人教版高中数学选修4-5测试题全套及答案
人教版高中数学选修4-5 模块综合检测卷(含答案解析)
模块综合检测卷(测试时间：120分钟，评价分值：150分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．用数学归纳法证明3n >n 3(n ≥3，n ∈N)第一步应验证( )A ．n ＝1B ．n ＝2C ．n ＝3D ．n ＝4答案: C2．不等式|3x －2|<4的解集是( )A.{}x |x ＞2B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ＜－23 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ＜－23或x ＞2 D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪－23＜x ＜2 答案: D3．已知a ，b ，c ，d ∈R ，且ab ＞0，－c a ＜－d b，则下列各式恒成立的是( ) A ．bc ＜ad B ．bc ＞adC.a c ＞b dD.a c ＜b d答案: B4．若a ，b ，x ，y ∈R ，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＞a ＋b ，（x －a ）（y －b ）＞0是⎩⎪⎨⎪⎧x ＞a ，y ＞b 成立的( ) A ．充分而不必要条件B ．必要而不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件答案: C5．给出三个条件：①ac 2＞bc 2；②a c ＞b c；③a 2＞b 2.其中能分别成为a ＞b 的充分条件的个数为( )A ．0个B ．1个C ．2个D ．3个答案: B6．若a ＞0，使不等式|x －4|＋|x －3|＜a 在R 上的解集不是空集的a 的取值范围是( )A ．0＜a ＜1B ．a ＝1C ．a ≥1D ．a ＞1答案: D7．设x >0，y >0且x ＋y ≤4，则下列不等式中恒成立的是( )A.1x ＋y ≤14B.1x ＋1y ≥1C.xy ≥2D.1xy ≥14答案: D8．若k 棱柱有f (k )个对角面，则k ＋1棱柱有对角面的个数为( )A ．2f (k )B ．k －1＋f (k )C ．f (k )＋kD ．f (k )＋2答案: B9．已知f (x )是定义在正整数集上的函数，且f (x )满足：“当f (k )≥k 2成立时，总可推出f (k ＋1)≥(k ＋1)2成立”，那么下列命题总成立的是( )A ．若f (3)≥9成立，则当k ≥1时，均有f (k )≥k 2成立B ．若f (4)≥16成立，则当k ≥4时，均有f (k )＜k 2成立C ．若f (7)≥49成立，则当k ＜7时，均有f (k )＜k 2成立D ．若f (4)＝25成立，则当k ≥4时，均有f (k )≥k 2成立解析：∵f (k )≥k 2成立时f (k ＋1)≥(k ＋1)2成立．当k ＝4时，f (4)＝25>16＝42成立，∴当k ≥4时，有f (k )≥k 2恒成立．答案：D10．用数学归纳法证明对一切大于1的自然数n ，不等式⎝⎛⎭⎫1＋13⎝⎛⎭⎫1＋15·…·⎝⎛⎭⎫1＋12n －1>2n ＋12成立，当n ＝2时验证的不等式是( ) A ．1＋13>52B.⎝⎛⎭⎫1＋13⎝⎛⎭⎫1＋15>52C.⎝⎛⎭⎫1＋13⎝⎛⎭⎫1＋15≥52D ．以上都不对解析：当n ＝2时，左边＝1＋12×2－1＝1＋13，右边＝2×2＋12＝52，∴应验证1＋13>52. 答案：A11．用数学归纳法证明“对于任意x >0时的正整数n ，都有x n ＋x n －2＋x n －4＋…＋1x n －4＋1xn －2＋1x n ≥n ＋1”时，需验证的使命题成立的最小正整数值n 0应为( ) A ．n 0＝1B ．n 0＝2C ．n 0＝1，2D ．以上答案均不正确解析：∵n ∈N ＋，∴n 的最小值为1，即n 0＝1.答案：A12．记满足下列条件的函数f (x )的集合为M ，当|x 1|≤1，|x 2|≤1时，|f (x 1)－f (x 2)|≤4|x 1－x 2|，又令g (x )＝x 2＋2x －1(|x |≤1)，则g (x )与M 的关系是( )A ．g (x )MB ．g (x )∈MC ．g (x )∉MD ．不能确定解析：因为g (x 1)－g (x 2)＝x 21＋2x 1－x 22－2x 2＝(x 1－x 2)(x 1＋x 2＋2)，|g (x 1)－g (x 2)|＝|x 1－x 2|·|x 1＋x 2＋2|≤|x 1－x 2|(|x 1|＋|x 2|＋2)≤4|x 1－x 2|，所以g (x )∈M .答案：B二、填空题(每小题5分，共20分)13．函数y ＝3x ＋4x 2(x >0)的最小值为________． 答案：33914．x ，y ∈R ，若x ＋y ＝1，则x 2＋y 2的最小值为________．答案：1215．设数列{a n }满足a 1＝2，a n ＋1＝2a n ＋2，用数学归纳法证明a n ＝4×2n －1－2的第二步中，设n ＝k 时结论成立，即a k ＝4×2k －1－2，那么当n ＝k ＋1时，______________________________________．答案：a k ＋1＝2a k ＋2＝2(4×2k －1－2)＋2＝4×2k －2＝4×2(k ＋1)－1－216．不等式|x ＋3|－|x －1|≤a 2－3a 对任意实数x 恒成立，则实数a 的取值范围为________． 答案：(－∞，－1]∪[4，＋∞)三、解答题(本大题共6小题，共70分) 17．(本小题满分11分)已知a 、b 、c ∈R ＋，求证：b ＋c －a a ＋c ＋a －b b ＋b ＋a －c c≥3. 证明：∵a 、b 、c ∈R ＋，b ＋c －a a ＋c ＋a －b b ＋b ＋a －c c ＝b a ＋c a －1＋c b ＋a b －1＋b c ＋a c－1＝⎝⎛⎭⎫b a ＋c b ＋a c ＋⎝⎛⎭⎫c a ＋b c ＋a b －3≥33b a ×c b ×a c ＋33c a ×b c ×a b－ 3＝3.当且仅当a ＝b ＝c 时等号成立．18．(本小题满分11分)已知关于x 的不等式|ax －1|＋|ax －a |≥1(a >0)．(1)当a ＝1时，求此不等式的解集；(2)若不等式的解集为R ，求实数a 的取值范围．解析：(1)当a ＝1时，得2|x －1|≥1.∴x ≥32或x ≤12.∴不等式的解集为⎝⎛⎦⎤－∞，12∪⎣⎡⎭⎫32，＋∞. (2)∵原不等式的解集为R ，∴|ax －1|＋|ax －a |≥1对一切实数x 恒成立．又∵|ax －1|＋|ax －a |≥|a －1|，∴|a －1|≥1，∴a ≥2或a ≤0.∵a >0，∴a 的取值范围为[2，＋∞)．19．(本小题满分12分)设x >0，y >0，证明：(x 2＋y 2)12>(x 3＋y 3)13. 证明：证法一(分析法) 所证不等式等价于(x 2＋y 2)3>(x 3＋y 3)2，即x 6＋y 6＋3x 2y 2(x 2＋y 2)>x 6＋y 6＋2x 3y 3，即3x 2y 2(x 2＋y 2)>2x 3y 3，只需证：x 2＋y 2>23xy ， ∵x 2＋y 2≥2xy >23xy 成立， ∴(x 2＋y 2)12>(x 3＋y 3)13， 证法二(综合法) ∵(x 2＋y 2)3＝x 6＋y 6＋3x 2y 2(x 2＋y 2)≥x 6＋y 6＋6x 3y 3>x 6＋y 6＋2x 3y 3＝(x 3＋y 3)2，∵x >0，y >0，∴(x 2＋y 2)12>(x 3＋y 3)13.20．(本小题满分12分)已知a ＞b ＞c ＞0，方程x 2－(a ＋b ＋c )x ＋ab ＋bc ＋ca ＝0，若该方程有实根，求证：a ，b ，c 不能成为一个三角形的三边长．证明：∵方程x 2－(a ＋b ＋c )x ＋ab ＋bc ＋ca ＝0有实根，∴Δ＝(a ＋b ＋c )2－4(ab ＋bc ＋ca ) ＝a 2＋b 2＋c 2－2(ab ＋bc ＋ca ) ＝(a －b )2－2(a ＋b )c ＋c 2 ＝[(a ＋b )2－c ]·[(a －b )2－c ] ＝(a ＋b ＋c )(a ＋b －c )(a －b ＋c )(a －b －c )≥0.若a ，b ，c 为一个三角形的三边长，由a ＋b ＋c ＞0，a ＋b －c ＞0，a －b ＋c ＞0得a －b －c ≥0， 即b ＋c ≤a ，即b ＋c ＜a .这与三角形两边之和大于第三边矛盾．∴a ，b ，c 不能成为一个三角形的三边长．21．(本小题满分12分)已知函数f (x )＝x ＋3x ＋1(x ≠－1)，设数列{a n }满足a 1＝1，a n ＋1＝f (a n )，数列{b n }满足b n ＝|a n －3|，S n ＝b 1＋b 2＋…＋b n (n ∈N *)．(1)用数学归纳法证明：b n ≤（3－1）n2n －1；(2)求证：S n ＜233. 证明：(1)当x ≥0时，f (x )＝1＋2x ＋1≥1， 因为a 1＝1，所以a n ≥1(n ∈N *)，下面用数学归纳法证明不等式b n ≤（3－1）n2n －1： ①当n ＝1时，b 1＝3－1，不等式成立．②假设当n ＝k (k ≥1，k ∈N *)时，不等式成立，即b k ≤（3－1）k2k －1， 那么n ＝k ＋1时，b k ＋1＝|a k ＋1－3|＝（3－1）|a k －3|1＋a k≤3－12b k ≤ （3－1）k ＋12k . 所以，当n ＝k ＋1时，不等式也成立．由①②可知不等式对任意n ∈N *都成立．(2)由(1)知b n ≤（3－1）n2n －1， 所以S n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ≤(3－1)＋（3－1）22＋…＋（3－1）n2n －1＝(3－1)×1－⎝ ⎛⎭⎪⎫3－12n 1－3－12＜(3－1)×11－3－12＝233. 故对任意n ∈N *，S n ＜233.22．(本小题满分12分)已知数列{b n }是等差数列，且b 1＝1，b 1＋b 2＋…＋b 10＝145(n ∈N *)．(1)求数列{b n }的通项；(2)设数列{a n }的通项a n ＝log a ⎝⎛⎭⎫1＋1b n (其中a >0且a ≠1)，设S n 是数列{a n }的前n 项和，试比较S n 与13log a b n ＋1的大小，并证明你的结论． 解析：(1)设数列{b n }的公差为d ，由题意，得10×1＋10×（10－1）2×d ＝145，∴d ＝3，b n ＝3n －2.(2)由b n ＝3n －2，知S n ＝log a (1＋1)＋log a ⎝⎛⎭⎫1＋14＋…＋log a (1＋13n －2) ＝log a ⎣⎡⎦⎤（1＋1）⎝⎛⎭⎫1＋14…⎝⎛⎭⎫1＋13n －2， 13log a b n ＋1＝log a 33n ＋1， 因此要比较S n 与13log a b n ＋1的大小，可先比较(1＋1)·⎝⎛⎭⎫1＋14…⎝⎛⎭⎫1＋13n －2与33n ＋1的大小，取n ＝1，有(1＋1)>33×1＋1，猜想取n ≥1，n ∈N *，有(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋14…(1＋13n －2)>33n ＋1， 下面用数学归纳法证明之：①当n ＝1时，已验证不等式成立．②假设当n ＝k (k ∈N *)时不等式成立，即(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋14…⎝⎛⎭⎫1＋13k －2>33k ＋1，则当n ＝k ＋1时，(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋14…⎝⎛⎭⎫1＋13k －2⎣⎡⎦⎤1＋13（k ＋1）－2> 33k ＋1⎝⎛⎭⎫1＋13k ＋1＝33k ＋13k ＋1·(3k ＋2)，∵⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤33k ＋13k ＋1（3k ＋2）3－(33k ＋4)3＝ （3k ＋2）3－（3k ＋4）（3k ＋1）2（3k ＋1）2＝9k ＋4（3k ＋1）2>0. ∴33k ＋13k ＋1·(3k ＋2)>33k ＋4＝33（k ＋1）＋1， 因此(1＋1)(1＋14)…(1＋13k －2)[1＋13（k ＋1）－2]>33（k ＋1）＋1. 这说明，当n ＝k ＋1时不等式也成立．由①②知，对一切n ∈N *，不等式(1＋1)(1＋14)…⎝⎛⎭⎫1＋13n －2>33n －1都成立． 再由对数性质，可得：当a >1时，S n >13log a b n ＋1； 当0<a <1时，S n <13log a b n ＋1.。
高中数学 测评综合(含解析)新人教A版选修4-5-新人教A版高二选修4-5数学试题
模块综合测评(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知a,b∈R+,且a+b=1,则()2的最大值是( )A.2 B. C.6D.12解析:()2=(1×+1×)2≤(12+12)(4a+1+4b+1)=2[4(a+b)+2]=2(4×1+2)=12.答案:D2.不等式|x+3|+|x-2|<5的解集是( )A.{x|-3≤x<2}B.RC.⌀D.{x|x<-3或x>2}解析:令f(x)=|x+3|+|x-2|=则f(x)的图象如图,由图可知,f(x)<5的解集为⌀.故原不等式的解集是⌀.答案:C3.某人要买房,随着楼层的升高,上、下楼耗费的体力增多,因此不满意度升高,设住第n层楼,上下楼造成的不满意度为n;但高处空气清新,嘈杂音较小,环境较为安静,因此随楼层升高,环境不满意度降低,设住第n层楼时,环境不满意程度为,则此人应选( )A.1楼B.2楼C.3楼D.4楼解析:设第n层总的不满意程度为f(n),则f(n) =n+≥2=2×3=6,当且仅当n=,即n=3时取等号.答案:C4.若x,y,z是非负实数,且9x2+12y2+5z2=9,则函数u=3x+6y+5z的最大值为( )A.9B.10C.14D.15解析:u2=(3x+6y+5z)2≤[(3x)2+(2y)2+(z)2]·[12+()2+()2]=9×9=81,当且仅当x=,y=,z=1时等号成立.故所求的最大值为9.答案:A5.若a>b,则下列不等式中一定成立的是( )A. B. <1C.2a>2bD.lg(a-b)>0解析:∵y=2x是增函数,a>b,∴2a>2b.答案:C6.若a>0,b>0,则p=(a·b,q=a b·b a的大小关系是( )A.p≥qB.p≤qC.p>qD.p<q解析:,若a≥b>0,则≥1,≥0,∴≥1;若0<a≤b,则≤1,≤0,∴≥1.答案:A7.已知x+3y+5z=6,则x2+y2+z2的最小值为( )A.B. C. D.6解析:由柯西不等式,得x2+y2+z2=(12+32+52)(x2+y2+z2)×≥(1×x+3×y+5×z)2×=62×.答案:C8.当0<x<时,函数f(x)=的最小值为( )A.2B.2C.4D.4解析:f(x)==4tan x+,∵0<x<,∴tan x>0,∴f(x)=4tan x+≥4,当tan x=时,等号成立.答案:C9.若函数f(x)=|x+1|+|2x+a|的最小值为3,则实数a的值为( )A.5或8B.-1或5C.-1或-4D.-4或8解析:令x+1=0得x1=-1;令2x+a=0得x2=-.①当-1>-,即a>2时,f(x)=其图象如图所示,则f min(x)=f=-+a-1=3,解得a=8.②当-1<-,即a<2时,f(x)=其图象如图所示,则f min(x)=f=-+1-a=3,解得a=-4.③当-1=-,即a=2时,f(x)=3|x+1|≥0,不符合题意.综上所述,a=-4或8.答案:D10.若a,b,x,y∈R,则成立的( )A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:若由②知,x-a与y-b同号;又由①,得(x-a)+(y-b)>0.∴x-a>0,y-b>0,即x>a且y>b.故充分性成立.若故必要性也成立.故选C.答案:C11.对于不等式≤n+1(n∈N+),某学生的证明过程如下:(1)当n=1时,≤1+1,不等式成立.(2)假设当n=k(k∈N+)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,=<==(k+1)+1.所以当n=k+1时不等式成立.上述证法( )A.过程全部正确B.n=1的验证不正确C.归纳假设不正确D.从n=k到n=k+1的推理不正确解析:从n=k到n=k+1,没有用到归纳假设.答案:D12.设m>n,n∈N+,a=(lg x)m+(lg x)-m,b=(lg x)n+(lg x)-n,x>1,则a与b的大小关系为( )A.a≥bB.a≤bC.与x值有关,大小不确定D.以上都不正确解析:a-b=(lg x)m+(lg x)-m-(lg x)n-(lg x)-n====,∵x>1,∴lg x>0.当0<lg x<1时,a>b;当lg x=1时,a=b;当lg x>1时,a>b.∴a≥b.答案:A二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.把答案填在题中的横线上)13.在等差数列{a n}中,若a10=0,则有等式a1+a2+…+a n=a1+a2+…+a19-n(n<19且n∈N+)成立.类比上述性质,相应地:在等比数列{b n}中,若b9=1,则有等式成立.答案:a1a2…a n=a1a2…a17-n(n<17且n∈N+)14.若正实数a与b满足a+b=1,则的最大值为.答案:15.若不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值X围是.解析:令f(x)=|2x-1|+|x+2|=可求得f(x)的最小值为,故原不等式恒成立转化为a2+a+2≤恒成立,即a2+≤0,即(a+1)≤0,解得a∈.答案:16.不等式|2x+1|-2|x-1|>0的解集为.解析:对于不等式|2x+1|-2|x-1|>0,分三种情况讨论:①当x<-时,-2x-1-2(-x+1)>0,即-3>0,故x不存在;②当-≤x≤1时,2x+1-2(-x+1)>0,即x>,故<x≤1;③当x>1时,2x+1-2(x-1)>0,即3>0,故x>1.综上可知,不等式的解集是.答案:三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)设a,b,c是不全相等的正数,证明a2+b2+c2>ab+bc+ca.解：证明:∵a2+b2≥2ab,a2+c2≥2ac,b2+c2≥2bc,且三个式子不能同时取等号,∴2(a2+b2+c2)>2(ab+bc+ac),即a2+b2+c2>ab+bc+ac成立.18.(12分)已知n∈N,n≥2,证明+…+<1.解析:用放缩法证明.解：证明:∵+…++…+;而+…++…+=1,∴+…+<1成立.19.(12分)解不等式|3-x|+|x+4|>8.解：解法一:原不等式⇔或或∴x>,或x<-.∴原不等式的解集为.解法二:将原不等式转化为|x-3|+|x+4|-8>0,构造函数y=|x-3|+|x+4|-8,即y=作出函数的图象,如下图.从图象可知,当x>,或x<-时,y>0,故原不等式的解集为.20.(12分)已知a1,a2,…,a n都是正实数,且a1+a2+…+a n=1.求证:+…+.分析:已知条件中a1+a2+…+a n=1,可以看作“1”的代换,而要证的不等式的左侧“数式”已经可以看出来,为,…,所以a1+a2+…+a n=1应扩大2倍后再利用,本题还可以利用其他的方法证明.解：证法一:根据柯西不等式,得左边=+…+=[(a1+a2)+(a2+a3)+(a3+a4)+…+(a n-1+a n)+ (a n+a1)]×+…+=[()2+()2+…+()2+()2]×+…+≥+…+=(a1+a2+…+a n)2×=右边.故原不等式成立.证法二:若a∈R+,则a+≥2,a≥2-.利用上面的结论,知≥=a1-.同理,有≥a2-,…,≥a n-1-≥a n-.以上式子相加整理,得+…+≥(a1+a2+…+a n)=.21.(13分)制造一个能盛放108千克水的无盖长方体形水箱,问如何选择尺寸,才能使用料最省?解析:所谓用料最省,是指长方体的表面积最小.解:设长方体的长、宽为a,b(分米),高为h(分米),易知该水箱的容积为108立方分米,即abh=108,设该水箱的用料面积为S,则S=ab+2(ah+bh)=ab+2ah+2bh≥3=3=108,即S≥108(平方分米).当且仅当ab=2ah=2bh,即a=b=6,h=3时,等号成立.故水箱是底面边长为6分米的正方形,高为3分米的长方体时用料最省.22.(13分)已知点的序列A n(x n,0),n∈N+,其中x1=0,x2=a(a>0),A3是线段A1A2的中点,A4是线段A2A3的中点,…,A n是线段A n-2A n-1的中点,….(1)写出x n与x n-1,x n-2之间的关系式(n≥3);(2)设a n=x n+1-x n,计算a1,a2,a3,由此推测数列{a n}的通项公式,并加以证明.解:(1)当n≥3时,x n=.(2)a1=x2-x1=a,a2=x3-x2=-x2=-(x2-x1)=-a,a3=x4-x3=-x3=-(x3-x2)=- a.由此推测a n=a(n∈N+).用数学归纳法证明:①当n=1时,a1=x2-x1=a=a,通项公式成立.②假设当n=k时,a k=a成立.那么当n=k+1时,a k+1=x k+2-x k+1=-x k+1=-(x k+1-x k)=-a k=-a=a,通项公式成立.由①②知,a n=a(n∈N+)成立.。
(必考题)高中数学高中数学选修4-5第一章《不等关系与基本不等式》测试(包含答案解析)
一、选择题1．已知函数()()1,f x ax b a b R x =++∈，当1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦时，设()f x 的最大值为(),M a b ，则(),M a b 的最小值为（ ）A ．18B ．14C ．12D ．12．下列命题中，正确的是（ ） A ．若a b >，c d >，则a c > B ．若ac bc >，则a b > C ．若22a b c c<，则a b < D ．若a b >，c d >，则ac bd >3．已知0.3log 6a =，2log 6b =，则（ ） A ．22b a b a ab ->+> B ．22b a ab b a ->>+ C ．22b a b a ab +>->D ．22ab b a b a >->+4．设不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,则实数a 的取值范围是（ ）A ．15a <-或47a >B ．15a <-C ．47a >或01a <<D ．15a <-或1064a <<5．不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集，则实数a 的取值范围是（ ） A ．5a ≤B ．554a -≤≤C ．574a -≤≤D ．7a ≤6．已知1a >，实数,x y 满足x y a a >，则下列不等式一定成立的是（ ） A ．11x y x y+>+ B ．()()22ln 1ln 1x y +>+C ．sin sin x y >D ．33x y >7．若正实数x ，y 满足x y >，则有下列结论：①2xy y <；②22x y >；③1x y>；④11x x y<-.其中正确结论的个数为（ ） A ．1 B ．2C ．3D ．48．已知x ，y ∈R ，且x >y >0，则（ ） A ．11x y x y->- B ．cos cos 0x y -< C ．110x y-> D ．ln x +ln y >09．若()0,2x π∈，则不等式sin sin x x x x +<+的解集为( )A ．()0,πB ．5,44ππ⎛⎫⎪⎝⎭C ．3,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭D ．(),2ππ10．设实数0,0a b c >>>，则下列不等式一定正确．．．．的是( ) A ．01ab<< B ．a b c c > C ．0ac bc -<D ．ln0ab> 11．已知实数,a b ，且a b >，则以下不等式恒成立的是（ ） A ．33a b >B ．22a b >C ．1133ab⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D ．11a b< 12．若0a b >>，则（ ）A ．11a b>B ．22log log a b <C ．22a b <D ．1122ab⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭二、填空题13．若不等式2240x x m +--≥的解集为R ，则实数m 的取值范围是_______.14．已知不等式116a x y x y+≥+对任意正实数,x y 恒成立，则正实数a 的最小值为_______. 15．已知R a ∈，若关于x 的方程2210x x a a -+++=有实根，则a 的取值范围是__________．16．已知,,a b c R +∈，设a b c S b c a c a b=+++++，则S 与1的大小关系是__________．(用不等号连接)17．对任意实数x ，不等式|1|||1x x a a ++-≥-+恒成立，则实数a 的取值范围是___________. 18．若函数()()01af x ax a x =+>-在()1,+∞上的最小值为15，则函数()1g x x a x =++-的最小值为___．19．若关于x 的不等式||(,)x a b a b R +<∈的解集为{|35}x x <<，则a b -=________. 20．关于x 的不等式12x x m +--≥恒成立，则m 的取值范围为________三、解答题21．解不等式：122x x -+-≤． 22．已知函数()|1|2|3|f x x x =--+. （1）求不等式()1f x <的解集；（2）若存在实数x ，使得不等式23()0m m f x --<成立，求实数m 的取值范围.23．已知1a ≠且a R ∈，试比较11a-与1a +的大小． 24．求下列关于x 的不等式的解集 （1）|21|3x x +>-； （2）2|5|5x x -．25．已知()13f x x x =++-．（1）求直线8y =与函数()y f x =的图象所围图形的面积； （2）若()211f x a a ≥++-对一切实数x 成立，求a 的取值范围． 26．（1）解不等式239x x -++≥； （2）若1a <，1b <，求证：1ab a b +>+.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．B 解析：B 【分析】 考虑12x =，1，2的函数值的范围，运用绝对值不等式的性质，即可得到所求最小值． 【详解】 函数()()1,f x ax b a b R x=++∈，当1[2x ∈,2]时，()f x 的最大值为(,)M a b ，可得1(,)(2)|2|2M a b f a b ≥=++，11(,)()|2|22M a b f a b ≥=++，(,)(1)|1|M a b f a b ≥=++，可得1(3M a ,2)(3b M a +,)(b M a +,211124)1336333b a b a b a b ≥++++++++211124113363332a b a b a b ≥+++++---=， 即()12,2M a b ≥，即有()1,4M a b ≥，则(,)M a b 的最小值为14， 故选：B 【点睛】关键点睛：解答本题的关键是理解到最大值的含义，熟练掌握绝对值的三角不等式.2．C解析：C 【分析】利用不等式的基本性质进行逐项判断即可,不成立的举反例. 【详解】对于选项A:若2,3,1,2a b c d =-=-==-,满足a b >,c d >,但是a c >不成立,故选项A 错误;对于选项B ：若1,3,2c a b =-=-=-,满足ac bc >,但a b >不成立,故选项B 错误; 对于选项C ：因为22a b c c<,整理化简可得20a bc -<,因为20c >,所以0a b -<,即a b <成立,故选项C 正确;对于选项D:若1, 1.1,2a b c d ==-=-=-,满足a b >,c d >,但是ac bd >不成立,故选项D 错误; 【点睛】本题考查不等式与不等关系;不等式的基本性质的灵活运用是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.3．A解析：A 【分析】容易判断出0a <，0b >，从而得出0ab <，并可得出 1221b a b aba++=<，从而得出2b a ab +>，并容易得出22b a b a ->+，从而得出结论. 【详解】因为0.3log 60a =<，2log 60b =>，所以0ab <，因为666612log 0.32log 2log 1.2log 61a b+=+⨯=<=，即21b aab +<， 又0ab <，所以2b a ab +>，又(2)(2)40b a b a a --+=->，所以22b a b a ->+，所以22b a b a ab ->+>， 故选：A. 【点睛】本题主要考查对数的换底公式，对数函数的单调性，增函数和减函数的定义，以及不等式的性质，属于中档题.4．A解析：A 【分析】根据不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,取2x =时,可得2431a ->,解得15a <-或47a >,利用换元法把不等式换为281t a t ->-,分47a >和15a <-两种情况讨论2()81h t t t =+-的最大值即可求得实数a 的取值范围. 【详解】解:因为不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,当2x =时,312x +-有最大值31,不等式显然要成立,即2431a ->,解得15a <-或47a >,当[1,2]x ∈时,令2[2,4]x t =∈, 则24[4,16]x t =∈,328[16,32]x t +=∈,所以3412x x a +->-等价于281t a t ->-,①当47a >时,即281a t t ->-在[2,4]t ∈恒成立, 即281()a t t h t >+-=,即求2()81h t t t =+-的最大值,max ()(4)47h t h ==,所以47a >; ②当15a <-时,281t a t ->-在[2,4]t ∈恒成立, 即281()a t t f t <-+=,即求2()81f t t t =-+的最小值,min ()(4)15f t f ==-; 综上:15a <-或47a >. 故选:A 【点睛】本题考查利用二次函数的最值求绝对值不等式中的参数问题,利用换元法是关键,属于中档题.5．A解析：A 【分析】原不等式等价于210x x a ---<，设()21f x x x a =---，则由题意得()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩，解之即可求得实数a 的取值范围. 【详解】不等式等价于210x x a ---<，设()21f x x x a =---，因为不等式21x x a <-+的解集是区间()3,3-的子集，所以()()350370f a f a ⎧-=-≥⎪⎨=-≥⎪⎩，解之得5a ≤.故选：A. 【点睛】本题主要考查绝对值不等式的解法、二次函数的性质，体现化归与等价转化思想，属中等难度题.6．D【分析】根据指数函数的单调性，得到x y >，再利用不等式的性质，以及特殊值法，即可求解． 【详解】根据指数函数的单调性，由1a >且x y a a >，可得x y >， 对于A 中，由111()()(1)x y x y x y x y x y xy xy-+--=--=--，此时不能确定符号，所以不正确；对于B 中，当x 1,y 2==-时，2211x y +<+，此时()()22ln 1ln 1x y +<+，所以不正确；对于C 中，例如：当2,32x y ππ==时，此时sin sin x y <，所以不正确； 对于D 中，由33222213()()()[()]024x y x y x xy y x y x y y -=-++=--+>，所以33x y >，所以是正确的．