2018高三大一轮复习数学(文)(学案课件 教师用书 课时规范训练)第七章 不等式 (9份打包)
2018卓越学案高考文科数学新课标一轮复习课件:第7章 不等式、推理与证明 第2讲 精品

4.(必修 5 P78 例 1 改编)若不等式 4x2+ax+1>0 的解集为
x|x≠-12.则 a 的值为( A )
A.4
B.-4
C.1
D.-1
解析:由不等式 4x2+ax+1>0 的解集为x|x≠-12知,-2×a 4 =-12. ∴a=4.故选 A.
5.(必修 5 P80A 组 T4 改编)已知集合 A={x|x2<4},B={x|x2 -2x-3<0},则 A∩B 为( B )
解集为(x1,x2),且 x2-x1=15,则 a=( A )
5
7
15
15
A.2
B.2
C. 4
D. 2
(2)[直接求解]解不等式-2x2+3x+2<0.
[解] (1)法一:由 x2-2ax-8a2<0,得(x+2a)(x-4a)<0,因 为 a>0, 所以不等式的解集为(-2a,4a). 又不等式的解集为(x1,x2), 所以 x1=-2a,x2=4a. 从而 x2-x1=6a=15,解得 a=52. 法二:由条件知,x1 和 x2 是方程 x2-2ax-8a2=0 的两根, 则 x1+x2=2a,x1x2=-8a2, 所以(x2-x1)2=(x2+x1)2-4x1x2=4a2+32a2=36a2=152. 又 a>0,所以 a=52.选 A.
3.(必修 5 P78 例 2 改编)若不等式-x2+2x+m>0 的解集是∅,
则实数 m 的取值范围为( A )
A.m≤-1
B.m≥-1
C.m≤1 解析:-x2+2x+m>0,
D.m≥1
即为 x2-2x-m<0.
由题意得 Δ=(-2)2-4×1×(-m)<0,
2018届高考数学理大一轮复习教师用书:第七章第一节不等式的性质及一元二次不等式 含解析 精品

第一节不等式的性质及一元二次不等式突破点(一) 不等式的性质1.比较两个实数大小的方法 (1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b (a ,b ∈R ),a -b =0⇔a =b (a ,b ∈R ),a -b <0⇔a <b (a ,b ∈R ).(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab>1⇔a >b (a ∈R ,b >0),ab =1⇔a =b (a ∈R ,b >0),a b <1⇔a <b (a ∈R ,b >0).2.不等式的基本性质本节主要包括2个知识点: 1.不等式的性质;一元二次不等式.3.不等式的一些常用性质 (1)倒数的性质①a >b ,ab >0⇒1a <1b .②a <0<b ⇒1a <1b .③a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d .④0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a . (2)有关分数的性质若a >b >0,m >0,则:①b a <b +m a +m ;b a >b -m a -m (b -m >0).②a b >a +m b +m ;a b <a -m b -m (b -m >0).[例1] (1)已知a 1,a 2∈(0,1),记M =a 1a 2,N =a 1+a 2-1,则M 与N 的大小关系是( ) A .M <N B .M >N C .M =ND .不确定(2)若a =ln 22,b =ln 33,则a ________b (填“>”或“<”).[解析] (1)M -N =a 1a 2-(a 1+a 2-1)=a 1a 2-a 1-a 2+1=(a 1-1)(a 2-1),又∵a 1∈(0,1),a 2∈(0,1),∴a 1-1<0,a 2-1<0.∴(a 1-1)(a 2-1)>0,即M -N >0.∴M >N .(2)易知a ,b 都是正数,b a =2ln 33ln 2=log 89>1,所以b >a .[答案] (1)B (2)<[方法技巧] 比较两个数(式)大小的两种方法[例2] (1)如果a <b A.1a <1b B .ab <b 2 C .-ab <-a 2D .-1a <-1b(2)下列命题中,正确的是( ) A .若a >b ,c >d ,则ac >bd B .若ac >bc ,则a >bC .若a c 2<bc2,则a <bD .若a >b ,c >d ,则a -c >b -d(3)(2016·西安八校联考)“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”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] (1)法一(性质判断):对于A 项,由a <b <0,得b -a >0,ab >0,故1a -1b =b -a ab >0,1a >1b,故A 项错误;对于B 项,由a <b <0,得b (a -b )>0,ab >b 2,故B 项错误;对于C 项,由a <b <0,得a (a -b )>0,a 2>ab ,即-ab >-a 2,故C 项错误;对于D 项,由a <b <0,得a -b <0,ab >0,故-1a -⎝⎛⎭⎫-1b =a -b ab <0,-1a <-1b成立,故D 项正确. 法二(特殊值法):令a =-2,b =-1,则1a =-12>1b =-1,ab =2>b 2=1,-ab =-2>-a 2=-4,-1a =12<-1b=1.故A 、B 、C 项错误,D 项正确.(2)取a =2,b =1,c =-1,d =-2,可知A 错误;当c <0时,ac >bc ⇒a <b ,∴B 错误;∵a c 2<bc2,∴c ≠0,又c 2>0,∴a <b ,C 正确;取a =c =2,b =d =1,可知D 错误. (3)x 1>3,x 2>3⇒x 1+x 2>6,x 1x 2>9;反之不成立,例如x 1=12,x 2=20,x 1+x 2=412>6,x 1x 2=10>9,但x 1<3.故“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”的充分不必要条件.[答案] (1)D (2)C (3)A [方法技巧]不等式性质应用问题的常见类型及解题策略(1)不等式成立问题.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.(2)与充分、必要条件相结合问题.用不等式的性质分别判断p ⇒q 和q ⇒p 是否正确,要注意特殊值法的应用.(3)与命题真假判断相结合问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]设a ,b ∈[0,+∞),A =a +b ,B =a +b ,则A ,B 的大小关系是( ) A .A ≤BB .A ≥BC.A<B D.A>B解析:选B由题意得,B2-A2=-2ab≤0,且A≥0,B≥0,可得A≥B.2.[考点二]若m<0,n>0且m+n<0,则下列不等式中成立的是()A.-n<m<n<-m B.-n<m<-m<nC.m<-n<-m<n D.m<-n<n<-m解析:选D法一:(取特殊值法)令m=-3,n=2分别代入各选项检验即可.法二:m+n<0⇒m<-n⇒n<-m,又由于m<0<n,故m<-n<n<-m成立.3.[考点二]若a>0>b>-a,c<d<0,则下列结论:①ad>bc;②ad+bc<0;③a-c>b-d;④a(d-c)>b(d-c)中,成立的个数是()A.1 B.2 C.3 D.4解析:选C∵a>0>b,c<d<0,∴ad<0,bc>0,∴ad<bc,故①不成立.∵a>0>b>-a,∴a>-b>0,∵c<d<0,∴-c>-d>0,∴a(-c)>(-b)(-d),∴ac+bd<0,∴ad+bc=ac+bdcd<0,故②成立.∵c<d,∴-c>-d,∵a>b,∴a+(-c)>b+(-d),a-c>b-d,故③成立.∵a>b,d-c>0,∴a(d-c)>b(d-c),故④成立.成立的个数为3.4.[考点二]设a,b是实数,则“a>b>1”是“a+1a>b+1b”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:选A因为a+1a-⎝⎛⎭⎫b+1b=(a-b)(ab-1)ab,若a>b>1,显然a+1a-⎝⎛⎭⎫b+1b=(a-b)(ab-1)ab>0,则充分性成立,当a=12,b=23时,显然不等式a+1a>b+1b成立,但a>b>1不成立,所以必要性不成立.突破点(二)一元二次不等式1.三个“二次”之间的关系2.不等式ax 2+bx +c >0(<0)恒成立的条件(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.[例1] (1)-3x 2-2x +8≥0; (2)0<x 2-x -2≤4;(3)ax 2-(a +1)x +1<0(a >0).[解] (1)原不等式可化为3x 2+2x -8≤0, 即(3x -4)(x +2)≤0.解得-2≤x ≤43,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-2≤x ≤43. (2)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-x -2>0,x 2-x -2≤4⇔⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -6≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ (x -2)(x +1)>0,(x -3)(x +2)≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x >2或x <-1,-2≤x ≤3.借助于数轴,如图所示,原不等式的解集为{}x |-2≤x <-1或2<x ≤3. (3)原不等式变为(ax -1)(x -1)<0, 因为a >0,所以a ⎝⎛⎭⎫x -1a (x -1)<0.所以当a >1,即1a <1时,解为1a <x <1;当a =1时,解集为∅;当0<a <1,即1a >1时,解为1<x <1a .综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1<x <1a ; 当a =1时,不等式的解集为∅;当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1a <x <1. [方法技巧]1.解一元二次不等式的方法和步骤(1)化:把不等式变形为二次项系数大于零的标准形式. (2)判:计算对应方程的判别式.(3)求:求出对应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程有没有实根. (4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集. 2.解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无实根时可直接写出解集,确定方程有两个实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.由一元二次不等式恒成立求参数范围上全部在x 轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴下方.另外,常转化为求二次函数的最值或用分离参数求最值.