>-,所以3a a +>-或3a a +<, 解得32a >-. 所以a 的取值范围是3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭. 【点睛】解绝对值不等式的方法有零点分段法、几何意义法.2.(2020年高考课标Ⅱ卷理科·第23题)已知函数2()|21|f x x a x a =-+-+.(1)当2a =时,求不等式()4f x …的解集;(2)若()4f x …,求a 的取值范围.【答案】(1)32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭;(2)(][),13,-∞-+∞ .答案解析:(1)当2a =时,()43f x x x =-+-. 当3x ≤时,()43724f x x x x =-+-=-≥,解得:32x ≤; 当34x <<时,()4314f x x x =-+-=≥,无解; 当4x ≥时,()43274f x x x x =-+-=-≥,解得:112x ≥; 综上所述:()4f x ≥的解集为32x x ⎧≤⎨⎩或112x ⎫≥⎬⎭. (2)()()()()22222121211f x x a x a x ax a a a a =-+-+≥---+=-+-=-(当且仅当221a x a -≤≤时取等号),()214a ∴-≥,解得:1a ≤-或3a ≥,a ∴的取值范围为(][),13,-∞-+∞ .【点睛】本题考查绝对值不等式的求解、利用绝对值三角不等式求解最值的问题,属于常考题型. 3.(2020江苏高考·第23题)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++≤.【答案】22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案解析】1224x x x <-⎧⎨---≤⎩ 或10224x x x -≤≤⎧⎨+-≤⎩或0224x x x >⎧⎨++≤⎩21x ∴-≤<-或10x -≤≤或203x <≤,所以解集为22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦4.(2019·全国Ⅱ·理·第23题)已知函数()()2f x x a x x x a =-+--.()1当1a =时,求不等式()0f x <的解集;()2当(),1x ∈-∞时,()0f x <,求a 的取值范围. 【答案】()1(),1-∞;()2[)1,+∞【官方答案解析】()1当1a =时,()=|1| +|2|(1)f x x x x x ---.当1x <时,2()2(1)0f x x =--<;当1x ≥时,()0f x ≥. 所以,不等式()0f x <的解集为(,1)-∞.()2因为()=0f a ,所以1a ≥.当1a ≥,(,1)x ∈-∞时,()=() +(2)()=2()(1)<0f x a x x x x a a x x ----- 所以,a 的取值范围是[1,)+∞.【分析】()1根据1a =,将原不等式化为()1210x x x x -+--<,分别讨论1x <,12x <≤,2x ≥三种情况,即可求出结果;()2分别讨论1a ≥和1a <两种情况,即可得出结果.【答案解析】()1当1a =时,原不等式可化为()1210x x x x -+--<;当1x <时,原不等式可化,即()210x ->,显然成立, 此时解集为(),1-∞;当12x <≤时,原不等式可化为()()()1210x x x x -+--<,解得1x <,此时解集为空集; 当2x ≥时,原不等式可化为()()()1210x x x x -+--<,即()210x -<,显然不成立;此时解集为空集;综上,原不等式的解集为(),1-∞;()2当1a ≥时,因为(),1x ∈-∞,所以由()0f x <可得()()()20a x x x x a -+--<,即()()10x a x -->,显然恒成立;所以1a ≥满足题意;当1a <时,()()()2,1()21,x a a x f x x a x x a -<⎧⎪=⎨--<⎪⎩≤,因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[)1,+∞.【点评】本题主要考查含绝对值的不等式,熟记分类讨论的方法求解即可,属于常考题型.5.(2019·江苏·第23题)设x ∈R ,解不等式||+|2 1|>2x x -.【答案】见答案解析【答案解析】当0x <时,原不等式可化为122x x -+->,解得13x <-;当12x 0≤≤时,原不等式可化为122x x +->,即1x <-,无解;当12x >时,原不等式可化为212x x +->,解得1x >. 综上,原不等式的解集为1{|1}3x x x <->或.6.