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2020浙江高考数学二轮讲义:专题一第4讲 不等式-教习网|教案下载

  • 发表时间:2023-04-24 23:19:36

2020浙江高考数学二轮讲义:专题一第4讲 不等式

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4 不等式

不等式的解法

[核心提炼]

1一元二次不等式的解法

先化为一般形式ax2bxc>0(a0)再求相应一元二次方程ax2bxc0(a0)的根最后根据相应二次函数图象与x轴的位置关系确定一元二次不等式的解集

2简单分式不等式的解法

(1)>0()f(x)g(x)>0()

(2)0(0)f(x)g(x)0(0)g(x)0.

[典型例题]

(1)已知函数f(x)(ax1)(xb)若不等式f(x)0的解集是(13)则不等式f(2x)0的解集是(  )

A.

B.

C.

D.

(2)不等式(a2)x22(a2)x4的解集为R则实数a的取值范围是________

解析 (1)f(x)0ax2(ab1)xb0又其解集是(13)

所以a0

解得a=-1(舍去)

所以a=-1b=-3所以f(x)=-x22x3

所以f(2x)=-4x24x3

由-4x24x304x24x30

解得xx<-故选A.

(2)a2不等式化为-4恒成立;

a2

由条件知

解得-2a

综上所述a的取值范围是(22]

答案 (1)A (2)(22]

不等式的求解技巧

(1)对于和函数有关的不等式可先利用函数的单调性进行转化

(2)求解一元二次不等式的步骤:第一步二次项系数化为正数;第二步解对应的一元二次方程;第三步若有两个不相等的实根则利用大于在两边小于夹中间得出不等式的解集

(3)含参数的不等式的求解要对参数进行分类讨论 

[对点训练]

1不等式>1的解集为(  )

A. B(1)

C.(1) D.

解析:A.原不等式等价于1>0>0整理得

不等式等价于(2x1)(x1)解得x故选A.

2(2019·湖北八校联考)已知关于x的不等式ax2ax2a2>1(a>0a1)的解集为(a2a)且函数f(x)的定义域为R则实数m的取值范围为________

解析:a>1由题意可得x2ax2a2>0的解集(a2a)这显然是不可能的0a由题意可得x2ax2a2的解集为(a2a)x22mxm0恒成立故对于方程x22mxm0Δ4m24m0解得-1m0.

答案:[10]

绝对值不等式

[核心提炼]

1含绝对值不等式的解法

(1)|axb|c|axb|c型不等式的解法

c>0|axb|ccaxbc|axb|caxbcaxbc然后根据ab的取值求解即可;

c|axb|c的解集为|axb|c的解集为R.

(2)|xa||xb|c|xa||xb|c型不等式的解法

令每个绝对值符号里的一次式为0求出相应的根;

把这些根由小到大排序们把数轴分为若干个区间;

在所分区间上根据绝对值的定义去掉绝对值符号讨论所得的不等式在这个区间上的解集;

这些解集的并集就是原不等式的解集

2绝对值不等式的性质(三角不等式)

(1)对绝对值三角不等式定理|a||b||a±b||a||b|中等号成立的条件要深刻理解特别是用此定理求函数的最值时

(2)该定理可强化为||a||b|||a±b||a||b|它经常用于证明含绝对值的不等式

[典型例题]

(1)(2019·绍兴市诸暨市高考二模)已知f(x)x23x|xa|1则下列不等式一定成立的是(  )

A|f(x)f(a)|3|a|3     

B|f(x)f(a)|2|a|4

C|f(x)f(a)||a|5

D|f(x)f(a)|2(|a|1)2

(2)(2019·新高考研究联盟第一次联考)已知函数f(x)|x2a||xb|(abR)x[22]f(x)的最大值为M(ab)M(ab)的最小值为________

解析 (1)因为|xa|1所以a1xa1

因为f(x)是二次函数

所以f(x)在区间[a1a1]上单调时|f(x)f(a)|取得最大值为|f(a1)f(a)||f(a1)f(a)||f(a1)f(a)||(a1)23(a1)a23a||2a4|2|a|4

|f(a1)f(a)||(a1)23(a1)a23a||2a2||2a2|2|a|2.