考法(一) 在实数集R 上恒成立[例2] 已知不等式mx 2-2x -m +1<0,是否存在实数m 使得对所有的实数x ,不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解] 不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方.当m =0时,1-2x <0,则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数, 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4m (1-m )<0, 不等式组的解集为空集,即m 无解.综上可知不存在这样的实数m 使不等式恒成立. 考法(二) 在某区间上恒成立[例3] 设函数f (x )=mx 2-mx -1(m ≠0),若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.[解] 要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,则mx 2-mx +m -6<0,即m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.法一:令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)=m -6<0.所以m <6,则m <0.综上所述,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪0<m <67或m <0. 法二:因为x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.因为m ≠0,所以m 的取值范围是mm <0或0<m <67.考法(三) 在参数的某区间上恒成立时求变量范围[例4] 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.[解] 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4,令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4,则原问题转化为关于m 的一次函数问题. 由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0,解得x <1或x >3.故当x 的取值范围是(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.[易错提醒]解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x (x +2)>0,|x |<1的解集为( )A .{x |-2<x <-1}B .{x |-1<x <0}C .{x |0<x <1}D .{x |x >1}解析:选C 解x (x +2)>0,得x <-2或x >0;解|x |<1,得-1<x <1.因为不等式组的解集为两个不等式解集的交集,即解集为{x |0<x <1}.2.[考点一]已知不等式x 2-2x -3<0的解集为A ,不等式x 2+x -6<0的解集为B ,不等式x 2+ax +b <0的解集为A ∩B ,则a +b 等于( )A .-3B .1C .-1D .3解析:选A 由题意得,A ={x |-1<x <3},B ={x |-3<x <2},∴A ∩B ={x |-1<x <2},由根与系数的关系可知,a =-1,b =-2,则a +b =-3.3.[考点二·考法(一)]若不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为( )A .(-3,0)B .[-3,0)C .[-3,0]D .(-3,0]解析:选D 当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].4.[考点二·考法(二)]若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是( )A .[-4,1]B .[-4,3]C .[1,3]D .[-1,3]解析:选B 原不等式为(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.5.[考点二·考法(三)]要使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,|a |≤1恒成立,则x 的取值范围为________.解析:将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以①若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.②若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0,解得x <2或x >4.答案:(-∞,2)∪(4,+∞)[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x -3≥0},B ={x |-2≤x <2},则A ∩B =( )A .[-2,-1]B .[-1,2)C .[-1,1]D .[1,2)解析:选A A ={x |x ≤-1或x ≥3},故A ∩B =[-2,-1],故选A.2.(2014·新课标全国卷Ⅱ)设集合M ={0,1,2},N ={x |x 2-3x +2≤0},则M ∩N =( ) A .{1} B .{2} C .{0,1}D .{1,2}解析:选D N ={x |x 2-3x +2≤0}={x |1≤x ≤2},又M ={0,1,2},所以M ∩N ={1,2}. 3.(2013·新课标全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x >0},B ={x |-5<x <5},则( ) A .A ∩B =∅ B .A ∪B =R C .B ⊆AD .A ⊆B解析:选B 集合A ={x |x >2或x <0},所以A ∪B ={x |x >2或x <0}∪{x |-5<x <5}=R ,故选B.[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考[练基础小题——强化运算能力]1.若a >b >0,则下列不等式不成立的是( ) A.1a <1bB .|a |>|b |C .a +b <2abD.⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b解析:选C ∵a >b >0,∴1a <1b,且|a |>|b |,a +b >2ab ,又f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,∴⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b.故C 项不成立.2.函数f (x )= 1-xx +2的定义域为( ) A .[-2,1] B .(-2,1]C .[-2,1)D .(-∞,-2]∪[1,+∞)解析:选B 要使函数f (x )=1-xx +2有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧(1-x )(x +2)≥0,x +2≠0,解得-2<x ≤1,即函数的定义域为(-2,1].3.已知x >y >z ,x +y +z =0,则下列不等式成立的是( ) A .xy >yz B .xz >yz C .xy >xzD .x |y |>z |y |解析:选C 因为x >y >z ,x +y +z =0,所以3x >x +y +z =0,所以x >0,又y >z ,所以xy >xz ,故选C.4.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3<0,2x 2-7x +6>0的解集是( )A .(2,3) B.⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3) C.⎝⎛⎭⎫-∞,32∪(3,+∞) D .(-∞,1)∪(2,+∞)解析:选B ∵x 2-4x +3<0,∴1<x <3.又∵2x 2-7x +6>0,∴(x -2)(2x -3)>0,∴x <32或x >2,∴原不等式组的解集为⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3). 5.已知关于x 的不等式ax 2+2x +c >0的解集为-13,12,则不等式-cx 2+2x -a >0的解集为________.解析:依题意知,⎩⎨⎧-13+12=-2a ,-13×12=ca ,∴解得a =-12,c =2,∴不等式-cx 2+2x -a >0,即为-2x 2+2x +12>0,即x 2-x -6<0,解得-2<x <3.所以不等式的解集为(-2,3).答案:(-2,3)[练常考题点——检验高考能力]一、选择题1.设集合A ={x |x 2+x -6≤0},集合B 为函数y =1x -1的定义域,则A ∩B 等于( )A .(1,2)B .[1,2]C .[1,2)D .(1,2]解析:选D A ={x |x 2+x -6≤0}={x |-3≤x ≤2},由x -1>0得x >1,即B ={x |x >1},所以A ∩B ={x |1<x ≤2}.2.已知a ,b ,c ∈R ,则下列命题正确的是( ) A .a >b ⇒ac 2>bc 2 B.a c >bc⇒a >b C.⎭⎬⎫a >b ab <0⇒1a >1bD.⎭⎬⎫a >b ab >0⇒1a >1b解析:选C 当c =0时,ac 2=0,bc 2=0,故由a >b 不能得到ac 2>bc 2,故A 错误;当c <0时,a c >b c ⇒a <b ,故B 错误;因为1a -1b =b -aab >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ab >0,a <b 或⎩⎪⎨⎪⎧ab <0,a >b ,故选项D 错误,C 正确.故选C.3.已知a >0,且a ≠1,m =a a 2+1,n =a a +1,则( )A .m ≥nB .m >nC .m <nD .m ≤n解析:选B 由题易知m >0,n >0,两式作商,得m n =a (a 2+1)-(a +1)=a a (a -1),当a >1时,a (a -1)>0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n ;当0<a <1时,a (a -1)<0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n .综上,对任意的a >0,a ≠1,都有m >n .4.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-4]B .[-4,+∞)C .[-4,3]D .[-4,3)解析:选B 不等式x 2-2x -3≤0的解集为[-1,3],假设⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(a +1)≤0的解集为空集,则不等式x 2+4x -(a +1)≤0的解集为集合{x |x <-1或x >3}的子集,因为函数f (x )=x 2+4x -(a +1)的图象的对称轴方程为x =-2,所以必有f (-1)=-4-a >0,即a <-4,则使⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不为空集的a 的取值范围是a ≥-4.5.