(2015高考数学新课标1理科·第24题)(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数()12,0f x x x a a =+-->.为为(Ⅰ)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(Ⅱ)若()f x 的图像与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围 【答案】(Ⅰ)2{|2}3x x <<(Ⅱ)(2,+∞) 分析:(Ⅰ)利用零点分析法将不等式f (x )>1化为一元一次不等式组来解;(Ⅱ)将()f x 化为分段函数,求出()f x 与x 轴围成三角形的顶点坐标,即可求出三角形的面积,根据题意列出关于a 的不等式,即可解出a 的取值范围.答案解析:(Ⅰ)当a =1时,不等式f (x )>1化为|x +1|-2|x -1|>1,等价于11221x x x ≤-⎧⎨--+->⎩或111221x x x -<<⎧⎨++->⎩或11221x x x ≥⎧⎨+-+>⎩,解得223x <<, 所以不等式f (x )>1的解集为2{|2}3x x <<.(Ⅱ)由题设可得,12,1()312,112,x a x f x x a x a x a x a --<-⎧⎪=+--≤≤⎨⎪-++>⎩,所以函数()f x 的图像与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为21(,0)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,+∞).7.(2015高考数学江苏文理·第24题)解不等式|23|2x x ++≥【答案】153x x x ⎧⎫≤-≥-⎨⎬⎩⎭或分析:根据绝对值定义将不等式化为两个不等式组的并集,分别求解即可答案解析:原不等式可化为3232x x ⎧<-⎪⎨⎪--≥⎩或32332x x ⎧≥-⎪⎨⎪+≥⎩.解得5x ≤-或13x ≥-.综上,原不等式的解集是153x x x ⎧⎫≤-≥-⎨⎬⎩⎭或.8.(2014高考数学课标2理科·第24题)(本小题满分10)选修4-5:不等式选讲.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.【答案】答案解析:(Ⅰ)11112x x a x a x x a x a a a a a++-=++-≥++-=+≥,仅当1a =时等号成立,所以()f x ≥2.(Ⅱ)()3f =1133335a a a a++-=-++<当03a <<时,()3f =165a a -+<,解得12a +>当3a ≥时,()3f =15a a +<,解得52a +>综上所述,a的取值范围为15(,22++.9.(2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科·第23题)[选修4—5:不等式选讲]已知函数,.(1)当时,求不等式的解集;(2)若不等式的解集包含,求的取值范围【答案】(1);(2).【分析】(1)将代入,不等式等价于,对按,,讨论,得出最值的解集;(2)当时,.若的解集包含,等价于当时,,则在的最小值必为与之一,所以且,得,所以的取值范围为.【答案解析】(1)当时,不等式等价于①当时,①式化为,无解;当时,①式化为,从而;当时,①式化为,从而 所以不等式的解集为(2)当时,所以的解集包含,等价于当时,又在的最小值必为与之一,所以,得. 所以的取值范围为.10.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第23题)[选修4—5:不等式选讲](10分)已知函数.()24f x x ax =-++()11g x x x =++-1a =()()f x g x ≥()()f x g x ≥[]1,1-a 112x x ⎧-+⎪-≤≤⎨⎪⎪⎩⎭[]1,1-1a =()()f x g x ≥2|1||1|40x x x x -+++--≤x 1x <-11x -≤≤1x >[1,1]x ∈-()2g x =()()f x g x ≥[1,1]-[]1,1x ∈-()2f x ≥()f x []1,1-()1f -()1f ()12f -≥()12f ≥11a -≤≤a []1,1-1a =()()f x g x ≥21140x x x x -+++--<1x <-2340x x --≤11x -≤≤220x x --≤11x -≤≤1x >240x x +-≤112x -<≤()()f x g x≥112xx ⎧-+⎪-≤≤⎨⎪⎪⎩⎭[]1,1x ∈-()2g x =()()f x g x ≥[]1,1-[]1,1x ∈-()2f x ≥()f x []1,1-()1f -()1f ()()1212f f -≥⎧⎪⎨≥⎪⎩11a -≤≤a []1,1-()12f x x x =+--(1)求不等式的解集;(2)若不等式的解集非空,求的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)【答案解析】(1)因为所以不等式等价于或或由无解;由;由 综上可得不等式的解集为.