故选D ． 【点睛】本题主要考查了指数函数的单调性，以及不等式的性质的应用，其中解答中合理利用特殊值法判定是解答的关键，着重考查了推理与运算能力，属于基础题．7．C解析：C 【分析】根据不等式的基本性质，逐项推理判断，即可求解，得到答案. 【详解】由题意，正实数,x y 是正数，且x y >， ①中，可得2xy y >，所以2xy y <是错误的； ②中，由x y >，可得22x y >是正确的； ③中，根据实数的性质，可得1xy>是正确的； ④中，因为0x x y >->，所以11x x y<-是正确的， 故选C. 【点睛】本题主要考查了不等式的性质的应用，其中解答中熟记不等式的基本性质，合理推理是解答的关键，着重考查了推理与运算能力，属于基础题.8．A解析：A结合选项逐个分析，可选出答案. 【详解】结合x ，y ∈R ，且x >y >0，对选项逐个分析：对于选项A ，0x y ->，110y xx y xy--=<，故A 正确； 对于选项B ，取2πx =，3π2y =，则3cos cos cos 2cos 1002x y -=π-π=->，故B 不正确； 对于选项C ，110y xx y xy--=<，故C 错误； 对于选项D ，ln ln ln x y xy +=，当1xy <时，ln 0xy <，故D 不正确. 故选A. 【点睛】本题考查了不等式的性质，属于基础题.9．D解析：D 【分析】由绝对值三角不等式的性质得出sin 0x x <，由02x π<<，得出sin 0x <，借助正弦函数图象可得出答案． 【详解】因为sin sin x x x x +<+成立，所以sin 0x x <， 又(0,2)x π∈，所以sin 0x <，(,2)x ππ∈，故选D ． 【点睛】本题考查绝对值三角不等式的应用，再利用绝对值不等式时，需要注意等号成立的条件，属于基础题．10．D解析：D 【分析】对4个选项分别进行判断，即可得出结论． 【详解】 解：由于a ＞b ＞0，1ab>，A 错； 当0＜c ＜1时，c a ＜c b ；当c ＝1时，c a ＝c b ；当c ＞1时，c a ＞c b ，故c a ＞c b 不一定正确，B 错；a ＞b ＞0，c ＞0，故ac ﹣bc ＞0，C 错．lnln10ab>= ，D 对；【点睛】本题考查不等式的性质，考查学生分析解决问题的能力，属于中档题．11．A解析：A 【解析】 【分析】根据幂函数的单调性判断A ；令1a =，1b =-判断,B D ，根据指数函数的单调性判断C ．【详解】因为()3f x x =是增函数，所以由b a >可得33b a >，选项A 正确；当1a =，1b =-时，22a b >不成立，选项B 错误；因为1y ()3x =是减函数,由a b >可得11()()33a b<，选项C 错误，1a =，1b =-时，11a b<不成立，选项D 错误，故选A ． 【点睛】本题主要考查不等关系与不等式的性质，属于中档题．利用条件判断不等式是否成立主要从以下几个方面着手：（1）利用不等式的性质直接判断；（2）利用函数式的单调性判断；（3）利用特殊值判断.12．D解析：D 【解析】分析：对每一个选项逐一判断得解. 详解：对于选项A,11110,b a a b ab a b--=<∴<，所以选项A 错误. 对于选项B,因为0a b >>，对数函数2log y x =是增函数，所以22log log a b ＞，所以选项B 错误.对于选项C,2222()()0,a b a b a b a b -=+->∴>，所以选项C 错误.对于选项D, 因为0a b >>，指数函数1()2x y =是减函数，所以 1122a b⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以选项D 正确. 故答案为D.点睛：（1）本题主要考查不等式的性质和函数的性质，意在考查学生对这些知识的掌握水平.(2)比较实数的大小，一般利用作差法和作商法，本题利用的是作差法,注意函数的图像和性质的灵活运用.二、填空题13．【分析】构造函数得出函数表示为分段函数的形式并求出函数的最小值可得出实数的取值范围【详解】构造函数由题意得当时当且仅当时等号成立；当时此时函数单调递增则所以函数的最小值为因此故答案为【点睛】本题考查 解析：3m ≤【分析】构造函数()224f x x x =+-，得出()min m f x ≤，函数()y f x =表示为分段函数的形式，并求出函数()y f x =的最小值，可得出实数m 的取值范围． 【详解】构造函数()224f x x x =+-，由题意得()min m f x ≤.当2x ≤时，()()2224133f x x x x =-+=-+≥，当且仅当1x =时，等号成立； 当2x >时，()()222415f x x x x =+-=+-，此时，函数()y f x =单调递增，则()()24f x f >=.所以，函数()y f x =的最小值为()min 3f x =，因此，3m ≤，故答案为3m ≤． 【点睛】本题考查不等式恒成立问题，考查参变量分离与分类讨论思想，对于这类问题，一般转化为最值来求解，考查化归与转化思想，考查运算求解能力，属于中等题．14．【解析】试题分析：由题设知对于任意正实数xy 恒成立所以1+a+≥16由此能求出正实数a 的最小值【解答】解：∵不等式对任意正实数xy 恒成立∴对于任意正实数xy 恒成立∵∴1+a+≥16即又a ＞0从而故答解析：【解析】试题分析：由题设知()min 116a x y x y ⎛⎫++≥⎪⎝⎭对于任意正实数x ，y 恒成立，所以，由此能求出正实数a 的最小值．【解答】解：∵不等式116a x y x y+≥+对任意正实数x ，y 恒成立， ∴()min116a x y x y ⎛⎫++≥⎪⎝⎭ 对于任意正实数x ，y 恒成立 ∵()111a y ax x y a a x y x y ⎛⎫++=+++≥++ ⎪⎝⎭∴即)530≥ ，又a ＞0，min 3,9.a ≥=故答案为9点睛：：本题考查了“乘1法”与基本不等式的性质，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．解决二元的范围或者最值问题，常用的方法有：不等式的应用，二元化一元的应用，线性规划的应用，等.15．【解析】试题分析：由已知得即所以故答案为考点：不等式选讲 解析：【解析】试题分析：由已知得，2(2)4(1)0a a ∆=--++≥，即11a a ++≤，所以2111,10a a a a +≤++≤-≤≤，故答案为[1,0]-.考点：不等式选讲.16．【解析】因为所以与1的大小关系是故答案为 解析：1S >【解析】因为,,a b c R +∈，所以1a b c a b c S b c a c a b a b c a b c a b c=++>++=+++++++++，S 与1的大小关系是1S > ，故答案为1S >.17．【分析】结合绝对值三角不等式得即求即可【详解】由绝对值三角不等式得即恒成立当时去绝对值得解得故；当时此时无解综上所述故答案为：【点睛】关键点睛：本题考查由绝对值不等式恒成立求参数取值范围绝对值三角不 解析：0a ≥【分析】结合绝对值三角不等式得|1|||1x x a a ++-≥+，即求11a a +≥-+即可 【详解】由绝对值三角不等式得()()|1|||11x x a x x a a ++-≥+--=+，即11a a +≥-+恒成立，当1a ≥-时，去绝对值得11a a +≥-+，解得0a ≥，故0a ≥；当1a <-时，11a a --≥-+，此时无解，综上所述，0a ≥ 故答案为：0a ≥ 【点睛】关键点睛：本题考查由绝对值不等式恒成立求参数取值范围，绝对值三角不等式的使用，应掌握以下公式：a b a b a b +≥±≥-，使用绝对值三角不等式的目的在于，消去无关变量，如本题中的x .18．6【分析】首先利用基本不等式求函数的最小值解得的值再根据含绝对值三角不等式求函数的最小值【详解】当且仅当时即时取等号此时满足所以函数的最小值是6故答案为：6【点睛】方法点睛：本题考查基本不等式求最值解析：6【分析】首先利用基本不等式求函数的最小值，解得a 的值，再根据含绝对值三角不等式求函数()g x 的最小值.【详解】()11131f x a x a a x ⎛⎛⎫=-++≥= ⎪ -⎝⎭⎝， 当且仅当111x x -=-时，即2x =时取等号， 此时满足3155a a =⇒=，()()()51516g x x x x x =++-≥+--=，所以函数()g x 的最小值是6.故答案为：6【点睛】方法点睛：本题考查基本不等式求最值以及含绝对值不等式求最值，其中基本不等式求最值需注意一下几点：（1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方19．【分析】利用绝对值的性质解不等式后与已知比较可求得【详解】由得即所以解得所以故答案为：【点睛】本题考查解绝对值不等式掌握绝对值的性质是解题关键 解析：5-【分析】利用绝对值的性质x a a x a <⇔-<<解不等式后与已知比较可求得,a b ．【详解】由||x a b +<得b x a b -<+<，即a b x a b --<<-+，所以35a b a b --=⎧⎨-+=⎩，解得41a b =-⎧⎨=⎩，所以5a b -=-． 故答案为：5-．【点睛】本题考查解绝对值不等式，掌握绝对值的性质是解题关键．20．【分析】由题意得由绝对值三角不等式求出函数的最小值从而可求出实数的取值范围【详解】由题意得由绝对值三角不等式得因此实数的取值范围是故答案为【点睛】本题考查不等式恒成立问题同时也考查了利用绝对值三角不解析：(],3-∞-【分析】 由题意得()min 12m x x ≤+--，由绝对值三角不等式求出函数12y x x =+--的最小值，从而可求出实数m 的取值范围.【详解】 由题意得()min 12m x x ≤+--， 由绝对值三角不等式得()()12123x x x x +--≥-+--=-，3m ∴≤-， 因此，实数m 的取值范围是(],3-∞-，故答案为(],3-∞-.【点睛】本题考查不等式恒成立问题，同时也考查了利用绝对值三角不等式求最值，解题时要结合题中条件转化为函数的最值来求解，考查化归与转化数学思想，属于中等题.三、解答题21．15,22⎛⎫ ⎪⎝⎭【分析】按1,2x x --的零点分区间，分类讨论转化为解一元一次不等式即可.【详解】当1x ≤时，122x x -+-<，解得1>2x ，所以112x <≤； 当12x <<时，122x x -+-<，即10-<，所以12x <<； 当2x ≥时，1+22x x --< ，解得52x <，所以522x ≤<； 综上，原不等式的解集是15,22⎛⎫⎪⎝⎭. 【点睛】本题考查绝对值不等式的求解，分类讨论去绝对值是解题的关键，考查计算求解能力，属于中档题.22．（1）(,6)(2,)-∞--+∞；（2）(1,4)-.【分析】（1）将函数()y f x =的解析式表示为分段函数，然后分3x ≤-、31x -<<、1≥x 三段求解不等式()1f x <，综合可得出不等式()1f x <的解集；（2）求出函数()y f x =的最大值max ()f x ，由题意得出2max 3()m m f x -<，解此不等式即可得出实数m 的取值范围.【详解】7,3()12335,317,1x x f x x x x x x x +≤-⎧⎪=--+=---<<⎨⎪--≥⎩. （1）当3x ≤-时，由()71f x x =+<，解得6x <-，此时6x <-；当31x -<<时，由()351f x x =--<，解得2x >-，此时21x -<<；当1≥x 时，由()71f x x =--<，解得8x >-，此时1≥x .综上所述，不等式()1f x <的解集(,6)(2,)-∞--+∞.（2）当3x ≤-时，函数()7f x x =+单调递增，则()(3)4f x f ≤-=；当31x -<<时，函数()35f x x =--单调递减，则(1)()(3)f f x f <<-，即8()4f x -<<；当1≥x 时，函数()7f x x =--单调递减，则()(1)8f x f ≤-=-.综上所述，函数()y f x =的最大值为max ()(3)4f x f =-=，由题知，2max 3()4m m f x -<=，解得14-<<m .因此，实数m 的取值范围是(1,4)-.【点睛】本题主要考查含有两个绝对值的不等式的求解，以及和绝对值不等式有关的存在性问题的求解，意在考查学生分类讨论思想的应用，转化能力和运算求解能力，属于中等题. 23．答案见解析【分析】利用“作差法”，通过对a 分类讨论即可得出． 【详解】 21(1)11a a a a-+=--． ①当0a =时，201a a=-，∴111a a =+-． ②当1a <且0a ≠时，201a a>-，∴111a a >+-． ③当1a >时，201a a<-，∴111a a <+-． 综上所述，当0a =时，111a a =+-； 当1a <且0a ≠时，111a a >+-； 当1a >时，111a a<+-． 【点睛】本题考查“作差法”比较两个数的大小、分类讨论等基础知识与基本技能方法，属于中档题．24．（1）()2,4,3⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭；（2）55,2⎡+⎢⎣⎦⎣⎦【分析】 （1）分30x -<和30x -，把绝对值的不等式转化为关于x 的不等式组求解； （2）把2|5|5x x -转化为关于x 的不等式组求解．【详解】解：（1）由|21|3x x +>-，得30x -<①，或30213x x x-⎧⎨+>-⎩②，或30213x x x -⎧⎨+<-+⎩③． 解①得3x >，解得②得233x <，解③得4x <-． |21|3x x ∴+>-的解集为()2,4,3⎛⎫-∞-⋃+∞⎪⎝⎭； （2）由2|5|5x x -，得225555x x x x ⎧--⎨-⎩①②， 解①5352x +②得552x -或552x +． 取交集，得2|5|5x x -的解集为，55,2⎡+⎢⎣⎦⎣⎦【点睛】 本题考查绝对值不等式的解法，考查分类讨论的数学思想方法与数学转化思想方法，属于中档题．25．（1）24；（2）4433a -≤≤. 【分析】（1）利用零点分段法将()f x 表示为分段函数的形式，由此画出直线8y =与函数()y f x =的图象.根据等腰梯形面积公式求得所围图形的面积.（2）先求得()f x 的最小值，由此得到4211a a ≥++-，由零点分段法进行分类讨论，由此求得a 的取值范围.【详解】（1）因为()22,14,1322,3x x f x x x x -+≤-⎧⎪=-<≤⎨⎪->⎩，如图所示：直线8y =与函数()y f x =的图象所围图形是一个等腰梯形，令228x -+=，得3x =-；令228x -=，得5x =， 所以等腰梯形的面积()1484242S =⨯+⨯=． （2）要使()211f x a a ≥++-对一切实数x 成立，只须()min 211f x a a ≥++-，而()13134f x x x x x =++-≥+-+=，所以()min 4f x =，故4211a a ≥++-．①由122114a a a ⎧<-⎪⎨⎪---+≤⎩，得4132a -≤<-； ②由1122114a a a ⎧-≤≤⎪⎨⎪+-+≤⎩，得112a -≤≤； ③由12114a a a >⎧⎨++-≤⎩，得413a <≤， 故4433a -≤≤．【点睛】本小题主要考查含有绝对值的不等式的解法，考查不等式恒成立问题的求解，考查分类讨论的数学思想方法，属于中档题.26．（1）{5x x ≤-或}4x ≥；（2）见解析.【分析】（1）按照3x ≤-、32x -<<、2x ≥分类讨论，分别解不等式即可得解；（2）两边同时平方后作差可得()()22221110ab a b a b +-+=-->，即可得证.【详解】（1）当3x ≤-时，原不等式可转化为239x x ---≥解得5x ≤-；当32x -<<时，原不等式可转化为239x x -++≥，不等式不成立；当2x ≥时，原不等式可转化为239x x -++≥，解得4x ≥； 所以原不等式的解集为{5x x ≤-或}4x ≥；（2）证明：由题意()()2222111ab a b a b +-+=--， 因为1a <，1b <，所以210a -<，210b -<，所以()()22110a b -->，所以2210ab a b +-+>即221ab a b +>+， 所以1ab a b +>+.【点睛】本题考查了含绝对值不等式的求解与证明，考查了分类讨论思想和转化化归思想，属于中档题.。
(压轴题)高中数学高中数学选修4-5第一章《不等关系与基本不等式》测试(含答案解析)(1)
一、选择题1．若关于x 的不等式13x x m -++>的解集为R ，则实数m 的取值范围是 A ．(,4)(2,)-∞-⋃+∞ B ．(,4)(1,)-∞-+∞C ．(4,2)-D ．[4,1]-2．若0a b <<，则下列不等式中一定成立的是（ ） A ．11a b< B ．22a b >C ．ln()0b a ->D ．22ac bc <3．若实数a ＞b ，则下列结论成立的是（ ） A ．a 2＞b 2B ．11a b＜C ．ln 2a ＞ln 2bD ．ax 2＞bx 24．若0a <b <，则下列不等式中成立的是（ ） A ．|a |>b -B ．1a b< C ．a b -<-D ．11a b< 5．如果关于x 的不等式34x x a -+-<的解集不是空集，则参数a 的取值范围是（ ） A ．()1,+∞B ．[)1,+∞C ．(),1-∞D ．(],1-∞ 6．已知a b R ∈，，且a b >，则下列不等式中恒成立的是（ ） A ．22a b >B ．()lg a b 0->C ．a b 22--<D ．a 1b > 7．已知实数,a b ，且a b >，则以下不等式恒成立的是（ ） A ．33a b > B ．22a b >C ．1133a b⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D ．11a b< 8．若，则下列结论不正确的是A ．B ．C ．D ．9．若0a b <<，则下列各式一定．．成立的是（ ） A ．a c b c +>+B ．22a b <C ．ac bc >D ．11a b> 10．已知,a b ∈R ，且2a bP +=，222a b Q +=P ，Q 的关系是（ ） A ．P Q ≥B ．P Q >C ．P Q ≤D ．P Q <11．若a b >，则下列不等式成立的是（ ） A ．22a b >B ．11a b< C ．a b >D ．a b e e >12．给出以下四个命题：（ ）①若a>b ，则 11a b<； ②若ac 2>bc 2，则a>b ； ③若a>|b|，则a>b ；④若a>b ，则a 2>b 2.其中正确的是( ) A ．②④B ．②③C ．①②D ．①③二、填空题13．不等式2log 5x a -<对任意[]4,16x ∈恒成立，则实数a 的取值范围为____________. 14．若不等式21x a x a a -++≥-+对于任意实数x 恒成立，则满足条件的实数a 的取值范围______. 15．已知关于x 的不等式1+1ax ax ->在[2,5]有实数解，则实数a 的取值范围为________． 16．若关于x 的不等式215x a x x -+-≥-在R 上恒成立，则实数a 的取值范围为________． 17．已知函数，若关于的不等式的解集为，则实数的取值范围是_______．18．若不等式|3|4x b -<的解集中的整数有且仅有1，2，3，则b 的取值范围是_____ 19．若110a b>>有下列四个不等式①33a b <；②21log 3log 3a b ++>；b a b a -④3322a b ab +>.则下列组合中全部正确的为__________ 20．全集U =R ，且2{}0|6A x x x =-++≥，}0{|34B x x =-->，则()UA B =________．三、解答题21．设函数()2|1||2|f x x x =-+-. （1）求不等式()2f x >的解集；（2）若不等式()(1)f x a x +的解集非空，求实数a 的取值范围. 22．已知()|1||1|f x x x =-++，不等式()4f x <的解集为M . （1）求集合M ；（2）当,a b M ∈时，证明：2|||4|a b ab +<+. 23．已知正实数,x y 满足21x y += （1）解关于x 的不等式52()||2x y x y ++-≤； （2）证明：22114136x y ⎛⎫⎛⎫--≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 24．已知函数()36f x x =+，()3g x x =-．（Ⅰ）求不等式()()f x g x >的解集；（Ⅱ）若()3()f x g x a +≥对于任意x ∈R 恒成立，求实数a 的最大值． 25．选修4-5：不等式选讲 已知函数()2f x x =-.（1）解不等式：()()124f x f x +++<；（2）已知2a >,求证：()(),2x R f ax af x ∀∈+>恒成立. 26．已知()|1||21|f x x x =+--. （1）求不等式()0f x >的解集；（2）若x ∈R ，不等式()23f x x a ≤+-恒成立，求实数a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【解析】由于13x x m -++>表示数轴上的x 对应点到1和m -的距离之和，它的最小值等于1m +，由题意可得13m +>，解得2m >，或4m <-，故实数m 的取值范围是为()(),42,-∞-⋃+∞，故选A.2．B解析：B 【分析】取特殊值排除ACD 选项，由幂函数的单调性判断B 选项. 【详解】当2,1a b =-=-时，11112a b-=>=-；ln()ln10b a -==；则AC 错误； 当0c时，22ac bc =，则D 错误；因为函数2y x 在(,0)-∞上单调递减，0a b <<，所以22a b >故选：B 【点睛】本题主要考查了由所给条件判断不等式是否成立，属于中档题.3．C解析：C 【解析】特值法排除A,B,D,单调性判断C 【详解】 由题意，可知：对于A ：当a 、b 都是负数时，很明显a 2＜b 2，故选项A 不正确； 对于B ：当a 为正数，b 为负数时，则有11a b＞，故选项B 不正确； 对于C ：∵a ＞b ，∴2a ＞2b ＞0，∴ln 2a ＞ln 2b ，故选项C 正确； 对于D ：当x ＝0时，结果不成立，故选项D 不正确； 故选：C ． 【点评】本题主要考查不等式的性质应用，特殊值技巧的应用，指数函数、对数函数值大小的比较．本题属中档题．4．A解析：A 【解析】 【分析】对于A ，用不等式的性质可以论证，对于B ，C ，D ，列举反例，可以判断． 【详解】∵a ＜0，∴|a |＝﹣a ，∵a ＜b ＜0，∴﹣a ＞﹣b ＞0，∴|a |＞﹣b ，故结论A 成立； 取a ＝﹣2，b ＝﹣1，则 ∵21ab=＞，∴B 不正确；1==，∴∴C 不正确；112a =-，11b =-，∴11a b＞，∴D 不正确． 故选：A ． 【点睛】本题考查不等式的性质，解题的关键是利用不等式的性质，对于不正确结论，列举反例．5．A解析：A 【分析】先求|x-3|+|x-4|的最小值是1，即得解. 【详解】由题得|x-3|+|x-4|＜a 有解，由绝对值三角不等式得|x-3|+|x-4|≥|x -3-x+4|=1， 所以|x-3|+|x-4|的最小值为1， 所以1＜a,即a ＞1. 故选A本题主要考查绝对值三角不等式求最值，考查不等式的有解问题，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.6．C解析：C 【分析】主要利用排除法求出结果． 【详解】 对于选项A ：当0a b >>时，不成立；对于选项B ：当10a b >>>时，()lg 0a b -<，所以不成立； 对于选项D ：当0a b >>时，不成立； 故选C ． 【点睛】本题考查的知识要点：不等式的基本性质的应用，排除法的应用，主要考查学生的运算能力和转化能力，属于基础题型．7．A解析：A 【解析】 【分析】根据幂函数的单调性判断A ；令1a =，1b =-判断,B D ，根据指数函数的单调性判断C ．【详解】因为()3f x x =是增函数，所以由b a >可得33b a >，选项A 正确；当1a =，1b =-时，22a b >不成立，选项B 错误；因为1y ()3x =是减函数,由a b >可得11()()33a b<，选项C 错误，1a =，1b =-时，11a b<不成立，选项D 错误，故选A ． 【点睛】本题主要考查不等关系与不等式的性质，属于中档题．利用条件判断不等式是否成立主要从以下几个方面着手：（1）利用不等式的性质直接判断；（2）利用函数式的单调性判断；（3）利用特殊值判断.8．D解析：D 【分析】 不妨令 ，代入各个选项进行验证，找出符合条件的选项．【详解】由题，不妨令，可得a 2＜b 2，故A 正确； ，故B 正确；，故C 正确．故D 不正确．故选D ． 【点睛】本题主要考查不等式与不等关系，利用特殊值代入法，排除不符合条件的选项，是一种简单有效的方法，属于基础题9．D解析：D 【分析】运用不等式的可加性，可判断A ；由反比例函数的单调性，可判断D ；由0c ，可判断C ；由二次函数的单调性可判断B ． 【详解】对于A ，若0a b <<，则a c b c ++＜，故A 项错误； 对于D ，函数1y x ＝在0-∞（，）上单调递减，若0a b <<，则11a b>，故D 项正确； 对于C ，当0c时，ac bc =，即不等式ac bc >不成立，故C 项错误；对于B ，函数2y x 在0-∞（，）上单调递减，若0a b <<，则22a b ＞，故B 项错误， 故选D ． 【点睛】本题考查不等式的性质和运用，考查函数的单调性和反例法，考查推理、判断能力，属于基础题．10．C解析：C 【解析】分析：因为P 2﹣Q 2=﹣2()4a b -≤0，所以P 2≤Q 2，则P≤Q ， 详解：因为a ，b ∈R ，且P=2a b +，222a b +，所以P 2=2224a b ab ++，Q 2=222a b +，则P 2﹣Q 2=2224a b ab ++﹣222a b +=2224ab a b --=﹣2()4a b -≤0， 当且仅当a=b 时取等成立，所以P 2﹣Q 2≤0，即P 2≤Q 2，所以P≤Q ， 故选：C ．点睛：比较大小的常用方法 （1）作差法：一般步骤：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：①作商；②变形；③判断商与1的大小；④结论.（3）函数的单调性法：将要比较的两个数作为一个函数的两个函数值，根据函数的单调性得出大小关系. （4）借助第三量比较法11．D解析：D 【解析】分析：根据不等式的性质，通过举例，可判定A 、B 、C 不正确，根据指数函数的性质，即可得到D 是正确的.详解：当1,2a b ==-时，满足a b >，此时2211,,a b a b a b<，所以A 、B 、C 不正确；因为函数x y e =是单调递增函数，又由a b >，所以a b e e >，故选D.点睛：本题主要考查了不等式的性质的应用和指数函数的单调性的应用，其中熟记不等式的基本性质和指数函数的单调性是解答本题的关键，着重考查了分析问题和解答问题的能力.12．B解析：B 【解析】分析：根据不等式的性质分别进行判断，注意结合特值法求解. 详解：①若110,a b a b>>>成立，①错误； ②22ac bc >，则a b >，②正确； ③若a b >成立，则a b >成立，③正确；④若0,1a b ==-，a b >成立，则 22a b >不成立，④错误， 正确的命题为②③，故选B.点睛：本题考查不等式的性质的应用，要求熟练掌握不等式性质成立的条件，同时注意运用特值法判断，属于简单题.二、填空题13．【分析】先去绝对值转化为再转化为求的最大值与最小值得到答案【详解】由得又由则则的最大值为的最小值为则故答案为：【点睛】本题考查了绝对值不等式的解法对数函数的值域的求法还考查了将恒成立问题转化为求最值 解析：()1,7-【分析】先去绝对值，转化为22log 5log 5x a x -<<+，再转化为求2log ,[4,16]y x x =∈的最大值与最小值，得到答案. 【详解】由2log 5x a -<，得22log 5log 5x a x -<<+，又由2log ,[4,16]y x x =∈， 则[2,4]y ∈，则25log x -的最大值为1-，2log 5x +的最小值为7，则17a -<<. 故答案为：()1,7- 【点睛】本题考查了绝对值不等式的解法，对数函数的值域的求法，还考查了将恒成立问题转化为求最值问题，转化与化归思想，属于中档题.14．【分析】首先若满足不等式恒成立即根据不等式利用含绝对值三角不等式求最小值最后解不等式求的取值范围【详解】当时等号成立若满足不等式对于任意实数x 恒成立即即或解得：或故答案为：【点睛】本题考查了不等式恒解析：(]2,2,5⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭. 【分析】首先若满足不等式恒成立，即()min12a x a x a -+≤-++，根据不等式222a ax a x a x a x x -++=-++++，利用含绝对值三角不等式求最小值，最后解不等式求a 的取值范围. 【详解】()32222222a a a a a x a x a x a x x x a x x a x ⎛⎫-++=-++++≥--+++=++ ⎪⎝⎭ 32a≥ ， 当2ax =-时，等号成立， ()min 322a x a x a ∴-++=， 若满足不等式21x a x a a -++≥-+对于任意实数x 恒成立，即312a a -+≤ ，即312a a ≥-或312a a ≤- ， 解得：25a ≥或2a ≤-. 故答案为：(]2,2,5⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭【点睛】本题考查了不等式恒成立求参数的取值范围，意在考查绝对值的意义和绝对值三角不等式求最值，属于中档题型，含有两个绝对值的式子求最值时，参考公式a b a b a b -≤±≤+.15．【分析】根据题意分析可得原问题转化为在上能够成立设求出的最小值分析可得答案【详解】解：根据题意不等式在有实数解即在上能够成立又由则在上能够成立设则在区间上为减函数其最小值为若在上能够成立则；故的取值 解析：3(,)2a ∈+∞【分析】根据题意，分析可得原问题转化为11x a x +>-在[2，5]上能够成立，设1()1x f x x +=-，求出()f x 的最小值，分析可得答案．【详解】解：根据题意，不等式11ax a x ->+在[2，5]有实数解，即111x a x -⨯>+在[2，5]上能够成立，又由[2x ∈，5]，则11x a x +>-在[2，5]上能够成立， 设1()1x f x x +=-，则2()11f x x =+-，在区间[2，5]上为减函数，其最小值为()352f =，若11x a x +>-在[2，5]上能够成立，则32a >； 故a 的取值范围是3|2a a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭； 故答案为：3,2a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭． 【点睛】本题考查分式不等式的解法，关键是将分式不等式转化为整式不等式进行分析．16．【解析】原不等式转化为恒成立设的图像应在的上方右下图可得 解析：6a ≥【解析】原不等式转化为25-1x a x x -≥-- 恒成立，设()2,()51f x x a g x x x =-=---=62,1()4,1x x f x x -≥⎧⇒⎨<⎩的图像应在()g x 的上方，右下图可得(1)(1)6f g a ≥⇒≥ .17．【解析】试题分析：由题意得对任意总成立即对任意总成立而当且仅当时取=则实数的取值范围是考点：基本不等式求最值 解析：()2,π-+∞【解析】试题分析：由题意得()=()f x x a x π-<对任意0x <总成立，即a x xπ>+对任意0x <总成立，而2x xππ+≤-，当且仅当x π=-时取“=”，则实数的取值范围是()2,π-+∞考点：基本不等式求最值18．