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-235,+∞ B.⎣⎡⎦⎤-235,1 C .(1,+∞)D.⎝⎛⎦⎤-∞,-235 解析:选A 由Δ=a 2+8>0,知方程恒有两个不等实根,又知两根之积为负,所以方程必有一正根、一负根.于是不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-235,+∞. 6.在R 上定义运算:⎝⎛⎭⎫a c b d =ad -bc ,若不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1对任意实数x 恒成立,则实数a 的最大值为( )A .-12B .-32 C.12 D.32解析:选D 由定义知,不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1等价于x 2-x -(a 2-a -2)≥1,∴x 2-x +1≥a 2-a 对任意实数x 恒成立.∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34≥34,∴a 2-a ≤34,解得-12≤a ≤32,则实数a 的最大值为32.二、填空题7.已知a ,b ,c ∈R ,有以下命题: ①若1a <1b ,则c a <c b ;②若a c 2<b c 2,则a <b ;③若a >b ,则a ·2c >b ·2c .其中正确的是__________(请把正确命题的序号都填上).解析:①若c ≤0,则命题不成立.②由a c 2<b c 2得a -bc 2<0,于是a <b ,所以命题正确.③中由2c >0知命题正确.答案:②③8.若0<a <1,则不等式(a -x )⎝⎛⎭⎫x -1a >0的解集是________. 解析:原不等式为(x -a )⎝⎛⎭⎫x -1a <0,由0<a <1得a <1a ,∴a <x <1a. 答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪a <x <1a 9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax ,x ≥0,bx 2-3x ,x <0为奇函数,则不等式f (x )<4的解集为________.解析:若x >0,则-x <0,则f (-x )=bx 2+3x .因为f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即bx 2+3x =-x 2-ax ,可得a =-3,b =-1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3x ,x ≥0,-x 2-3x ,x <0.当x ≥0时,由x 2-3x <4解得0≤x <4;当x <0时,由-x 2-3x <4解得x <0,所以不等式f (x )<4的解集为(-∞,4).答案:(-∞,4)10.(2016·西安一模)若关于x 的二次不等式x 2+mx +1≥0的解集为R ,则实数m 的取值范围是________.解析:不等式x 2+mx +1≥0的解集为R ,相当于二次函数y =x 2+mx +1的最小值非负,即方程x 2+mx +1=0最多有一个实根,故Δ=m 2-4≤0,解得-2≤m ≤2.答案:[-2,2] 三、解答题11.已知f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6. (1)解关于a 的不等式f (1)>0;(2)若不等式f (x )>b 的解集为(-1,3),求实数a ,b 的值. 解:(1)∵f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6, ∴f (1)=-3+a (6-a )+6=-a 2+6a +3>0, 即a 2-6a -3<0,解得3-23<a <3+2 3. ∴不等式的解集为{a |3-23<a <3+23}. (2)∵f (x )>b 的解集为(-1,3),∴方程-3x 2+a (6-a )x +6-b =0的两根为-1,3, ∴⎩⎨⎧-1+3=a (6-a )3,-1×3=-6-b3,解得⎩⎨⎧a =3±3,b =-3.故a 的值为3+3或3-3,b 的值为-3.12.已知函数f (x )=x 2-2ax -1+a ,a ∈R. (1)若a =2,试求函数y =f (x )x(x >0)的最小值; (2)对于任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立,试求a 的取值范围.解:(1)依题意得y =f (x )x =x 2-4x +1x =x +1x -4.因为x >0,所以x +1x ≥2.当且仅当x =1x 时,即x =1时,等号成立. 所以y ≥-2.所以当x =1时,y =f (x )x 的最小值为-2. (2)因为f (x )-a =x 2-2ax -1,所以要使得“对任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立”只要“x 2-2ax -1≤0在[0,2]恒成立”.不妨设g (x )=x 2-2ax -1,则只要g (x )≤0在[0,2]上恒成立即可.所以⎩⎪⎨⎪⎧ g (0)≤0,g (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧0-0-1≤0,4-4a -1≤0,解得a ≥34.则a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫34,+∞.。
高三大一轮复习数学(文)课时规范训练:第七章 不等式 7.3 Word版含答案

课时规范训练(时间:35分钟)1.下列不等式一定成立的是( )A .lg ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+14>lg x (x >0)B .sin x +1sin x≥2(x ≠k π,k ∈Z ) C .x 2+1≥2|x |(x ∈R ) D.1x 2+1>1(x ∈R ) 解析:选C.当x >0时,x 2+14≥2·x ·12=x ,所以lg ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+14≥lg x (x >0),故选项A 不正确;运用基本不等式时需保证“一正”“二定”“三相等”, 而当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定, 故选项B 不正确;由基本不等式可知,选项C 正确; 当x =0时,有1x 2+1=1, 故选项D 不正确.2.设非零实数a ,b ,则“a 2+b 2≥2ab ”是“a b +b a≥2”成立的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选B.因为a b +ba≥2只有当a ,b 同号时才成立,故由a 2+b 2≥2ab 不能推出a b +b a≥2;但由a b +b a≥2可以推出a 2+b 2≥2ab ,所以“a 2+b 2≥2ab ”是“a b +b a≥2”成立的必要不充分条件,故选B.3.在等差数列{a n }中,a n >0,且a 1+a 2+…+a 10=30,则a 5a 6的最大值是( ) A .3 B .6 C .9D .36解析:选C.因为a 1+a 2+…+a 10=30,所以5(a 1+a 10)=30,即a 1+a 10=a 5+a 6=6,因为a 5+a 6≥2a 5a 6,所以6≥2a 5a 6,即a 5a 6≤9,当且仅当a 5=a 6时取等号,所以a 5a 6的最大值为9,选C.4.已知a >0,b >0,a +b =2,则y =1a +4b的最小值是( )A.72 B .4 C.92D .5解析:选C.依题意,得1a +4b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b ·(a +b )=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤5+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +4a b ≥12⎝⎛⎭⎪⎫5+2 b a ·4a b =92, 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧a +b =2,b a =4ab ,a >0,b >0,即a =23,b =43时取等号,即1a +4b 的最小值是92. 5.若log 4(3a +4b )=log 2ab ,则a +b 的最小值是( ) A .6+2 3 B .7+2 3 C .6+4 3D .7+4 3解析:选D.由题意得⎩⎨⎧ab >0,ab ≥0,3a +4b >0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b >0.又log 4(3a +4b )=log 2ab , 所以log 4(3a +4b )=log 4ab , 所以3a +4b =ab ,故4a +3b=1.所以a +b =(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫4a +3b =7+3a b+4b a≥7+23a b ·4ba=7+43,当且仅当3a b =4ba时取等号.故选D.6.设f (x )=ln x,0<a <b ,若p =f (ab ),q =f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12(f (a )+f (b )),则下列关系式中正确的是( )A .q =r <pB .q =r >pC .p =r <qD .p =r >q解析:选C.∵0<a <b , ∴a +b2>ab ,又∵f (x )=ln x 在(0,+∞)上为增函数, 故f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2>f (ab ),即q >p .又r =12(f (a )+f (b ))=12(ln a +ln b )=12ln a +12ln b =ln(ab )12 =f (ab )=p . 故p =r <q .选C. 7.已知函数f (x )=x +px -1(p 为常数,且p >0),若f (x )在(1,+∞)上的最小值为4,则实数p 的值为( )A .1B .2 C.94D .74解析:选C.由题意得x -1>0,f (x )=x -1+px -1+1≥2p +1,当且仅当x =p +1时取等号,因为f (x )在(1,+∞)上的最小值为4,所以2p +1=4,解得p =94.8.若2x +4y=4,则x +2y 的最大值是________. 解析:因为4=2x +4y =2x +22y ≥22x ·22y =22x +2y,所以2x +2y≤4=22,即x +2y ≤2,当且仅当2x=22y=2,即x =2y =1时,x +2y 取得最大值2.答案:29.已知关于x 的不等式x +1x -a≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为________.解析:∵x ∈(a ,+∞),∴x -a >0,∴x +1x -a =(x -a )+1x -a+a ≥2+a ,当且仅当x =a +1时,等号成立,∴2+a ≥7,a ≥5.∴实数a 的最小值为5.答案:510.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________元.