(2)解法一:先求不等式的解集为空集时的取值范围不等式的解集为空集等价于不等式恒成立记,则当时, 当时,当时, 所以 所以不等式的解集为空集时, 所以不等式的解集非空时,的取值范围为.解法二:原式等价于存在,使成立,即设()1f x ≥()2f x x x m ≥-+m {}1x x ≥5-,4⎛⎤∞ ⎥⎝⎦()3, 11221, 123, 2x f x x x x x x -<-⎧⎪=+--=-≤≤⎨⎪>⎩()1f x ≥131x <-⎧⎨-≥⎩12211x x -≤≤⎧⎨-≥⎩231x >⎧⎨≥⎩131x <-⎧⎨-≥⎩⇒x 1222x x -≤≤⎧⎨≥⎩12x ⇒≤≤231x >⎧⎨≥⎩2x ⇒≥()1f x ≥[)1,+∞()2f x x x m ≥-+m ()2f x x x m ≥-+()2m f x x x >-+()()2F x f x x x =-+2223, 131, 123, 2x x x x x x x x x ⎧-+-<-⎪-+-≤≤⎨⎪-++>⎩()max m F x >⎡⎤⎣⎦1x <-()()2211131524F x x x x F ⎛⎫=-+-=---<-=- ⎪⎝⎭12x -≤≤()223535312424F x x x x F ⎛⎫⎛⎫=-+-=--+≤= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2x >()()2211332124F x x x x F ⎛⎫=-++=--+<= ⎪⎝⎭()max 3524F x F ⎛⎫==⎡⎤⎪⎣⎦⎝⎭()2f x x x m ≥-+54m >()2f x x x m ≥-+m 5,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦x R ∈2()f x x x m -+≥2max [()]f x x x m -+≥2()()g x f x x x =-+由(1)知当时,,其开口向下,对称轴 所以当时,,其开口向下,对称轴为 所以 当时,,其开口向下,对称轴为 所以 综上 所以的取值范围为.11.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第24题)选修4—5:不等式选讲已知函数()2f x x a a =-+.(Ⅰ)当2a =时,求不等式()6f x ≤的解集;(Ⅱ)设函数()21g x x =-,当R x ∈时,()()3f x g x +≥,求a 的取值范围. 【答案】(Ⅰ){}13x x -≤≤;(Ⅱ)[)2,+∞.【答案解析】(Ⅰ)当2a =时,()222f x x =-+.解不等式2226x -+≤,得13x -≤≤.因此,()6f x ≤的解集为{}13x x -≤≤. (Ⅱ)当R x ∈时,()()2122121f x g x x a a x x a x a a a +=-++--+-+=-+≥ 当12x =时等号成立. 所以当R x ∈时,()()3f x g x +≥等价于13a a -+≥.① 当1a ≤时,①等价于13a a -+≥,无解. 当1a >时,①等价于13a a -+≥,解得2a ≥2223,1()31,123,2x x x g x x x x x x x ⎧-+-≤-⎪=-+--<<⎨⎪-++≥⎩1x ≤-2()3g x x x =-+-112x =>-()()11135g x g ≤-=---=-12x -<<()231g x x x =-+-32x =()399512424g x g ⎛⎫≤=-+-= ⎪⎝⎭2x ≥()23g x x x =-++12x =()()24231g x g ≤=-++=()max 54g x =⎡⎤⎣⎦m 5,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦所以的取值范围是[)2,+∞.题型二:不等式的最值1.(2018年高考数学江苏卷·第24题)[选修4—5:不等式选讲](本小题满分10分)若x ,y ,z 为实数,且x +2y +2z =6,求222x y z ++的最小值. 【答案】4证明:由柯西不等式,得2222222()(122)(22)x y z x y z ++++≥++. 因为22=6x y z ++,所以2224x y z ++≥, 当且仅当122x y z ==时,不等式取等号,此时244333x y z ===,,,所以222x y z ++的最小值为4.2.(2014高考数学课标1理科·第24题)选修4—5:不等式选讲若,且. (1)求的最小值;(2)是否存在,使得?并说明理由. 【答案】答案解析:(1,得,且当时等号成立,故,且当∴的最小值为.(2)由,得,又由(1)知,二者矛盾, 所以不存在,使得成立.3.