所以|f(x)f(a)|2|a|4故选B.

(2)法一:根据对称性妨设b0x[02]所以f(x)|x2a|xb所以M(ab)|x2a|xb|x2a|x.

g(x)|x2a|xx[02]

a0g(x)x2xag(x)max6a6

0a4g(x)

所以当0ag(x)maxmax{6a}6a

a4

g(x)maxmax

所以g(x)max.

a4g(x)=-x2xag(x)maxa

综合①②③M(ab)min当且仅当ab0时取到

法二:f(x)max{|x2xab||x2xab|}f1(x)|x2xab|f2(x)|x2xab|

g1(x)x2xabg2(x)x2xab

根据图象可知:f1(x)max

max

f2(x)maxmax.

所以2f1(x)max|6ab|

同理:2f2(x)max|6ab|

当且仅当时取等号

所以M(ab)min.

答案 (1)B (2)

(1)研究含有绝对值的函数问题时根据绝对值的定义分类讨论去掉绝对值符号将原函数转化为分段函数然后利用数形结合解决是常用的思维方法

(2)对于求y|xa||xb|y|xa||xb|型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便形如y|xa||xb|的函数只有最小值形如y|xa||xb|的函数既有最大值又有最小值 

[对点训练]

1(2019·宁波市六校联盟模拟)已知函数f(x)|xa||x2|.a=-4则不等式f(x)6的解集为________;若f(x)|x3|的解集包含[01]则实数a的取值范围是________

解析:a=-4f(x)6|x4||x2|6

解得x0x6.

 所以原不等式的解集为(0][6)

由题可得f(x)|x3|[01]上恒成立

|xa|2x3x[01]上恒成立

即-1xa1x[01]上恒成立

即-1a0.

答案:(0][6) [10]

2(2019·杭州学军中学高三模拟)已知ab是任意非零实数

(1)的最小值;

(2)若不等式|2ab||2ab||a|(|2x||2x|)恒成立求实数x的取值范围

解:(1)因为4所以的最小值为4.

(2)不等式|2ab||2ab||a|(|2x||2x|)恒成立|2x||2x|恒成立

|2x||2x|.

(1)可知的最小值为4

所以x的取值范围即为不等式|2x||2x|4的解集

解不等式得-2x2

故实数x的取值范围为[22]

简单的线性规划问题

[核心提炼]

1平面区域的确定方法

平面区域的确定方法是直线定界、特殊点定域二元一次不等式组所表示的平面区域是各个不等式所表示的区域的交集

2线性目标函数zaxby最值的确定方法

线性目标函数zaxby中的z不是直线axbyzy轴上的截距把目标函数化为y=-x可知是直线axbyzy轴上的截距要根据b的符号确定目标函数在什么情况下取得最大值、什么情况下取得最小值

[典型例题]

(1)(2019·高考浙江卷)若实数xy满足约束条件z3x2y的最大值是(  )

A1 B1

C10 D12

(2)(2018·高考浙江卷)xy满足约束条件zx3y的最小值是____________最大值是____________

(3)(2019·宁波高考模拟)已知A(11)B(21)O为坐标原点若直线laxby2ABO所围成区域(包含边界)没有公共点ab的取值范围为________

解析 (1)作出可行域如图中阴影部分所示数形结合可知当直线z3x2y过点(22)z取得最大值zmax6410.故选C.

(2)由题可得该约束条件表示的平面区域是以(22)(11)(42)为顶点的三角形及其内部区域(图略)由线性规划的知识可知目标函数zx3y在点(22)处取得最大值在点(42)处取得最小值则最小值zmin46=-2最大值zmax268.