解析:由题意知,长方体容器的底面积为4 m 2,设底面的长为x m ,则宽为4xm ,故容器的总造价为y =4×20+2×⎝⎛⎭⎪⎫x +4x ×1×10=80+20⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4x ≥80+20×2×4=160,当且仅当x =4x,即x =2时,总造价最低,且最低总造价为160元.答案:16011.已知x >0,y >0,且2x +5y =20. (1)求u =lg x +lg y 的最大值; (2)求1x +1y的最小值.解:(1)∵x >0,y >0,∴由基本不等式,得2x +5y ≥210xy . ∵2x +5y =20,∴210xy ≤20,xy ≤10, 当且仅当2x =5y 时,等号成立.因此有⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y =20,2x =5y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =2,此时xy 有最大值10.∴u =lg x +lg y =lg(xy )≤lg 10=1.∴当x =5,y =2时,u =lg x +lg y 有最大值1. (2)∵x >0,y >0, ∴1x +1y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +1y ·2x +5y20 =120⎝ ⎛⎭⎪⎫7+5y x +2x y ≥120⎝ ⎛⎭⎪⎫7+25y x·2x y=7+21020, 当且仅当5y x =2xy时,等号成立,由⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y =20,5y x =2xy,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1010-203,y =20-4103.∴1x +1y 的最小值为7+21020.(时间:20分钟)12.已知x ,y 都是正数,且x +y =1,则4x +2+1y +1的最小值为( ) A.1315B .2 C.94D .3解析:选C.由题意知,x +2>0,y +1>0,(x +2)+(y +1)=4,则 4x +2+1y +1=14⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +2+1y +1=14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5+y +x +2+x +2y +1 ≥14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5+2y +x +2·x +2y +1=94,当且仅当x =23,y =13时,4x +2+1y +1取最小值94. 13.设a >b >c >0,则2a 2+1ab+1a a -b-10ac +25c 2的最小值是( )A .2B .4C .2 5D .5解析:选B.2a 2+1ab +1aa -b-10ac +25c 2=(a -5c )2+a 2-ab +ab +1ab+1a a -b=(a -5c )2+ab +1ab +a (a -b )+1aa-b≥0+2+2=4,当且仅当a -5c =0,ab =1,a (a -b )=1时,等号成立, 如取a =2,b =22,c =25时满足条件. 14.已知x ,y ∈R 且满足x 2+2xy +4y 2=6,则z =x 2+4y 2的取值范围为________.解析:∵2xy =6-(x 2+4y 2),而2xy ≤x 2+4y 22,∴6-(x 2+4y 2)≤x 2+4y 22,∴x 2+4y 2≥4(当且仅当x =2y 时取等号). 又∵(x +2y )2=6+2xy ≥0,即2xy ≥-6,∴z =x 2+4y 2=6-2xy ≤12 (当且仅当x =-2y 时取等号). 综上可知4≤x 2+4y 2≤12. 答案:15.设a >0,b >0,若3是3a 与3b的等比中项,则1a +1b的最小值为________.解析:由题意知3a ·3b =3,即3a +b=3,∴a +b =1,∵a >0,b >0, ∴1a +1b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b (a +b )=2+b a +a b≥2+2b a ·ab=4, 当且仅当a =b =12时,等号成立.答案:416.某地需要修建一条大型输油管道通过240 km 宽的沙漠地带,该段输油管道两端的输油站已建好,余下工程是在已建好的输油站之间铺设输油管道和等距离修建增压站(又称泵站).经预算,修建一个增压站的费用为400万元,铺设距离为x km 的相邻两增压站之间的输油管道的费用为(x 2+x )万元.设余下工程的总费用为y 万元.(1)求y 与x 之间的函数关系.(2)需要修建多少个增压站才能使总费用最少?最少费用为多少? 解:(1)设需要修建k 个增压站, 则(k +1)x =240,即k =240x-1.所以y =400k +(k +1)(x 2+x ) =400⎝⎛⎭⎪⎫240x -1+240x(x 2+x )=96 000x +240x -160.因为x 表示相邻两增压站之间的距离, 所以0<x <240. 故y 与x 的函数关系是y =96 000x+240x -160(0<x <140).(2)y =96 000x+240x -160≥296 000x·240x -160=2×4 800-160=9 440,当且仅当96 000x =240x ,即x =20时等号成立,此时k =240x -1=24020-1=11.故需要修建11个增压站才能使总费用最少,最少费用为9 440万元.。
2018卓越学案高考文科数学新课标一轮复习课件:第7章 不等式、推理与证明 第5讲 精品

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(2)f1(x)=1+x x,
x f2(x)=1+1+1+xx x=1+x2x,
x f3(x)=1+1+1+2xx2x=1+x3x,…,
由归纳可得f2 016(x)=1+2x016x.
(1)归纳是依据特殊现象推断出一般现象,因而由归纳所得 的结论超越了前提所包含的范围; (2)归纳的前提是特殊的情况,所以归纳是立足于观察、经 验或试验的基础之上的; (3)归纳推理所得结论未必正确,有待进一步证明,但对数 学结论和科学的发现很有用.
演绎推理的推证规则: ①演绎推理是从一般到特殊的推理,其一般形式是三段论, 应用三段论解决问题时,应当首先明确什么是大前提和小前 提,如果大前提是显然的,则可以省略,本题中,等比数列 的定义在解题中是大前提,由于它是显然的,因此省略不 写; ②在推理论证过程中,一些稍复杂一点的证明题常常要由几 个三段论才能完成.
1.观察下列等式: 1-12=12, 1-12+13-14=13+14, 1-12+13-14+15-16=14+15+16, …据此,规律,第n个等式可为___1_-__12_+__13_-__14_+__…__+__2_n_1-__1____ -_2_1n_=__n_+_1_1_+__n_+_1_2_+ ___…__+__21_n.
解析:先求第30行的第1个数,再求第30行的第3个数.观察
每一行的第一个数,由归纳推理可得第30行的第1个数是1+
4+6+8+10+…+60=
30×2+60 2
-1=929.又第n行从左
到右的第2个数比第1个数大2n,第3个数比第2个数大2n+
2,所以第30行从左到右的第2个数比第1个数大60,第3个数
点为P1,P2,则切点弦P1P2所在直线的方程是_xa_02_x_-__yb0_2y_=__1.
2018版高考数学大一轮复习第七章不等式第1讲不等式的性质与一元二次不等式课件理

答案 B
3.设集合 M ={x|x2 - 3x-4<0} , N = {x|0≤x≤5} ,则 M∩N等 于( ) B.[0,4) C.[-1,0) D.(-1,0]
A.(0,4]
解析 ∵M={x|x2-3x-4<0}={x|-1<x<4},
∴M∩N=[0,4).
答案 B
4.当 x>0 时,若不等式 x2+ax+1≥0 恒成立,则 a 的最小 值为( A.-2 ) B.-3 C.-1 3 D.-2
(2) 若不等式 ax2 + bx + c < 0 的解集为 (x1 , x2) ,则必有 a >0.( ) (3) 若方程 ax2 + bx + c = 0(a < 0) 没有实数根,则不等式
ax2+bx+c>0的解集为R.(
)
(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ =b2-4ac≤0.( )
1 1 1 1 (2)若a<b<0,给出下列不等式:① < ;②|a|+b>0; a+b ab 1 1 ③a-a>b-b;④ln a2>ln b2.其中正确的不等式是( A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ )
解析
(1)∵c-b=4-4a+a2=(a-2)2≥0,∴c≥b.
又 b+c=6-4a+3a2,∴2b=2+2a2,∴b=a2+1, ∴b-a=a (2)法一
1 1 解析 (1)由 a>2, 故 p=a+ =(a-2)+ +2≥2+2=4, a-2 a-2 当且仅当 a=3 时取等号.因为 x2-2≥-2, 1x2-2 1-2 所以 q=2 ≤2 =4,当且仅当 x=0 时取等号, 所以 p≥q. 1 1 c c (2)由不等式性质及 a>b>1 知a<b, 又 c<0, 所以a>b, ①正确;
2018卓越学案高考文科数学新课标一轮复习课件:第7章

[解析]法一:因为 c<d<0, 所以-c>-d>0, 1 1 所以 > >0.又 a>b>0, -d -c a b 所以 > , -d -c a b 所以d< c.故选 B.
c<d<0⇒cd>0 c d 法二: ⇒cd<cd<0⇒ c<d<0 -1 -1 -a -b a b 1 1 > >0 d c ⇒ < <0 ⇒ > c ⇒d<c . d c d a>b>0 法三:令 a=3,b=2,c=-3,d=-2, a b 则 c =-1,d=-1,排除选项 C,D; 3 2 又∵- <- ,排除 A.故选 B. 2 3
5.(必修 5 P75A 组 T2(2)改编)求证 2+ 3>3.
证明:∵( 2+ 3)2-32=2 6-4= 24- 16>0, ∴ 2+ 3>3.
用不等式(组)表示不等关系
某厂拟生产甲、乙两种适销产品,甲、乙产品都需要 在 A,B 两台设备上加工,在 A,B 设备上加工一件甲产品 所需工时分别为 1 小时、2 小时,加工一件乙产品所需工时 分别为 2 小时、1 小时,A,B 两台设备每月有效使用时数分 别为 400 和 500.写出满足上述所有不等关系的不等式.
1.(必修 5 P74 例 1 改编)若 a<b<0,则下列不等式不成立的是 ( A ) 1 1 A. >a a-b C.|a|>|b| 1 1 B.a>b D.a2>b2
解析:由 a<b<0,可用特殊值法, 1 1 取 a=-2,b=-1,则 > 不成立. a-b a
2018卓越学案高考文科数学新课标一轮复习课件:第7章 不等式、推理与证明 第1讲 精品
1.若1a<1b<0,则下列不等式:①a+1 b<a1b;②|a|+b>0;③a
-1a>b-1b;④ln a2>ln b2 中,其中正确的不等式是( C )
A.①④
B.②③
C.①③ 解析:因为1a<1b<0,
D.②④
故可取 a=-1,b=-2,
显然②④不成立,排除 A、B、D.