(2015高考数学陕西理科·第24题)(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知关于x 的不等式x a b +<的解集为{}24x x <<. (Ⅰ)求实数a ,b 的值;的最大值.【答案】(Ⅰ)3a =-,1b =;(Ⅱ)4.分析:(Ⅰ)先由x a b +<可得b a x b a --<<-,再利用关于x 的不等式x a b +<的解集为{}24x x <<可得a ,b +变形为,再利用柯西不等式的最大值.答案解析:(Ⅰ)由||x a b +<,得b a x b a --<<- 则2,4,b a b a --=⎧⎨-=⎩解得3a =-,1b =0,0a b >>11a b+=33a b +,a b 236a b +=11a b =+?2ab ³a b ==33a b +?a b =33a b +623a b =+?32ab £2ab ³,a b 236a b +==≤4==1=,即1t=时等号成立,故max4=.4.(2015高考数学福建理科·第23题)选修4-5:不等式选讲已知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.【答案】(Ⅰ)4;(Ⅱ)87.答案解析:(Ⅰ)因为(x)|x||x||(x)(x)||a|f a b c a b c b c=++++?-++=++,当且仅当a x b-#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 c4++=.(Ⅱ)由(1)知a b c4++=,由柯西不等式得()()22222114912+3+1164923a ba b c c a b c⎛⎫⎛⎫++++≥⨯⨯⨯=++=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即222118497a b c++?.当且仅当1132231ba c==,即8182,,777a b c===时,等号成立所以2221149a b c++的最小值为87.题型三:含绝对值不等式的成立问题1.(2018年高考数学课标Ⅱ卷(理)·第23题)[选修4-5:不等式选讲](10分)设函数()5|||2|f x x a x=-+--.(1)当1a=时,求不等式()0f x≥的解集;(2)若()1f x≤,求a的取值范围.【答案】答案解析:(1)当1a=时,24,1,()2,12,26, 2.x xf x xx x+-⎧⎪=-<⎨⎪-+>⎩≤≤可得()0≥f x的解集为{}|23≤≤x x-.(2)()1f x≤等价于|||2|4≥x a x++-.而|||2||2|≥x a x a ++-+,且当2x =时等号成立,故()1f x ≤等价于|2|4≥a +. 由|2|4≥a +可得6≤a -或2≥a ,所以a 的取值范围是(][),62,-∞-+∞ . 2.(2018年高考数学课标卷Ⅰ(理)·第23题)[选修4–5:不等式选讲](10分)已知()|1||1|f x x ax =+--.(1)当1a =时,求不等式()1f x >的解集;(2)若(0,1)x ∈时不等式()f x x >成立,求a 的取值范围.【答案】答案解析:(1)当1a =时,()|1||1|f x x x =+--,即2,1,()2,11,2, 1.x f x x x x -≤-⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩故不等式()1f x >的解集为1{|}2x x >.(2)当(0,1)x ∈时|1||1|x ax x +-->成立等价于当(0,1)x ∈时|1|1ax -<成立. 若0a ≤,则当(0,1)x ∈时|1|1ax -≥; 若0a >,|1|1ax -<的解集为20x a <<,所以21a≥,故02a <≤. 综上,a 的取值范围为(0,2].题型四:含绝对值函数的图像及其应用1.(2023年全国甲卷理科·第23题)设0a >,函数()2f x x a a =--.(1)求不等式()f x x <的解集;(2)若曲线()y f x =与x 轴所围成的图形的面积为2,求a . 【答案】(1),33a a ⎛⎫⎪⎝⎭(2)2答案解析:(1)若x a ≤,则()22f x a x a x =--<, 即3x a >,解得3a x >,即3ax a <≤, 若x a >,则()22f x x a a x =--<, 解得3x a <,即3a x a <<, 综上,不等式的解集为,33a a ⎛⎫⎪⎝⎭.(2)2,()23,x a x a f x x a x a -+≤⎧=⎨->⎩. 画出()f x 的草图,则()f x 与x 轴围成ABC ,ABC 的高为3,,0,,022a a a A B ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以||=AB a ,所以211||222ABC S AB a a =⋅== ,解得2a =.2.