(3)A(11)B(21)O为坐标原点若直线laxby2ABO所围成区域(包含边界)没有公共点

得不等式组

zab

画出不等式组表示的平面区域判断知zabM取得最小值

解得M(02)

ab的最小值为-2.

ab的取值范围是(2)

故答案为(2)

答案 (1)C (2)2 8 (3)(2)

解决线性规划问题应关注的三点

(1)首先要找到可行域再注意目标函数所表示的几何意义找到目标函数达到最值时可行域的顶点(或边界上的点)但要注意作图一定要准确整点问题要验证解决

(2)画可行域时应注意区域是否包含边界

(3)对目标函数zAxByB的符号一定要注意B的正负与z的最值的对应要结合图形分析. 

[对点训练]

1(2019·嘉兴市高考模拟)已知实数xy满足axy的最大值为10则实数a(  )

A4 B3

C2    D1

解析:C.画出满足条件的平面区域如图所示:

解得A(34)

zaxy因为z的最大值为10

所以直线在y轴上的截距的最大值为10即直线过(010)

所以zaxy与可行域有交点

a0

直线经过Az取得最大值

axy10A(34)代入得:

3a410解得a2a0直线经过Az取得最大值

axy10A(34)代入得:3a410解得:a2a0矛盾

综上a2.

2在平面上过点P作直线l的垂线所得的垂足称为点P在直线l上的投影由区域中的点在直线xy20上的投影构成的线段记为AB|AB|(  )

A2 B4

C3 D6

解析:C.作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示

过点CD分别作直线xy20的垂线垂足分别为AB

则四边形ABDC为矩形C(22)D(11)

所以|AB||CD|

3.

3(2019·温州市高考模拟)若实数xy满足y的最大值为________的取值范围是________

解析:作出不等式组对应的平面区域如图:

可知A的纵坐标取得最大值:2.

因为zz的几何意义为区域内的点到定点D(21)的斜率由图象知BD的斜率最小AD的斜率最大z的最大为最小为

z

z的取值范围是[]

答案:2 []

基本不等式及其应用

[核心提炼]

利用基本不等式求最大值、最小值其基本法则是:(1)如果x>0y>0xyp(定值)xyxy有最小值2(简记为:积定和有最小值)(2)如果x>0y>0xys(定值)xyxy有最大值s2(简记为:和定积有最大值)

[典型例题]

(1)abRab>0的最小值为________

(2)(2019·金丽衢十二校高考二模)A{(xy)|x2a(2xy)4a20}B{(xy)||y|b|x|}对任意的非空实数a均有AB成立则实数b的最大值为________

解析 (1)因为ab0所以4ab24

当且仅当时取等号的最小值是4.

(2)x2a(2xy)4a20yx22x4a

|2|

ax024

所以|2||42|22

ax02=-4

所以|2||42|66

因为对任意实数a均有AB成立

|y|b|x|恒成立b恒成立

所以b2

故答案为2.

答案 (1)4 (2)2

利用不等式求最值的解题技巧

(1)凑项:通过调整项的符号配凑项的系数使其积或和为定值

(2)凑系数:若无法直接运用基本不等式求解可以通过凑系数后得到和或积为定值而可利用基本不等式求最值 

(3)换元:分式函数求最值通常直接将分子配凑后将式子分开或将分母换元后将式子分开再利用不等式求最值即化为ymBg(x)(A>0B>0)g(x)恒正或恒负的形式然后运用基本不等式来求最

(4)1的代换:先把已知条件中的等式变形为1的表达式再把1的表达式与所求最值的表达式相乘求积通过变形构造和或积为定值的代数式求其最值

[对点训练]

1(2019·温州市瑞安市高考模拟)x0y0的最小值为________

解析:t0t(2t1)2

当且仅当t时取等号

故答案为:.