2.下列命题中,正确的是( C ) A.若 a>b,c>d,则 ac>bd B.若 ac>bc,则 a>b C.若ca2<cb2,则 a<b D.若 a>b,c>d,则 a-c>b-d 解析: A:取 a=2,b=1,c=-1,d=-2,可知 A 错误; B:当 c<0 时,ac>bc⇒a<b,B 错误; ∵ca2<cb2,∴c≠0,又 c2>0,∴a<b,C 正确; 取 a=c=2,b=d=1,可知 D 错误,故选 C.
(6)可开方:a>b>0⇒n a >n b(n∈N*,n≥2).
1.不等式中的倒数性质 (1)a>b,ab>0⇒1a<1b; (2)a<0<b⇒1a<1b; (3)a>b>0,0<c<d⇒ac>bd; (4)0<a<x<b 或 a<x<b<0⇒1b<1x<1a. 2.指数分解性质 若 a>0,b>0,m、n∈N*,则 am+n+bm+n≥ambn+anbm.
40x+90y≤1 000, 则xy≥≥65,,
x,y∈N*.
4x+9y≤100, 即xy≥≥65,,
(江苏专用)2018版高考数学大一轮复习 第七章 不等式 7.4 基本不等式及其应用教师用书 文 苏教版
7.4 基本不等式及其应用1.基本不等式ab ≤a +b2(1)基本不等式成立的条件:a ≥0,b ≥0. (2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号. 2.几个重要的不等式 (1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ). (2)b a +a b≥2(a ,b 同号). (3)ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22 (a ,b ∈R ).(4)a 2+b 22≥⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ). 以上不等式等号成立的条件均为a =b . 3.算术平均数与几何平均数设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为两个正数的几何平均数不大于它们的算术平均数,当两个正数相等时两者相等. 4.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值2p .(简记:积定和最小) (2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值p 24.(简记:和定积最大)【知识拓展】不等式的恒成立、能成立、恰成立问题(1)恒成立问题:若f (x )在区间D 上存在最小值,则不等式f (x )>A 在区间D 上恒成立⇔f (x )min >A (x ∈D );若f (x )在区间D 上存在最大值,则不等式f (x )<B 在区间D 上恒成立⇔f (x )max <B (x ∈D ).(2)能成立问题:若f (x )在区间D 上存在最大值,则在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )>A 成立⇔f (x )max >A (x ∈D );若f (x )在区间D 上存在最小值,则在区间D 上存在实数x 使不等式f (x )<B 成立⇔f (x )min <B (x ∈D ).(3)恰成立问题:不等式f (x )>A 恰在区间D 上成立⇔f (x )>A 的解集为D ; 不等式f (x )<B 恰在区间D 上成立⇔f (x )<B 的解集为D .【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数y =x +1x的最小值是2.( × )(2)函数f (x )=cos x +4cos x ,x ∈(0,π2)的最小值等于4.( × )(3)“x >0且y >0”是“x y +y x≥2”的充要条件.( × ) (4)若a >0,则a 3+1a2的最小值为2a .( × )(5)不等式a 2+b 2≥2ab 与a +b2≥ab 有相同的成立条件.( × )(6)两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.( √ )1.(教材改编)设x >0,y >0,且x +y =18,则xy 的最大值为________. 答案 81解析 ∵x >0,y >0,∴x +y2≥xy ,即xy ≤(x +y2)2=81,当且仅当x =y =9时,(xy )max =81. 2.(教材改编)若0<x <1,则x -2x的取值范围是____________.答案 (0,324]解析 由0<x <1知3-2x >0, 故x-2x =12·2x -2x≤12·2x +-2x 2=324,当且仅当x =34时,上式等号成立.∴0<x-2x≤324. 3.(教材改编)当点(x ,y )在直线x +3y -2=0上移动时,函数z =3x+27y+3的最小值是____. 答案 9解析 z =3x+33y+3≥23x ·33y +3=23x +3y+3=232+3=9,当且仅当3x =33y,即x =1,y =13时,z 取最小值.4.若实数x ,y 满足xy =1,则x 2+2y 2的最小值为______. 答案 2 2解析 因为x 2+2y 2≥2x 2·2y 2=22xy =22, 当且仅当x =2y 时取等号, 所以x 2+2y 2的最小值为2 2.5.(教材改编)①若x ∈(0,π),则sin x +1sin x≥2;②若a ,b ∈(0,+∞),则lg a +lg b ≥2lg a ·lg b ;③若x ∈R ,则⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +4x ≥4.其中正确结论的序号是________.答案 ①③解析 ①因为x ∈(0,π),所以sin x ∈(0,1], 所以①成立;②只有在lg a >0,lg b >0, 即a >1,b >1时才成立;③⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +4x =|x |+⎪⎪⎪⎪⎪⎪4x ≥2|x |·⎪⎪⎪⎪⎪⎪4x =4,当且仅当x =±2时“=”成立.题型一 利用基本不等式求最值 命题点1 通过配凑法利用基本不等式例1 (1)已知0<x <1,则x (4-3x )取得最大值时x 的值为________.(2)已知x <54,则f (x )=4x -2+14x -5的最大值为________.(3)函数y =x 2+2x -1(x >1)的最小值为________.答案 (1)23 (2)1 (3)23+2解析 (1)x (4-3x )=13·(3x )(4-3x )≤13·[3x +-3x 2]2=43, 当且仅当3x =4-3x ,即x =23时,取等号.(2)因为x <54,所以5-4x >0,则f (x )=4x -2+14x -5=-(5-4x +15-4x)+3≤-2+3=1.当且仅当5-4x =15-4x ,即x =1时,等号成立.故f (x )=4x -2+14x -5的最大值为1.(3)y =x 2+2x -1=x 2-2x ++x -+3x -1=x -2+x -+3x -1=(x -1)+3x -1+2≥23+2. 当且仅当(x -1)=3x -,即x =3+1时,等号成立.命题点2 通过常数代换法利用基本不等式例2 已知a >0,b >0,a +b =1,则1a +1b的最小值为________.答案 4解析 ∵a >0,b >0,a +b =1, ∴1a +1b =a +b a +a +b b =2+b a +a b≥2+2b a ·a b =4,即1a +1b 的最小值为4,当且仅当a =b =12时等号成立. 引申探究1.条件不变,求(1+1a )(1+1b)的最小值.解 (1+1a )(1+1b )=(1+a +b a )(1+a +bb)=(2+b a )·(2+a b) =5+2(b a +a b)≥5+4=9. 当且仅当a =b =12时,取等号.2.已知a >0,b >0,1a +1b=4,求a +b 的最小值.解 由1a +1b =4,得14a +14b =1.∴a +b =(14a +14b )(a +b )=12+b 4a +a 4b ≥12+2b 4a ·a4b=1. 当且仅当a =b =12时取等号.3.将条件改为a +2b =3,求1a +1b的最小值.解 ∵a +2b =3, ∴13a +23b =1, ∴1a +1b =(1a +1b )(13a +23b )=13+23+a 3b +2b 3a ≥1+2a 3b ·2b 3a =1+223. 当且仅当a =2b 时,取等号.思维升华 (1)应用基本不等式解题一定要注意应用的前提:“一正”“二定”“三相等”.所谓“一正”是指正数,“二定”是指应用基本不等式求最值时,和或积为定值,“三相等”是指满足等号成立的条件.(2)在利用基本不等式求最值时,要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用基本不等式.(3)条件最值的求解通常有两种方法:一是消元法,即根据条件建立两个量之间的函数关系,然后代入代数式转化为函数的最值求解;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法构造和或积为常数的式子,然后利用基本不等式求解最值.(1)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是________.(2)设a +b =2,b >0,则12|a |+|a |b取最小值时,a 的值为________. 答案 (1)5 (2)-2解析 (1)方法一 由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,∴3x +4y =(3x +4y )(15y +35x )=95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5. (当且仅当3x 5y =12y 5x ,即x =1,y =12时,等号成立),∴3x +4y 的最小值是5.