(2023年全国乙卷理科·第23题)已知()22f x x x =+-.(1)求不等式()6f x x ≤-的解集;(2)在直角坐标系xOy 中,求不等式组()60f x yx y ≤⎧⎨+-≤⎩所确定的平面区域的面积. 【答案】(1)[2,2]-; (2)8.答案解析:(1)依题意,32,2()2,0232,0x x f x x x x x ->⎧⎪=+≤≤⎨⎪-+<⎩,不等式()6f x x ≤-化为:2326x x x >⎧⎨-≤-⎩或0226x x x ≤≤⎧⎨+≤-⎩或0326x x x <⎧⎨-+≤-⎩, 解2326x x x >⎧⎨-≤-⎩,得无解;解0226x x x ≤≤⎧⎨+≤-⎩,得02x ≤≤,解0326x x x <⎧⎨-+≤-⎩,得20x -≤<,因此22x -≤≤,所以原不等式的解集为:[2,2]-(2)作出不等式组()60f x yx y ≤⎧⎨+-≤⎩表示的平面区域,如图中阴影ABC ,由326y x x y =-+⎧⎨+=⎩,解得(2,8)A -,由26y x x y =+⎧⎨+=⎩, 解得(2,4)C ,又(0,2),(0,6)B D , 所以ABC 的面积11|||62||2(2)|822ABC C A S BD x x =⨯-=-⨯--= . 3.(2020年高考课标Ⅰ卷理科·第23题)已知函数()|31|2|1|f x x x =+--.(1)画出()y f x =的图像;(2)求不等式()(1)f x f x >+的解集. 【答案】(1)详解答案解析;(2)7,6⎛⎫-∞-⎪⎝⎭. 【答案解析】(1)因为()3,1151,1313,3x x f x x x x x ⎧⎪+≥⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≤-⎪⎩,作出图象,如图所示:(2)将函数()f x 的图象向左平移1个单位,可得函数()1f x +的图象,如图所示:由()3511x x --=+-,解得76x =-. 所以不等式()(1)f x f x >+的解集为7,6⎛⎫-∞-⎪⎝⎭. 【点睛】本题主要考查画分段函数的图象,以及利用图象解不等式,意在考查学生的数形结合能力,属于基础题.4.(2016高考数学课标Ⅰ卷理科·第24题)(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数(x)123f x x =+--. (I )画出(x)y f =的图像; (II )求不等式(x)1f 的解集.【答案】 (I )见答案解析 (II )()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭,,,【官方解答】(I )()4133212342x x f x x x x x ⎧⎪--⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-⎪⎩,≤,,≥ ,()y f x =如图所示:(II )由()f x 得表达式及图像,当()1f x =时,得1x =或3x =当()1f x =-时,得13x =或5x = 故()1f x 的解集为{}13x x <<;()1f x -൏的解集为153x x x ⎧⎫<>⎨⎬⎩⎭或 ()1f x >∴,解集为()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭ ,,,.【民间解答】(I )如上图所示:(II )()4133212342x x f x x x x x ⎧⎪--⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-⎪⎩,≤,,≥()1f x >当1x -≤,41x ->,解得5x >或3x <1x -∴≤ 当312x -<<,321x ->,解得1x >或13x <113x -<<∴或312x << 当32x ≥,41x ->,解得5x >或3x < 332x <∴≤或5x >综上,13x <或13x <<或5x > ()1f x >∴,解集为()()11353⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭ ,,,.5.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第23题)【选修4—5:不等式选讲】(10分)设函数()211f x x x =++-. (1)画出()y f x =的图象;(2)当[)0,x ∈+∞时,()f x ax b ≤+,求a b +的最小值.【答案】【官方答案解析】(1)()13,212,123,1x x f x x x x x ⎧-<-⎪⎪⎪=+-≤<⎨⎪≥⎪⎪⎩()y f x =的图像如图所示(2)由(1)知,()y f x =的图像与y 轴交点的纵坐标为2,且各部分所在直线斜率的最大值为3,故当且仅当3a ≥且2b ≥时,()f x ax b ≤+在[)0,+∞成立,因此a b +的最小值为5.