【详解】由得由整数有且仅有123知解得 解析：(5,7)【详解】 由|3|4x b -<得4433b b x -+<< 由整数有且仅有1，2，3知40134343b b -⎧≤<⎪⎪⎨+⎪<≤⎪⎩，解得57b <<19．①③【分析】由条件可知利用作差或是不等式的性质或是代特殊值判断不等式是否正确【详解】则正确故①正确；但不确定和的大小关系所以的正负不确定故②不正确；即故③正确；当时当时故④不正确；故答案为：①③【点解析：①③ 【分析】由条件可知0b a >>，利用作差，或是不等式的性质，或是代特殊值，判断不等式是否正确. 【详解】1100a b a b>>⇒<<，则33a b <正确，故①正确；()()()()()()33213333log 1log 211log 3log 3log 2log 1log 2log 1a b b a a b a b +++-+-=-=++++，()()33log 20,log 10a b +>+>，但不确定1b +和2a +的大小关系，所以()()33log 1log 2b a +-+的正负不确定，故②不正确；0ba >>，0>，(()22b a b a-=+---，20a=-=<<③正确；当1,2a b ==时，33220a b ab +-> 当2,3a b ==时，33220a b ab +-<，故④不正确；故答案为：①③ 【点睛】方法点睛：1.利用不等式的性质判断，把要判断的结论和不等式的性质联系起来考虑，先找到与结论相近的性质，再判断.2.作差（或作商）比较法，先作差（商），变形整理，判断符号（或与1比较），最后判断大小；3.特殊值验证的方法，运用赋值法排除选项.20．【分析】解不等式得集合根据交集和补集的定义写出【详解】解：全集或或即故答案为：【点睛】本题考查了集合的化简与运算问题是基础题 解析：(,2)[1,)-∞--+∞【分析】解不等式得集合A 、B ，根据交集和补集的定义写出()UA B ．【详解】解：全集U =R ，22{|60}{|60}{|23}A x x x x x x x x =-++=--=-，{}||3|40{||3|4}{|7B x x x x x x =-->=->=>或1}x <-，{|21}AB x x =-<-，(){|2U A B x x =-∴<或1}x -,即(,2)[1,)()=UA B -∞--+∞.故答案为：(,2)[1,)-∞--+∞． 【点睛】本题考查了集合的化简与运算问题，是基础题．三、解答题21．（1）2,(2,)3⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭（2）1(,3),2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭【分析】（1）直接分类去绝对值，即可求出()2f x >的解集；（2）去绝对值，得出()43,1,,12,34,2,x x f x x x x x -<⎧⎪=≤≤⎨⎪->⎩，画出图象，由于直线(1)y a x =+过定点(1,0)-，结合图象即可得出不等式()(1)f x a x +的解集非空时，a 的取值范围..【详解】解：（1）原不等式等价于1,432x x <⎧⎨->⎩或12,2x x ≤≤⎧⎨>⎩或2,342,x x >⎧⎨->⎩解得不等式()2f x >的解集为2,(2,)3⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭.（2）()43,1,,12,34,2,x x f x x x x x -<⎧⎪=≤≤⎨⎪->⎩画出图象，如图所示，其中(1,1)A ，(2,2)B ，直线(1)y a x =+过定点(1,0)-，且绕点(1,0)-旋转时， 由图可得若不等式1()2f x a x ⎛⎫+⎪⎝⎭的解集非空，则3a <-或AC a k ≥， 故实数a 的取值范围为1(,3),2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭. 【点睛】本题考查带有绝对值的函数，绝对值不等式的解法，考查数形结合思想和计算能力. 22．（1）(2,2)M =-；（2）证明见解析. 【分析】（1）分类讨论去绝对值，将函数化为分段函数，再利用()4f x <，即可求解； （2）利用作差法，证明224()(4)0a b ab +-+<，即可证明结论. 【详解】（1）21()1121121xx f x x x x x x -<-⎧⎪=-++=-≤≤⎨⎪>⎩， 所以()4f x <等价于124x x <-⎧⎨-<⎩或1124x -≤≤⎧⎨<⎩或124x x >⎧⎨<⎩， 21x -<<-或11x -≤≤或12x <<，22,(2,2)x M ∴-<<=-；（2）当,a b M ∈时，即22,22a b -<<-<<，2222224()(4)4416a b ab a b a b +-+=+-- 22(4)(4)0a b =--<，224()(4),2|||4|a b ab a b ab ∴+<+∴+<+.【点睛】本题考查绝对值不等式求解、不等式的证明，分类讨论去绝对值是解题的关键，利用作差法证明不等式，属于中档题. 23．（1）11102x ≤<；（2）证明见解析. 【分析】（1）用x 表示y 并求得x 的取值范围，结合绝对值不等式的解法求得原不等式的解集. （2）化简221141x y ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭后利用基本不等式证得不等式成立. 【详解】 （1）21x y +=，且0,0x y >>，故112,02y x x =-<<. 11005222()5122(1)3131222x x x y x y x x x x ⎧⎧<<<<⎪⎪⎪⎪∴++-≤⇔⇔⎨⎨⎪⎪-+-≤-≤+⎪⎪⎩⎩10211231222x x x x ⎧<<⎪⎪⇔⎨⎪--≤-≤+⎪⎩，解得11102x ≤<.（2）21,x y +=且 0,0x y >>，2222221114141x y x y x y ⎛⎫--⎛⎫∴--=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2222(12)(12)(1)(1)(12)(1)2x x y y x y y xx y x y +-+-++⋅=⋅=⋅ 1222x y xyxy+++=⨯248844436(2)22xy x y x y =+=+≥+=+⎛⎫⎪⎝⎭. 当且仅当122x y ==时等号成立. 【点睛】解绝对值不等式，可利用公式法，如a b b a b ≤⇔-≤≤.证明不等式，可利用基本不等式22a b ab +⎛⎫≤ ⎪⎝⎭.24．（Ⅰ）93,,24⎛⎫⎛⎫-∞-⋃-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（Ⅱ）15. 【分析】（1）两边平方，再利用一元二次不等式的解法即可求出不等式的解集；（2）转化为min (3633)x x a ++-≥对于任意x ∈R 恒成立，利用绝对值三角不等式求出min (3633)15x x ++-=，进而可得答案． 【详解】（Ⅰ）由()()f x g x >，得363x x +>-，平方得()()22363x x +>-，得2842270x x ++>，即()()29430x x ++>，解得92x <-或34x >-. 故不等式()()f x g x >的解集是93,,24⎛⎫⎛⎫-∞-⋃-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. （Ⅱ）若()()3f x g x a +≥恒成立，即3639x x a ++-≥恒成立. 只需min (3633)x x a ++-≥即可.而()3639363915x x x x ++-≥+--=，所以15a ≤ 故实数a 的最大值为15. 【点睛】不等式恒成立问题常见方法：① 分离参数()a f x ≥恒成立(()max a f x ≥即可)或()a f x ≤恒成立（()min a f x ≤即可）；② 数形结合(()y f x = 图象在y g x 上方即可)；③ ()min 0f x ≥或()max 0f x ≤恒成立 25．（1）3522⎛⎫- ⎪⎝⎭，（2）详见解析 【解析】试题分析：（1）利用绝对值定义，将不等式等价转化为三个不等式组，它们的并集为所求解（2）证明不等式恒成立问题，实质是求对应函数()()22y f ax af x ax a x =+=-+-最值问题，利用绝对值三角不等式易得函数最小值：y 2222ax a ax a ≥-+-=-，再根据2a >，易得()()2f ax af x +> 试题（1）解：(1)(2)4f x f x +++<，即14x x -+<， ①当0x ≤时，不等式为14x x --<，即32x >-， 302x ∴-<≤是不等式的解； ②当01x <≤时，不等式为14x x -+<，即14<恒成立，01x ∴<≤是不等式的解；③当1x >时，不等式为14x x -+<，即52x <， 512x ∴<<是不等式的解． 综上所述，不等式的解集为3522⎛⎫- ⎪⎝⎭，． （2）证明：2a >，()()22f ax af x ax a x ∴+=-+-22ax ax a =-+-22ax a ax =-+-≥22222ax a ax a -+-=->，()()2x R f ax af x ，∴∀∈+>恒成立．考点：绝对值定义，绝对值三角不等式【名师点睛】含绝对值不等式的解法有两个基本方法，一是运用零点分区间讨论，二是利用绝对值的几何意义求解．法一是运用分类讨论思想，法二是运用数形结合思想，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、数形结合与转化化归思想方法的灵活应用，这是命题的新动向． 26．（1）(0,2)；（2）[2,)+∞ 【分析】(1)把()|1||21|f x x x =+--分段表示，后解不等式（2）不等式()23f x x a ≤+-恒成立等价于()23f x x a -≤-恒成立，则max 23[()]a f x x -≥-，2,11()()2,12122,2x g x f x x x x x x ⎧⎪-<-⎪⎪=-=-≤≤⎨⎪⎪->⎪⎩，求其最大值即可.【详解】解：(1)2,11()1213,1212,2x x f x x x x x x x ⎧⎪-<-⎪⎪=+--=-≤≤⎨⎪⎪->⎪⎩当1x <-时，由20x ->得2x >，即解集为∅，当112x ≤≤-时，由30x >得0x >，解集为1(0]2，，当12x >时，由20x ->得2x <，解集为1,22⎛⎫⎪⎝⎭，综上所述，()0f x >的解集为(0,2)(2)不等式()23f x x a ≤+-恒成立等价于()23f x x a -≤-恒成立，则max 23[()]a f x x -≥-，令2,11()()2,12122,2x g x f x x x x x x ⎧⎪-<-⎪⎪=-=-≤≤⎨⎪⎪->⎪⎩，则max 1()12g x g ⎛⎫== ⎪⎝⎭，即2312a a -≥⇒≥ 所以实数a 的取值范围是[2,)+∞【点睛】考查含两个绝对值号的不等式解法以及不等式恒成立求参数的范围，中档题.。
最新人教版高中数学选修45测试题全套及答案
最新人教版高中数学选修4-5测试题全套及答案第一讲 不等式和绝对值不等式一、选择题(本大题共12小题，每题5分，共60分．在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的)1．设集合A ＝{x |y ＝log 2(4－2x －x 2)}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ 3x ＋1≥1，那么A ∩B 等于( )A ．{x |－1<x <5－1}B ．{x |－3<x ≤2}C ．{x |－1<x <1}D ．{x |－1－5<x <－3或5－1<x ≤2}解析： 不等式4－2x －x 2>0可转化为x 2＋2x －4<0，解得－1－5<x <－1＋5，∵A ＝{x |－1－5<x <－1＋5}；不等式3x ＋1≥1可转化为x －2x ＋1≤0，解得－1<x ≤2，∴B ＝{x |－1<x ≤2}，∴A ∩B ＝{x |－1<x <5－1}．答案： A2．不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x ＋1x －1<1的解集为( )A．{x|0<x<1}∪{x|x>1} B．{x|0<x<1} C．{x|－1<x<0} D．{x|x<0}解析： 方式一：特值法：显然x ＝－1是不等式的解，应选D.方式二：不等式等价于|x ＋1|<|x －1|，即(x ＋1)2<(x －1)2，解得x <0，应选D.答案： D3．设a ，b 是正实数，以下不等式 ①ab >2ab a ＋b ，②a >|a －b |－b ，③a 2＋b 2>4ab －3b 2，④ab ＋2ab >2恒成立的序号为( )A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 解析：2ab a ＋b ≤2ab 2ab ＝ab ，即ab ≥2ab a ＋b ，故①不正确，排除A 、B ；∵ab ＋2ab ≥22>2，即④正确． 答案： D4．已知a >0，b >0，那么1a ＋1b ＋2ab 的最小值是( )A ．2B ．22C ．4D ．5 解析： ∵a >b ，b >0，∴1a ＋1b ≥2ab，当且仅当a ＝b 时取等号，∴1a ＋1b ＋2ab ≥2ab ＋2ab ≥22ab ·2ab ＝4.当且仅当a ＝b ＝1且2ab ＝2ab 时成立，能取等号，故1a ＋1b＋2ab 的最小值为4，应选C. 答案： C5．设|a |＜1，|b |＜1，那么|a ＋b |＋|a －b |与2的大小关系是( )A ．|a ＋b |＋|a －b |＞2B ．|a ＋b |＋|a －b |＜2C ．|a ＋b |＋|a －b |＝2D ．不可能比较大小解析： 当(a ＋b )(a －b )≥0时，|a ＋b |＋|a －b |＝|(a ＋b )＋(a －b )|＝2|a |＜2，当(a ＋b )(a －b )＜0时，|a ＋b |＋|a －b |＝|(a ＋b )－(a －b )|＝2|b |＜2.答案： B6．设x ，y ∈R ，a >1，b >1.假设a x ＝b y ＝3，a ＋b ＝23，那么1x ＋1y 的最大值为() A ．2 B.32C ．1 D.12解析： ∵a x ＝b y ＝3，∴x ＝log a 3，y ＝log b 3，∴1x ＋1y ＝1log a 3＋1log b 3＝log 3a ＋log 3b＝log 3ab ≤log 3(a ＋b )24＝log 33＝1，应选C. 答案： C7．0<a <1，以下不等式必然成立的是( )A ．|log 1＋a (1－a )|＋|log (1－a )(1＋a )|>2B ．|log 1＋a (1－a )|<|log (1－a )(1＋a )|C ．|log (1＋a )(1－a )＋log (1－a )(1＋a )|<|log (1＋a )(1－a )|＋|log (1－a )(1＋a )|D ．|log (1＋a )(1－a )－log (1－a )(1＋a )|>|log (1＋a )(1－a )|－|log (1－a )(1＋a )|解析： 令a ＝12，代入可排除B 、C 、D. 答案： A8．假设实数a ，b 知足a ＋b ＝2，那么3a ＋3b 的最小值是( )A ．18B ．6C ．2 3 D.43解析： 3a ＋3b ≥23a ·3b ＝23a ＋b ＝232＝6. 答案： B9．已知|a |≠|b |，m ＝|a |－|b ||a －b |，n ＝|a |＋|b ||a ＋b |，那么m ，n 之间的大小关系是( ) A ．m ＞nB ．m ＜nC ．m ＝nD ．m ≤n解析： ∵|a |－|b |≤|a ±b |≤|a |＋|b |，∴m ＝|a |－|b ||a －b |≤|a |－|b ||a |－|b |＝1， n ＝|a |＋|b ||a ＋b |≥|a |＋|b ||a |＋|b |＝1，∴m ≤1≤n . 答案： D10．某工厂年产值第二年比第一年增加的百分率为p 1，第三年比第二年增加的百分率为p 2，第四年比第三年增加的百分率为p 3，那么年平均增加率p 的最大值为( )A.3p 1p 2p 3B.p 1＋p 2＋p 33C.p 1p 2p 33 D ．2(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)3 解析： ∵(1＋p )3＝(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)，∴1＋p ＝3(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)≤1＋p 1＋1＋p 2＋1＋p 33，∴p ≤p 1＋p 2＋p 33.答案： B11．假设a ，b ，c >0，且a 2＋2ab ＋2ac ＋4bc ＝12，那么a ＋b ＋c 的最小值是() A ．2 3 B ．3C ．2 D.3 解析： a 2＋2ab ＋2ac ＋4bc＝a (a ＋2c )＋2b (a ＋2c )＝(a ＋2c )(a ＋2b )≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a ＋2c )＋(a ＋2b )22，∴(a ＋b ＋c )2≥12，又a ，b ，c >0，∴a ＋b ＋c ≥2 3.答案： A12．当0<x <π2时，函数f (x )＝1＋cos 2x ＋8sin 2 xsin 2x 的最小值为( )A ．2B ．23C ．4D ．43 解析： 方式一：f (x )＝2cos 2 x ＋8 sin 2 x 2sin x cos x ＝1＋4tan 2 xtan x＝4tan x＋1tan x≥4.时取等号．那个地址tan x>0，且tan x＝12方式二：f (x )＝1＋cos 2x ＋8sin 2 x sin 2x ＝5－3cos 2x sin 2x(0<2x <π)． 令μ＝5－3cos 2x sin 2x，有μsin 2x ＋3cos 2x ＝5. μ2＋9sin(2x ＋φ)＝5,∴sin(2x ＋φ)＝5μ2＋9.∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪5μ2＋9≤1，得μ2≥16. ∴μ≥4或μ≤－4.又μ>0.答案： C二、填空题(本大题共4小题，每题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上)13．已知－π2≤α＜β≤π2，那么α－β2的取值范围是________． 解析： 利用不等式的性质进行求解．由－π2≤α＜β≤π2可得． 答案： －π2≤α－β2＜0. 14．设集合S ＝{x ||x －2|>3}，T ＝{x |a <x <a ＋8}，S ∪T ＝R ，那么a 的取值范围是____________． 解析: ∵|x －2|>3，∴x －2>3或x －2<－3，∴x >5或x <－1，即S ＝{x |x >5或x <－1}．又∵T ＝{x |a <x <a ＋8}，S ∪T ＝R ，∴画数轴可知a 需知足⎩⎪⎨⎪⎧a <－1a ＋8>5， ∴－3<a <－1.答案： －3<a <－115．设x >－1，求函数y ＝(x ＋5)(x ＋2)x ＋1的最小值为________． 解析： ∵x >－1，∴x ＋1>0，y ＝(x ＋5)(x ＋2)x ＋1＝[(x ＋1)＋4][(x ＋1)＋1]x ＋1＝(x ＋1)＋5＋4x ＋1≥2·(x ＋1)·4x ＋1＋5＝9. 当且仅当x ＋1＝4x ＋1，即x ＝1时，等号成立． ∴y 的最小值是9.答案： 916．某商品进货价每件50元，据市场调查，当销售价钱(每件x 元)在50<x ≤80时，天天售出的件数P ＝105(x －40)2，假假想天天取得的利润最多，销售价钱每件应定为____________元． 解析： 设销售价钱定为每件x 元(50<x ≤80)，天天取得利润y 元，那么：y ＝(x －50)·P ＝105(x －50)(x －40)2， 设x －50＝t ，那么0<t ≤30，∴y ＝105t (t ＋10)2＝105t t 2＋20t ＋100 ＝105t ＋100t ＋20≤10520＋20＝2 500. 当且仅当t ＝10，即x ＝60时，y max ＝2 500.答案： 60三、解答题(本大题共6小题，共74分．解答时应写出必要的文字说明、证明进程或演算步骤)17．(12分)已知30＜x＜42,16＜y＜24，求x＋y，x－2y，xy的取值范围．解析：∵30＜x＜42,16＜y＜24，∴46＜x ＋y ＜66.∵16＜y ＜24，∴－48＜－2y ＜－32，∴－18＜x －2y ＜10.∵30＜x ＜42，∴124＜1y ＜116. ∴54＜x y ＜218. 18．(12分)已知a ，b ，x ，y ∈R ＋，x ，y 为变量，a ，b 为常数，且a ＋b ＝10，a x ＋b y ＝1，x ＋y 的最小值为18，求a ，b .解析： ∵x ＋y ＝(x ＋y )⎝⎛⎭⎫a x ＋b y＝a ＋b ＋bx y ＋ay x≥a ＋b ＋2ab ＝(a ＋b )2，当且仅当bx y ＝ay x时取等号． 又(x ＋y )min ＝(a ＋b )2＝18，即a ＋b ＋2ab ＝18① 又a ＋b ＝10 ②由①②可得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2b ＝8或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝8b ＝2. 19．(12分)解不等式|x ＋1|＋|x |<2.解析： 方式一：利用分类讨论的思想方式．当x≤－1时，－x－1－x<2，解得－32<x≤－1；当－1<x<0时，x＋1－x<2，解得－1<x<0；当x ≥0时，x ＋1＋x <2，解得0≤x <12. 因此，原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12. 方式二：利用方程和函数的思想方式．令f (x )＝|x ＋1|＋|x |－2＝⎩⎪⎨⎪⎧ 2x －1(x ≥0)，－1(－1≤x <0)，－2x －3(x <－1).作函数f (x )的图象(如图)，知当f (x )<0时，－32<x <12. 故原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12. 方式三：利用数形结合的思想方式．由绝对值的几何意义知，|x ＋1|表示数轴上点P (x )到点A (－1)的距离，|x |表示数轴上点P (x )到点O (0)的距离．由条件知，这两个距离之和小于2.作数轴(如图)，知原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12.方式四：利用等价转化的思想方式．原不等式⇔0≤|x＋1|＜2－|x|，∴(x ＋1)2＜(2－|x |)2，且|x |＜2，即0≤4|x |＜3－2x ，且|x |＜2.∴16x 2＜(3－2x )2，且－2＜x ＜2.解得－32＜x ＜12.故原不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪－32＜x ＜12. 20．(12分)求函数y ＝3x ＋4x 2(x >0)的最值． 解析： 由已知x >0，∴y ＝3x ＋4x 2＝3x 2＋3x 2＋4x 2 ≥333x 2·3x 2·4x2＝339， 当且仅当3x 2＝3x 2＝4x 2，即x ＝2393时，取等号． ∴当x ＝2393时，函数y ＝3x ＋4x2的最小值为339. 21．(12分)在某交通拥堵地段，交通部门规定，在此地段内的车距d (m)正比于车速v (km/h)的平方与车身长s (m)的积，且最小车距不得少于半个车身长，假定车身长均为s (m)，且车速为50 km/h 时车距恰为车身长s ，问交通忙碌时，应规定如何的车速，才能使此地段的车流量Q 最大？解析： 由题意，知车身长s 为常量，车距d 为变量．且d ＝k v 2s ，把v ＝50，d ＝s 代入，得k ＝12 500，把d ＝12s 代入 d ＝12 500v 2s ，得v ＝25 2.因此d ＝⎩⎨⎧12s (0<v ≤252)，12 500v 2s (v >252).那么车流量 Q ＝1 000v d ＋s ＝⎩⎪⎨⎪⎧ 1 000v 32s (0<v ≤252)，1 000v s (1＋v 22 500)(v >252).当0<v ≤252时，Q 为v 的增函数，因此当v ＝252时，Q 1＝1 000v 32s ＝50 00023s . 当v >252时，Q 2＝1 000v s ⎝⎛⎭⎫1＋v 22 500＝ 1 000s ⎝⎛⎭⎫1v ＋v 2 500 ≤ 1 000s ·21v ·v 2 500＝25 000s . 当且仅当1v ＝v 2 500，即v ＝50时，等号成立．即当v ＝50时，Q 取得最大值Q 2＝25 000s .因为Q 2>Q 1，因此车速规定为50km/h 时，该地段的车流量Q 最大．22．(14分)已知函数f (x )＝ax 2－4(a 为非零实数)，设函数F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧f (x ) (x >0)－f (x ) (x <0). (1)假设f (－2)＝0，求F (x )的表达式；(2)在(1)的条件下，解不等式1≤|F (x )|≤2；(3)设mn <0，m ＋n >0，试判定F (m )＋F (n )可否大于0?解析： (1)∵f (－2)＝0，∴4a ＋4＝0，得a ＝－1，∴f (x )＝－x 2＋4，F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋4 (x >0)x 2－4 (x <0). (2)∵|F (－x )|＝|F (x )|，∴|F (x )|是偶函数，故能够先求x >0的情形．当x >0时，由|F (2)|＝0，故当0<x≤2时，解不等式1≤－x2＋4≤2，得2≤x≤3；x>2时，解不等式1≤x2－4≤2，得5≤x≤6；综合上述可知原不等式的解集为{x |2≤x ≤3或5≤x ≤6或－3≤x ≤－2或－6≤x ≤－5}．(3)∵f (x )＝ax 2＋4，∴F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ax 2＋4 (x >0)－ax 2－4 (x <0)， ∵mn <0，不妨设m >0，那么n <0.又m ＋n >0，∴m >－n >0，∴m 2>n 2，∴F (m )＋F (n )＝am 2＋4－an 2－4＝a (m 2－n 2)，因此：当a >0时，F (m )＋F (n )能大于0，当a <0时，F (m )＋F (n )不能大于0.第二讲 证明不等式的大体方式一、选择题(本大题共12小题，每题5分，共60分．在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的)1．已知a c 2>b c 2，那么以下不等式必然成立的是( ) A ．a 2>b 2B ．lg a >lg b C.1b >1c D.⎝⎛⎭⎫13b >⎝⎛⎭⎫13a解析： 从已知不等式入手：a c 2>b c 2⇔a >b (c ≠0)，其中a ，b 可异号或其中一个为0，由此否定A 、B 、C ，应选D.答案： D2．假设1a <1b <0，那么以下结论不正确的选项是( )A ．a 2<b 2B ．ab <b 2C.b a ＋a b >2 D ．|a |＋|b |>|a ＋b |解析： 因为1a <1b <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ 1a －1b <0a <0且b <0⇔⎩⎨⎧ b －a ab <0a <0，b <0⇔b <a <0.由此判定A、B、C正确，应选D.答案：D3．用反证法证明命题“设a，b为实数，那么方程x3＋ax＋b＝0至少有一个实根”时，要做的假设是()A．方程x3＋ax＋b＝0没有实根B．方程x3＋ax＋b＝0最多有一个实根C．方程x3＋ax＋b＝0最多有两个实根D．方程x3＋ax＋b＝0恰好有两个实根解析：反证法证明问题时，反设实际是命题的否定，∴用反证法证明命题“设a，b为实数，那么方程x2＋ax＋b＝0至少有一个实根”时，要做的假设是：方程x2＋ax＋b＝0没有实根．故应选A.答案：A4．用反证法证明命题：“三角形的内角中至少有一个不大于60°”时，反设正确的选项是()A．假设三内角都不大于60°B．假设三内角都大于60°C．假设三内角最多有一个大于60°D．假设三内角最多有两个大于60°解析：至少有一个不大于60度是指三个内角有一个或两个或三个小于或等于60°.因此，反设应该是它的对立情形，即假设三内角都大于60度．答案：B5．设x>0，y>0，x＋y＝1，x＋y的最大值是()A．1 B.2C.22 D.32解析：∵x>0，y>0，∴1＝x＋y≥2xy，∴12≥xy，∴x ＋y ≤2(x ＋y )＝2(当且仅当x ＝y ＝12时取“＝”)． 答案： B 6．用分析法证明：欲使①A >B ，只需②C <D ，那个地址①是②的( )A ．充分条件B ．必要条件C ．充要条件D ．既不充分也没必要要条件解析： 分析法证明的本质是证明结论的充分条件成立，即②⇒①，因此①是②的必要条件． 答案： B7．已知0<a <b ，且a ＋b ＝1，那么以下不等式中，正确的选项是( )A ．log 2a >0B ．2a －b <12C ．log 2a ＋log 2b <－2D ．2a b ＋b a <12 解析： 方式一：特值法令a ＝13，b ＝23代入可得． 方式二：因为0<a <b 且a ＋b ＝1，因此0<a <1，因此log 2a <0.－1<a －b <0因此12<2a －b <1， 又因为b a ＋a b>2因此2b a ＋a b >4， 而ab <⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22＝14， 因此log 2a ＋log 2b <－2成立．答案： C8．a >0，b >0，那么“a >b ”是“a －1a >b －1b ”成立的( )A．充分没必要要条件B．必要不充分条件C ．充要条件D ．即不充分也没必要要条件解析： a －1a －b ＋1b ＝a －b ＋a －b ab＝(a －b )⎝⎛⎭⎫1＋1ab . ∵a >0，b >0，∴a >b ⇔(a －b )⎝⎛⎭⎫1＋1ab >0⇔a －1a >b －1b. 可得“a >b ”是“a －1a >b －1b”成立的充要条件． 答案： C9．设a >0，b >0，那么以下不等式中不恒成立的是( )A ．(a ＋b )⎝⎛⎭⎫1a ＋1b ≥4B ．a 3＋b 3≥2ab 2C ．a 2＋b 2＋2≥2a ＋2b D.|a －b |≥a －b 解析： 因为(a ＋b )⎝⎛⎭⎫1a ＋1b ≥2ab ·21ab ＝4，因此A 正确．a 3＋b 3≥2ab 2⇔(a －b )(a 2＋ab －b 2)≥0，但a ，b 大小不确信，因此B 错误． (a 2＋b 2＋2)－(2a ＋2b )＝(a －1)2＋(b －1)2≥0，因此C 正确． |a －b |≥a －b ⇔|a －b |＋b ≥a ⇔b (a －b )≥0，因此D 正确．答案： B 10．设a ，b ∈R ＋，且a ≠b ，P ＝a 2b ＋b 2a，Q ＝a ＋b ，那么( ) A ．P >QB ．P ≥QC ．P <QD ．P ≤Q解析： P －Q ＝a 2b ＋b 2a －(a ＋b )＝a 3＋b 3－ab (a ＋b )ab ＝(a ＋b )(a 2＋b 2－2ab )ab ＝(a ＋b )(a －b )2ab.∵a，b都是正实数，且a≠b，∴(a ＋b )(a －b )2ab>0，∴P >Q . 答案： A11．假设函数f (x )，g (x )别离是R 上的奇函数、偶函数，且知足f (x )－g (x )＝e x ，那么有( )A ．f (2)<f (3)<g (0)B ．g (0)<f (3)<f (2)C ．f (2)<g (0)<f (3)D ．g (0)<f (2)<f (3)解析： 因为函数f (x )，g (x )别离是R 上的奇函数、偶函数．