答案:

2(2018·高考江苏卷)ABCABC所对的边分别为abcABC120°ABC的平分线交AC于点DBD14ac的最小值为________

解析:因为ABC120°ABC的平分线交AC于点DABDCBD60°由三角形的面积公式可得acsin120°asin60°csin60°化简得acaca>0c>0所以14ac(4ac)5529当且仅当c2a时取等号4ac的最小值为9.

答案:9

 

专题强化训练

1(2019·金华十校联考)不等式(m2)(m3)0的一个充分不必要条件是(  )

A3m0 B3m2

C3m4 D1m3

解析:A.(m2)(m3)0得-3m2即不等式成立的等价条件是-3m2

则不等式(m2)(m3)0的一个充分不必要条件是(32)的一个真子集

则满足条件是-3m0.

故选A.

2已知关于x的不等式(ax1)(x1)的解集是(1)a(  )

A2 B2

C D.

解析:B.根据不等式与对应方程的关系知-1是一元二次方程ax2x(a1)10的两个根所以-1×=-所以a=-2故选B.

3已知x>0y>0lg2xlg8ylg2的最小值是(  )

A2 B2

C4 D2

解析:C.因为lg2xlg8ylg2

所以x3y1

所以(x3y)24

当且仅当

xy取等号

4若平面区域夹在两条斜率为1的平行直线之间则这两条平行直线间的距离的最小值是(  )

A. B.

C. D.

解析:B.不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示其中A(12)B(21)当两条平行直线间的距离最小时两平行直线分别过点AB又两平行直线的斜率为1直线AB的斜率为-1所以线段AB的长度就是过AB两点的平行直线间的距离易得|AB|即两条平行直线间的距离的最小值是故选B.

5(2019·金丽衢十二校高三联考)若函数f(x)(a)在区间(1)上的最小值为6则实数a的值为(  )

A2 B.

C1 D.

解析:B.f(x)2(x1)42424当且仅当2(x1)x1等号成立所以246a故选B.

6若不等式组的解集不是空集则实数a的取值范围是(  )

A(4] B[4)

C[420] D[420)

解析:B.不等式x22x30的解集为[13]

假设的解集为空集则不等式x24x(a1)0的解集为集合{x|x1x>3}的子集因为函数f(x)x24x(a1)的图象的对称轴方程为x=-2所以必有f(1)=-4a>0a4则使的解集不为空集的a的取值范围是a4.

7(2019·浙江七彩阳光联盟高三联考)已知变量xy满足约束条件若不等式2xym20恒成立则实数m的取值范围为(  )

A[]

B(][)

C[]

D(][)

解析:D.作出约束条件所对应的可行域(如图中阴影部分)z=-2xy当直线经过点A(41)z取得最大值

zmax(2)×(4)(1)7.

所以m27即实数m的取值范围为(][)故选D.

8已知b>a>0ab1则下列不等式中正确的是(  )

Alog3a>0 B3ab

Clog2alog2b2 D36

解析:C.对于Alog3a>0可得log3a>log31

所以a>1b>a>0ab1所以a两者矛盾所以A不正确;

对于B3ab可得3ab1

所以ab1可得a1b这与b>a>0ab1矛盾所以B不正确;

对于Clog2alog2b2可得log2(ab)2log2

所以abb>a>0ab1>2

所以ab两者一致

所以C正确;

对于D因为b>a>0ab1

所以3>3×26所以D不正确故选C.

9(2019·绍兴市柯桥区高三期中)已知xyR(  )

A|xy2||x2y|1(x)2(y)2

B|xy2||x2y|1(x)2(y)2

C|xy2||x2y|1(x)2(y)2

D|xy2||x2y|1(x)2(y)2

解析:B.对于A|xy2||x2y|1(x)2(y)2简得x2xy2y1二者没有对应关系;对于B(x2y)(y2x)|x2y||y2x||xy2||x2y|1

所以x2xy2y1(x)2(y)2命题成立;对于C|xy2||x2y|1(x)2(y)2化简得x2xy2y1二者没有对应关系;对于D|xy2||x2y|1化简(x)2(y)2x2xy2y1二者没有对应关系故选B.