【民间答案解析】(1)()211f x x x =++-3,112,12132x x x x x x ⎧⎪>⎪⎪=+-≤≤⎨⎪⎪-<-⎪⎩,可作出函数()f x 的图象如下图(2)依题意可知()f x ax b ≤+在[)1,+∞上恒成立,在[)0,1上也恒成立 当1x ≥时,()3f x x ax b =≤+恒成立即()30a x b -+≥在[)1,+∞上恒成立 所以30a -≥,且30a b -+≥,此时3a ≥,3a b +≥当01x ≤<时,()2f x x ax b =+≤+即()120a x b -+-≥恒成立 结合3a ≥,可知20b -≥即2b ≥综上可知32a b ≥⎧⎨≥⎩,所以当3a =,2b =时,a b +取得最小值5.题型五:不等式证明1.(2017年高考数学江苏文理科·第24题)[选修4-5:不等式选讲]已知为实数,且证明【答案】答案解析:证明:由柯西不等式得,直线的普通方程为.因为, ,所以, 因此2.(2022年高考全国甲卷数学(理)·第23题)已知a ,b ,c 均为正数,且22243a b c ++=,证明:(1)23a b c ++≤; (2)若2b c =,则113a c+≥. 【答案】(1)见答案解析 (2)见答案解析【答案解析】(1)证明:由柯西不等式有()()()222222221112a b c a b c ⎡⎤++++≥++⎣⎦, 所以23a b c ++≤,当且仅当21a b c ===时,取等号,所以23a b c ++≤; (2)证明:因为2b c =,0a >,0b >,0c >,由(1)得243a b c a c ++=+≤, 即043a c <+≤,所以1143a c ≥+, 由权方和不等式知()22212111293444a c a c a c a c++=+≥=≥++,当且仅当124a c =,即1a =,12c =时取等号, 所以113a c+≥ 3.(2020年高考课标Ⅲ卷理科·第23题)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)证明见答案解析(2)证明见答案解析.答案解析:(1)2222()2220a b c a b c ab ac bc ++=+++++= ,,,,a b c d 22224,16,a b c d +=+=8.ac bd +≤l 22222()()()ac bd a b c d +++≤224a b +=2216c d +=2()64ac bd +≤8.ac bd +≤()22212ab bc ca a b c ∴++=-++ 1,,,abc a b c =∴ 均不为0,则2220a b c ++>,()222120ab bc ca a b c ∴++=-++<; (2)不妨设max{,,}a b c a =,由0,1a b c abc ++==可知,0,0,0a b c ><<,1,a b c a bc =--= ,()222322224b c b c bc bc bc a a a bc bc bc++++∴=⋅==≥=.当且仅当b c =时,取等号,a ∴≥,即max{,,}a b c .【点睛】本题主要考查了不等式的基本性质以及基本不等式的应用,属于中档题.4.(2019·全国Ⅲ·理·第23题)设,,x y z R ∈,且1x y z ++=.(1)求222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值;(2)若2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥成立,证明:3a -≤或1a -≥. 【答案】(1)43;(2)见详解. 【官方答案解析】(1)由于2[(1)(1)(1)]x y z -++++222(1)(1)(1)2[(1)(1)(1)(1)(1)(1)]x y z x y y z z x =-+++++-++++++-2223(1)(1)(1)x y z ⎡⎤-++++⎣⎦…故由已知得232(1)(1)143()x y z -++++≥,当且仅当511,,333x y z ==-=-时等号成立.所以232(1)(1)(1)x y z -++++的最小值为43. (2)由于2[(2)(1)()]x y z a -+-+-.222(2)(1)()2[(2)(1)(1)()()(2)]x y z a x y y z a z a x =-+-+-+--+--+--2223(2)(1)()x y z a ⎡⎤-+-+-⎣⎦…故由已知得2222(2)(2)(1)()3a x y z a +-+-+-…,当且仅当4122,,333aa a x y z ---===时等号成立.因此222(2)(1)()x y z a -+-+-的最小值为2(2)3a +由题设知2(2)133a +…,解得3a -≤或1a -≥.