因此f (－x )－g (－x )＝－f (x )－g (x )＝e －x ，f (x )－g (x )＝e x ，②①②联立，解之得f (x )＝e x －e －x 2，g (x )＝－e x ＋e －x 2代入数值比较可得． 答案： D12．“a ＝18”是“对任意的正数x,2x ＋a x ≥1”的( ) A ．充分没必要要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也没必要要条件 解析： 因为2x ＋a x ≥22x ·a x ＝22a ， 当a ＝18时22a ＝1. 但当a ＝2时，22a ＝4，固然有2x ＋a x≥1因此是充分没必要要条件． 答案： A二、填空题(本大题共4小题，每题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上)13．设a ＝3－2，b ＝6－5，c ＝7－6，那么a ，b ，c 的大小顺序是__________．解析：用分析法比较，a>b⇔3＋5>2＋6⇔8＋215>8＋212，同理可比较得b>c.答案： a >b >c14．已知三个不等式：(1)ab >0；(2)－c a <－d b；(3)bc >ad . 以其中两个作为条件，余下一个作为结论，为________．解析： 运用不等式性质进行推理，从较复杂的分式不等式(2)切入，去寻觅它与(1)的联系． －c a <－d b ⇔c a >d b ⇔c a －d b>0 ⇔bc －ad ab>0⇔ab ·(bc －ad )>0. 答案： (1)、(3)⇒(2)；(1)、(2)⇒(3)；(2)、(3)⇒(1)15．假设f (n )＝n 2＋1－n ，g (n )＝n －n 2－1，φ(n )＝12n ，那么f (n )，g (n )，φ(n )的大小顺序为________． 解析： 因为f (n )＝n 2＋1－n ＝1n 2＋1＋n ，g (n )＝n －n 2－1＝1n 2－1＋n .又因为n 2－1＋n <2n <n 2＋1＋n ，因此f (n )<φ(n )<g (n )．答案： g (n )>φ(n )>f (n )16．完成反证法整体的全进程．题目：设a 1，a 2，…，a 7是1,2,3，……，7的一个排列，求证：乘积p ＝(a 1－1)(a 2－2)…(a 7－7)为偶数．证明：反设p 为奇数，那么________均为奇数．①因奇数个奇数的和仍是奇数，因此有奇数＝________. ②＝________.③＝0.但奇数≠偶数，这一矛盾说明p为偶数．解析：反设p为奇数，那么(a1－1)，(a2－2)，…，(a7－7)均为奇数．因为数个奇数的和仍是奇数，因此有奇数＝(a1－1)＋(a2－2)＋…＋(a7－7)＝(a1＋a2＋…＋a7)－(1＋2＋3＋…＋7)＝0.但奇数≠偶数，这一矛盾说明p为偶数．答案：(a1－1)，(a2－2)，…，(a7－7)(a1－1)＋(a2－2)＋…＋(a7－7)(a1＋a2＋...＋a7)－(1＋2＋3＋ (7)三、解答题(本大题共6个小题，共74分，解答时应写出必要的文字说明、证明进程或演算步骤) 17．(12分)假设a<b<c，求证：a2b＋b2c＋c2a<a2c＋b2a＋c2b.证明：∵a<b<c，∴a－b<0，b－c<0，a－c<0，于是：a2b＋b2c＋c2a－(a2c＋b2a＋c2b)＝(a2b－a2c)＋(b2c－b2a)＋(c2a－c2b)＝a2(b－c)＋b2(c－a)＋c2(a－b)＝a2(b－c)－b2(b－c)＋c2(a－b)－b2(a－b)＝(b－c)(a2－b2)＋(a－b)(c2－b2)＝(b－c)(a－b)(a＋b)＋(a－b)(c－b)(c＋b)＝(b－c)(a－b)[a＋b－(c＋b)]＝(b－c)(a－b)(a－c)<0，∴a2b＋b2c＋c2a<ab2＋bc2＋ca2.18．(12分)已知a，b，c∈R＋，且a＋b＋c＝1.求证：⎝⎛⎭⎫1a －1⎝⎛⎭⎫1b －1⎝⎛⎭⎫1c －1≥8.证明： ∵a ，b ，c ∈R ＋，a ＋b ＋c ＝1，∴1a －1＝1－a a ＝b ＋c a ＝b a ＋c a ≥2bc a ，同理1b －1≥2ac b ，1c －1≥2ab c .由于上述三个不等式两边均为正，别离相乘，∴⎝⎛⎭⎫1a －1⎝⎛⎭⎫1b －1⎝⎛⎭⎫1c －1≥2bc a ·2ac b ·2ab c ＝8.当且仅当a ＝b ＝c ＝13时取等号． 19．(12分)求证：3＋8>1＋10.证明： 用分析法证明8＋3>1＋10⇐8＋3＋224>1＋10＋210 ⇐224>210⇐24>10.最后一个不等式是成立的，故原不等式成立．20．(12分)假设x ，y >0，且x ＋y >2，那么1＋y x 和1＋x y中至少有一个小于2. 证明： 反设1＋y x ≥2且1＋x y≥2， ∵x ，y >0，∴1＋y ≥2x,1＋x ≥2y 两边相加，那么2＋(x ＋y )≥2(x ＋y )，可得x ＋y ≤2，与x ＋y >2矛盾， ∴1＋y x 和1＋x y中至少有一个小于2.21．(12分)已知a ，b ，c ，d 都是实数，且a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1，求证|ac ＋bd |≤1. 证明： 证法一(综合法) 因为a ，b ，c ，d 都是实数，因此|ac ＋bd |≤|ac |＋|bd |≤a 2＋c 22＋b 2＋d 22＝a 2＋b 2＋c 2＋d 22. 又因为a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1.因此|ac ＋bd |≤1.证法二(比较法) 显然有|ac ＋bd |≤1⇔－1≤ac ＋bd ≤1.先证明ac ＋bd ≥－1.∵ac ＋bd －(－1)＝ac ＋bd ＋12＋12＝ac ＋bd ＋a 2＋b 22＋c 2＋d 22＝(a ＋c )2＋(b ＋d )22≥0. ∴ac ＋bd ≥－1.再证明ac ＋bd ≤1.∵1－(ac ＋bd )＝12＋12－(ac ＋bd ) ＝a 2＋b 22＋c 2＋d 22－ac －bd＝(a－c)2＋(b－d)22≥0，∴ac＋bd≤1.综上得|ac＋bd|≤1.证法三(分析法)要证|ac＋bd|≤1.只需证明(ac ＋bd )2≤1.即只需证明a 2c 2＋2abcd ＋b 2d 2≤1. ①由于a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1，因此①式等价于a 2c 2＋2abcd ＋b 2d 2≤(a 2＋b 2)(c 2＋d 2)② 将②式展开、化简，得(ad －bc )2≥0. ③因为a ，b ，c ，d 都是实数，因此③式成立，即①式成立，原命题得证．22．(14分)数列{a n }为等差数列，a n 为正整数，其前n 项和为S n ，数列{b n }为等比数列，且a 1＝3，b 1＝1，数列{ba n }是公比为64的等比数列，b 2S 2＝64.(1)求a n ，b n ；(2)求证：1S 1＋1S 2＋…＋1S n <34. 解析： (1)设{a n }的公差为d ，{b n }的公比为q ，那么d 为正整数，a n ＝3＋(n －1)d ，b n ＝q n －1，依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ ba n ＋1ba n ＝q 3＋nd q 3＋(n －1)d ＝q d ＝64＝26，S 2b 2＝(6＋d )q ＝64，①由(6＋d )q ＝64知q 为正有理数，故d 为6的因子1,2,3,6之一，解①得d ＝2，q ＝8.故a n ＝3＋2(n －1)＝2n ＋1，b n ＝8n －1.(2)证明：∵S n ＝3＋5＋…＋(2n ＋1)＝n (n ＋2)．∴1S 1＋1S 2＋…＋1S n ＝11×3＋12×4＋13×5＋…＋1n (n ＋2)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋12－14＋13－15＋…＋1n －1n ＋2 ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12－1n ＋1－1n ＋2<34.第三讲 柯西不等式与排序不等式一、选择题(本大题共12小题，每题5分，共60分．在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的)1．假设a ，b ∈R ，且a 2＋b 2＝10，那么a ＋b 的取值范围是( )A ．[－25，25]B ．[－210，210]C ．[－10，10]D ．[－5，5]解析： 由(a 2＋b 2)(1＋1)≥(a ＋b )2，因此a ＋b ∈[－25，25]，应选A.答案： A2．假设x 21＋x 22＋…＋x 2n ＝1，y 21＋y 22＋…＋y 2n ＝1，那么x 1y 1＋x 2y 2＋…＋x n y n 的最大值是( ) A ．2 B ．1C ．3 D.333解析： 由(x 1y 1＋x 2y 2＋…＋x n y n )2≤(x 21＋x 22＋…＋x 2n )(y 21＋y 22＋…＋y 2n )＝1，应选B.答案： B3．学校要开运动会，需要买价钱不同的奖品40件、50件、20件，此刻选择商店中单价为5元、3元、2元的奖品，那么至少要花( )A ．300元B ．360元C ．320元D ．340元解析： 由排序原理知，反序和最小为320，应选C.答案： C4．已知a ，b ，c 为非零实数，那么(a 2＋b 2＋c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2＋1b 2＋1c 2的最小值为( )A ．7B ．9C．12 D．18≥⎝⎛⎭⎫a ·1a ＋b ·1b ＋c ·1c 2＝(1＋1＋1)2＝9，∴所求最小值为9，应选B.答案： B5．设a ，b ，c ≥0，a 2＋b 2＋c 2＝3，那么ab ＋bc ＋ca 的最大值为( )A ．0B ．1C ．3 D.333解析： 由排序不等式a 2＋b 2＋c 2≥ab ＋bc ＋ac ，因此ab ＋bc ＋ca ≤3.故应选C.答案： C 6．表达式x 1－y 2＋y 1－x 2的最大值是( )A ．2B ．1C. 2D.32解析： 因为x 1－y 2＋y 1－x 2≤(x 2＋1－x 2)(1－y 2＋y 2)＝1，应选B.答案： B7．已知不等式(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥a 对任意正实数x ，y 恒成立，那么实数a 的最大值为() A ．2 B ．4C. 2 D ．16因此不等式(x ＋y )(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥a 对任意正实数x ，y 恒成立，即a ≤4，故应选B.答案： B8．设a ，b ，c 为正数，a ＋b ＋4c ＝1，那么a ＋b ＋2c 的最大值是( ) A. 5 B.3 C ．2 3 D.32解析： 1＝a ＋b ＋4c ＝(a )2＋(b )2＋(2c )2 ＝13[(a )2＋(b )2＋(2c )2]·(12＋12＋12) ≥(a ＋b ＋2c )2·13， ∴(a ＋b ＋2c )2≤3，即所求为 3.答案： B9．假设a >b >c >d ，x ＝(a ＋b )(c ＋d )，y ＝(a ＋c )(b ＋d )，z ＝(a ＋d )(b ＋c )，那么x ，y ，z 的大小顺序为( )A ．x <z <yB ．y <z <xC ．x <y <zD ．z <y <x解析： 因a >d 且b >c ，则(a ＋b )(c ＋d )<(a ＋c )(b ＋d )，得x <y ，因a >b 且c >d ，则(a ＋c )(b ＋d )<(a ＋d )(b ＋c )，得y <z ，应选C.答案：C10．若0＜a1＜a2,0＜b1＜b2且a1＋a2＝b1＋b2＝1，那么以下代数式中值最大的是()A ．a 1b 1＋a 2b 2B ．a 1a 2＋b 1b 2C ．a 1b 2＋a 2b 1 D.12解析： 利用特值法，令a 1＝0.4，a 2＝0.6，b 1＝0.3，b 2＝0.7计算后作答；或依照排序原理，顺序和最大．答案： A11．已知a ，b ，c ，d 均为实数，且a ＋b ＋c ＋d ＝4，a 2＋b 2＋c 2＋d 2＝163，那么a 的最大值为() A ．16 B ．10C ．4D ．2解析： 构造平面π：x ＋y ＋z ＋(a －4)＝0，球O ：x 2＋y 2＋z 2＝163－a 2，那么点(b ，c ，d )必为平面π与球O 的公共点， 从而|a －4|3≤ 163－a 2，即a 2－2a ≤0，解得0≤a ≤2，故实数a 的最大值是2.答案： D12．x ，y ，z 是非负实数，9x 2＋12y 2＋5z 2＝9，那么函数u ＝3x ＋6y ＋5z 的最大值是( )A ．9B ．10C ．14D ．15 解析： u 2＝(3x ＋6y ＋5z )2 ≤[(3x )2＋(23y )2＋(5z )2]·[12＋(3)2＋(5)2]＝9×9＝81，∴u ≤9.答案：A二、填空题(本大题共4小题，每题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上)。
高中数学人教a版高二选修4-5_章末综合测评4 有答案
高中数学人教a版高二选修4-5_章末综合测评4 有答案(时间120分钟，满分150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．用数学归纳法证明“1＋2＋22＋…＋25n－1(n∈N＋)能被31整除”，当n＝1时原式为()A．1 B．1＋2C．1＋2＋3＋4 D.1＋2＋22＋23＋24【解析】左边＝1＋2＋22＋…＋25n－1，所以n＝1时，应为1＋2＋…＋25×1－1＝1＋2＋22＋23＋24.故选D.【答案】 D2．下列说法中正确的是()A．若一个命题当n＝1,2时为真，则此命题为真命题B．若一个命题当n＝k时成立且推得n＝k＋1时也成立，则此命题为真命题C．若一个命题当n＝1,2时为真，则当n＝3时此命题也为真D．若一个命题当n＝1时为真，n＝k时为真能推得n＝k＋1时亦为真，则此命题为真命题【解析】由数学归纳法定义可知，只有当n的初始取值成立且由n＝k成立能推得n＝k＋1时也成立时，才可以证明结论正确，二者缺一不可．A，B，C项均不全面．【答案】 D3．设S(n)＝1n＋1n＋1＋1n＋2＋…＋1n2，则()A．S(n)共有n项，当n＝2时，S(2)＝12＋13B．S(n)共有n＋1项，当n＝2时，S(2)＝12＋13＋14C．S(n)共有n2－n项，当n＝2时，S(2)＝12＋13＋14D．S(n)共有n2－n＋1项，当n＝2时，S(2)＝12＋13＋14【解析】S(n)共有n2－n＋1项，当n＝2时，S(2)＝12＋13＋14.【答案】 D4．数列{a n}中，已知a1＝1，当n≥2时，a n－a n－1＝2n－1，依次计算a2，a3，a4后，猜想a n的表达式是()A．3n－2 B．n2C．3n－1 D.4n－3【解析】计算知a1＝1，a2＝4，a3＝9，a4＝16，所以可猜想a n＝n2.【答案】 B5．平面内原有k条直线，他们的交点个数记为f(k)，则增加一条直线l后，它们的交点个数最多为()A．f(k)＋1 B．f(k)＋kC．f(k)＋k＋1 D.k·f(k)【解析】第k＋1条直线与前k条直线都有不同的交点，此时应比原先增加k个交点．【答案】 B6．下列代数式，n∈N＋，能被13整除的是()A．n3＋5n B．34n＋1＋52n＋1C．62n－1＋1 D.42n＋1＋3n＋2【解析】当n＝1时，n3＋5n＝6,34n＋1＋52n＋1＝368,62n－1＋1＝7,42n＋1＋3n＋2＝91，只有91能被13整除．【答案】 D7．用数学归纳法证明命题“当n是正奇数时，x n＋y n能被x＋y整除”时，第二步正确的证明方法是()A．假设n＝k(k∈N＋)时成立，证明n＝k＋1时命题也成立B．假设n＝k(k是正奇数)时成立，证明n＝k＋1时命题也成立C．假设n＝2k＋1(k∈N＋)时成立，证明n＝2k＋3时命题也成立D．假设n＝2k－1(k∈N＋)时成立，证明n＝2k＋1时命题也成立【解析】假设n的取值必须取到初始值1，且后面的n的值比前面的值大2.A，B，C错．故选D.【答案】 D8．设0<θ<π2，已知a1＝2cos θ，a n＋1＝2＋a n，则猜想a n为()A．2cos θ2n B．2cosθ2n－1C．2cosθ2n＋1D.2sinθ2n【解析】a1＝2cos θ，a2＝2＋2cos θ＝2cos θ2，a3＝2＋2cosθ2＝2cosθ4，猜想a n＝2cosθ2n－1.【答案】 B9．用数学归纳法证明1＋2＋3＋…＋n2＝n4＋n22，则当n＝k＋1时左端应在n＝k的基础上加上() A．k2B．(k＋1)2C.(k＋1)4＋(k＋1)22D．(k2＋1)＋(k2＋2)＋…＋(k＋1)2【解析】当n＝k时，左端＝1＋1＋2＋3＋…＋k2，当n＝k＋1时，左端＝1＋2＋3＋…＋k2＋(k2＋1)＋(k2＋2)＋…＋(k＋1)2.故当n＝k＋1时，左端应在n＝k的基础上加上(k2＋1)＋(k2＋2)＋…＋(k＋1)2.【答案】 D10．用数学归纳法证明“42n－1＋3n＋1(n∈N＋)能被13整除”的第二步中，当n＝k＋1时为了使用归纳假设，对42k＋1＋3k＋2变形正确的是()A．16(42k－1＋3k＋1)－13×3k＋1B．4×42k＋9×3kC．(42k－1＋3k＋1)＋15×42k－1＋2×3k＋1D．3(42k－1＋3k＋1)－13×42k－1【解析】42k＋1＋3k＋2＝16×42k－1＋3k＋2＝16(42k－1＋3k＋1)＋3k＋2－16×3k＋1＝16(42k－1＋3k＋1)－13×3k＋1.【答案】 A11．如果命题P(n)对于n＝k成立，则它对n＝k＋2亦成立，又若P(n)对n＝2成立，则下列结论正确的是()A．P(n)对所有自然数n成立B．P(n)对所有偶自然数n成立C．P(n)对所有正自然数n成立D．P(n)对所有比1大的自然数n成立【解析】因为n＝2时，由n＝k＋2的“递推”关系，可得到n＝4成立，再得到n＝6成立，依次类推，因此，命题P(n)对所有偶自然数n成立．【答案】 B12．在数列{a n}中，a1＝13且S n＝n(2n－1)a n，通过求a2，a3，a4，猜想a n的表达式为()A.1(n－1)(n＋1)B.12n(2n＋1)C.1(2n－1)(2n＋1)D.1(2n＋1)(2n＋2)【解析】∵a1＝1 3，由S n＝n(2n－1)a n，得a1＋a2＝2(2×2－1)a2，解得a2＝115＝13×5，a1＋a2＋a3＝3×(2×3－1)a3，解得a3＝135＝15×7，a1＋a2＋a3＋a4＝4(2×4－1)a4，解得a 4＝163＝17×9，所以猜想a n ＝1(2n －1)(2n ＋1).【答案】 C二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分．请把答案填在题中横线上) 13．探索表达式A ＝(n －1)(n －1)！＋(n －2)(n －2)！＋…＋2·！＋1·1！(n >1且n ∈N＋)的结果时，第一步n ＝________时，A ＝________.【解析】 第一步n ＝2时， A ＝(2－1)(2－1)！＝1. 【答案】 2 114．已知1＋2×3＋3×32＋4×33＋…＋n ×3n －1＝3n (na －b )＋c 对一切n ∈N ＋都成立，那么a ＝________，b ＝________，c ＝________.【解析】 先分别取n ＝1,2,3并联立方程组得⎩⎪⎨⎪⎧1＝31(a －b )＋c ，1＋2×3＝32(2a －b )＋c ，1＋2×3＋3×32＝33(3a －b )＋c ，解得a ＝12，b ＝14，c ＝14.然后可用数学归纳法证明． 【答案】12 14 1415．证明1＋12＋13＋14＋…＋12n －1>n2(n ∈N ＋)，假设n ＝k 时成立，当n ＝k ＋1时，左边增加的项数是________.【解析】 左边增加的项数为2k ＋1－1－2k ＋1＝2k . 【答案】 2k16．假设凸k 边形的对角线有f (k )条，则凸k ＋1边形的对角线的条数f (k ＋1)为________．【解析】 凸k ＋1边形的对角线的条数等于凸k 边形的对角线的条线，加上多的那个点向其他点引的对角线的条数(k－2)条，再加上原来有一边成为对角线，共有f(k)＋k－1条对角线．【答案】f(k)＋k－1三、解答题(本大题共6小题，共70分．解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17．(本小题满分10分)用数学归纳法证明：1 2×4＋14×6＋16×8＋…＋12n(2n＋2)＝n4(n＋1)(n∈N＋)．【证明】(1)当n＝1时，左边＝12×1×(2＋2)＝18，右边＝14(1＋1)＝18，左边＝右边．所以当n＝1时，等式成立．(2)假设n＝k(k∈N＋)时等式成立，即有1 2×4＋14×6＋16×8＋…＋12k(2k＋2)＝k4(k＋1)，则当n＝k＋1时，12×4＋14×6＋16×8＋12k(2k＋2)＋12(k＋1)[2(k＋1)＋2]＝k4(k＋1)＋14(k＋1)(k＋2)＝k(k＋2)＋14(k＋1)(k＋2)＝(k＋1)24(k＋1)(k＋2)＝k＋14(k＋2)＝k＋14(k＋1＋1).所以当n＝k＋1时，等式也成立．由(1)(2)可知，对于一切n∈N＋等式都成立．18．(本小题满分12分)求证：对于整数n≥0时，11n＋2＋122n＋1能被133整除．【证明】(1)n＝0时，原式＝112＋12＝133能被133整除．(2)假设n＝k(k≥0，k∈N)时，11k＋2＋122k＋1能被133整除，n＝k＋1时，原式＝11k＋3＋122k＋3＝11(11k＋2＋122k＋1)－11·122k＋1＋122k＋3＝11(11k＋2＋122k＋1)＋122k＋1·133也能被133整除．由(1)(2)可知，对于整数n≥0,11n＋2＋122n＋1能被133整除．19．(本小题满分12分)平面内有n个圆，任意两个圆都相交于两点，任意三个圆不相交于同一点，求证：这n个圆将平面分成f(n)＝n2－n＋2个部分(n∈N＋)．【证明】(1)当n＝1时，一个圆将平面分成两个部分，且f(1)＝1－1＋2＝2，所以n＝1时命题成立．(2)假设n＝k(k∈N＋，k≥1)时命题成立，即k个圆把平面分成f(k)＝k2－k＋2个部分．则n＝k＋1时，在k＋1个圆中任取一个圆O，剩下的k个圆将平面分成f(k)个部分，而圆O与k个圆有2k个交点，这2k个交点将圆O分成2k段弧，每段弧将原平面一分为二，故得f(k＋1)＝f(k)＋2k＝k2－k＋2＋2k＝(k＋1)2－(k＋1)＋2.所以当n＝k＋1时，命题成立．由(1)(2)可知，对一切n∈N＋，命题成立，即这几个圆将平面分成f(n)＝n2－n＋2个部分(n∈N＋)．20．(本小题满分12分)求证：12＋13＋14＋…＋12n－1>n－22(n≥2).【证明】(1)当n＝2时，12>0，不等式成立．(2)假设n＝k(k≥2)时，原不等式成立，即12＋13＋14＋15＋…＋12k－1>k－22.则当n＝k＋1时，左边＝12＋13＋14＋…＋12k－1＋12k－1＋1＋12k－1＋2＋…＋12k－1＋2k－1>k－22＋12k－1＋1＋12k－1＋2＋…＋12k－1＋2k－1>k－22＋12k＋12k＋…＋12k⎝⎛⎭⎪⎫共2k－1个12k＝k －22＋2k －12k ＝k －12＝(k ＋1)－22.所以当n ＝k ＋1时，原不等式成立．由(1)(2)知，原不等式对n ≥2的所有的自然数都成立． 21．(本小题满分12分)如果数列{a n }满足条件：a 1＝－4，a n ＋1＝－1＋3a n2－a n(n ＝1,2，…)，证明：对任何自然数n ，都有a n ＋1>a n 且a n <0.【证明】 (1)由于a 1＝－4， a 2＝－1＋3a 12－a 1＝－1－122＋4＝－136>a 1.且a 1<0，因此，当n ＝1时不等式成立． (2)假设当n ＝k (k ≥1)时，a k ＋1>a k 且a k <0. 那么a k ＋1＝－1＋3a k2－a k<0.当n ＝k ＋1时， 有a k ＋2＝－1＋3a k ＋12－a k ＋1，∴a k ＋2－a k ＋1＝－1＋3a k ＋12－a k ＋1－－1＋3a k2－a k＝5(a k ＋1－a k )(2－a k ＋1)(2－a k )>0. 因此a k ＋2>a k ＋1且a k ＋1<0，这就是说，当n ＝k ＋1时不等式也成立， 根据(1)(2)，不等式对任何自然数n 都成立． 因此，对任何自然数n ，都有a n ＋1>a n 且a n <0.22．(本小题满分12分)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且S n ，a n 的等差中项为1. (1)写出a 1，a 2，a 3；(2)猜想a n 的表达式，并用数学归纳法证明．【解】 (1)由题意S n ＋a n ＝2，可得a 1＝1，a 2＝12，a 3＝14.(2)猜想a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1.下面用数学归纳法证明：①当n ＝1时，a 1＝1，⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫120＝1，等式成立． ②假设当n ＝k 时，等式成立，即a k ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12k －1，则当n ＝k ＋1时，由S k ＋1＋a k ＋1＝2，S k ＋a k ＝2， 得(S k ＋1－S k )＋a k ＋1－a k ＝0， 即2a k ＋1＝a k ，∴a k ＋1＝12a k ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12·⎝ ⎛⎭⎪⎫12k －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12(k+1)－1，即当n ＝k ＋1时，等式成立．由①②可知，对n ∈N ＋，a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1.。
【人教A版】高中数学(选修4-5)：全册配套课堂练习题(附答案)
第二讲证明不等式的基本方法1．回顾和复习不等式的基本性质和基本不等式，通过综合应用加深对不等式基本性质基本定理的理解．2．通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法：比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法．,利用代数恒等变换以及放大、缩小方法是证明不等式的常用方法，例如，比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法等，在很多情况下需要一些前人为我们创造的技巧，对于专门从事某些数学领域研究的人们而言，掌握这些技巧是极为重要的．但是，对大多数学习不等式的人来说，常常很难从这些复杂的代数恒等变换中看到数学的本质，对他们更为重要的是理解这些不等式的数学思想和背景．所以，本专题尽力使用几何或其他方法来证明这些不等式，使学生较为容易地理解这些不等式以及证明的数学思想，不对恒等变换的难度特别是一些技巧做更多的要求，不希望不等式的教学陷在过于形式化的和复杂的恒等变换的技巧之中．2．1 比较法1．了解用作差比较法证明不等式．2．了解用作商比较法证明不等式．3．提高综合应用知识解决问题的能力．1．作差法：要比较两个实数的大小，只要考查它们的差的符号即可，即利用不等式的性质：a＞b⇔a－b________0a＝b⇔a－b________0a＜b⇔a－b________0答案：＞＝＜思考1 比较两个代数式值的大小：x2与x2－x＋1.解析：当x＝1时，x2＝x2－x＋1；当x＞1时，x2＞x2－x＋1；当x＜1时，x2＜x2－x＋1.2．作商法：由于当b ＞0时，a ＞b ⇒ab ＞1，因此要证明a ＞b (b ＞0)，可以转化为证明与之等价的a b＞1(b ＞0)，这种证明方法即为作商法．思考2 求证：1618＞1816.证明：∵16181816＝256332＝⎝ ⎛⎭⎪⎫27348＝⎝ ⎛⎭⎪⎫128818＞1，∴1618＞1816.一层练习1．设m ＝a ＋2b ，n ＝a ＋b 2＋1，则( ) A ．m ＞n B ．m ≥n C ．m ＜n D ．m ≤n 答案：D2．已知实数a ，b ，c 满足b ＋c ＝6－4a ＋3a 2，c －b ＝4－4a ＋a 2，则a ，b ，c 的大小关系是( )A ．c ≥b ＞aB ．a ＞c ≥bC ．c ＞b ＞aD ．a ＞c ＞b 答案：A3．已知下列不等式：①x 2＋3＞2x (x ∈R)；②a 5＋b 5＞a 3b 2＋a 2b 3(a ，b ∈R)；③a 2＋b 2≥2(a －b －1)．其中正确的个数为( )A ．0个B ．1个C ．2个D ．3个 答案：C4.2a1＋a2________1(填“≥”“≤”“>”或“<”)． 答案：≤二层练习5．若a ＞b ，则代数式a 3＋a 2b 与ab 2＋b 3的大小关系是( )A ．a 3＋a 2b ＜ab 2＋b 3B ．a 3＋a 2b ≥ab 2＋b 3C ．a 3＋a 2b ＝ab 2＋b 3D ．不能确定解析：∵a ＞b ，∴(a 3＋a 2b )－(ab 2＋b 3)＝(a 3－b 3)＋(a 2b －ab 2)＝(a －b )(a 2＋ab ＋b 2)＋ab (a －b )＝(a －b )·(a ＋b )2≥0，∴a 3＋a 2b ≥ab 2＋b 3.答案：B6．设0<2a <1，M ＝1－a 2，N ＝1＋a 2，P ＝11－a ，Q ＝11＋a ，那么( )A ．Q <P <M <NB ．M <N <Q <PC ．Q <M <N <PD ．M <Q <P <N 答案：C7．若a ＞b ＞0，下列各式中恒成立的是( ) A.2a ＋b a ＋2b ＞a b B.b 2＋1a 2＋1＞b 2a 2 C ．a ＋1a ＞b ＋1bD ．a a ＜a b答案：B8．设a ，b 均为正数，且a ≠b ，则a a b b 与a b b a的大小关系是______________．答案：a a b b ＞a b b a9.6－22与5－7的大小关系是________________________________________________________________________．答案：(6－22)＞(5－7)10．设P ＝a 2b 2＋5，Q ＝2ab －a 2－4a ，若P ＞Q ，则实数a ，b 满足的条件为________．解析：P －Q ＝a 2b 2＋5－2ab ＋a 2＋4a ＝(ab －1)2＋(a ＋2)2.∵P ＞Q ，P －Q ＞0.∴ab ≠1或a ≠－2.答案：ab ≠1或a ≠－211．若a ，b 均为正数，求证：⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2b 12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2a 12≥a ＋b . 证明：证法一 左边－右边＝a b ＋ba－(a ＋b ) ＝（a ）3＋（b ）3－（a ＋b ）abab＝（a ＋b ）[（a ）2－2ab ＋（b ）2]ab＝（a ＋b ）（a －b ）2ab，因为a ＋b ＞0，ab ＞0，(a －b )2≥0，所以ab＋ba－(a＋b)≥0，所以ab＋ba≥a＋b.证法二左边－右边＝ab＋ba－(a＋b)＝⎝⎛⎭⎪⎫ab－b＋⎝⎛⎭⎪⎫ba－a＝a－bb＋b－aa＝（a－b）（a－b）ab ＝（a＋b）（a－b）2ab≥0，所以ab＋ba≥a＋b.证法三左边右边＝ab＋baa＋b＝（a）3＋（b）3ab（a＋b）＝a＋b－abab＝1＋（a－b）2ab≥1，所以ab＋ba≥a＋b.三层练习12．已知a≥b>0，求证：2a3－b3≥2ab2－a2b.证明：∵2a3－b3－(2ab2－a2b)＝(2a3－2ab2)＋(a2b－b3)＝2a(a2－b2)＋b(a2－b2)＝(a2－b2)(2a＋b)＝(a＋b)(a－b)(2a＋b)．