方法二 由x +3y =5xy ,得x =3y5y -1,∵x >0,y >0,∴y >15,∴3x +4y =9y5y -1+4y =y -15+95+45-4y 5y -1+4y=135+95·15y -15+4(y -15) ≥135+23625=5, 当且仅当y =12时等号成立,∴(3x +4y )min =5.(2)∵a +b =2, ∴12|a |+|a |b =24|a |+|a |b=a +b 4|a |+|a |b=a 4|a |+b 4|a |+|a |b ≥a 4|a |+2b 4|a |×|a |b=a 4|a |+1, 当且仅当b 4|a |=|a |b时等号成立.又a +b =2,b >0,∴当b =-2a ,a =-2时,12|a |+|a |b取得最小值. 题型二 基本不等式的实际应用例3 (1)设x ,y ,z 均为大于1的实数,且z 为x 和y 的等比中项,则lg z 4lg x +lg zlg y 的最小值为________.(2)(2016·江苏苏州暑假测试)设正四面体ABCD 的棱长为6,P 是棱AB 上的任意一点(不与点A ,B 重合),且点P 到平面ACD ,平面BCD 的距离分别为x ,y ,则3x +1y的最小值是____.答案 (1)98(2)2+ 3解析 (1)由题意得z 2=xy ,lg x >0,lg y >0, ∴lg z 4lg x +lg z lg y=12x +lg y4lg x+12x +lg ylg y=18+lg y 8lg x +12+lg x 2lg y =58+lg y 8lg x +lg x 2lg y ≥58+2116=98, 当且仅当lg y 8lg x =lg x2lg y ,即lg y =2lg x ,即y =x 2时取等号.(2)过点A 作AO ⊥平面BCD 于点O ,则O 为△BCD 的重心,所以OB =23×32×6=2,所以AO =62-22=2.又V P —BCD +V P —ACD =V A —BCD ,所以13S △BCD ·y +13S △ACD ·x =13S △BCD ·2,即x +y =2.所以3x +1y =12(3x +1y )(x +y )=12(4+x y +3yx)≥2+3, 当且仅当x =3-3,y =3-1时取等号.思维升华 (1)设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. (2)根据实际问题抽象出函数的解析式后,只需利用基本不等式求得函数的最值.(3)在求函数的最值时,一定要在定义域(使实际问题有意义的自变量的取值范围)内求解.(1)设x ,y >0,且x +y =4,若不等式1x +4y≥m 恒成立,则实数m 的最大值为_____.(2)某公司购买一批机器投入生产,据市场分析,每台机器生产的产品可获得的总利润y (单位:万元)与机器运转时间x (单位:年)的关系为y =-x 2+18x -25(x ∈N *),则每台机器为该公司创造的年平均利润的最大值是________万元. 答案 (1)94(2)8解析 (1)1x +4y =(1x +4y )(x +y 4)=14(5+y x +4x y )≥14(5+2×2)=94,当且仅当y =2x =83时等号成立.(2)年平均利润为y x=-x -25x+18=-(x +25x)+18,∵x +25x≥2x ·25x =10,∴y x=18-(x +25x)≤18-10=8, 当且仅当x =25x,即x =5时,取等号.题型三 基本不等式的综合应用命题点1 基本不等式与其他知识交汇的最值问题例4 若不等式x +2xy ≤a (x +y )对任意的实数x ,y ∈(0,+∞)恒成立,则实数a 的最小值为________. 答案5+12解析 由题意得a ≥x +2xyx +y =1+2yx 1+yx恒成立.令t =y x (t >0),则a ≥1+2t 1+t 2,再令1+2t =u (u >1),则t =u -12,故a ≥u1+⎝⎛⎭⎪⎫u -122=4u +5u-2.因为u +5u ≥25(当且仅当u =5时等号成立),故u +5u-2≥25-2,从而0<4u +5u-2≤425-2=5+12,故a ≥5+12,即a min =5+12.命题点2 求参数值或取值范围例5 (1)已知a >0,b >0,若不等式3a +1b ≥ma +3b恒成立,则m 的最大值为________.(2)已知函数f (x )=x 2+ax +11x +1(a ∈R ),若对于任意的x ∈N *,f (x )≥3恒成立,则a 的取值范围是________.答案 (1)12 (2)[-83,+∞)解析 (1)由3a +1b ≥ma +3b ,得m ≤(a +3b )(3a +1b )=9b a +ab+6.又9b a +a b +6≥29+6=12(当且仅当9b a =ab时等号成立),∴m ≤12,∴m 的最大值为12.(2)对任意x ∈N *,f (x )≥3恒成立,即x 2+ax +11x +1≥3恒成立,即知a ≥-(x +8x)+3.设g (x )=x +8x ,x ∈N *,则g (2)=6,g (3)=173.∵g (2)>g (3),∴g (x )min =173,∴-(x +8x )+3≤-83,∴a ≥-83,故a 的取值范围是[-83,+∞).思维升华 (1)应用基本不等式判断不等式是否成立:对所给不等式(或式子)变形,然后利用基本不等式求解.(2)条件不等式的最值问题:通过条件转化成能利用基本不等式的形式求解.(3)求参数的值或范围:观察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,从而得参数的值或范围.(2016·江苏三校联考)北京、张家港2022年冬奥会申办委员会在俄罗斯索契举办了发布会,某公司为了竞标配套活动的相关代言,决定对旗下的某商品进行一次评估.该商品原来每件售价为25元,年销售8万件.(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最高为多少元?(2)为了抓住申奥契机,扩大该商品的影响力,提高年销售量,公司决定立即对该商品进行技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元,公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入x5万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品改革后的销售量a 至少达到多少万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时商品的每件定价. 解 (1)设每件定价为t 元, 依题意得(8-t -251×0.2)t ≥25×8,整理得t 2-65t +1 000≤0,解得25≤t ≤40.所以要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最高为40元. (2)依题意知,x >25,且ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+15x ,等价于a ≥150x +16x +15(x >25).由于150x +16x ≥2150x ×16x =10, 当且仅当150x =x6,即x =30时等号成立,所以a ≥10.2.当该商品改革后的销售量a 至少达到10.2万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的每件定价为30元.8.利用基本不等式求最值典例 (1)已知x >0,y >0,且1x +2y=1,则x +y 的最小值是________.(2)函数y =1-2x -3x(x <0)的值域为________.错解展示解析 (1)∵x >0,y >0,∴1=1x +2y ≥22xy,∴xy ≥22,∴x +y ≥2xy =42, ∴x +y 的最小值为4 2.(2)∵2x +3x ≥26,∴y =1-2x -3x≤1-2 6.∴函数y =1-2x -3x(x <0)的值域为(-∞,1-26].答案 (1)4 2 (2)(-∞,1-26] 现场纠错解析 (1)∵x >0,y >0, ∴x +y =(x +y )(1x +2y)=3+y x+2xy≥3+22(当且仅当y =2x 时取等号),∴当x =2+1,y =2+2时,(x +y )min =3+2 2. (2)∵x <0,∴y =1-2x -3x =1+(-2x )+(-3x)≥1+2-2x3-x=1+26,当且仅当x =-62时取等号,故函数y =1-2x -3x(x <0)的值域为[1+26,+∞). 答案 (1)3+2 2 (2)[1+26,+∞)纠错心得 利用基本不等式求最值时要注意条件:一正二定三相等;多次使用基本不等式要验证等号成立的条件.1.(教材改编)已知a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的序号是________. ①a 2+b 2>2ab ; ②a +b ≥2ab ; ③1a +1b>2ab;④b a +a b≥2. 答案 ④解析 因为a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立,所以①错误;对于④,因为ab >0,所以b a +a b ≥2b a ·ab=2.对于②,③,当a <0,b <0时,明显错误. 2.(教材改编)用长为16 cm 的铁丝围成一个矩形,则所围成的矩形的最大面积是_____ cm 2. 答案 16解析 设矩形长为x cm(0<x <8),则宽为(8-x )cm ,面积S =x (8-x ).由于x >0,8-x >0,可得S ≤(x +8-x2)2=16,当且仅当x =8-x ,即x =4时,S max =16.所以矩形的最大面积是16 cm 2. 3.-aa +(-6≤a ≤3)的最大值为________.答案 92解析-aa +≤-a +a +2=92, 当且仅当3-a =a +6即a =-32时,等号成立.4.(2016·盐城模拟)函数y =x 2+2x 2+1的最小值为______.答案 2解析 y =x 2+1+1x 2+1=x 2+1+1x 2+1≥2,当且仅当x 2+1=1x 2+1,即x =0时,y 取到最小值2.5.