【解法2】柯西不等式法(1)22222222[(1)(1)(1)](111)[(1)(1)(1)](1)4x y z x y z x y z -++++++-++++=+++=≥,故2224(1)(1)(1)3x y z -++++≥,当且仅当511,,333x y z ==-=-时等号成立.所以222(1)(1)(1)x y z -++++的最小值为43. (2)2221(2)(1)()3x y z a -+-+-≥,所以222222[(2)(1)()](111)1x y z a -+-+-++≥.当且仅当4122,,333aa a x y z ---===时等号成立. 22222222[(2)(1)()](111)(21)(2)x y z a x y z a a -+-+-++=-+-+-=+成立.所以2(2)1a +≥成立,所以有3a -≤或1a -≥.【点评】本题两问思路一样,既可用基本不等式,也可用柯西不等式求解,属于中档题型.5.(2019·全国Ⅰ·理·第23题)已知a ,b ,c 为正数,且满足1abc =.证明:(1)222111a b c a b c++++≤; (2)333()()()24a b b c c a +++++≥.【答案】解:(1)因为2222222,2,2a b ab b c bc c a ac +++≥≥≥,又1abc =,故有222111ab bc ca a b c ab bc ca abc a b c ++++++==++≥.所以222111a b c a b c++++≤.(2)因为, , a b c 为正数且1abc =,故有333()()()a b b c c a +++++≥3(+)(+)(+)a b b c a c =324⨯⨯⨯=≥所以333()()()24a b b c c a +++++≥.6.(2014高考数学辽宁理科·第24题)(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲设函数()2|1|1f x x x =-+-,2()1681g x x x =-+,记()1f x ≤的解集为M ,()4g x ≤的解集为N . (1)求M ;(2)当x M N ∈ 时,证明:221()[()]4x f x x f x +≤. 【答案】(1)[0,43];(2)见答案解析. 答案解析:(1)由f (x )=2|x ﹣1|+x ﹣1≤1 可得1331x x ≥⎧⎨-≤⎩①,或111x x <⎧⎨-≤⎩②. 解①求得1≤x ≤43,解②求得 0≤x <1.综上,原不等式的解集为[0,43].(2)由g (x )=16x 2﹣8x +1≤4,求得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 )]=21142x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭≤14,故要证的不等式成立.7.(2014高考数学江苏·第24题)【选修4 - 5:不等式选讲】已知0,0x y >>,证明:22(1)(1)9x y x y xy ++++≥. 【答案】[选修4—4:不等式证明选讲]. 答案解析:本小题主要考查本小题满分10分.证法一:因为0,0x y >>,所以210x y ++≥>,故22(1)(1)9x y x y xy ++++≥=.证法二:(柯西不等式)22222(1)(1)(1)(1)(x y x y x y y x y x ++++=++++≥+29xy ≥+=.证法三:因为0,0x y >>,所以212x y x y ++≥+,212y x y x ++≥+.故222(1)(1)(2)(2)2()99x y x y x y y x x y xy xy ++++≥++=-+≥. (江苏苏州 褚小光) 证法四:因为0,0x y >>,所以212x y x y ++≥+,212y x y x ++≥+. 故2222(1)(1)(2)(2)225459x y x y x y y x x y xy xy xy xy ++++≥++=++≥+=. 8.(2014高考数学福建理科·第23题)(本小题满分7分)选修4—5:不等式选讲已知定义在R 上的函数21)(+++=x x x f 的最小值为a . (I )求a 的值;(II )若r q p ,,为正实数,且a r q p =++,求证:3222≥++r q p .(II22222222111()()(111)()9.p p q r p q r q r ≥⨯+⨯+⨯=++++=++即2223q pr ++≥.9.(2015高考数学新课标2理科·第24题)(本小题满分10分)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:(Ⅰ)若ab cd >+>+>是a b c d -<-的充要条件.【答案】(Ⅰ)详见答案解析;(Ⅱ)详见答案解析.