又∵a≥b>0，∴a＋b>0，a－b≥0，2a＋b>0，∴(a＋b)(a－b)(2a＋b)≥0，∴2a3－b3－2ab2－a2b≥0，∴2a3－b3≥2ab2－a2b.13．设不等式|2x－1|<1的解集为M.(1)求集合M；(2)若a，b∈M，试比较ab＋1与a＋b的大小．解析：(1)由|2x－1|<1得－1<2x－1<1，解得 0<x<1.所以M＝{x|0<x<1}．(2)由(1)和a，b∈M可知0<a<1，0<b<1，所以(ab＋1)－(a＋b)＝(a－1)(b－1)>0.故ab＋1>a＋b.14．设a，b是非负实数，求证：a3＋b3≥ab(a2＋b2)．证明：由a，b是非负实数，作差得a3＋b3－ab(a2＋b2)＝a2a(a－b)＋b2b(b－a)＝(a－b)[(a)5－(b)5]．当a≥b时，a≥b，从而(a)5≥(b)5，得(a－b)·[(a)5－(b)5]≥0；当a＜b时，a＜b，从而(a)5＜(b)5，得(a－b)·[(a)5－(b)5]＞0.所以a3＋b3≥ab(a2＋b2)．比较法是证明不等式的一种最基本、最常用的方法，比较法除了课本中介绍的作差比较法(即利用a＞b⇔a－b＞0)，还有作商比较法(即要证明a＞b，而b＞0，只要证明ab＞1)．作差比较法的基本步骤是：作差、变形、判断符号．变形是关键，目的在于能判断差的符号，而不必考虑差的具体值是多少．为便于判断差式的符号，通常将差式变形为常数或几个因式的积、商形式或平方和形式．当所得的差式是某个字母的二次三项式时，则常用判别式法判断符号．变形方法常用分解因式、通分、配方、有理化等．多项式不等式、分式不等式或对数不等式常用作差比较法证明．作商比较法的基本步骤是：作商、变形、判断商值与1的大小，适用于两边都是正值的幂或积的形式的不等式．其中判断差值的正负及商值与1的大小是用比较法证明不等式的难点．判断过程应详细叙述．用比较法证明不等式时，当差式或商式中含有字母时，一般需对字母的取值进行分类讨论．习题课 不 等 式1．若a ，b ， c ，d ∈R ，且a ＞b ，c ＞d ，那么( ) A ．a －c ＞b －d B ．ac ＞bd C ．－a d ＞－b cD ．a －d ＞b －c 答案: D2．若1a <1b<0，则下列等式：①1a ＋b <1ab；②|a |＋b >0； ③a －1a >b －1b；④ln a 2>ln b 2.其中，正确的不等式是( )A ．①④B ．②③C ．①③D ．②④ 答案: C3．若a ，b ∈R ，则不等式：①a 2＋3>2a ；②a 2＋b 2≥2(a －b －1)；③a 5＋b 5>a 3b 2＋a 2b 3；④a ＋1a≥2中一定成立的是( )A ．①②③B ．①②④C ．①②D ．②④ 答案: C4．若x >54，则f (x )＝4x ＋14x －5的最小值为( )A ．－3B ．2C ．5D ．7答案: D5．若a >0，b >0，且ln(a ＋b )＝0，则1a ＋1b的最小值是( )A.14B ．1C ．4D ．8 答案: C6．当点(x ，y )在直线x ＋3y ＝2上移动时，表达式3x ＋27y＋1的最小值为( ) A ．3 B ．5 C ．1 D ．7 答案: D7．设正数x ，y 满足log 2(x ＋y ＋3)＝log 2x ＋log 2y ，则x ＋y 的最小值为________． 答案: 68．若正实数x ，y ，满足2x ＋y ＋6＝xy ，则xy 的最小值是________．解析：由x >0，y >0，2x ＋y ＋6＝xy 得xy ≥22xy ＋6(当且仅当2x ＝y 时，取“＝”)，即(xy )2－22(xy )－6≥0. ∴(xy －32)(xy ＋2)≥0. 又∵xy >0， ∴xy ≥32， 即xy ≥18.∴xy 的最小值为18. 答案：189．(2014·上海高考文科)设f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x ＋a ，x ≤0，x ＋1x，x ＞0.若f (0)是f (x )的最小值，则a 的取值范围为______．解析：当时x ＞0，f (x )＝x ＋1x≥2，若f (0)是f (x )的最小值，则f (0)＝a ≤2.答案：(－∞，2]．10．(2014·辽宁卷)对于c ＜0，当非零实数a ，b 满足4a 2－2ab ＋b 2－c ＝0且使|2a ＋b |最大时，1a ＋2b ＋4c的最小值为______．解析：因为4a 2－2ab ＋b 2－c ＝0，所以(2a ＋b )2－c ＝6ab ＝3×2ab ≤3×（2a ＋b ）24，所以(2a ＋b )2≤4c ，当且仅当b ＝2a ，c ＝4a 2时，|2a ＋b |取得最大值． 故1a ＋2b ＋4c ＝2a ＋1a2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋12－1，其最小值为－1 答案：－111．(2014·湖北卷)某项研究表明：在考虑行车安全的情况下，某段车流量F (单位时间内经过测量点的车辆数，单位：辆/时)与车流量速度v (假设车辆以相同速度v 行驶，单位：米/秒)、平均车长l (单位：米)的值有关，其公式为F ＝76 000vv 2＋18v ＋20l .(1)如果不限定车型，l ＝6.05，则最大流量为______辆/时；(2)如果限定车型，l ＝5，则最大流量比(l )中的作答车流量增加______辆/时． 解析：(1)依题意知，l ＞0，v ＞0，所以当l ＝6.05时，F ＝76 000v v 2＋18v ＋12l ＝76 000v ＋121v＋18≤76 0002v ·121v＋18＝1 900，当且仅当v ＝11时，取等号． (2)当l ＝5时，F ＝76 000v v ＋18v ＋100≤76 000v ＋100v＋18≤2 000， 当且仅当v ＝10时，取等号，此时比(l )中的最大车流量增加100辆/时．答案：(1)1 900 (2)10012．已知x ，y ，z 都为正数，且xyz (x ＋y ＋z )＝1. 求证：(x ＋y )(y ＋z )≥2.证明：由已知得xz ＞0，y (x ＋y ＋z )＞0. 又xyz (x ＋y ＋z )＝1，所以(x ＋y )(y ＋z )＝xy ＋xz ＋y 2＋yz ＝xz ＋y (x ＋y ＋z )≥2xz ·y （x ＋y ＋z ）＝2， 即(x ＋y )(y ＋z )≥2.当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧xz ＝y （x ＋y ＋z ），xyz （x ＋y ＋z ）＝1时取等号．13．(1)已知x >1，求函数y ＝x 2x －1的最小值；(2)若x <12，求函数y ＝2x ＋2＋12x －1的最大值．解析：(1)y ＝x 2x －1＝（x ＋1）（x －1）＋1x －1＝x ＋1＋1x －1＝x －1＋1x －1＋2. ∵x >1，∴x －1>0. ∴y ＝x －1＋1x －1＋2≥2（x －1）·1x －1＋2＝4. 当且仅当x －1＝1x －1，即x ＝2时等号成立． ∴y min ＝4.(2)y ＝2x ＋2＋12x －1＝(2x －1)＋12x －1＋3.∵x <12，∴2x －1<0.即1－2x >0.∴y ＝2x ＋2＋12x －1＝－⎣⎢⎡⎦⎥⎤（1－2x ）＋11－2x ＋3≤－2（1－2x ）·1（1－2x ）＋3＝1.当且仅当1－2x ＝11－2x ，即x ＝0时，等号成立． ∴y max ＝1.14．如下图所示，动物园要围成相同面积的长方形虎笼四间，一面可利用原有的墙，其他各面用钢筋网围成．(1)现有可围36 m 长网的材料，每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使每间虎笼面积最大？(2)若使每间虎笼面积为24 m 2，则每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小？解析：(1)设每间虎笼长为x m ，宽为y m ， 则由条件得4x ＋6y ＝36，即2x ＋3y ＝18， 设每间虎笼面积为S ，则S ＝xy .解法一 由于2x ＋3y ≥22x ·3y ＝26xy ，∴26xy ≤18，得xy ≤272，即S ≤272，当且仅当2x ＝3y 时，等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋3y ＝18，2x ＝3y ，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4.5，y ＝3， 故每间虎笼长为4.5 m ，宽为3 m 时，可使面积最大． 解法二 由2x ＋3y ＝18，得x ＝9－32y ，∵x ＞0，∴0＜y ＜6，S ＝xy ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫9－32y y ＝32(6－y )·y ，∵0＜y ＜6，∴6－y ＞0， ∴S ≤32·⎣⎢⎡⎦⎥⎤（6－y ）＋y 22＝272， 当且仅当6－y ＝y ，即y ＝3时，等号成立，此时x ＝4.5，故每间虎笼长4.5 m ，宽3 m 时，可使面积最大．(2)由条件知S ＝xy ＝24，设钢筋网总长为l ，则l ＝4x ＋6y .∵2x ＋3y ≥22x ·3y ＝26xy ＝24， ∴l ＝4x ＋6y ＝2(2x ＋3y )≥48， 当且仅当2x ＝3y 时，等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＝3y ，xy ＝24， 解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝6，y ＝4，故每间虎笼长6 m ，宽4 m 时，可使钢筋网总长最小．第一讲不等式和绝对值不等式不等式和绝对值不等式1．回顾和复习不等式的基本性质和基本不等式．2．理解绝对值的几何意义，并能利用绝对值不等式的几何意义证明以下不等式：(1)|a＋b|≤|a|＋|b|；(2)|a－b|≤|a－c|＋|c－b|；(3)会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式：|ax＋b|≤c，|ax＋b|≥c，|x－c|＋|x－b|≥a.,在自然界中存在着大量的不等量关系和等量关系，不等关系和相等关系是基本的数学关系．它们在数学研究和数学应用中起着重要的作用．学习时注意适当联系实际，加深理解现实生活中的不等关系与相等关系．适当应用数形结合有利于解决问题．如函数的图象、集合的韦恩图、数集的数轴表示等．1．1 不等式1．1.1 不等式的基本性质1．回顾和复习不等式的基本性质．2．灵活应用比较法比较两个数的大小．3．熟练应用不等式的基本性质进行变形与简单证明．1．实数的运算性质与大小顺序的关系．数轴上右边的点表示的数总大于左边的点所表示的数，从实数的减法和在数轴上的表示可知：a＞b⇔a－b________；a＝b⇔a－b________；a＜b⇔a－b________．答案:＞0 ＝0 ＜0得出结论：要比较两个实数的大小，只要考查它们的差的符号即可．思考1 比较大小：x2＋3________x2＋1.答案:＞2.不等式的基本性质．(1)对称性：如果a ＞b ，那么b ＜a ；如果b ＜a ，那么a ＞b .(2)传递性：如果a ＞b ，且b ＞c ，那么a ＞c ，即a ＞b ，b ＞c ⇒a ＞c . (3)加法：如果a ＞b ，那么a ＋c ＞b ＋c ，即a ＞b ⇒a ＋c ＞b ＋c .推论：如果a ＞b ，且c ＞d ，那么a ＋c ＞b ＋d .即a ＞b ，c ＞d ⇒a ＋c ＞b ＋d .(4)乘法：如果a ＞b ，且c ＞0，那么ac ＞bc ；如果a ＞b ，且c ＜0，那么ac ＜bc .(5)乘方：如果a ＞b ＞0，那么a n ＞b n(n ∈N，且n ＞1)． (6)开方：如果a ＞b ＞0，那么n a ＞nb (n ∈N，且n ＞1)． 思考2 若a ＞b ，则有3＋a ____2＋b . 思考3 若a ＞b ＞0，则有3a ____2b . 答案: 2．思考2：＞ 思考3：＞一层练习1．设a ，b ，c ∈R 且a >b ，则( ) A ．ac >bc B.1a <1bC ．a 2>b 2D ．a 3>b 3答案: D2．(2014·四川高考理科)若a ＞b ＞0，c ＜d ＜0，则一定有( ) A.a c ＞bd B.a c ＜b d C.a d ＞b c D.a d ＜b c解析：选D.因为c ＜d ＜0，所以－c ＞－d ＞0，即得1－d ＞1－c ＞0，又a ＞b ＞0.得a－d＞b－c，从而有a d ＜b c.答案：D3．比较大小：(x ＋5)(x ＋7)________(x ＋6)2. 答案：＜ 4．“a ＞b ”与“1a＞1b”同时成立的条件是________________________________________________________________________． 答案：b ＜0＜a二层练习5．已知a ，b ，c 满足c ＜b ＜a ，且ac ＜0，那么下列选项中不一定成立的是( ) A ．ab ＞ac B ．c (b －a )＞0C ．cb 2＜ab 2D ．ac (a －c )＜0答案：C6．设角α，β满足－π2＜α＜β＜π2，则α－β的取值范围是( )A ．－π＜α－β＜0B ．－π＜α－β＜πC ．－π2＜α－β＜0D ．－π2＜α－β＜π2答案：A7．如果a <b <0，那么下列不等式成立的是( ) A.1a <1bB ．ab <b 2C ．－ab <－a 2D ．－1a <－1b答案：D8．若1a <1b <0，则下列不等式：①a ＋b <ab ；②|a |>|b |；③a <b ；④b a ＋ab>2.其中正确的有( )A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个 答案：B9．已知a >b >0，则a b 与a ＋1b ＋1的大小是________．答案：a b >a ＋1b ＋110．已知a >0，b >0，则b 2a ＋a 2b 与a ＋b 的大小关系是________．答案：b 2a ＋a 2b ≥a ＋b三层练习11．设x ，y ∈R ，则“x ≥1且y ≥2”是“x ＋y ≥3”的( ) A ．充分而不必要条件 B ．必要而不充分条件 C ．充要条件D ．即不充分也不必要条件 答案：A12．设0<a <b <1，则下列不等式成立的是( ) A ．a 3>b 3B.1a <1bC ．a b>1 D ．lg(b －a )<0 答案：D13．(2014·山东高考理科)已知实数x ，y 满足a x ＜a y(0＜a ＜1)，则下列关系式恒成立的是( )A.1x 2＋1＞1y 2＋1B ．ln(x 2＋1)＞ln(y 2＋1) C ．sin x ＞sin yD ．x 3＞y 3解析：选D.由a x ＜a y(0＜a ＜1)知，x ＞y ，所以 A ．y ＝1x 2＋1在(－∞，0)递增，(0，＋∞)递减，无法判断 B ．y ＝ln(x 2＋1)在(－∞，0)递减，(0，＋∞)递增，无法判断 C ．y ＝s in x 为周期函数，无法判断D ．y ＝x 3在R 上为增函数，x 3＞y 3答案：D14．设a >b >1，c <0，给出下列三个结论： ①c a >c b；②a c<b c；③log b (a －c )>log a (b －c )．其中所有的正确结论的序号是________． A ．① B ．①② C ．②③ D ．①②③解析：根据不等式的性质构造函数求解． ∵a >b >1，∴1a <1b.又c <0，∴c a >c b，故①正确．构造函数y ＝x c.∵c <0，∴y ＝x c在(0，＋∞)上是减函数．又a >b >1，∴a c <b c，故②正确． ∵a >b >1，－c >0，∴a －c >b －c >1.∵a >b >1，∴log b (a －c )>log a (a －c )>log a (b －c )， 即log b (a －c )>log a (b －c )，故③正确． 答案：D1．不等关系与不等式．(1)不等关系强调的是关系，而不等式强调的则是表示两者不等关系的式子，可用“a＞b”，“a＜b”，“a≠b”，“a≥b”，“a≤b”等式子表示，不等关系可通过不等式来体现；离开不等式，不等关系就无法体现．(2)将不等关系熟练化为不等式是解决不等式应用题的基础，不可忽视．2．不等式的性质．对于不等式的性质，关键是正确理解和运用，要弄清每一个性质的条件和结论，注意条件放宽和加强后，结论是否发生了变化；运用不等式的性质时，一定要注意不等式成立的条件，切不可用似乎、是或很显然的理由代替不等式的性质．特别提醒：在使用不等式的性质时，一定要搞清它们成立的前提条件．3．比较两个实数的大小．要比较两个实数的大小，通常可以归结为判断它们的差的符号(仅判断差的符号，至于确切值是多少无关紧要)．在具体判断两个实数(或代数式)的差的符号的过程中，常会涉及一些具体变形，如：因式分解、配方法等．对于具体问题，如何采用恰当的变形方式来达到目的，要视具体问题而定．【金版学案】2015-2016学年高中数学 第一讲 不等式和绝对值不等式讲末检测 新人教A 版选修4-5一、选择题(每小题5分，共60分)1．若1a ＜1b＜0，则下列结论不正确的是( )A ．a 2＜b 2B ．ab ＜b 2C.b a ＋a b＞2 D ．|a |－|b |＝|a －b | 答案: D2．若a ＞0，b ＞0，a ＋b ＝2，则ab ＋1ab的最小值为( )A ．2B ．3C ．4D ．2 2解析：由a ＞0，b ＞0，2＝a ＋b ≥2ab 得0＜ab ≤1，令t ＝ab ，则t ∈(0，1]．因为y ＝t ＋1t在(0，1]上为减函数，所以当t ＝1时，y min ＝2.答案：A 3．在R 上定义运算⊗：x ⊗y ＝x (1－y )．若不等式(x －a )⊗(x ＋a )＜1对任意实数x 成立，则( )A ．－1＜a ＜1B ．0＜a ＜2C ．－12＜a ＜32D ．－32＜a ＜12解析：∵(x －a )(x ＋a )＜1对任意实数x 成立，∴(x －a )(1－x －a )＜1对任意实数x成立，∴x 2－x －a 2＋a ＋1＞0对任意实数x 成立，∴1－4(－a 2＋a ＋1)＜0，∴－12＜a ＜32.答案：C4．已知a ，b ，c 满足c ＜b ＜a 且ac ＜0，则下列选项中不恒成立的是( ) A.b a ＞c a B.b －ac＞0 C.b 2c ＞a 2c D.a －c ac＜0 解析：∵c ＜b ＜a 且ac ＜0，∴a ＞0，c ＜0.由b ＞c ，a ＞0，即1a ＞0可得b a ＞c a .故A 恒成立．∵b ＜a ，∴b －a ＜0，又c ＜0，∴b －a c＞0.故B 恒成立．∵c ＜a ，∴a －c ＞0，又ac ＜0，∴a －cac＜0.故D 恒成立．当b ＝－2，a ＝1时，b 2＞a 2，而c ＜0，∴b 2c ＜a 2c，故C 不恒成立． 答案：C5．设a ，b ，c 均为正数，且2a＝log 12a ，⎝ ⎛⎭⎪⎫12b ＝log 12b ，⎝ ⎛⎭⎪⎫12c＝log 2c ，则( ) A ．a ＜b ＜c B ．c ＜b ＜aC ．c ＜a ＜bD ．b ＜a ＜c解析：依题意知a ＞0，b ＞0，c ＞0，故2a＞1，0＜⎝ ⎛⎭⎪⎫12b ＜1，0＜⎝ ⎛⎭⎪⎫12c＜1，∴log 12a ＞1，0＜log 12b ＜1，0＜log 2c ＜1，即0＜a ＜12，12＜b ＜1，1＜c ＜2，从而a ＜b ＜c .答案：A6．若x ∈(－∞，1)，则函数y ＝x 2－2x ＋22x －2有( )A ．最小值1B ．最大值1C ．最大值－1D ．最小值－1 答案：C7．若关于x 的不等式x ＋|x －1|≤a 有解，则实数a 的取值范围是( ) A ．[1，＋∞) B ．[2，＋∞) C ．(3，＋∞) D ．[4，5] 答案：A8．对任意实数x ，若不等式|x ＋1|－|x －2|＞k 恒成立，则k 的取值范围是( ) A ．k ＜3 B ．k ＜－3 C ．k ≤3 D ．k ≤－3 答案：B9．设a ＞b ＞c ，n ∈N ＋，且1a －b ＋1b －c ≥n a －c恒成立，则n 的最大值为( ) A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 解析：因为原不等式⇔n ≤⎝⎛⎭⎪⎫1a －b ＋1b －c (a －c )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a －b ＋1b －c (a －b ＋b －c )恒成立， 所以n ≤⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫1a －b ＋1b －c [（a －b ）＋（b －c ）]min＝4. 答案：C10．不等式|x |＞2x －1的解集为( ) A ．{x |x ＞2或x ＜－1} B ．{x |－1＜x ＜2} C ．{x |x ＜1或x ＞2} D ．{x |1＜x ＜2} 解析：方法一 当x ＜1时，2x －1＜0，不等式恒成立，故选C. 方法二 |x |＞2x －1]⇒⎩⎪⎨⎪⎧x ＞2x －1，x ≥0或⎩⎪⎨⎪⎧x ＜21－x ]，x ＜0，解得x ＜1或x ＞2.答案：C11．已知命题p ：不等式|x |＋|x －1|＞m 的解集为R ，命题q ：f (x )＝－(5－2m )x是减函数，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解析：若不等式|x |＋|x －1|＞m 的解集为R ，则m ＜1，若函数f (x )＝－(5－2m )x是减函数， 则5－2m ＞1，则m ＜2，.故p ⇒q ，q ⇒ /p . 答案：A12．不等式|2x －log 2x |＜2x ＋|log 2x |的解集为( ) A ．{x |1＜x ＜2} B ．{x |0＜x ＜1} C ．{x |x ＞1} D ．{x |x ＞2}解析：因为|a －b |≤|a |＋|b |，其中等号成立的条件为ab ≤0，所以由原不等式成立得 2x ·log 2x ＞0，所以x ＞1. 答案：C二、填空题(每小题5分，共20分)13．已知集合A ＝{x ∈R||x ＋3|＋|x －4|≤9}，B ＝{x ∈R|x ＝4t ＋1t－6，t ∈(0，＋∞)}，则集合A ∩B ＝______________． 解析：由集合A ＝{x ∈R||x ＋3|＋|x －4|≤9}解出A ＝{x |－4≤x ≤5}，B ＝{x ∈R|x ＝4t ＋1t－6，t ∈(0，＋∞)}＝{x |x ≥ －2}；故A ∩B ＝{x |－2≤x ≤5}．答案：{x |－2≤x ≤5} 14．已知x 1·x 2·x 3·…·x 2012＝1，＝且x 1，x 2，…，x 2012都是正数，则(1＋x 1)(1＋x 2)·…·(1＋x 2012)的最小值是________．解析：∵x 1是正数，∴1＋x 1≥2x 1，同理：1＋x 2≥2x 2，…，1＋x 2012≥2x 2012，各式相乘，得(1＋x 1)·(1＋x 2)·…·(1＋x 2012)≥22012x 1·x 2·…·x 2012＝22012.等号成立的条件为x 1＝x 2＝…＝x 2012＝1.答案：2201215．设a ＞b .①ac 2＞bc 2；②2a ＞2b ；③1a ＜1b；④a 3＞b 3；⑤a 2＞b 2.其中正确的结论序号有________．解析：若c ＝0，①错；若a ，b 异号或a ，b 中有一个为0，则③⑤错． 答案：②④16．若a ＋1＞0，则不等式x ≥x 2－2x －ax －1的解集为________．解析：由题意得x －x 2－2x －ax －1≥0∴x ＋ax －1≥0.又a ＋1＞0，∴－a ＜1， ∴x ≤－a 或x ＞1，∴原不等式的解集为(－∞，－a ]∪(1，＋∞)． 答案：(－∞，a ]∪(1，＋∞)三、解答题(本大题共6小题，共70分)17．(本小题满分11分)解不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x －2x ＞1.解析：∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪x －2x ＞1，∴x －2x ＞1或x －2x ＜－1，∴x 2－x －2x ＞0或x 2＋x －2x＜0，∴－1＜x ＜0或x ＞2或x ＜－2或0＜x ＜1.∴原不等式的解集为{x |x ＜－2或－1＜x ＜0或0＜x ＜1或x ＞2}．18．(本小题满分11分)设关于x 的不等式lg(|x ＋3|＋|x －7|)＞a . (1)当a ＝1时，解这个不等式；(2)当a 为何值时，这个不等式的解集为R? 解析：(1)当a ＝1时，原不等式可变形为 |x ＋3|＋|x －7|＞10，可解得其解集为 {x |x ＜－3或x ＞7}．(2)∵|x ＋3|＋|x －7|≥|x ＋3－(x －7)|＝10对任意x ∈R 都成立，∴lg(|x ＋3|＋|x －7|≥lg10＝1对任意x ∈R 都成立，即lg(|x ＋3|＋|x －7|)＞a 当且仅当a ＜1时对任意x ∈R 都成立．19．(本小题满分12分)求函数y ＝1x －3＋x (x ＞3)的最小值． 解析：∵x ＞3，∴x －3＞0，∴y ＝1x －3＋x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1x －3＋x －3＋3≥21x －3·（x －3）＋3＝5，当且仅当1x －3＝x －3，即x ＝4时取等号． ∴当x ＝4时，函数的最小值为5.20．(本小题满分12分)设f (x )是定义在[－1，1]上的奇函数，g (x )的图像与f (x )的图像关于直线x ＝1对称，且当x ∈[2，3]时，g (x )＝－x 2＋4x －4.(1)求f (x )的解析式；(2)对于任意的x 1，x 2∈[0，1]且x 1≠x 2，求证：|f (x 2)－f (x 1)|＜2|x 2－x 1|； (3)对于任意的x 1，x 2∈[0，1]且x 1≠x 2，求证：|f (x 2)－f (x 1)|≤1. (1)解析：由题意知f (x ＋1)＝g (1－x )⇔ f (x )＝g (2－x )．当－1≤x ≤0时， 2≤2－x ≤3，∴f (x )＝－(2－x )2＋4(2－x )－4＝－x 2； 当0＜x ≤1时，－1≤－x ＜0，∴f (－x )＝－x 2.∵f (x )是奇函数，∴f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2（－1≤x ≤0），x 2（0＜x ≤1）.(2)证明：∵当x 1，x 2∈[0，1]且x 1≠x 2时，0＜x 1＋x 2＜2，∴|f (x 2)－f (x 1)＝|x 22－x 21|＝|(x 2－x 1)(x 2＋x 1)|＜2|x 2－x 1|.(3)证明：当x 1，x 2∈[0，1]且x 1≠x 2时，0≤x 21≤1，0≤x 22≤1，∴－1≤x 22－x 21≤1，即|x 22－x 21|≤1，∴|f (x 2)－f (x 1)|＝|x 22－x 21|≤1.21．(本小题满分12分)已知在平面直角坐标系xOy 中，点A 的坐标为(0，－1)，B 点在直线y ＝－3上，M 点满足MB →∥OA →，MA →·AB →＝MB →·BA →，M 点的轨迹为曲线C.(1)求C 的方程；(2)P 为C 上的动点，l 为C 在P 点处的切线，求O 点到l 的距离的最小值．解析：(1)设M (x ，y )，由已知得B (x ，－3)．又A (0，－1)，所以MA →＝(－x ，－1－y )，MB →＝(0，－3－y )，AB →＝(x ，－2)．再由题意可知(MA →＋MB →)·AB →＝0，即(－x ，－4－2y )·(x ，－2)＝0.所以曲线C 的方程为y ＝14x 2－2.(2)设P (x 0，y 0)为曲线C ：y ＝14x 2－2上一点．因为y ′＝12x ，所以l 的斜率为12x 0.所以直线l 的方程为y －y 0＝12x 0(x －x 0)，即x 0x －2y ＋2y 0－x 20＝0.所以O 点到l 的距离d ＝|2y 0－x 20|x 20＋4.又y 0＝14x 20－2，所以d ＝12x 20＋4x 20＋4＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20＋4＋4x 20＋4≥2，当且仅当x 0＝0时，等号成立，所以O 点到l 的距离的最小值为2.22．(本小题满分12分)经过长期观测得到：在交通繁忙的时段内，某公路段汽车的车流量y (千辆/时)与汽车的平均速度v (千米/时)之间的函数关系为：y ＝920vv 2＋3v ＋1 600(v ＞0)．(1)若要求在该时段内车流量超过10千辆/时，则汽车的平均速度应在什么范围内？ (2)在该时段内，当汽车的平均速度v 为多少时，车流量最大？最大车流量为多少(结果可保留分数形式)?解析：(1)由条件得920vv 2＋3v ＋1 600＞10，整理得v 2－89v ＋1 600＜0，即(v －25)(v －64)＜0，解得25＜v ＜64；(2)依题意，y ＝9203＋⎝ ⎛⎭⎪⎫v ＋1 600v ≤9203＋2 1 600＝92083，当且仅当v ＝1 600v ，即v ＝40时上式等号成立， ∴y max ＝92083(千辆/时)．第三讲柯西不等式与排序不等式1．能够利用柯西不等式求一些特定函数的最值．2．认识柯西不等式的几种不同形式，理解它们的几何意义．(1)柯西不等式向量形式：|α||β|≥|α·β|.(2)(a2＋b2)(c2＋d2)≥(ac＋bd)2.(3) （x1－x2）2＋（y1－y2）2＋（x2－x3）2＋（y2－y3）2≥（x1－x3）2＋（y1－y3）2(通常称作平面三角不等式)．3．用参数配方法讨论柯西不等式的一般情况：∑n,i＝1a2i·∑n,i＝1b2i≥(∑n,i＝1a i b i)2.4．用向量递归方法讨论排序不等式．,1．在本讲教学中，教师应引导学生了解重要的不等式都有深刻的数学意义和背景，例如本讲给出的不等式大都有明确的几何背景．学生在学习中应该把握这些几何背景，理解这些不等式的实质．2．准确记忆柯西不等式的向量形式以及其他几何形式，深刻理解其几何意义，综合提升数学应用能力．3．1 二维形式的柯西不等式1．利用柯西不等式证明不等式．2．能够利用柯西不等式求一些特定函数的最值．3．认识二维形式的柯西不等式的几种不同形式，理解它们的几何意义．1．定理1(二维形式的柯西不等式的代数形式)：设a，b，c，d均为实数，则____________________________________，其中等号当且仅当________时成立．答案：(a2＋b2)(c2＋d2)≥(ac＋bd)2ad＝bc2．定理2(柯西不等式的向量形式)：设α，β为两个平面向量，则________，其中等号当且仅当两个向量__________________时成立．答案：|α||β|≥|α·β|方向相同或相反(即两个向量共线)思考1 几何意义：设α，β为平面上以原点O 为起点的两个非零向量，它们的终点分别为A (a ，b )，B (c ，d )，那么它们的数量积α·β＝________，而|α|＝a 2＋b 2，|β|＝c 2＋d 2，所以柯西不等式的几何意义就是________，其中等号当且仅当两个向量方向相同或相反(即两个向量共线)时成立．答案：ac ＋bd |α||β|≥|α·β|3．定理3(三角形不等式)：设x 1，y 1，x 2，y 2，x 3，y 3为任意实数，则________________________________________________________________________．答案：（x 1－x 2）2＋（y 1－y 2）2＋（x 2－x 3）2＋（y 2－y 3）2≥（x 1－x 3）2＋（y 1－y 3）2思考2 设a ，b ，c ，d ，m ，n 都是正实数，P ＝ab ＋cd ，Q ＝ma ＋nc ·b m ＋d n，则P 与Q 的大小关系是________．解析：由柯西不等式，得P ＝am ·b m ＋nc ·dn ≤am ＋nc ·b m ＋dn＝Q ， ∴P ≤Q . 答案：P ≤Q一层练习1．已知a ，b ∈R ，a 2＋b 2＝4，则3a ＋2b 的最大值为( ) A ．4 B ．213 C ．8 D ．9 答案：B2．设x ，y ，m ，n >0，且m x ＋ny＝1，则u ＝x ＋y 的最小值是( ) A ．(m ＋n )2B.m ＋nC ．m ＋nD ．(m ＋n )2答案：A3．已知a ，b >0，且a ＋b ＝1，则12a ＋1b 的最小值为________．