设正数a ,使a 2+a -2>0成立,若t >0,则12log a t ____log a t +12(填“>”“≥”“≤”或“<”). 答案 ≤解析 因为a 2+a -2>0,所以a <-2或a >1, 又a >0,所以a >1,因为t >0,所以t +12≥t ,所以log at +12≥log a t =12log a t . 6.设f (x )=x 2+x +1,g (x )=x 2+1,则f xg x的取值范围是________. 答案 [12,32]解析 f x g x =x 2+x +1x 2+1=1+x x 2+1,当x =0时,f xg x=1;当x >0时,f xg x =1+1x +1x ≤1+12=32; 当x <0时,x +1x=-[(-x )+(-1x)]≤-2, 则f xg x =1+1x +1x≥1-12=12.∴f xg x ∈[12,32]. 7.设a >b >c >0,则2a 2+1ab +1a a -b-10ac +25c 2的最小值是________.答案 4 解析 2a 2+1ab +1aa -b-10ac +25c 2=(a -5c )2+a 2-ab +ab +1ab +1aa-b =(a -5c )2+ab +1ab+a (a -b )+1aa-b≥0+2+2=4,当且仅当a -5c =0,ab =1,a (a -b )=1时,等号成立, 即取a =2,b =22,c =25时满足条件. 8.(2016·南京一模)已知x ,y ∈R 且满足x 2+2xy +4y 2=6,则z =x 2+4y 2的取值范围为_____. 答案 [4,12]解析 ∵2xy =6-(x 2+4y 2),而2xy ≤x 2+4y 22,∴6-(x 2+4y 2)≤x 2+4y 22,∴x 2+4y 2≥4(当且仅当x =2y 时取等号). 又∵(x +2y )2=6+2xy ≥0,即2xy ≥-6,∴z =x 2+4y 2=6-2xy ≤12 (当且仅当x =-2y 时取等号). 综上可知4≤x 2+4y 2≤12.9.已知x >0,y >0,x ,a ,b ,y 成等差数列,x ,c ,d ,y 成等比数列,则a +b2cd的最小值为_____. 答案 4解析 由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧a +b =x +y ,cd =xy ,所以a +b2cd=x +y 2xy=x 2+y 2+2xy xy =x 2+y 2xy+2≥2+2=4,当且仅当x =y 时,等号成立.10.某民营企业的一种电子产品,2015年的年产量在2014年基础上增长率为a ;2016年计划在2015年的基础上增长率为b (a ,b >0),若这两年的平均增长率为q ,则q 与a +b2的大小关系是________. 答案 q ≤a +b2解析 设2014年的年产量为1, 则2016年的年产量为(1+a )(1+b ), ∴(1+q )2=(1+a )(1+b ), ∴1+q =+a+b ≤1+a +1+b 2=1+a +b2,∴q ≤a +b2,当且仅当a =b 时,取“=”.11.(2016·泰州模拟)已知a >b >1且2log a b +3log b a =7,则a +1b 2-1的最小值为______. 答案 3解析 因为2log a b +3log b a =7,所以2(log a b )2-7log a b +3=0,解得log a b =12或log a b =3,因为a >b >1,所以log a b ∈(0,1),故log a b =12,从而b =a ,因此a +1b 2-1=a +1a -1=(a-1)+1a -1+1≥3,当且仅当a =2时等号成立. 12.(2016·南通模拟)设实数x ,y 满足x 24-y 2=1,则3x 2-2xy 的最小值是________.答案 6+4 2解析 方法一 因为x 24-y 2=1,所以3x 2-2xy =3x 2-2xyx 24-y 2=3-2yx 14-y x2,令k =y x ∈(-12,12),则3x 2-2xy =3-2k14-k 2=-2k1-4k2,再令t =3-2k ∈(2,4),则k =3-t 2,故3x 2-2xy =4t-t 2+6t -8=4-t +8t+6≥46-28=6+42,当且仅当t =22时等号成立. 方法二 令t =3x 2-2xy ,则y =3x 2-t 2x ,代入方程x 24-y 2=1并化简得8x 4+(4-6t )x 2+t 2=0,令u =x 2≥4,则8u 2+(4-6t )u +t 2=0在[4,+∞)上有解,从而由⎩⎪⎨⎪⎧Δ=-6t 2-32t 2≥0,6t -416>0,得t 2-12t +4≥0,解得t ≥6+42,当取得最小值时,u=2+322满足题意.方法三 因为x 24-y 2=1=(x 2+y )(x2-y ),所以令x 2+y =t ,则x 2-y =1t,从而⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t ,y =12t -1t,则3x 2-2xy =6+2t 2+4t2≥6+42,当且仅当t 2=2时等号成立.13.(2016·江苏)在锐角三角形ABC 中,若sin A =2sin B sin C ,则tan A tan B tan C 的最小值是____. 答案 8解析 在△ABC 中,A +B +C =π, sin A =sin[π-(B +C )]=sin(B +C ), 由已知,sin A =2sin B sin C , ∴sin(B +C )=2sin B sin C .∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B sin C ,A ,B ,C 全为锐角,两边同时除以cos B cos C 得:tan B +tan C =2tan B tan C . 又tan A =-tan(B +C )=-tan B +tan C1-tan B tan C=tan B +tan Ctan B tan C -1.∴tan A (tan B tan C -1)=tan B +tan C . 则tan A tan B tan C -tan A =tan B +tan C , ∴tan A tan B tan C =tan A +tan B +tan C =tan A + 2tan B tan C ≥22tan A tan B tan C , ∴tan A tan B tan C ≥22, ∴tan A tan B tan C ≥8.14.已知函数f (x )=x 2+3x -a(x ≠a ,a 为非零常数).(1)解不等式f (x )<x ;(2)设x >a 时,f (x )有最小值为6,求a 的值.解 (1)f (x )<x ,即x 2+3x -a<x ,整理为(ax +3)(x -a )<0. 当a >0时,(x +3a)(x -a )<0,∴解集为{x |-3a<x <a };当a <0时,(x +3a)(x -a )>0,解集为{x |x >-3a或x <a }.(2)设t =x -a ,则x =t +a (t >0).∴f (x )=t 2+2at +a 2+3t=t +a 2+3t+2a≥2t ·a 2+3t+2a=2a 2+3+2a .当且仅当t =a 2+3t,即t =a 2+3时,等号成立, 即f (x )有最小值2a 2+3+2a . 依题意有:2a 2+3+2a =6, 解得a =1.。
2018届高三理科数学普通班一轮复习课件:第七篇 第4节 基本不等式 精品
【即时训练】 设 a,b 均为正实数,求证: 1 + 1 +ab≥2 a2 b2
2.
证明:由于 a,b 均为正实数,所以 1 + 1 ≥2 1 1 = 2 ,
a2 b2
a2 b2 ab
当且仅当 1 = 1 ,即 a=b 时等号成立,又因为 2 +ab≥2
a2 b2
ab
2 ab =2 ab
2,
当且仅当 2 =ab 时等号成立,所以 1 + 1 +ab≥ 2 +ab≥2
L(x)=5x-( 1 x2+x)-3=- 1 x2+4x-3;
3
3
当 x≥8 时,L(x)=5x-(6x+ 100 -38)-3=35-(x+ 100 ).
x
x
所以 L(x)=
1 3
x2
4x
3, 0<x<8.
35
x
100 x
,
x
8.
(2)年产量为多少万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大?最 大利润是多少?
长方体的容积为 4 m3,高为 1 m,所以长方体的底面矩形的宽为 4 m,依题 x
意,得 y=20×4+10(2x+ 2 4 )=80+20(x+ 4 )≥80+20×2 x 4 =160(当且
x
x
x
仅当 x= 4 ,即 x=2 时取等号).所以该容器的最低总造价为 160 元. x
故选 C.
ab
a2 b2
ab
2,
当且仅当
1
a2
2
1 ,
b2 ab
即
a=b=
4
2018高中数学文人教A版一轮参考课件:7-4 基本不等式及不等式的应用
(5)
������2 +������ 2
2
≥ ������������ ≥ 1 1(a>0,b>0).
������ ������
2
+
4.利用基本不等式求最值问题 已知 x>0,y>0,则 (1)如果积 xy 是定值 p,那么当且仅当 x=y 时,x+y 有最小值 2 ������.(简称: 积定和最小) 积最大)
������+ ������ 2 (a,b∈R). 2 ������ ������ ������ ������ ������+������ ,几何平均数为 2
������������,基本不等式
主干梳理
要点梳理
考点自测
������2 +������ (4) 2
2
≥ ≥
������+������ 2 (a,b∈R). 2 ������+������ 2
当且仅当������-2 =
1 , ������-2
主干梳理
要点梳理
考点自测
1
2
3
4
5
4.(2014 上海,文 6)若实数 x,y 满足 xy=1,则 x2+2y2 的最小值为 解析:x2+2y2≥2 ������ 2 · 2������ 2=2 2· xy=2 2.