答案解析:(Ⅰ)因为2ab=++2cd=++由题设a b c d +=+,ab cd >,得22+>+>.(Ⅱ)(ⅰ)若a b c d -<-,则22()()a bc d -<-.即22()4()4ab abcd cd +-<+-.因为a bc d +=+,所以ab cd >>+>,则22>+,即a b ++>c d ++a b c d +=+,所以ab cd >,于是22()()4aba b ab -=+-2()4c d cd <+-2()c d =-.因此a b c d -<->a b c d -<-的充要条件.10.(2015高考数学湖南理科·第18题)设0,0a b >>,且11a b a b+=+.证明:(1)2a b +≥;(2)22a a +<与22b b +<不可能同时成立.【答案】(1)详见答案解析;(2)详见答案解析.分析:(1)将已知条件中的式子可等价变形为1=ab ,再由基本不等式即可得证;(2)利用反证法, 假设假设22<+a a 与22<+b b 同时成立,可求得10<<a ,10<<b ,从而与1=ab 矛盾,即可得证答案解析:由abba b a b a +=+=+11,0>a ,0>b ,得1=ab ,(1)由基本不等式及1=ab ,有22=≥+ab b a ,即2≥+b a ;(2)假设22<+a a 与22<+b b 同时成立,则由22<+a a 及0>a 得10<<a ,同理10<<b ,从而1<ab ,这与1=ab 矛盾,故22<+a a 与22<+b b 不可能成立.11.(2017年高考数学课标Ⅱ卷理科·第23题)[选修4-5:不等式选讲](10分)已知,证明:(1);(2).【答案】【命题意图】不等式证明,柯西不等式【基本解法】(1)解法一:由柯西不等式得:解法二:330,0,2a b a b >>+=33()()4a b a b ++≥2a b +≤55222222332()()))()4a b a b a b a b ⎡⎤⎡⎤++=+⋅+≥+=⎣⎦⎣⎦5566553325533()()()2a b a b a b ab a b a b ab a b a b++=+++=+++-33233332()2()4a b a b a b ≥++-=+=解法三:又,所以.当时,等号成立. 所以,,即.(2)解法一:由及得所以.解法二:(反证法)假设,则,两边同时立方得:,即,因为, 所以,即,矛盾,所以假设不成立,即.解法三:因为,所以:.又,所以: 。
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不等式选讲
1.已知正数x,y满足x2+y2=2,求证:x+y≥2xy.
证明∵x>0,y>0,
∴要证x+y≥2xy,只要证(x+y)2≥4x2y2,
即证x2+y2+2xy≥4x2y2.
∵x2+y2=2,∴只要证2+2xy≥4x2y2,
即证2(xy)2-xy-1≤0,即证(2xy+1)(xy-1)≤0.
∵2xy+1>0,∴只要证xy≤1.
∵2xy≤x2+y2=2,∴xy≤1成立,
当且仅当x=y=1时取等号.
∴x+y≥2xy.
2.已知a,b,c都是正数且abc=1,求证:(2+a)(2+b)(2+c)≥27. 证明由算术-几何平均不等式可得
2+a=1+1+a≥33 a,
2+b=1+1+b≥33 b,
2+c=1+1+c≥33 c.
不等式两边分别相乘可得,
(2+a)(2+b)(2+c)≥33
a×3
3
b×3
3
c=27
3
abc=27,
当且仅当a =b =c =1时等号成立.
3.已知函数f (x )=2|x -2|+3|x +3|.若函数f (x )的最小值为m ,正实数a ,
b 满足4a +25b =m ,求1a +1b 的最小值,并求出此时a ,b 的值.
解 依题意知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -5x -5,x <-3,x +13,-3≤x ≤2,
5x +5,x >2,
当x =-3时,函数f (x )有最小值10,故4a +25b =10,
故1a +1b =110⎝ ⎛⎭
⎪⎫1a +1b ⎝⎛⎭⎫4a +25b =110⎝ ⎛⎭⎪⎫29+25b a +4a b ≥110⎝
⎛⎭⎪⎫29+225b a ·4a b =4910
, 当且仅当25b a =4a b 时等号成立,
此时a =57,b =27.
4.(2018·镇江调研)已知函数f (x )=|x -a |+|x +a |,若对任意x ∈R ,不等式f (x )>a 2-3恒成立,求实数a 的取值范围.
解 ∵对任意x ∈R ,不等式f (x )>a 2-3恒成立,
∴f (x )min >a 2-3,
又∵|x -a |+|x +a |≥ |x -a -(x +a )|=|2a |,
∴|2a |>a 2-3,
即|a |2-2|a |-3<0,
解得-1<|a|<3. ∴-3<a<3.。