解析：∵12a ＋1b ＝(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ＋1b ＝[(a )2＋(b )2]·⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1b 2≥⎝⎛⎭⎪⎫a ·12a ＋b ·1b 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋12＝32＋ 2.答案：32＋24．若3x ＋4y ＝2，求x 2＋y 2的最小值及最小值点．解析：由柯西不等式有(x 2＋y 2)(32＋42)≥(3x ＋4y )2，得25(x 2＋y 2)≥4，∴x 2＋y 2≥425，当且仅当x 3＝y 4时等号成立，为求最小值点，需解⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋4y ＝2，x 3＝y 4，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝625，y ＝825.因此，当x ＝625，y ＝825时，x 2＋y 2的最小值为425，最小值点为⎝ ⎛⎭⎪⎫625，825.二层练习5．若直线x a ＋y b＝1通过点M (cos α，sin α)，则( ) A ．a 2＋b 2≤1 B ．a 2＋b 2≥1 C.1a 2＋1b 2≤1 D.1a 2＋1b2≥1答案：D6．函数y ＝21－x ＋2x ＋1的最大值为______． 答案：37．已知2x 2＋y 2＝1，则2x ＋y 的最大值是______． 答案：38．已知x ，y ∈R ，且xy ＝1，则⎝⎛⎭⎪⎫1＋1x ⎝⎛⎭⎪⎫1＋1y 的最小值为( )A ．4B ．2C ．1 D.14答案：A三层练习9．已知a 1－b 2＋b 1－a 2＝1，求证：a 2＋b 2＝1.证明：由柯西不等式，得(a 1－b 2＋b 1－a 2)2≤[a 2＋(1－a 2)][b 2＋(1－b 2)]＝1. 当且仅当b1－a2＝1－b2a时，上式取等号，∴ab ＝1－a 2·1－b 2，a 2b 2＝(1－a 2)(1－b 2)．于是a 2＋b 2＝1.10．设a ＋b ＝12，求证：a 8＋b 8≥127.证明：a 8＋b 8＝12(12＋12)[(a 4)2＋(b 4)2]≥12(1×a 4＋1×b 4)2＝12(a 4＋b 4)2＝12·⎣⎢⎡⎦⎥⎤12（12＋12）（a 4＋b 4）2＝12×14{(12＋12)[(a 2)2＋(b 2)2]}2≥123(1×a 2＋1×b 2)2＝123(a 2＋b 2)2＝123·⎣⎢⎡⎦⎥⎤12（12＋12）（a 2＋b 2）2≥123×122(a ＋b )2＝127.∴原不等式成立．11．在半径为R 的圆内，求周长最大的内接长方形．解析：如图，设内接长方形ABCD 的长为x ，则宽为4R 2－x 2，于是长方形ABCD 的周长l ＝2(x ＋4R 2－x 2)＝2(1·x ＋1·4R 2－x 2)，由柯西不等式有l ≤2[x 2＋(4R 2－x 2)2]12(12＋12)12＝22·2R ＝42R ，等号成立⇔x 1＝4R 2－x 21⇔x ＝2R ，此时宽为4R 2－（2R ）2＝2R ，即长方形ABCD 为正方形，故周长最大的内接长方形为正方形，其周长为42R .1．二维形式的柯西不等式是柯西不等式的最简单形式，学习柯西不等式时要注意它的几种形式间是等价的，也要关注结构形式的变化对数值的要求．2．理解柯西不等式，就要认真理解代数推导过程和向量形式、三角形式的推导过程，并从形和数两方面来理解和记忆．另外，对等号“＝”取到的条件是要从推导过程来理解的．2．3 反证法与放缩法1．了解用反证法证明不等式．2．了解用放缩法证明不等式．3．提高综合应用知识解决问题的能力．1．反证法．(1)先________________，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)________的结论，以说明________不正确，从而证明原命题成立，我们称这种证明问题的方法为反证法．答案：假设要证的命题不成立矛盾假设(2)利用反证法证明不等式，一般有下面几个步骤：第一步，分清欲证不等式所涉及的条件和结论．第二步，做出与所证不等式________的假定．第三步，从____________出发，应用正确的推理方法，推出________结果．第四步，断定产生矛盾结果的原因在于开始所做的假定________，于是原证不等式________．答案:相反条件和假定矛盾不正确成立反证法经常用于证明否定性命题(结论中出现“不存在”“不可能”等字眼)、唯一性命题、结论中出现“至多”“至少”的命题、结论中出现“都是”“都不是”的命题、证明方法上直接证明较困难或在证明方向上从结论的反面着手较容易的命题．(3)用反证法证明不等式必须把握以下几点：①必须否定结论，即肯定结论的反面，当结论的反面呈现多样性时，必须罗列出各种情况，缺少任何一种可能的情况，反证法都是不完整的；②反证法必须从否定的结论进行推理，即应把结论的反面作为条件，且必须根据这一条件进行推理论证．否则，仅否定结论，不从结论的反面出发进行推理，就不是反证法；③推导出的矛盾可能多种多样，有的与已知矛盾，有的与假设矛盾，有的与已知的事实相违背等．推导出的矛盾必须是明显的；④在使用反证法时，“否定结论”在推理论证中往往作为已知使用，可视为已知条件．(4)反证法中的数学语言．反证法适宜证明存在性问题、唯一性问题、带有“至少有一个”“至多有一个”等字样的问题，或者说“正难则反”，直接证明有困难时，常采用反证法，下面我们列举一些常见个以上思考1 已知a ＞b ＞0，求证：n a ＞nb (n ∈N 且n ＞1)．用反证法证明此题时第一步是：________．答案：假设n a ≤nb2．放缩法．(1)所谓放缩法，即是把要证的不等式一边适当地________(或________)，使之得出明显的不等量关系后，再应用不等量大、小的传递性，从而使不等式得到证明的方法．答案：放大 缩小(2)放缩法的主要理论依据． ①不等式的传递性；②等量加不等量为不等量；③同分子(分母)、异分母(分子)的两个分式大小的比较； ④基本不等式与绝对值不等式的基本性质； ⑤三角函数的有界性等． (3)使用放缩法的主要方法．放缩法是不等式证明中最重要的变形方法之一，放缩必须有目标，而且要恰到好处，目标往往从要证明的结论考虑．常用的放缩法有增项、减项、利用分式的性质、利用不等式的性质、利用已知不等式、利用函数的性质进行放缩等．比如：舍去或加上一些项：⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋122＋34＞⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋122； 将分子或分母放大(或缩小)：1k2＜1k （k －1），1k 2＞1k （k ＋1），1k ＜2k ＋k －1，1k＞2k ＋k ＋1( k ∈R，k ＞1)等．(4)对不等式而言，放缩的本质是“不等式的加强”，常见的放缩有下面四种类型：①直接放缩； ②裂项放缩；③利用数列或函数的单调性放缩； ④利用基本不等式放缩．思考2 对于任何实数x ，求证：x 2－x ＋1≥34.证明： 因为x 2－x ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x －122＋34≥34，所以x 2－x ＋1≥34.一层练习1．用反证法证明“若整系数一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)有有理根，那么a ，b ，c 中至少有一个偶数”时，下列假设中正确的是( )A ．假设a ，b ，c 都是偶数B ．假设a ，b ，c 都不是偶数C ．假设a ，b ，c 至多有一个偶数D ．假设a ，b ，c 至多有两个偶数 答案：B2．在求证“数列2，3，5不可能为等比数列”时最好采用( ) A ．分析法 B ．综合法 C ．反证法 D ．直接法 答案：C3．设M ＝1210＋1210＋1＋1210＋2＋…＋1211－1，则( )A ．M ＝1B ．M <1C ．M >1D ．M 与1大小关系不定 答案：B4．A ＝1＋12＋13＋ (1)与n (n ∈N *)的大小关系为________．解析：n ∈N *，当n ＝1时，A ＝n ＝1；当n >1时，A ＝1＋12＋13＋…＋1n >1＋12＋1＋13＋2＋…＋1n ＋n －1＝1＋(2－1)＋(3－2)＋…＋(n －n －1)＝n .综上可知，A ≥n . 答案：A ≥n二层练习5．(2014.山东高考理科·T4)用反证法证明命题：“已知a ，b 为实数，则方程x 2＋ax ＋b ＝0至少有一个实根”时，要做的假设是( )A ．方程x 2＋ax ＋b ＝0没有实根．B ．方程x 2＋ax ＋b ＝0至多有一个实根．C ．方程x 2＋ax ＋b ＝0至多有两个实根D ．方程x 2＋ax ＋b ＝0恰好有两个实根．解析：本题考查了反证法，从问题的反面出发进行假设．一元二次方程根的个数为0，1，2.因此至少有一个实根包含1根或两根，它的反面为0根．选A.答案：A6．设a ，b ，c ∈R ＋，则三个数a ＋1b ，b ＋1c ，c ＋1a( )A ．都大于2B ．都小于2C ．至少有一个不大于2D ．至少有一个不小于2 答案：D7．A ＝1＋122＋132＋…＋1n2与2的大小关系是________．解析：A ＝1＋122＋132＋…＋1n 2<1＋11×2＋12×3＋…＋1（n －1）n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＝2－1n <2. 答案：A ＜28．已知x ，y >0，且x ＋y >2.证明：1＋x y ，1＋y x中至少有一个小于2.证明：(反证法)设1＋x y ≥2，1＋y x≥2，则⎩⎪⎨⎪⎧1＋x ≥2y ， ①1＋y ≥2x . ②由①②式可得2＋x ＋y ≥2(x ＋y )， 即x ＋y ≤2与题设矛盾． ∴1＋x y ，1＋yx中至少有一个小于2.9．若数列{x n }的通项公式为x n ＝nn ＋1，求证：x 1·x 3·x 5·…·x 2n －1<1－x n1＋x n. 证明：∵1－x n1＋x n＝1－nn ＋11＋n n ＋1＝12n ＋1，x 1·x 3·x 5·…·x 2n －1＝12×34×…×2n －12n <13×35×…×2n －12n ＋1＝12n ＋1. ∴x 1·x 3·x 5·…·x 2n －1< 1－x n1＋x n.10．(2014·佛山一模·节选)数列{a n }的通项公式a n ＝4n (n ＋1)． (1)记1c n ＝1a n ＋1a n ＋1，求证：对一切正整数n ，有1c 1＋1c 2＋1c 3＋…＋1c n <38；(2)求证：对一切正整数n ，有1a 1－1＋1a 2－1＋1a 3－1＋…＋1a n －1<27. (1)证明：证法一1a n ＝14n 2＋4n ＝14(1n －1n ＋1)， 所以1c n ＝1a n ＋1a n ＋1＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2.于是1c 1＋1c 2＋1c 3＋…＋1c n ＝14[⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋(12－14)＋…＋ ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2]＝14(1＋12－1n ＋1－1n ＋2)<38. 证法二1c n ＝1a n ＋1a n ＋1＝14n （n ＋1）＋14（n ＋1）（n ＋2）＝12n （n ＋2）＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2.于是1c 1＋1c 2＋1c 3＋…＋1c n＝14[⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋(12－14)＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＋(1n －1n ＋2)] ＝14(1＋12－1n ＋1－1n ＋2)<38. (2)证明：所证明的不等式为 17＋123＋147＋…＋14n 2＋4n －1<27. 证法一 首先证明14n 2＋4n －1<27(1n －1n ＋1)(n ≥2)．∵14n 2＋4n －1<27⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1⇔14n 2＋4n －1<27n 2＋7n⇔7n 2＋7n <8n 2＋8n －2⇔n 2＋n －2>0⇔(n －1)·(n ＋2)>0.∴当n ≥2时，17＋123＋…＋14n 2＋4n －1<17＋27[⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1]<17＋27×12＝27. 当n ＝1时，17<27.综上所述，对一切正整数n ，有 1a 1－1＋1a 2－1＋1a 3－1＋…＋1a n －1<27.方法二14n 2＋4n －1<14n 2＋4n －3＝1（2n －1）（2n ＋3）＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋3.当n ≥3时，17＋123＋…＋14n 2＋4n －1<17＋123＋14·[⎝ ⎛⎭⎪⎫15－19＋⎝ ⎛⎭⎪⎫17－111＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －3－12n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋3]<17＋123＋14⎝ ⎛⎭⎪⎫15＋17<17＋114＋114＝27.当n ＝1时，17<27；当n ＝2时，17＋123<17＋17＝27.综上所述，对一切正整数n ，有 1a 1－1＋1a 2－1＋1a 3－1＋…＋1a n －1<27.三层练习11．若数列{a n }的通项公式为a n ＝n 2，n ∈N *，求证：对一切正整数n ，有1a 1＋1a 2＋…＋1a n<74. 证明：①当n ＝1时，1a 1＝1<74，∴原不等式成立．②当n ＝2时，1a 1＋1a 2＝1＋14<74，∴原不等式成立． ③当n ≥3时，∵n 2>(n －1)·(n ＋1)，∴1n 2<1（n －1）·（n ＋1）.1a 1＋1a 2＋…＋1a n＝112＋122＋…＋1n 2<1＋11×3＋12×4＋…＋1（n －2）n＋1（n －1）·（n ＋1）＝1＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫12－14＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫13－15＋…＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －2－1n ＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＝1＋12(1－13＋12－14＋13－15＋…＋1n －2－1n ＋1n －1－1n ＋1)＝1＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12－1n －1n ＋1＝74＋12(－1n －1n ＋1)<74.∴当n ≥3时，∴原不等式成立．综上，对一切正整数n ，有1a 1＋1a 2＋…＋1a n <74.12．已知{a n }是由非负整数组成的无穷数列，该数列前n 项的最大值记为A n ，第n 项之后各项a n ＋1，a n ＋2…的最小值记为B n ，d n ＝A n －B n证明：若a 1＝2，d n ＝1(n ＝1，2，3…)，则{a n }的项只能是1或2，且有无穷多项为1 解析：①首先{a n }中的项不能是0，否则d 1＝a 1－0＝2，与已知矛盾．②{a n }中的项不能超过2，用反证法证明如下：若{a n }中有超过2的项，设a k 是第一个大于2的项， {a n }中一定存在项为1，否则与d n ＝1矛盾． 当n ≥k 时，a n ≥2，否则与d k ＝1矛盾．因此存在最大的i 在2到k －1之间，使得a 1＝1， 此时d i ＝A i －B i ＝2－B i ≤2－2＝0，矛盾． 综上{a n }中没有超过2的项．综合①②，{a n }中的项只能是1或2.下面证明1有无数个，用反证法证明如下：若a k 为最后一个1，则d k ＝A k －B k ＝2－2＝0，矛盾． 因此1有无数个．13．(2014·广东高考文科)设各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ，且S n 满足S 2n －(n 2＋n －3)S n －3(n 2＋n )＝0，n ∈N *.(1)求a 1的值；(2)求数列{a n }的通项公式；(3)证明：对一切正整数n ，有1a 1（a 1＋1）＋1a 2（a 2＋1）＋…＋1a n （a n ＋1）＜13.解析：(1)令n ＝1，则S 1＝a 1，S 21－(12＋1－3)S 1－3(12＋1)＝0，即a 21＋a 1－6＝0，解得a 1＝2或a 1＝ －3(舍去)．(2)S 2n －(n 2＋n －3)S n －3(n 2＋n )＝0可以整理为(S n ＋3)[S n －(n 2＋n )]＝0， 因为数列{a n }中a n ＞0，所以S n ≠－3，只有S n ＝n 2＋n .当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋n －(n －1)2－(n －1)＝2n ，而a 1＝2，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2n (n ∈N *)．(3)因为1a n （a n ＋1）＝12n （2n ＋1）＝14·1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12＜14·1⎝ ⎛⎭⎪⎫n －14⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋1－14，1⎝ ⎛⎭⎪⎫n －14⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋1－14＝1n －14－1n ＋1－14， 所以1a 1（a 1＋1）＋1a 2（a 2＋1）＋…＋1a n （a n ＋1）＜14⎣⎢⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫11－14－12－14＋⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12－14－13－14＋…＋⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n －14－1n ＋1－14＝14⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤11－14－1n ＋1－14＝13－14n ＋3＜13.故对一切正整数n ，有。
人教版高三数学选修4-5全册配套试卷-单元质量评估（四）有答案
人教版高三数学选修4-5全册配套试卷-单元质量评估（四）有答案单元质量评估(四)(第四讲)(90分钟120分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2016·广州高二检测)如果命题P(n)对n=k成立,那么它对n=k+2成立,又若P(n)对n=2成立,则P(n)对所有( )A.正整数n成立B.正偶数n成立C.正奇数n成立D.大于1的自然数n成立【解析】选B.根据数学归纳法的意义可知,命题P(n)对所有正偶数n都成立.2.用数学归纳法证明“(n+1)(n+2)…(n+n)=2n·1·2·(2n-1)(n∈N+)”时,从“n=k 到n=k+1”时,左边应增加的式子是( )A.2k+1B.2k+3C.2(2k+1)D.2(2k+3)【解析】选C.当n=k时,左边=(k+1)(k+2)…(k+k).当n=k+1时,左边=(k+2)(k+3)…(k+k)(k+k+1)(k+1+k+1).可见从“n=k到n=k+1”,左边增加了2(2k+1).3.(2016·金华高二检测)用数学归纳法证明n(n+1)(2n+1)能被6整除时,由归纳假设推证n=k+1时命题成立,需将n=k+1时的原式表示成( )A.k(k+1)(2k+1)+6(k+1)B.6k(k+1)(2k+1)C.k(k+1)(2k+1)+6(k+1)2D.以上都不对【解析】选C.因为假设当n=k时命题成立,即k(k+1)(2k+1)能被6整除,当n=k+1时,(k+1)(k+2)(2k+3)=(k+1)(2k2+7k+6)=k(k+1)(2k+1)+6(k+1)2.4.(2016·大连高二检测)在应用数学归纳法证明凸n边形的对角线为n(n-3)条时,第一步检验第一个值n0等于( )A.1B.2C.3D.0【解析】选C.因为凸n边形中,边数最少的是三角形,边数为3.5.在数列{a n}中,a n=1-+-+…+-,则a k+1= ( )A.a k+B.a k+-C.a k+D.a k+-【解析】选 D.a1=1-,a2=1-+-,…,a n=1-+-+…+-,a k=1-+-+…+-,所以a k+1=a k+-.6.已知数列{a n}中,a1=1,a2=2,a n+1=2a n+a n-1(n∈N+),用数学归纳法证明a4n能被4整除,假设a4k能被4整除,然后应该证明( )A.a4k+1能被4整除B.a4k+2能被4整除C.a4k+3能被4整除D.a4k+4能被4整除【解析】选D.由假设a4k能被4整除,则当n=k+1时,应该证明a4(k+1)=a4k+4能被4整除.7.(2016·烟台高二检测)设f(n)=1++++…+,则f(k+1)-f(k)等于( )A. B.++C.+D.+【解析】选D.当n=k时,f(k)=1+++…+.当n=k+1时,f(k+1)=1+++…+++….所以f(k+1)-f(k)=+. 8.已知n为正偶数,用数学归纳法证明:1-+-+…+=2时,若已假设n=k(k≥2且为偶数)时,等式成立,则还需要利用归纳假设再证( ) A.n=k+1时等式成立 B.n=k+2时等式成立C.n=2k+2时等式成立D.n=2(k+2)时等式成立【解析】选B.偶数k的后继偶数为k+2,故应再证n=k+2时等式成立.【误区警示】解答本题易忽视k的限制条件:k≥2且为偶数,而错选A.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)9.观察等式1=12,2+3+4=32,3+4+5+6+7=52,4+5+6+7+8+9+10=72,…,推测第n个等式应该是.【解析】观察等式1=12,2+3+4=32,3+4+5+6+7=52,4+5+6+7+8+9+10=72知,第n 个等式左端是2n-1个连续自然数的和,其中最小的自然数是n,右端是(2n-1)2.即第n个等式应该是n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2.答案:n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)210.(2016·大连高一检测)用数学归纳法证明cosα+cos3α+…+cos(2n-1)α=(sinα≠0,n∈N+),在验证n=1时,等式右边的式子是.【解析】当n=1时,右边===cosα.答案:cosα11.设f(n)=…,用数学归纳法证明f(n)≥3.在“假设n=k时成立”后,f(k+1)与f(k)的关系是f(k+1)=f(k)·_________.【解析】当n=k时,f(k)=…;当n=k+1时,f(k+1)=…,所以f(k)应乘·.答案:·12.已知数列{a n},其中a2=6,且满足=n,则a1= ,a3= , a4= ,猜想a n= .【解析】由已知可得=1,=2,=3,将a2=6代入以上三式,解得:a1=1,a3=15,a4=28.由于a1=1,a2=2×3,a3=3×5,a4=4×7,猜想得a n=n(2n-1).答案:1 15 28 n(2n-1)三、解答题(本大题共6小题,共60分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)13.(10分)(2016·石家庄高二检测)用数学归纳法证明:当n∈N+时,++…+=.【证明】(1)当n=1时,左边==,右边==,左边=右边,所以等式成立.(2)假设当n=k(k≥1)时,等式成立,即++…+=.则当n=k+1时,++…++=+====.即当n=k+1时,等式也成立.由(1),(2)可知对一切n∈N+等式都成立.14.(10分)对于n∈N+,用数学归纳法证明:1·n+2·(n-1)+3·(n-2)+…+(n-1)·2+n·1=n(n+1)(n+2).【证明】设f(n)=1·n+2·(n-1)+3·(n-2)+…+(n-1)·2+n·1.(1)当n=1时,左边=1,右边=1,等式成立;(2)设当n=k(k≥1)时,等式成立,即1·k+2·(k-1)+3·(k-2)+…+(k-1)·2+k·1=k(k+1)(k+2),则当n=k+1时, f(k+1)=1·(k+1)+2[(k+1)-1]+3[(k+1)-2]+…+[(k+1)-2]·3+[(k+1)-1]·2+(k+1)·1=f(k)+1+2+3+…+k+(k+1)=k(k+1)(k+2)+(k+1)(k+1+1)=(k+1)(k+2)(k+3).所以由(1)(2)可知当n∈N+时,等式都成立.15.(10分)(2016·南京高二检测)用数学归纳法证明:f(n)=(2n+7)·3n+9(n∈N*)能被36整除.【证明】(1)当n=1时,f(1)=(2×1+7)×31+9=36,能被36整除.(2)假设n=k(k≥1,k∈N*),f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除,当n=k+1时,f(k+1)=(2k+9)·3k+1+9=3[(2k+7)·3k+9]+18(3k-1-1)=3f(k)+18(3k-1-1)又因为3k-1-1是偶数,所以f(k+1)能被36整除,即当n=k+1时,f(n)=(2n+7)·3n+9也能被36整除. 由(1)(2)知,对n∈N*,f(n)=(2n+7)·3n+9都能被36整除.16.(10分)(2016·苏州高二检测)已知正项数列{a n}和{b n}中,a1=a(0<a</a(1)证明:对任意n∈N+,有a n+b n=1.(2)求数列{a n}的通项公式.【解析】(1)用数学归纳法证明.①当n=1时,a1+b1=a+(1-a)=1,命题成立;②假设n=k(k≥1)时命题成立,即a k+b k=1,则当n=k+1时,a k+1+b k+1=a k b k+1+b k+1=(a k+1)·b k+1=(a k+1)·===1.所以当n=k+1时,命题也成立.由①②可知,a n+b n=1对n∈N+恒成立.(2)因为a n+1=a n b n+1===,所以==+1,即-=1.数列是公差为1的等差数列,其首项为=,=+(n-1)×1,从而a n=(0<a<1).< bdsfid="193" p=""></a<1).<>17.(10分)(2016·太原高二检测)求证:用数学归纳法证明2n+2>n2(n∈N+). 【证明】(1)当n=1时,21+2>12,不等式成立;当n=2时,22+2>22,不等式成立;当n=3时,23+2>32,不等式成立.(2)假设当n=k(k≥3)时不等式成立,即2k+2>k2.则当n=k+1时,2k+1+2=2(2k+2)-2>2k2-2=(k+1)2+k2-2k-3 因为k≥3,所以k2-2k-3=(k-3)(k+1)≥0,(*)从而2k+1+2>(k+1)2+k2-2k-3≥(k+1)2,所以2k+1+2>(k+1)2.即当n=k+1时,不等式也成立.由(1)(2)可知,2n+2>n2对一切n∈N+都成立.18.(10分)(2016·广州高二检测)在数列{a n},{b n}中,a1=2,b1=4,且a n,b n,a n+1成等差数列,b n,a n+1,b n+1成等比数列(n∈N+).(1)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测{a n},{b n}的通项公式,并证明你的结论.(2)证明:++…+<.【解析】(1)由条件得2b n=a n+a n+1,=b n b n+1.由此可得a2=6,b2=9,a3=12,b3=16,a4=20,b4=25.猜测a n=n(n+1),b n=(n+1)2.用数学归纳法证明:①当n=1时,由上可得结论成立.②假设当n=k(k≥1)时,结论成立,即a k=k(k+1),b k=(k+1)2.那么当n=k+1时,a k+1=2b k-a k=2(k+1)2-k(k+1)=(k+1)(k+2),b k+1==(k+2)2.所以当n=k+1时,结论也成立.由①②,可知a n=n(n+1),b n=(n+1)2对一切正整数都成立.(2)=<.当n≥2时,由(1)知a n+b n=(n+1)·(2n+1)>2(n+1)·n.故++…+<+=+=+<+=.。
数学选修4-4 4-5所有试卷含答案
数学选修4-4 坐标系与参数方程[根底训练A 组]一、选择题1．假设直线的参数方程为12()23x tt y t =+⎧⎨=-⎩为参数，那么直线的斜率为〔 〕A ．23 B ．23- C ．32 D ．32-2．以下在曲线sin 2()cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩为参数上的点是〔 〕A．1(,2 B ．31(,)42-C． D． 3．将参数方程222sin ()sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩为参数化为普通方程为〔 〕 A ．2y x =- B ．2y x =+ C ．2(23)y x x =-≤≤ D ．2(01)y x y =+≤≤ 4．化极坐标方程2cos 0ρθρ-=为直角坐标方程为〔 〕A ．201y y +==2x 或 B ．1x = C ．201y +==2x 或x D ．1y = 5．点M的直角坐标是(1-，那么点M 的极坐标为〔 〕A ．(2,)3πB ．(2,)3π-C ．2(2,)3πD ．(2,2),()3k k Z ππ+∈ 6．极坐标方程cos 2sin 2ρθθ=表示的曲线为〔 〕A ．一条射线和一个圆B ．两条直线C ．一条直线和一个圆D ．一个圆二、填空题 1．直线34()45x tt y t=+⎧⎨=-⎩为参数的斜率为______________________。
2．参数方程()2()t tt tx e et y e e --⎧=+⎪⎨=-⎪⎩为参数的普通方程为__________________。
3．直线113:()24x tl t y t=+⎧⎨=-⎩为参数与直线2:245l x y -=相交于点B ，又点(1,2)A ，那么AB =_______________。
4．直线122()112x t t y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩为参数被圆224x y +=截得的弦长为______________。
5．直线cos sin 0x y αα+=的极坐标方程为____________________。
【人教A版】高中数学选修4-5全册配套试卷(21份打包,含答案)单元质量评估(一)(20200621172310)
因为 x+2y+xy=30, 所以 y= ,
所以 xy=x· =
=
=-x+32- =-(x+2)- +34,
又因为 x>0,
所以 (x+2)+ ≥2
=16,
当且仅当 x+2= , 即 x=6 时, 等号成立 , 所以 xy≤-16+34=18, 当且仅当 x=6,y=3 时等号成立 . 所以 xy 的取值范围是 (0,18]. 14.(10 分)(2016 ·郑州高二检测 ) 设函数 f(x)=|x-a|+3x, 其中 a>0. (1) 求当 a=1 时, 不等式 f(x) ≥3x+2 的解集 . (2) 若不等式 f(x) ≤0 的解集为 {x|x ≤-1}, 求 a 的值 .