10若关于x的不等式x33x2axa20x(1]上恒成立则实数a的取值范围是(  )

A(3] B[3)

C(3] D[3)

解析:A.关于x的不等式x33x2axa20x(1]上恒成立

等价于a(x1)x33x22(x1)(x22x2)

x113aa200成立

x1x10

ax22x2

因为yx22x2(x1)233恒成立

所以a3故选A.

11(2019·温州市高三高考模拟)若关于x的不等式|x||xa|b的解集为(21)则实数对(ab)________

解析:因为不等式|x||xa|b的解集为(21)

所以解得a1b3.

答案:(13)

12若实数xy满足xy0log2xlog2y1的最小值是________的最大值为________

解析:实数xy满足xy0log2xlog2y1xy2

22当且仅当x2y1时取等号

的最小值是2

当且仅当xyxy2时取等号

的最大值为故答案为2.

答案:2 

13(2019·兰州市高考实战模拟)若变量xy满足约束条件z2x·的最大值为________

解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示z2x·2xyuxy则直线uxy在点(40)u取得最大值此时z取得最大值且zmax24016.

答案:16

14已知函数f(x)则关于x的不等式f(f(x))3的解集为________

解析:f(t)3t02t132t4解得-2t0;若t>0则-t2t3t2t30解得t>0所以t2即原不等式等价于解得x2.

答案:(2]

15(2019·宁波市九校联考)已知f(x)|xa||xa|2x2a(x0)的最小值为则实数a________

解析:f(x)|xa||xa|2x2a|(xa)(xa)|2x2a

||2x2a

2x2a

22a

42a.

当且仅当2xx1上式等号成立

42a解得a.

答案:

16(2019·绍兴市柯桥区高三模拟)|x2|xa|3a|2x[11]恒成立则实数a的取值范围为________

解析:|x2|xa|3a|2化为-2x2|xa|3a2x2画出图象可知其几何意义为顶点为(a3a)V字型在x[11]始终夹在y=-2x2y2x2之间如图12所示

为两种临界状态首先就是图1的临界状态此时V字形右边边界yx2ay=-2x2相切联立直线方程和抛物线方程可得x2x2a20此时Δ014(2a2)0a=-而图2的临界状态显然a0

综上得实数a的取值范围为.

答案:

17(2019·温州模拟)已知abcR|acos2xbsinxc|1xR成立|asinxb|的最大值为________

解析:由题意tsinxt[11]|at2btac|1恒成立

不妨设t1|bc|1t0|ac|1t=-1|bc|1

ab同号|asinxb|的最大值为

|ab||acbc||ac||bc|2

ab异号|asinxb|的最大值为

|ab||acbc||ac||bc|2

综上所述|asinxb|的最大值为2

故答案为2.

答案:2

18(2019·丽水市第二次教学质量检测)已知函数f(x)(a0)

(1)求函数f(x)的定义域;

(2)若当x[01]不等式f(x)1恒成立求实数a的取值范围

解:(1)要使函数有意义4|ax2|0

|ax2|4|ax2|44ax242ax6.

a>0函数f(x)的定义域为{x|x}

a函数f(x)的定义域为{x|x}

(2)f(x)1|ax2|3g(x)|ax2|因为x[01]

所以需且只需1a5

a0所以-1a5a0.

19(2019·丽水市高考数学模拟)已知函数f(x)(aR)

(1)a1解不等式f(x)>1

(2)对任意的b(01)x(12)f(x)>恒成立a取值范围

解:(1)f(x)>1x21x1|0x

故不等式的解集为{x|0x

(2)f(x)>|xa|>b(x)xa>b(x)xab(x)a>(b1)xa[(b1)x]对任意x(12)恒成立

所以a2b1a(b2)对任意b(01)恒成立

所以a1a.

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