2 ������ = 2, ������ = 2������ , 当且仅当 即 2 2 时,等号成立. ������������ = 1, ������ = 2 2
思维透析(1)题可直接利用基本不等式,再结合不等式的基本性质——
同向不等式相加,进行证明; (2)题中可把“ + ”中的“1”用“a+b”代换,创设出运用基本不等式的条件. 证明:(1)∵a,b,c 都是正数,∴ ,
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§5.1 平面向量的概念及线性运算 [知识梳理] 1.向量的有关概念 名称 定义 备注
向量 既有大小,又有方向的量统称为向量;向量的大小叫作向量的长度(或称模) 平面向量是自由向量
零向量 长度为0的向量;其方向是任意的 记作0 单位向量 长度等于1个单位的向量 非零向量a的单位向量为±a|a|
平行向量 如果表示两个向量的有向线段所在的直线平行或重合,则称这两个向量平行或共线 0与任一向量平行 相等向量 长度相等且方向相同的向量 两向量只有相等或不等,不能比较大小 相反向量 长度相等且方向相反的向量 0的相反向量为0 2.向量的线性运算 3.向量共线的判定定理 a是一个非零向量,若存在一个实数λ,使得b=λa,则向量b与非零向量a共线. 【思考辨析】 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)向量与有向线段是一样的,因此可以用有向线段来表示向量.( ) (2)|a|与|b|是否相等与a,b的方向无关.( ) (3)若a∥b,b∥c,则a∥c.( )
(4)向量AB→与向量CD→是共线向量,则A,B,C,D四点在一条直线上.( ) (5)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之成立.( )
(6)△ABC中,D是BC中点,则AD→=12(AC→+AB→).( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ [基础自测]
1.D是△ABC的边AB上的中点,则向量CD→等于( ) A.-BC→+12BA→ B.-BC→-12BA→ C.BC→-12BA→ D.BC→+12BA→ 解析:选A.如图, CD→=CB→+BD→=CB→+12BA→=-BC→+12BA→. 2.判断下列四个命题: ①若a∥b,则a=b;②若|a|=|b|,则a=b; ③若|a|=|b|,则a∥b;④若a=b,则|a|=|b|.其中正确的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:选A.①中两向量共线,但这两向量的方向、模均不一定相同,故不一定相等;②中两向量的模相等,但方向不一定相同,故这两向量不一定相等;③中两向量的模相等,但两向量不一定共线;④中两向量相等,则模一定相等,故正确.
3.(2015·高考课标卷Ⅰ)设D为△ABC所在平面内一点,BC→=3CD→,则( ) A.AD→=-13AB→+43AC→ B.AD→=13AB→-43AC→ C.AD→=43AB→+13AC→ D.AD→=43AB→-13AC→ 解析:选A.∵BC→=3CD→,∴AC→-AB→=3(AD→-AC→), 则4AC→-AB→=3AD→,∴AD→=-13AB→+43AC→. 4.(教材改编)已知▱ABCD的对角线AC和BD相交于O,且OA→=a,OB→=b,则DC→=________,BC→=________(用a,b表示). 解析:如图,DC→=AB→=OB→-OA→=b-a, BC→=OC→-OB→=-OA→-OB→=-a-b. 答案:b-a -a-b 5.已知a与b是两个不共线向量,且向量a+λb与-(b-3a)共线,则λ=________. 解析:由已知得a+λb=-k(b-3a),
∴ λ=-k,3k=1.解得 λ=-13,k=13. 答案:-13
类型一 平面向量的概念 [例1] 下列命题中,正确的是________(填序号) ①有向线段就是向量,向量就是有向线段; ②向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反;
③向量AB→与向量CD→共线,则A、B、C、D四点共线; ④两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小. 解析 ①不正确,向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段,有向线段也不是向量; ②不正确,若a与b中有一个为零向量,零向量的方向是不确定的,故两向量方向不一定相同或相反; ③不正确,共线向量所在的直线可以重合,也可以平行; ④正确,向量既有大小,又有方向,不能比较大小;向量的模均为实数,可以比较大小. 答案 ④ [方法引航] (1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时,不要把它与函数图像的移动混为一谈.(4)非零向量a与a|a|的关系:a|a|是与a同方向的单位向量.
1.给出下列命题: ①若A,B,C,D是不共线的四点,则AB→=DC→是四边形ABCD为平行四边形的充要条件; ②0·a=0; ③a=b的充要条件是|a|=|b|且a∥b; ④若a与b均为非零向量,则|a+b|与|a|+|b|一定相等. 其中正确命题的序号是________. 解析:①正确;②一方面,数乘向量的结果为向量,而不是实数;另一方面,实数与向量的数乘运算不能用符号“·”,故不正确;③当a=b时|a|=|b|且a∥b,反之不成立,故错误;④当a,b不同向时不成立,故错误. 答案:① 类型二 平面向量的线性运算 [例2] (1)如图,D,E,F 分别是△ABC的边AB,BC,CA的中点,则( )
A.AD→+BE→+CF→=0 B.BD→-CF→+DF→=0 C.AD→+CE→-CF→=0 D.BD→-BE→-FC→=0 解析 ∵AB→+BC→+CA→=0, ∴2AD→+2BE→+2CF→=0, 即AD→+BE→+CF→=0. 答案 A (2)(2017·福建泉州模拟)已知P,A,B,C是平面内四点,且PA→+PB→+PC→=AC→,那么一定有( ) A.PB→=2CP→ B.CP→=2PB→ C.AP→=2PB→ D.PB→=2AP→ 解析 由题意得PA→+PB→+PC→=PC→-PA→, 即PB→=-2PA→=2AP→. 答案 D
(3)已知:任意四边形ABCD中,E,F 分别是AD,BC的中点,求证:EF→=12(AB→+DC→).
证明 如图所示,∵E,F 分别是AD与BC的中点, ∴EA→+ED→=0,BF→+CF→=0.
又∵AB→+BF→+FE→+EA→=0, ∴EF→=AB→+BF→+EA→.① 同理EF→=ED→+DC→+CF→.② 由①+②得,2EF→=AB→+DC→+(EA→+ED→)+(BF→+CF→)=AB→+DC→,∴EF→=12(AB→
+DC→). [方法引航] 向量线性运算的方法技巧 由于向量具有数形两方面的性质,在进行向量的线性运算时,一定要结合图形进行,即将向量转化到同一三角形或平行四边形中,然后利用三角形法则或平行四边形法则求解. 2.(1)在△ABC中,AB→=c,AC→=b,若点D满足BD→=2DC→,则AD→=( ) A.23b+13c B.53c-23b
C.23b-13c D.13b+23c 解析:选A.∵BD→=2DC→,∴AD→-AB→=2(AC→-AD→), ∴3AD→=2AC→+AB→,∴AD→=23AC→+13AB→=23b+13c. (2)若A,B,C,D是平面内任意四点,给出下列式子: ①AB→+CD→=BC→+AD→;②AC→+BD→=BC→+AD→;③AC→-BD→=DC→+AB→.其中正确式子的序号为________.
解析:①由AB→+CD→=BC→+AD→得,AB→-AD→=BC→-CD→=-CB→-CD→=-2CB→
+CB→-CD→,从而DB→=-2CB→+DB→,即CB→=0,故不正确; ②由AC→+BD→=BC→+AD→得, AC→-AD→=BC→-BD→,即DC→=DC→,故正确; ③由AC→-BD→=DC→+AB→得AC→-AB→=DC→+BD→,即BC→=BC→,故正确.综上可得②③正确. 答案:②③ 类型三 共线定理的应用 [例3] 设两个非零向量a与b不共线,
(1)若AB→=a+b,BC→=2a+8b,CD→=3(a-b),求证:A、B、D三点共线; (2)试确定实数k,使ka+b和a+kb共线.
解 (1)证明:∵AB→=a+b,BC→=2a+8b,CD→=3(a-b), ∴BD→=BC→+CD→=2a+8b+3(a-b) =2a+8b+3a-3b=5(a+b)=5AB→. ∴AB→、BD→共线,又∵它们有公共点B, ∴A、B、D三点共线. (2)∵ka+b和a+kb共线, ∴存在实数λ,使ka+b=λ(a+kb), 即ka+b=λa+λkb. ∴(k-λ)a=(λk-1)b. ∵a、b是两个不共线的非零向量, ∴k-λ=λk-1=0, ∴k2-1=0.∴k=±1. [方法引航] (1)证明三点共线问题,可用向量共线解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系.当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线. (2)向量a、b共线是指存在不全为零的实数λ1,λ2,使λ1a+λ2b=0成立,若λ1a+λ2b=0,当且仅当λ1=λ2=0时成立,则向量a、b不共线.
3.(1)(2017·四川资阳模拟)已知向量AB→=a+3b,BC→=5a+3b,CD→=-3a+3b,则( ) A.A,B,C三点共线 B.A,B,D三点共线 C.A,C,D三点共线 D.B,C,D三点共线
解析:选B.∵BD→=BC→+CD→=2a+6b=2(a+3b)=2AB→, ∴BD→、AB→共线,又有公共点B, ∴A,B,D三点共线.故选B. (2)设a与b是两个不共线向量,且向量a+λb与2a-b共线,则λ=________.
解析:由题意知:a+λb=k(2a-b),则有 1=2k,λ=-k,