【解析】 因为 x>0,y>0, 所以 30=x+2y+xy
≥2 所以 (
+xy=2 ) 2+2
+xy, -30 ≤0,
所以 ( -3 )( +5 ) ≤0,
所以 0< ≤3 , 即 0<xy≤18,
当且仅当 x=2y, 即 x=6,y=3 时等号成立 .
所以 xy 的取值范围为 (0,18].
【一题多解】 本题还可用消元的方法 :
又 f(x) 是偶函数 ,
所以由 f(2 |a-1| )>f(-
)=f(
) 知 ,2 |a-1| < ,
即|a-1|< , 解得 <a< .
答案 :
12.(2016 ·连云港高二检测 ) 已知关于 x 的方程 x2+x+
+ =0 有实根 , 则实
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最新人教版高中数学选修4-5测试题全套及答案第一讲 不等式和绝对值不等式一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．设集合A ＝{x |y ＝log 2(4－2x －x 2)}，B ＝⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪3x ＋1≥1，则A ∩B 等于( ) A ．{x |－1<x <5－1} B ．{x |－3<x ≤2} C ．{x |－1<x <1}D ．{x |－1－5<x <－3或5－1<x ≤2} 解析： 不等式4－2x －x 2>0可转化为 x 2＋2x －4<0，解得－1－5<x <－1＋5， ∵A ＝{x |－1－5<x <－1＋5}； 不等式3x ＋1≥1可转化为x －2x ＋1≤0，解得－1<x ≤2，∴B ＝{x |－1<x ≤2}， ∴A ∩B ＝{x |－1<x <5－1}． 答案： A 2．不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x ＋1x －1<1的解集为( )A ．{x |0<x <1}∪{x |x >1}B ．{x |0<x <1}C ．{x |－1<x <0}D ．{x |x <0}解析： 方法一：特值法：显然x ＝－1是不等式的解，故选D. 方法二：不等式等价于|x ＋1|<|x －1|， 即(x ＋1)2<(x －1)2，解得x <0，故选D. 答案： D3．设a ，b 是正实数，以下不等式 ①ab >2aba ＋b ，②a >|a －b |－b ，③a 2＋b 2>4ab －3b 2，④ab ＋2ab>2 恒成立的序号为( ) A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④解析：2ab a ＋b ≤2ab 2ab ＝ab ，即ab ≥2ab a ＋b，故①不正确，排除A 、B ；∵ab ＋2ab ≥22>2，即④正确．答案： D4．已知a >0，b >0，则1a ＋1b ＋2ab 的最小值是( )A ．2B ．2 2C ．4D ．5解析： ∵a >b ，b >0，∴1a ＋1b ≥2ab ，当且仅当a ＝b 时取等号，∴1a ＋1b ＋2ab ≥2ab ＋2ab ≥22ab·2ab ＝4. 当且仅当a ＝b ＝1且2ab＝2ab 时成立，能取等号，故1a ＋1b ＋2ab 的最小值为4，故选C.答案： C5．设|a |＜1，|b |＜1，则|a ＋b |＋|a －b |与2的大小关系是( ) A ．|a ＋b |＋|a －b |＞2 B ．|a ＋b |＋|a －b |＜2 C ．|a ＋b |＋|a －b |＝2 D ．不可能比较大小解析： 当(a ＋b )(a －b )≥0时，|a ＋b |＋|a －b |＝|(a ＋b )＋(a －b )|＝2|a |＜2， 当(a ＋b )(a －b )＜0时，|a ＋b |＋|a －b |＝|(a ＋b )－(a －b )|＝2|b |＜2. 答案： B6．设x ，y ↔R ，a >1，b >1.若a x ＝b y ＝3，a ＋b ＝23，则1x ＋1y 的最大值为( )A ．2 B.32 C ．1D.12解析： ∵a x ＝b y ＝3，∴x ＝log a 3，y ＝log b 3， ∴1x ＋1y ＝1log a 3＋1log b 3＝log 3a ＋log 3b ＝log 3ab ≤log 3(a ＋b )24＝log 33＝1，故选C.答案： C7．0<a <1，下列不等式一定成立的是( ) A ．|log 1＋a (1－a )|＋|log (1－a )(1＋a )|>2 B ．|log 1＋a (1－a )|<|log (1－a )(1＋a )|C ．|log (1＋a )(1－a )＋log (1－a )(1＋a )|<|log (1＋a )(1－a )|＋|log (1－a )(1＋a )|D ．|log (1＋a )(1－a )－log (1－a )(1＋a )|>|log (1＋a )(1－a )|－|log (1－a )(1＋a )|解析： 令a ＝12，代入可排除B 、C 、D.答案： A8．若实数a ，b 满足a ＋b ＝2，则3a ＋3b 的最小值是( ) A ．18 B ．6 C ．2 3D.43解析： 3a ＋3b ≥23a ·3b ＝23a ＋b ＝232＝6. 答案： B9．已知|a |≠|b |，m ＝|a |－|b ||a －b |，n ＝|a |＋|b ||a ＋b |，则m ，n 之间的大小关系是( ) A ．m ＞n B ．m ＜n C ．m ＝nD ．m ≤n解析： ∵|a |－|b |≤|a ±b |≤|a |＋|b |， ∴m ＝|a |－|b ||a －b |≤|a |－|b ||a |－|b |＝1，n ＝|a |＋|b ||a ＋b |≥|a |＋|b ||a |＋|b |＝1，∴m ≤1≤n .答案： D10．某工厂年产值第二年比第一年增长的百分率为p 1，第三年比第二年增长的百分率为p 2，第四年比第三年增长的百分率为p 3，则年平均增长率p 的最大值为( )A.3p 1p 2p 3 B.p 1＋p 2＋p 33C.p 1p 2p 33D ．2(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)3解析： ∵(1＋p )3＝(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)，∴1＋p ＝3(1＋p 1)(1＋p 2)(1＋p 3)≤1＋p 1＋1＋p 2＋1＋p 33，∴p ≤p 1＋p 2＋p 33.答案： B11．若a ，b ，c >0，且a 2＋2ab ＋2ac ＋4bc ＝12，则a ＋b ＋c 的最小值是( ) A ．2 3 B ．3 C ．2D. 3 解析： a 2＋2ab ＋2ac ＋4bc ＝a (a ＋2c )＋2b (a ＋2c ) ＝(a ＋2c )(a ＋2b )≤⎣⎡⎦⎤(a ＋2c )＋(a ＋2b )22，∴(a ＋b ＋c )2≥12，又a ，b ，c >0， ∴a ＋b ＋c ≥2 3. 答案： A12．当0<x <π2时，函数f (x )＝1＋cos 2x ＋8sin 2x sin 2x 的最小值为( )A ．2B ．2 3C ．4D ．4 3解析： 方法一：f (x )＝2cos 2x ＋8 sin 2x 2sin x cos x ＝1＋4tan 2xtan x＝4tan x ＋1tan x≥4.这里tan x >0，且tan x ＝12时取等号．方法二：f (x )＝1＋cos 2x ＋8sin 2x sin 2x ＝5－3cos 2xsin 2x (0<2x <π)．令μ＝5－3cos 2xsin 2x ，有μsin 2x ＋3cos 2x ＝5.μ2＋9sin(2x ＋φ)＝5, ∴sin(2x ＋φ)＝5μ2＋9. ∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪5μ2＋9≤1，得μ2≥16. ∴μ≥4或μ≤－4.又μ>0. 答案： C二、填空题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上) 13．已知－π2≤α＜β≤π2，则α－β2的取值范围是________．解析： 利用不等式的性质进行求解．由－π2≤α＜β≤π2可得．答案： －π2≤α－β2＜0.14．设集合S ＝{x ||x －2|>3}，T ＝{x |a <x <a ＋8}，S ∪T ＝R ，则a 的取值范围是____________． 解析: ∵|x －2|>3， ∴x －2>3或x －2<－3， ∴x >5或x <－1， 即S ＝{x |x >5或x <－1}．又∵T ＝{x |a <x <a ＋8}，S ∪T ＝R ，∴画数轴可知a 需满足⎩⎪⎨⎪⎧a <－1a ＋8>5，∴－3<a <－1.答案： －3<a <－115．设x >－1，求函数y ＝(x ＋5)(x ＋2)x ＋1的最小值为________．解析： ∵x >－1，∴x ＋1>0， y ＝(x ＋5)(x ＋2)x ＋1＝[(x ＋1)＋4][(x ＋1)＋1]x ＋1＝(x ＋1)＋5＋4x ＋1≥2·(x ＋1)·4x ＋1＋5＝9.当且仅当x ＋1＝4x ＋1，即x ＝1时，等号成立．∴y 的最小值是9. 答案： 916．某商品进货价每件50元，据市场调查，当销售价格(每件x 元)在50<x ≤80时，每天售出的件数P ＝105(x －40)2，若想每天获得的利润最多，销售价格每件应定为____________元． 解析： 设销售价格定为每件x 元(50<x ≤80)，每天获得利润y 元，则： y ＝(x －50)·P ＝105(x －50)(x －40)2，设x －50＝t ，则0<t ≤30， ∴y ＝105t (t ＋10)2＝105tt 2＋20t ＋100＝105t ＋100t＋20≤10520＋20＝2 500.当且仅当t ＝10，即x ＝60时，y max ＝2 500. 答案： 60三、解答题(本大题共6小题，共74分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17．(12分)已知30＜x ＜42,16＜y ＜24，求x ＋y ，x －2y ，xy 的取值范围．解析： ∵30＜x ＜42,16＜y ＜24， ∴46＜x ＋y ＜66. ∵16＜y ＜24， ∴－48＜－2y ＜－32， ∴－18＜x －2y ＜10.∵30＜x ＜42， ∴124＜1y ＜116. ∴54＜x y ＜218. 18．(12分)已知a ，b ，x ，y ↔R ＋，x ，y 为变量，a ，b 为常数，且a ＋b ＝10，a x ＋by ＝1，x ＋y 的最小值为18，求a ，b .解析： ∵x ＋y ＝(x ＋y )⎝⎛⎭⎫a x ＋b y ＝a ＋b ＋bx y ＋ayx ≥a ＋b ＋2ab＝(a ＋b )2，当且仅当bx y ＝ayx 时取等号．又(x ＋y )min ＝(a ＋b )2＝18， 即a ＋b ＋2ab ＝18 ① 又a ＋b ＝10②由①②可得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2b ＝8或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝8b ＝2.19．(12分)解不等式|x ＋1|＋|x |<2.解析： 方法一：利用分类讨论的思想方法． 当x ≤－1时，－x －1－x <2，解得－32<x ≤－1；当－1<x <0时，x ＋1－x <2，解得－1<x <0； 当x ≥0时，x ＋1＋x <2，解得0≤x <12.因此，原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12.方法二：利用方程和函数的思想方法．令f (x )＝|x ＋1|＋|x |－2 ＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －1(x ≥0)，－1(－1≤x <0)，－2x －3(x <－1).作函数f (x )的图象(如图)，知当f (x )<0时，－32<x <12.故原不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12.方法三：利用数形结合的思想方法．由绝对值的几何意义知，|x ＋1|表示数轴上点P (x )到点A (－1)的距离，|x |表示数轴上点P (x )到点O (0)的距离．由条件知，这两个距离之和小于2. 作数轴(如图)，知原不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－32<x <12.方法四：利用等价转化的思想方法． 原不等式⇔ 0≤|x ＋1|＜2－|x |， ∴(x ＋1)2＜(2－|x |)2，且|x |＜2， 即0≤4|x |＜3－2x ，且|x |＜2. ∴16x 2＜(3－2x )2，且－2＜x ＜2. 解得－32＜x ＜12.故原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪－32＜x ＜12.20．(12分)求函数y ＝3x ＋4x 2(x >0)的最值．解析： 由已知x >0， ∴y ＝3x ＋4x 2＝3x 2＋3x 2＋4x 2≥333x 2·3x 2·4x2＝339， 当且仅当3x 2＝3x 2＝4x 2，即x ＝2393时，取等号．∴当x ＝2393时，函数y ＝3x ＋4x2的最小值为339.21．(12分)在某交通拥挤地段，交通部门规定，在此地段内的车距d (m)正比于车速v (km/h)的平方与车身长s (m)的积，且最小车距不得少于半个车身长，假定车身长均为s (m)，且车速为50 km/h 时车距恰为车身长s ，问交通繁忙时，应规定怎样的车速，才能使此地段的车流量Q 最大？解析： 由题意，知车身长s 为常量，车距d 为变量．且d ＝k v 2s ，把v ＝50，d ＝s 代入，得k ＝12 500，把d ＝12s 代入d ＝12 500v 2s ，得v ＝25 2.所以 d ＝⎩⎨⎧12s (0<v ≤252)，12 500v 2s (v >252).则车流量Q ＝1 000v d ＋s ＝⎩⎪⎨⎪⎧1 000v32s (0<v ≤252)，1 000vs (1＋v22 500)(v >252).当0<v ≤252时，Q 为v 的增函数，所以当v ＝252时，Q 1＝1 000v 32s ＝50 00023s .当v >252时， Q 2＝1 000v s ⎝⎛⎭⎫1＋v 22 500＝ 1 000s ⎝⎛⎭⎫1v ＋v 2 500≤1 000s ·21v ·v2 500＝25 000s .当且仅当1v ＝v 2 500，即v ＝50时，等号成立．即当v ＝50时，Q 取得最大值Q 2＝25 000s .因为Q 2>Q 1，所以车速规定为50km/h 时，该地段的车流量Q 最大．22．(14分)已知函数f (x )＝ax 2－4(a 为非零实数)，设函数F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧f (x ) (x >0)－f (x )(x <0).(1)若f (－2)＝0，求F (x )的表达式； (2)在(1)的条件下，解不等式1≤|F (x )|≤2；(3)设mn <0，m ＋n >0，试判断F (m )＋F (n )能否大于0? 解析： (1)∵f (－2)＝0，∴4a ＋4＝0， 得a ＝－1，∴f (x )＝－x 2＋4，F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋4 (x >0)x 2－4 (x <0).(2)∵|F (－x )|＝|F (x )|， ∴|F (x )|是偶函数， 故可以先求x >0的情况．当x >0时，由|F (2)|＝0， 故当0<x ≤2时，解不等式1≤－x 2＋4≤2，得2≤x ≤3； x >2时，解不等式1≤x 2－4≤2，得5≤x ≤6； 综合上述可知原不等式的解集为{x |2≤x ≤3或5≤x ≤6或－3≤x ≤－2或－6≤x ≤－5}． (3)∵f (x )＝ax 2＋4，∴F (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ax 2＋4 (x >0)－ax 2－4 (x <0)， ∵mn <0，不妨设m >0，则n <0. 又m ＋n >0，∴m >－n >0，∴m 2>n 2， ∴F (m )＋F (n )＝am 2＋4－an 2－4 ＝a (m 2－n 2)，所以：当a >0时，F (m )＋F (n )能大于0， 当a <0时，F (m )＋F (n )不能大于0.第二讲 证明不等式的基本方法一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．已知a c 2>bc 2，则下列不等式一定成立的是( )A ．a 2>b 2B ．lg a >lg b C.1b >1cD.⎝⎛⎭⎫13b >⎝⎛⎭⎫13a解析： 从已知不等式入手：a c 2>bc 2⇔a >b (c ≠0)，其中a ，b 可异号或其中一个为0，由此否定A 、B 、C ，应选D.答案： D2．若1a <1b <0，则下列结论不正确的是( )A ．a 2<b 2B ．ab <b 2 C.b a ＋a b>2 D ．|a |＋|b |>|a ＋b |解析： 因为1a <1b<0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ 1a －1b <0a <0且b <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧b －a ab <0a <0，b <0⇔b <a <0.由此判定A 、B 、C 正确，应选D. 答案： D3．用反证法证明命题“设a ，b 为实数，则方程x 3＋ax ＋b ＝0至少有一个实根”时，要做的假设是( ) A ．方程x 3＋ax ＋b ＝0没有实根 B ．方程x 3＋ax ＋b ＝0至多有一个实根 C ．方程x 3＋ax ＋b ＝0至多有两个实根 D ．方程x 3＋ax ＋b ＝0恰好有两个实根解析： 反证法证明问题时，反设实际是命题的否定，∴用反证法证明命题“设a ，b 为实数，则方程x 2＋ax ＋b ＝0至少有一个实根”时，要做的假设是：方程x 2＋ax ＋b ＝0没有实根．故应选A.答案： A4．用反证法证明命题：“三角形的内角中至少有一个不大于60°”时，反设正确的是( ) A ．假设三内角都不大于60° B ．假设三内角都大于60° C ．假设三内角至多有一个大于60° D ．假设三内角至多有两个大于60°解析： 至少有一个不大于60度是指三个内角有一个或者两个或者三个小于或等于60°.所以，反设应该是它的对立情况，即假设三内角都大于60度．答案： B5．设x >0，y >0，x ＋y ＝1，x ＋y 的最大值是( ) A ．1 B. 2 C.22D.32解析： ∵x >0，y >0，∴1＝x ＋y ≥2xy ， ∴12≥xy ， ∴x ＋y ≤2(x ＋y )＝2(当且仅当x ＝y ＝12时取“＝”)．答案： B6．用分析法证明：欲使①A >B ，只需②C <D ，这里①是②的( ) A ．充分条件 B ．必要条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析： 分析法证明的本质是证明结论的充分条件成立，即②⇒①，所以①是②的必要条件． 答案： B7．已知0<a <b ，且a ＋b ＝1，则下列不等式中，正确的是( ) A ．log 2a >0B ．2a －b <12C ．log 2a ＋log 2b <－2D ．2a b ＋ba <12解析： 方法一：特值法令a ＝13，b ＝23代入可得．方法二：因为0<a <b 且a ＋b ＝1， 所以0<a <1，所以log 2a <0. －1<a －b <0所以12<2a －b <1，又因为b a ＋a b>2所以2b a ＋ab >4，而ab <⎝⎛⎭⎫a ＋b 22＝14，所以log 2a ＋log 2b <－2成立． 答案： C8．a >0，b >0，则“a >b ”是“a －1a >b －1b ”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 ．即不充分也不必要条件解析： a －1a －b ＋1b ＝a －b ＋a －b ab ＝(a －b )⎝⎛⎭⎫1＋1ab . ∵a >0，b >0，∴a >b ⇔(a －b )⎝⎛⎭⎫1＋1ab >0⇔a －1a >b －1b . 可得“a >b ”是“a －1a >b －1b ”成立的充要条件．答案： C9．设a >0，b >0，则以下不等式中不恒成立的是( ) A ．(a ＋b )⎝⎛⎭⎫1a ＋1b ≥4 B ．a 3＋b 3≥2ab 2 C ．a 2＋b 2＋2≥2a ＋2bD.|a －b |≥a －b 解析： 因为(a ＋b )⎝⎛⎭⎫1a ＋1b ≥2ab ·21ab＝4，所以A 正确． a 3＋b 3≥2ab 2⇔(a －b )(a 2＋ab －b 2)≥0，但a ，b 大小不确定，所以B 错误． (a 2＋b 2＋2)－(2a ＋2b )＝(a －1)2＋(b －1)2≥0，所以C 正确． |a －b |≥a －b ⇔|a －b |＋b ≥a ⇔b (a －b )≥0，所以D 正确． 答案： B10．设a ，b ↔R ＋，且a ≠b ，P ＝a 2b ＋b 2a ，Q ＝a ＋b ，则( )A ．P >QB ．P ≥QC ．P <QD ．P ≤Q解析： P －Q ＝a 2b ＋b 2a －(a ＋b )＝a 3＋b 3－ab (a ＋b )ab ＝(a ＋b )(a 2＋b 2－2ab )ab ＝(a ＋b )(a －b )2ab .∵a ，b 都是正实数，且a ≠b ， ∴(a ＋b )(a －b )2ab >0，∴P >Q .答案： A11．若函数f (x )，g (x )分别是R 上的奇函数、偶函数，且满足f (x )－g (x )＝e x ，则有( ) A ．f (2)<f (3)<g (0) B ．g (0)<f (3)<f (2) C ．f (2)<g (0)<f (3)D ．g (0)<f (2)<f (3)解析： 因为函数f (x )，g (x )分别是R 上的奇函数、偶函数． 所以f (－x )－g (－x )＝－f (x )－g (x )＝e －x ，① f (x )－g (x )＝e x ，②①②联立，解之得f (x )＝e x －e －x 2，g (x )＝－e x ＋e －x2代入数值比较可得．答案： D12．“a ＝18”是“对任意的正数x,2x ＋ax ≥1”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解析： 因为2x ＋ax ≥22x ·ax＝22a ， 当a ＝18时22a ＝1.但当a ＝2时，22a ＝4，当然有2x ＋ax ≥1所以是充分不必要条件．答案： A二、填空题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上) 13．设a ＝3－2，b ＝6－5，c ＝7－6，则a ，b ，c 的大小顺序是__________． 解析： 用分析法比较，a >b ⇔3＋5>2＋6⇔8＋215>8＋212，同理可比较得b >c . 答案： a >b >c 14．已知三个不等式： (1)ab >0；(2)－c a <－db；(3)bc >ad .以其中两个作为条件，余下一个作为结论，为________．解析： 运用不等式性质进行推理，从较复杂的分式不等式(2)切入，去寻觅它与(1)的联系． －c a <－d b ⇔c a >d b ⇔c a －db>0⇔bc－adab>0⇔ab·(bc－ad)>0.答案：(1)、(3)⇒(2)；(1)、(2)⇒(3)；(2)、(3)⇒(1)15．若f(n)＝n2＋1－n，g(n)＝n－n2－1，φ(n)＝12n，则f(n)，g(n)，φ(n)的大小顺序为________．解析：因为f(n)＝n2＋1－n＝1n2＋1＋n，g(n)＝n－n2－1＝1n2－1＋n.又因为n2－1＋n<2n<n2＋1＋n，所以f(n)<φ(n)<g(n)．答案：g(n)>φ(n)>f(n)16．完成反证法整体的全过程．题目：设a1，a2，…，a7是1,2,3，……，7的一个排列，求证：乘积p＝(a1－1)(a2－2)…(a7－7)为偶数．证明：反设p为奇数，则________均为奇数．①因奇数个奇数的和还是奇数，所以有奇数＝________. ②＝________. ③＝0.但奇数≠偶数，这一矛盾说明p为偶数．解析：反设p为奇数，则(a1－1)，(a2－2)，…，(a7－7)均为奇数．因为数个奇数的和还是奇数，所以有奇数＝(a1－1)＋(a2－2)＋…＋(a7－7)＝(a1＋a2＋…＋a7)－(1＋2＋3＋…＋7)＝0.但奇数≠偶数，这一矛盾说明p为偶数．答案：(a1－1)，(a2－2)，…，(a7－7)(a1－1)＋(a2－2)＋…＋(a7－7)(a1＋a2＋...＋a7)－(1＋2＋3＋ (7)三、解答题(本大题共6个小题，共74分，解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17．(12分)若a<b<c，求证：a2b＋b2c＋c2a<a2c＋b2a＋c2b.证明：∵a<b<c，∴a－b<0，b－c<0，a－c<0，于是：a2b＋b2c＋c2a－(a2c＋b2a＋c2b)＝(a2b－a2c)＋(b2c－b2a)＋(c2a－c2b)＝a2(b－c)＋b2(c－a)＋c2(a－b)＝a2(b－c)－b2(b－c)＋c2(a－b)－b2(a－b)＝(b －c )(a 2－b 2)＋(a －b )(c 2－b 2) ＝(b －c )(a －b )(a ＋b )＋(a －b )(c －b )(c ＋b ) ＝(b －c )(a －b )[a ＋b －(c ＋b )] ＝(b －c )(a －b )(a －c )<0， ∴a 2b ＋b 2c ＋c 2a <ab 2＋bc 2＋ca 2.18．(12分)已知a ，b ，c ↔R ＋，且a ＋b ＋c ＝1. 求证：⎝⎛⎭⎫1a －1⎝⎛⎭⎫1b －1⎝⎛⎭⎫1c －1≥8.证明： ∵a ，b ，c ∈R ＋，a ＋b ＋c ＝1， ∴1a －1＝1－a a ＝b ＋c a ＝b a ＋c a ≥2bc a ， 同理1b －1≥2ac b ，1c －1≥2ab c.由于上述三个不等式两边均为正，分别相乘， ∴⎝⎛⎭⎫1a －1⎝⎛⎭⎫1b －1⎝⎛⎭⎫1c －1≥2bc a ·2ac b ·2ab c ＝8. 当且仅当a ＝b ＝c ＝13时取等号．19．(12分)求证：3＋8>1＋10. 证明： 用分析法证明 8＋3>1＋10⇐8＋3＋224>1＋10＋210 ⇐224>210 ⇐24>10.最后一个不等式是成立的，故原不等式成立．20．(12分)若x ，y >0，且x ＋y >2，则1＋y x 和1＋xy 中至少有一个小于2.证明： 反设1＋y x ≥2且1＋xy ≥2，∵x ，y >0，∴1＋y ≥2x,1＋x ≥2y 两边相加，则2＋(x ＋y )≥2(x ＋y )，可得x ＋y ≤2，与x ＋y >2矛盾， ∴1＋y x 和1＋xy中至少有一个小于2. 21．(12分)已知a ，b ，c ，d 都是实数，且a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1，求证|ac ＋bd |≤1. 证明： 证法一(综合法) 因为a ，b ，c ，d 都是实数，所以 |ac ＋bd |≤|ac |＋|bd |≤a 2＋c 22＋b 2＋d 22＝a 2＋b 2＋c 2＋d 22.又因为a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1. 所以|ac ＋bd |≤1. 证法二(比较法) 显然有 |ac ＋bd |≤1⇔－1≤ac ＋bd ≤1. 先证明ac ＋bd ≥－1. ∵ac ＋bd －(－1) ＝ac ＋bd ＋12＋12＝ac ＋bd ＋a 2＋b 22＋c 2＋d 22＝(a ＋c )2＋(b ＋d )22≥0.∴ac ＋bd ≥－1. 再证明ac ＋bd ≤1.∵1－(ac ＋bd )＝12＋12－(ac ＋bd )＝a 2＋b 22＋c 2＋d 22－ac －bd＝(a －c )2＋(b －d )22≥0，∴ac ＋bd ≤1. 综上得|ac ＋bd |≤1.证法三(分析法) 要证|ac ＋bd |≤1. 只需证明(ac ＋bd )2≤1.即只需证明a 2c 2＋2abcd ＋b 2d 2≤1.①由于a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1，因此①式等价于 a 2c 2＋2abcd ＋b 2d 2≤(a 2＋b 2)(c 2＋d 2) ② 将②式展开、化简，得(ad －bc )2≥0.③因为a ，b ，c ，d 都是实数，所以③式成立，即①式成立，原命题得证．22．(14分)数列{a n }为等差数列，a n 为正整数，其前n 项和为S n ，数列{b n }为等比数列，且a 1＝3，b 1＝1，数列{ba n }是公比为64的等比数列，b 2S 2＝64.(1)求a n ，b n ；(2)求证：1S 1＋1S 2＋…＋1S n <34.解析： (1)设{a n }的公差为d ，{b n }的公比为q ，则d 为正整数， a n ＝3＋(n －1)d ，b n ＝q n －1，依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ba n ＋1ba n ＝q 3＋ndq 3＋(n －1)d ＝q d ＝64＝26，S 2b 2＝(6＋d )q ＝64，①由(6＋d )q ＝64知q 为正有理数，故d 为6的因子1,2,3,6之一， 解①得d ＝2，q ＝8.故a n ＝3＋2(n －1)＝2n ＋1，b n ＝8n －1.(2)证明：∵S n ＝3＋5＋…＋(2n ＋1)＝n (n ＋2)． ∴1S 1＋1S 2＋…＋1S n ＝11×3＋12×4＋13×5＋…＋1n (n ＋2) ＝12⎝⎛⎭⎫1－13＋12－14＋13－15＋…＋1n －1n ＋2 ＝12⎝⎛⎭⎫1＋12－1n ＋1－1n ＋2<34.第三讲 柯西不等式与排序不等式一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．若a ，b ↔R ，且a 2＋b 2＝10，则a ＋b 的取值范围是( ) A ．[－25，25] B ．[－210，210] C ．[－10，10]D ．[－5，5]解析： 由(a 2＋b 2)(1＋1)≥(a ＋b )2， 所以a ＋b ∈[－25，25]，故选A. 答案： A2．若x 21＋x 22＋…＋x 2n ＝1，y 21＋y 22＋…＋y 2n ＝1，则x 1y 1＋x 2y 2＋…＋x n y n 的最大值是( )A ．2B ．1C ．3D.333解析： 由(x 1y 1＋x 2y 2＋…＋x n y n )2≤(x 21＋x 22＋…＋x 2n )(y 21＋y 22＋…＋y 2n )＝1，故选B.答案： B3．学校要开运动会，需要买价格不同的奖品40件、50件、20件，现在选择商店中单价为5元、3元、2元的奖品，则至少要花( )A ．300元B ．360元C ．320元D ．340元解析： 由排序原理知，反序和最小为320，故选C.答案： C4．已知a ，b ，c 为非零实数，则(a 2＋b 2＋c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2＋1b 2＋1c 2的最小值为( ) A ．7 B ．9 C ．12D ．18解析： 由(a 2＋b 2＋c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2＋1b 2＋1c 2 ≥⎝⎛⎭⎫a ·1a ＋b ·1b ＋c ·1c 2 ＝(1＋1＋1)2＝9， ∴所求最小值为9，故选B. 答案： B5．设a ，b ，c ≥0，a 2＋b 2＋c 2＝3，则ab ＋bc ＋ca 的最大值为( ) A ．0 B ．1 C ．3D.333 解析： 由排序不等式a 2＋b 2＋c 2≥ab ＋bc ＋ac ， 所以ab ＋bc ＋ca ≤3.故应选C. 答案： C6．表达式x 1－y 2＋y 1－x 2的最大值是( ) A ．2 B ．1 C. 2D.32解析： 因为x 1－y 2＋y 1－x 2≤ (x 2＋1－x 2)(1－y 2＋y 2)＝1，故选B. 答案： B7．已知不等式(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥a 对任意正实数x ，y 恒成立，则实数a 的最大值为( ) A ．2 B ．4 C. 2D ．16解析： 由(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥(1＋1)2＝4， 因此不等式(x ＋y )(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥a 对任意正实数x ，y 恒成立， 即a ≤4，故应选B. 答案： B8．设a ，b ，c 为正数，a ＋b ＋4c ＝1，则a ＋b ＋2c 的最大值是( ) A. 5B. 3解析： 1＝a ＋b ＋4c ＝(a )2＋(b )2＋(2c )2 ＝13[(a )2＋(b )2＋(2c )2]·(12＋12＋12) ≥(a ＋b ＋2c )2·13，∴(a ＋b ＋2c )2≤3，即所求为 3. 答案： B9．若a >b >c >d ，x ＝(a ＋b )(c ＋d )，y ＝(a ＋c )(b ＋d )， z ＝(a ＋d )(b ＋c )，则x ，y ，z 的大小顺序为( ) A ．x <z <y B ．y <z <x C ．x <y <zD ．z <y <x解析： 因a >d 且b >c ， 则(a ＋b )(c ＋d )<(a ＋c )(b ＋d )， 得x <y ，因a >b 且c >d ， 则(a ＋c )(b ＋d )<(a ＋d )(b ＋c )， 得y <z ，故选C. 答案： C10．若0＜a 1＜a 2,0＜b 1＜b 2且a 1＋a 2＝b 1＋b 2＝1，则下列代数式中值最大的是( ) A ．a 1b 1＋a 2b 2 B ．a 1a 2＋b 1b 2 C ．a 1b 2＋a 2b 1D.12 解析： 利用特值法，令a 1＝0.4，a 2＝0.6，b 1＝0.3，b 2＝0.7计算后作答；或根据排序原理，顺序和最大．答案： A11．已知a ，b ，c ，d 均为实数，且a ＋b ＋c ＋d ＝4，a 2＋b 2＋c 2＋d 2＝163，则a 的最大值为( )A ．16B ．10C ．4D ．2解析： 构造平面π：x ＋y ＋z ＋(a －4)＝0， 球O ：x 2＋y 2＋z 2＝163－a 2，则点(b ，c ，d )必为平面π与球O 的公共点， 从而|a －4|3≤163－a 2， 即a 2－2a ≤0，解得0≤a ≤2， 故实数a 的最大值是2.答案： D12．x ，y ，z 是非负实数，9x 2＋12y 2＋5z 2＝9，则函数u ＝3x ＋6y ＋5z 的最大值是( ) A ．9 B ．10 C ．14D ．15解析： u 2＝(3x ＋6y ＋5z )2≤[(3x )2＋(23y )2＋(5z )2]·[12＋(3)2＋(5)2] ＝9×9＝81，∴u ≤9. 答案： A二、填空题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上) 13．已知a ，b ，c 都是正数，且4a ＋9b ＋c ＝3，则1a ＋1b ＋1c 的最小值是________．解析： 由4a ＋9b ＋c ＝3，∴4a 3＋3b ＋c3＝1，∴1a ＋1b ＋1c＝43a ＋3b ＋c 3a ＋43a ＋3b ＋c 3b ＋43a ＋3b ＋c 3c＝43＋3b a ＋c 3a ＋3＋4a 3b ＋c 3b ＋13＋4a 3c ＋3bc ＝3＋53＋⎝⎛⎭⎫3b a ＋4a 3b ＋⎝⎛⎭⎫c 3a ＋4a 3c ＋⎝⎛⎭⎫c 3b ＋3b c ≥3＋53＋4＋43＋2＝12.答案： 1214．已知a ，b 是给定的正数，则a 2sin 2α＋b 2cos 2α的最小值是________．解析： a 2sin 2α＋b 2cos 2α＝(sin 2α＋cos 2α)⎝⎛⎭⎫a 2sin 2α＋b 2cos 2α≥(a ＋b )2. 答案： (a ＋b )215．已知点P 是边长为23的等边三角形内一点，它到三边的距离分别为x ，y ，z ，则x ，y ，z 所满足的关系式为________，x 2＋y 2＋z 2的最小值是________．解析： 利用三角形面积相等，得 12×23(x ＋y ＋z )＝34×(23)2， 即x ＋y ＋z ＝3；由(1＋1＋1)(x 2＋y 2＋z 2)≥(x ＋y ＋z )2＝9， 则x 2＋y 2＋z 2≥3.答案：x＋y＋z＝3 316．若不等式|a－1|≥x＋2y＋2z，对满足x2＋y2＋z2＝1的一切实数x，y，z恒成立，则实数a的取值范围是________．解析：由柯西不等式可得(12＋22＋22)(x2＋y2＋z2)≥(x＋2y＋2z)2，所以x＋2y＋2z的最大值为3，故有|a－1|≥3，∴a≥4或a≤－2.答案：a≥4或a≤－2三、解答题(本大题共6小题，共74分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17．(12分)已知a2＋b2＝1，x2＋y2＝1.求证：ax＋by≤1.证明：∵a2＋b2＝1，x2＋y2＝1.又由柯西不等式知∴1＝(a2＋b2)(x2＋y2)≥(ax＋by)2∴1≥(ax＋by)2，∴1≥|ax＋by|≥ax＋by，∴所以不等式得证．18．(12分)设x2＋2y2＝1，求μ＝x＋2y的最值．解析：由|x＋2y|＝|1·x＋2·2y|≤1＋2·x2＋2y2＝ 3.当且仅当x1＝2y2，即x＝y＝±33时取等号．所以，当x＝y＝33时，μmax＝ 3.当x＝y＝－33时，μmin＝－ 3.19．(12分)设a≥b＞0，求证：3a3＋2b3≥3a2b＋2ab2.证明：∵a≥b＞0，∴a≥a≥a≥b≥b＞0，a2≥a2≥a2≥b2≥b2＞0，由顺序和≥乱序和，得a3＋a3＋a3＋b3＋b3≥a2b＋a2b＋a2a＋ab2＋ab2.又a2b＋a2b＋a2a＋ab2＋ab2≥3a2b＋2ab2.则3a3＋2b3≥3a2b＋2ab2.20．(12分)已知x，y，z↔R，且x＋y＋z＝3，求x2＋y2＋z2的最小值．解析：方法一：注意到x，y，z∈R，且x＋y＋z＝3为定值，利用柯西不等式得到(x2＋y2＋z2)(12＋12＋12)≥(x·1＋y·1＋z·1)2＝9，从而x2＋y2＋z2≥3，当且仅当x＝y＝z＝1时取“＝”号，所以x2＋y2＋z2的最小值为3.方法二：可考虑利用基本不等式“a2＋b2≥2ab”进行求解，由x 2＋y 2＋z 2＝(x ＋y ＋z )2－(2xy ＋2xz ＋2yz ) ≥9－(x 2＋y 2＋x 2＋z 2＋y 2＋z 2)，从而求得x 2＋y 2＋z 2≥3，当且仅当x ＝y ＝z ＝1时取“＝”号， 所以x 2＋y 2＋z 2的最小值为3.21．(12分)设a ，b ，c 为正数，且不全相等，求证： 2a ＋b ＋2b ＋c ＋2c ＋a ＞9a ＋b ＋c. 证明： 构造两组数a ＋b ，b ＋c ，c ＋a ； 1a ＋b ，1b ＋c ，1c ＋a，则由柯西不等式得 (a ＋b ＋b ＋c ＋c ＋a )⎝⎛⎭⎫1a ＋b ＋1b ＋c ＋1c ＋a ≥(1＋1＋1)2，①即2(a ＋b ＋c )⎝⎛⎭⎫1a ＋b ＋1b ＋c ＋1c ＋a ≥9. 于是2a ＋b ＋2b ＋c ＋2c ＋a ≥9a ＋b ＋c .于是2a ＋b ＋2b ＋c ＋2c ＋a ≥9a ＋b ＋c .由柯西不等式知， ①中有等号成立⇔a ＋b 1a ＋b ＝b ＋c 1b ＋c ＝c ＋a1c ＋a⇔a ＋b ＝b ＋c ＝c ＋a ⇔a ＝b ＝c .因题设a ，b ，c 不全相等，故①中等号不成立，于是2a ＋b ＋2b ＋c ＋2c ＋a ＞9a ＋b ＋c. 22．(14分)设x 1，x 2，…，x n ↔R ＋，且x 1＋x 2＋…＋x n ＝1，求证：x 211＋x 1＋x 221＋x 2＋…＋x 2n1＋x n ≥1n ＋1.证明： 因为x 1＋x 2＋…＋x n ＝1， 所以n ＋1＝(1＋x 1)＋(1＋x 2)＋…＋(1＋x n )． 又⎝⎛⎭⎫x 211＋x 1＋x 221＋x 2＋……＋x 2n1＋x n (n ＋1) ＝⎝⎛⎭⎫x 211＋x 1＋x 221＋x 2＋…＋x 2n1＋x n [(1＋x 1)＋(1＋x 2)＋…＋(1＋x n )] ≥(x 1＋x 2＋…＋x n )2＝1，所以x 211＋x 1＋x 221＋x 2＋…＋x 2n 1＋x n ≥1n ＋1.第四讲 数学归纳法证明不等式一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．用数学归纳法证明1＋12＋13＋…＋12n －1<n (n ↔N *，n >1)时，第一步应验证不等式( )A ．1＋12<2B ．1＋12＋13<2C ．1＋12＋13<3D ．1＋12＋13＋14<3解析： n ∈N *，n >1，∴n 取的第一个自然数为2，左端分母最大的项为122－1＝13，故选B. 答案： B2．用数学归纳法证明12＋32＋52＋…＋(2n －1)2＝13n (4n 2－1)的过程中，由n ＝k 递推到n ＝k ＋1时，等式左边增加的项为( )A ．(2k )2B ．(2k ＋3)2C ．(2k ＋1)2D ．(2k ＋2)2解析： 把k ＋1代入(2n －1)2得(2k ＋2－1)2 即(2k ＋1)2，选C. 答案： C3．设凸n 边形有f (n )条对角线，则凸n ＋1边形的对角线的条数，加上多的哪个点向其他点引的对角线的条数f (n ＋1)为( )A ．f (n )＋n ＋1B ．f (n )＋nC ．f (n )＋n －1D ．f (n )＋n －2解析： 凸n ＋1边形的对角线的条数等于凸n 边形的对角线的条数，加上多的那个点向其他点引的对角线的条数(n －2)条，再加上原来有一边成为对角线，共有f (n )＋n －1条对角线，故选C.答案： C4．观察下列各等式：22－4＋66－4＝2，55－4＋33－4＝2，77－4＋11－4＝2，1010－4＋－2－2－4＝2，依照以上各式成立的规律，得一般性的等式为( )A.nn －4＋8－n (8－n )－4＝2 B.n ＋1(n ＋1)－4＋(n ＋1)＋5(n ＋1)－4＝2 C.nn －4＋n ＋4(n ＋4)－4＝2 D.n ＋1(n ＋1)－4＋n ＋5(n ＋5)－4＝2解析： 观察归纳知选A. 答案： A5．欲用数学归纳法证明：对于足够大的自然数n ，总有2n ＞n 3，那么验证不等式成立所取的第一个n 的最小值应该是( )A ．1B ．9C ．10D ．n ＞10，且n ↔N ＋解析： 由210＝1 024＞103知，故应选C. 答案： C6．用数学归纳法证明：1n ＋1n ＋1＋1n ＋2＋…＋12n <1(n ↔N *，n ≥2)时，由“k 到k ＋1”，不等式左端的变化是( )A ．增加12(k ＋1)一项B ．增加12k ＋1和12(k ＋1)两项C ．增加12k ＋1和12(k ＋1)两项，同时减少1k 一项D ．以上都不对解析： 因f (k )＝1k ＋1k ＋1＋1k ＋2＋…＋1k ＋k ，而f (k ＋1)＝1k ＋1＋1k ＋2＋…＋1k ＋k ＋1k ＋k ＋1＋1k ＋k ＋2， 故f (k ＋1)－f (k )＝12k ＋1＋12k ＋2－1k ，故选C.答案： C7．用数学归纳法证明34n ＋1＋52n ＋1(n ↔N ＋)能被8整除时，若n ＝k 时，命题成立，欲证当n ＝k ＋1时命题成立，对于34(k＋1)＋1＋52(k＋1)＋1可变形为( )A ．56×34k ＋1＋25(34k ＋1＋52k ＋1) B ．34×34k ＋1＋52×52kC ．34k ＋1＋52k ＋1D ．25(34k ＋1＋52k ＋1)解析： 由34(k＋1)＋1＋52(k＋1)＋1＝81×34k ＋1＋25×52k ＋1＋25×34k ＋1－25×34k ＋1 ＝56×34k ＋1＋25(34k ＋1＋52k ＋1)，故选A.答案： A8．用数学归纳法证明“(n ＋1)(n ＋2)……(n ＋n )＝2n ·1·3·5·(2n －1)(n ↔N *)”时，从n ＝k 到n ＝k ＋1等式的左边需增乘代数式为( )A ．2k ＋1 B.2k ＋1k ＋1 C.(2k ＋1)(2k ＋2)k ＋1D.2k ＋3k ＋1解析： 左边当n ＝k 时最后一项为2k .左边当n ＝k ＋1时最后一项为2k ＋2，又第一项变为k ＋2， ∴需乘(2k ＋1)(2k ＋2)k ＋1.答案： C9．数列a n 中，已知a 1＝1，当n ≥2时，a n －a n －1＝2n －1，依次计算a 2，a 3，a 4后，猜想a n 的表达式是( )A ．3n －2B ．n 2C ．3n －1D ．4n －3解析： 计算出a 1＝1，a 2＝4，a 3＝9，a 4＝16. 可猜a n ＝n 2故应选B. 答案： B10．用数学归纳法证明1＋2＋3＋…＋n 2＝n 4＋n 22，则当n ＝k ＋1时左端应在n ＝k 的基础上加上( )A ．k 2B ．(k ＋1)2 C.(k ＋1)4＋(k ＋1)22D ．(k 2＋1)＋(k 2＋2)＋…＋(k ＋1)2解析： ∵当n ＝k 时，左端＝1＋1＋2＋3＋…＋k 2，当n ＝k ＋1时，左端＝1＋2＋3＋…＋k 2＋(k 2＋1)＋(k 2＋2)＋…＋(k ＋1)2.故当n ＝k ＋1时，左端应在n ＝k 的基础上加上(k 2＋1)＋(k 2＋2)＋…＋(k ＋1)2，故应选D. 答案： D11．用数学归纳法证明“n 2＋n <n ＋1(n ↔N *)”的第二步证n ＝k ＋1时(n ＝1已验证，n ＝k 已假设成立)这样证明：(k ＋1)2＋(k ＋1)＝k 2＋3k ＋2<k 2＋4k ＋4＝(k ＋1)＋1，则当n ＝k ＋1时，命题成立，此种证法( )A ．是正确的B ．归纳假设写法不正确C ．从k 到k ＋1推理不严密D ．从k 到k ＋1的推理过程未使用归纳假设 解析： 经过观察显然选D. 答案： D12．把正整数按下图所示的规律排序，则从2 006到2 008的箭头方向依次为( )A ．↓→B ．→↓C ．↑→D ．→↑解析： 由2 006＝4×501＋2，而a n ＝4n 是每一个下边不封闭的正方形左、上顶点的数，故应选D. 答案： D二、填空题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．请把正确答案填在题中横线上)13．用数学归纳法证明：1＋2＋3＋…＋n ＋…＋3＋2＋1＝n 2(n ↔N *)时，从n ＝k 到n ＝k ＋1时，该式左边应添加的代数式是________________．解析： 当n ＝k 时，左边＝1＋2＋3＋…＋k ＋…＋3＋2＋1.当n ＝k ＋1时，左边＝1＋2＋3＋…＋k ＋k ＋1＋k ＋…＋3＋2＋1.所以左边应添加的代数式为k ＋1＋k ＝2k ＋1.答案： 2k ＋114．数列{a n }中，a 1＝1，且S n ，S n ＋1,2S 1成等差数列，则S 2，S 3，S 4分别为________，猜想S n ＝________. 解析： 由题意得，a 1＝1 2S n ＋1＝S n ＋2S 1当n ＝1时，2S 2＝S 1＋2S 1 ∴S 2＝32当n ＝2时，2S 3＝S 2＋2S 1 ∴S 3＝74当n ＝3时，2S 4＝S 3＋2S 1 ∴S 4＝158归纳猜想：S n ＝2n －12n －1答案： 32 74 158 2n－12n 115．如下图所示，第n 个图形是由正n ＋2边形“扩展”而来(n ＝1,2,3，…)，则第n －2个图形中共有________个顶点．解析： 第一个图形是由正三角形扩展得到，三边扩展得3个顶点，加上三角形的三个顶点共6个；第二个图形是由正方形扩展得到，四边扩展得4个顶点，每个顶点变为两个，故增加8个顶点，因此共有12个顶点；第三个图形是由正五边形扩展得到，五边扩展得5个顶点，每个顶点变为3个，故增加15个顶点，因此共有20个顶点；…第n －2个图形是由正n 边形扩展得到，n 边扩展得n 个顶点，每个顶点变为n －2个，故增加(n －2)n 个顶点，因此共有n ＋n (n －2)＝n 2－n 个顶点．答案： n 2－n 16．有以下四个命题：(1)2n ＞2n ＋1(n ≥3)；(2)2＋4＋6＋…＋2n ＝n 2＋n ＋2(n ≥1)； (3)凸n 边形内角和为f (n )＝(n －1)π(n ≥3)； (4)凸n 边形对角线条数f (n )＝n (n －2)2(n ≥4)． 其中满足“假设n ＝k (k ↔N ＋，k ≥n 0)时命题成立，则当n ＝k ＋1时命题也成立．”但不满足“当n ＝n 0(n 0是题中给定的n 的初始值)时命题成立”的命题序号是________．解析： 当n 取第一个值时经验证(2)(3)(4)均不成立，(1)不符合题意，对于(4)假设n ＝k (k ∈N ＋，k ≥n 0)时命题成立，则当n ＝k ＋1时命题不成立．所以(2)(3)正确．答案： (2)(3)三、解答题(本大题共6小题，共74分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17．(12分)用数学法归纳证明：11×2＋13×4＋…＋1(2n －1)·2n ＝1n ＋1＋1n ＋2＋…＋1n ＋n . 证明： (1)当n ＝1时，左边＝11×2＝12，右边＝12，等式成立．(2)假设当n ＝k 时，等式成立，即 11×2＋13×4＋…＋1(2k －1)·2k ＝1k ＋1＋1k ＋2＋…＋12k ，则当n ＝k ＋1时，11×2＋13×4＋…＋1(2k －1)·2k ＋1(2k ＋1)(2k ＋2) ＝1k ＋1＋1k ＋2＋…＋12k ＋1(2k ＋1)(2k ＋2)＝1k ＋2＋1k ＋3＋…＋12k ＋⎝⎛⎭⎫12k ＋1－12k ＋2＋1k ＋1 ＝1k ＋2＋1k ＋3＋…＋12k ＋12k ＋1＋12k ＋2＝1(k ＋1)＋1＋1(k ＋1)＋2＋…＋1(k ＋1)＋k ＋1(k ＋1)＋(k ＋1)，即当n ＝k ＋1时，等式成立．根据(1)(2)可知，对一切n ∈N ＋等式成立．18．(12分)用数学归纳法证明：n (n ＋1)(2n ＋1)能被6整除． 证明： (1)当n ＝1时，1×2×3显然能被6整除．(2)假设n ＝k (k ≥1，k ∈N ＋)时，命题成立． 即k (k ＋1)(2k ＋1)＝2k 3＋3k 2＋k 能被6整除． 当n ＝k ＋1时，(k ＋1)(k ＋2)(2k ＋3) ＝2k 3＋3k 2＋k ＋6(k 2＋2k ＋1)，结合假设可知，2k 3＋3k 2＋k,6(k 2＋2k ＋1)都能被6整除，所以2k 3＋3k 2＋k ＋6(k 2＋2k ＋1)能被6整除， 即当n ＝k ＋1时命题成立．由(1)(2)知，对任意n ∈N ＋原命题成立． 19．(12分)证明凸n 边形的对角线条数： f (n )＝12n (n －3)(n ≥4)．证明： ①当n ＝4时，f (4)＝12×4×(4－3)＝2.四边形有两条对角线，命题成立．②假设当n ＝k (k ≥1)时，命题成立，即凸k 边形的对角线的条数f (k )＝12k (k －3)(k ≥4)．当n ＝k ＋1时，凸k ＋1边形是在k 边形的基础上增加了一边，增加了一个顶点A k ＋1，增加的对角线条数是顶点A k ＋1与不相邻顶点连线再加上原k 边形的一边A 1A k ，增加的对角线条数为[(k ＋1)－3＋1]＝k －1，f (k ＋1)＝12k (k －3)＋k －1＝12(k 2－k －2)＝12(k ＋1)(k －2) ＝12(k ＋1)[(k ＋1)－3]． 故n ＝k ＋1时，命题也成立．故①②可知，对任何n ∈N ＋，n ≥4命题成立．20．(12分)求证：(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋13⎝⎛⎭⎫1＋15…⎝⎛⎭⎫1＋12n －1>2n ＋1. 证明： 利用贝努利不等式(1＋x )n >1＋nx (n ∈N ＋，n ≥2，x >－1，x ≠0)的一个特例⎝⎛⎭⎫1＋12k －12>1＋2·12k －1⎝⎛⎭⎫此处n ＝2，x ＝12k －1，得1＋12k －1>2k ＋12k －1，k 分别取1,2,3，…，n 时，n 个不等式左右两边相乘，得(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋13…⎝⎛⎭⎫1＋12n －1>31·53…2n ＋12n －1. 即(1＋1)⎝⎛⎭⎫1＋13⎝⎛⎭⎫1＋15…⎝⎛⎭⎫1＋12n －1>2n ＋1成立． 21．(12分)是否存在常数a ，b ，c 使等式(n 2－12)＋2(n 2－22)＋…＋n (n 2－n 2)＝an 4＋bn 2＋c 对一切正整数n 成立？证明你的结论．解析： 存在．分别有用n ＝1,2,3代入，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＋c ＝0，16a ＋4b ＋c ＝3，81a ＋9b ＋c ＝18⇒⎩⎪⎨⎪⎧a ＝14，b ＝－14，c ＝0下面用数学归纳法证明．(1)当n ＝1时，由上式可知等式成立； (2)假设当n ＝k 时等式成立，则当n ＝k ＋1时，左边＝[(k ＋1)2－12]＋2[(k ＋1)2－22]＋…＋k [(k ＋1)2－k 2]＋(k ＋1)·[(k ＋1)2－(k ＋1)2]＝(k 2－12)＋2(k 2－22)＋…＋k (k 2－k 2)＋(2k －1)＋2(2k ＋1)＋…＋k (2k ＋1)＝14k 4＋⎝⎛⎭⎫－14k 2＋(2k ＋1)·k (k ＋1)2＝14(k ＋1)4－14(k ＋1)2.由(1)(2)得等式对一切的n ∈N ＋均成立．22．(14分)对于数列{a n }，若a 1＝a ＋1a (a >0，且a ≠1)，a n ＋1＝a 1－1a n .(1)求a 2，a 3，a 4，并猜想{a n }的表达式； (2)用数学归纳法证明你的猜想． 解析： (1)∵a 1＝a ＋1a ，a n ＋1＝a 1－1a n ，∴a 2＝a 1－1a 1＝a ＋1a －1a ＋1a＝a 2＋1a －a a 2＋1＝a 4＋a 2＋1a (a 2＋1)，a 3＝a 1－1a 2＝a 2＋1a －a (a 2＋1)a 4＋a 2＋1＝a 6＋a 4＋a 2＋1a (a 4＋a 2＋1)， 同理可得a 4＝a 8＋a 6＋a 4＋a 2＋1a (a 6＋a 4＋a 2＋1)猜想a n ＝a 2n ＋a 2n －2＋…＋a 2＋1a (a 2n －2＋a 2n －4＋ (1)＝a 2n ＋2－1a 2－1a ·a 2n －1a 2－1＝a 2n ＋2－1a (a 2n －1). (2)①当n ＝1时，右边＝a 4－1a (a 2－1)＝a 2＋1－1a ＝a 1，等式成立．②假设当n ＝k 时(k ∈N *)，等式成立，即a k ＝a 2k ＋2－1a (a 2k －1)，则当n ＝k ＋1时，a k ＋1＝a 1－1a k ＝a 2＋1a －a (a 2k－1)a 2k ＋2－1＝(a 2＋1)(a 2k ＋2－1)－a 2(a 2k －1)a (a 2k ＋2－1)＝a 2(k ＋2)－1a (a 2(k ＋1)－1)， 这就是说，当n ＝k ＋1时，等式也成立， 根据①②可知，对于一切n ∈N *， a n ＝a 2n ＋2－1a (a 2n －1)成立．全册质量检测一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．已知：a ＋b >0，b <0，那么( ) A ．a >b >－a >－b B ．a >－a >b >－b C ．a >－b >b >－aD ．－a >－b >a >b解析： ∵a ＋b >0∴a >－b ，b >－a ∵b <0∴－b >0>b ∴a >－b >b >－a 答案： C2．“a ＋c >b ＋d ”是“a >b 且c >d ”的( ) A ．必要不充分条件 B ．充分不必要条件 C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件 解析： 易得a >b 且c >d 时必有a ＋c >b ＋d .若a ＋c >b ＋d 时，则可能有a >d 且c >d ，选A. 答案： A3．a ≥0，b ≥0，且a ＋b ＝2，则( ) A ．ab ≤12B ．ab ≥12C ．a 2＋b 2≥2D ．a 2＋b 2≤3解析： 由a ≥0，b ≥0，且a ＋b ＝2， ∵4＝(a ＋b )2＝a 2＋b 2＋2ab ≤2(a 2＋b 2)，。