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  • 2021-06-16 发布

【数学】2018届一轮复习北师大版不等式选讲教案

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第2讲 不等式选讲 ‎              含绝对值不等式的解法 共研典例 类题通法 ‎1.|ax+b|≤c,|ax+b|≥c型不等式的解法 ‎(1)若c>0,则|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c,|ax+b|≥c⇔ax+b≥c,或ax+b≤-c,然后根据a,b的取值求解即可;‎ ‎(2)若c<0,则|ax+b|≤c的解集为∅,|ax+b|≥c的解集为R.‎ ‎2.|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解法 ‎(1)令每个绝对值符号里的一次式为0,求出相应的根;‎ ‎(2)把这些根由小到大排序,它们把数轴分为若干个区间;‎ ‎(3)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;‎ ‎(4)这些解集的并集就是原不等式的解集.‎ ‎ (2016·武汉模拟)设函数f(x)=|kx-1|(k∈R).‎ ‎(1)若不等式f(x)≤2的解集为,求k的值;‎ ‎(2)若f(1)+f(2)<5,求k的取值范围.‎ ‎【解】 (1)由|kx-1|≤2,得-2≤kx-1≤2,‎ 所以-1≤kx≤3,所以-≤x≤1.‎ 由已知,得=1,所以k=3.‎ ‎(2)由已知,得|k-1|+|2k-1|<5.‎ 当k≤时,-(k-1)-(2k-1)<5,得k>-1,此时-1<k≤;‎ 当<k≤1时,-(k-1)+(2k-1)<5,得k<5,此时<k≤1;‎ 当k>1时,(k-1)+(2k-1)<5,得k<,此时1<k<.‎ 综上,k的取值范围是.‎ 用零点分段法解绝对值不等式的步骤 ‎(1)求零点.‎ ‎(2)划区间,去绝对值号.‎ ‎(3)分别解去掉绝对值号的不等式.‎ ‎(4)取每个结果的并集,注意在分段讨论时不要遗漏区间的端点值.‎ ‎[题组通关]‎ ‎1.(2016·高考全国卷乙)已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|.‎ ‎(1)画出y=f(x)的图象;‎ ‎(2)求不等式|f(x)|>1的解集.‎ ‎[解] (1)f(x)= y=f(x)的图象如图所示.‎ ‎(2)由f(x)的表达式及图象知,当f(x)=1时,可得x=1或x=3;‎ 当f(x)=-1时,可得x=或x=5,‎ 故f(x)>1的解集为{x|1<x<3};f(x)<-1的解集为.‎ 所以|f(x)|>1的解集为.‎ ‎2.(2016·贵阳模拟)已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|.‎ ‎(1)当a=-4时,求不等式f(x)≥6的解集;‎ ‎(2)若f(x)≤|x-3|的解集包含[0,1],求实数a的取值范围.‎ ‎[解] (1)当a=-4时,f(x)≥6,即|x-4|+|x-2|≥6,‎ 即或 或,‎ 解得x≤0或x≥6.‎ 所以原不等式的解集为(-∞,0]∪[6,+∞).‎ ‎(2)由题可得f(x)≤|x-3|在[0,1]上恒成立,‎ 即|x+a|+2-x≤3-x在[0,1]上恒成立,‎ 即-1-x≤a≤1-x在[0,1]上恒成立,‎ 即-1≤a≤0.‎ ‎3.设函数f(x)=|x-a|+|x-2|.‎ ‎(1)当a=2时,解不等式f(x)≥4+|x-2|-|x-1|;‎ ‎(2)若不等式f(x)≤1+|x-2|的解集为[0,2],+=a(m>0,n>0),求证:m+2n≥4.‎ ‎[解] (1)当a=2时,不等式f(x)≥4+|x-2|-|x-1|可以化简为|x-2|+|x-1|≥4.‎ 由绝对值不等式的几何意义可得,‎ 不等式的解集为∪.‎ ‎(2)证明:化简f(x)≤1+|x-2|,得|x-a|≤1,‎ 解得a-1≤x≤a+1,‎ 而f(x)≤1+|x-2|的解集为[0,2],‎ 所以解得a=1,‎ 所以+=1(m>0,n>0),‎ 所以m+2n=(m+2n)=2++≥4(当且仅当=,即m=2,n=1时等号成立).‎ ‎                 不等式的证明 共研典例 类题通法 证明不等式的基本方法 ‎(1)比较法:作差或作商比较.‎ ‎(2)综合法:根据已知条件、不等式的性质、基本不等式,通过逻辑推理导出结论.‎ ‎(3)分析法:执果索因的证明方法.‎ ‎(4)反证法:反设结论,导出矛盾.‎ ‎(5)放缩法:通过把不等式中的部分值放大或缩小的证明方法.‎ ‎ (2016·贵州模拟)已知函数f(x)=2|x+1|+|x-2|.‎ ‎(1)求f(x)的最小值m;‎ ‎(2)若a,b,c均为正实数,且满足a+b+c=m,求证:++≥3.‎ ‎【解】 (1)当x<-1时,f(x)=-2(x+1)-(x-2)=-3x∈(3,+∞);‎ 当-1≤x<2时,f(x)=2(x+1)-(x-2)=x+4∈[3,6);‎ 当x≥2时,f(x)=2(x+1)+(x-2)=3x∈[6,+∞).‎ 综上,f(x)的最小值m=3.‎ ‎(2)证明:a,b,c均为正实数,且满足a+b+c=3,‎ 因为+++(a+b+c)‎ ‎=++ ‎≥2=2(a+b+c).‎ ‎(当且仅当a=b=c=1时,取“=”)‎ 所以++≥a+b+c,即++≥3.‎ 证明方法的选择 不等式证明的常用方法有比较法、分析法、综合法、反证法等.如果已知条件与待证结论直接联系不明显,可考虑用分析法;如果待证命题是否定性命题、唯一性命题或以“至少”“至多”等方式给出的,则考虑用反证法.在必要的情况下,可能还需要使用换元法、构造法等技巧简化对问题的表述和证明.‎ ‎[题组通关]‎ ‎1.(2016·桂林模拟)已知f(x)=|x+1|+|x-1|,不等式f(x)<4的解集为M.‎ ‎(1)求M;‎ ‎(2)当a,b∈M时,证明:2|a+b|<|4+ab|.‎ ‎[解] (1)①当x≥1时,解得1≤x<2;‎ ‎②当-1≤x<1时,解得-1≤x<1;‎ ‎③当x<-1时,解得-2<x<-1.‎ 综上,不等式的解集M=(-2,2).‎ ‎(2)证明:要证明原不等式成立,则需证明4(a2+2ab+b2)<a2b2+8ab+16,‎ 只需证明a2b2-4a2-4b2+16>0,‎ 即需证明(a2-4)(b2-4)>0.‎ 因为a,b∈(-2,2),所以a2<4,b2<4,‎ 所以a2-4<0,b2-4<0,‎ 所以(a2-4)(b2-4)>0,所以原不等式成立.‎ ‎2.(2016·山西高三质量检测)设a,b,c,d均为正数,且a-c=d-b,证明:‎ ‎(1)若ab>cd,则+ >+;‎ ‎(2)+ >+是|a-b|<|c-d|的充要条件.‎ ‎[证明] (1)因为(+)2=a+b+2,(+)2=c+d+2,‎ 由a+b=c+d,ab>cd,得(+)2>(+)2,‎ 所以+ >+.‎ ‎(2)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2,‎ 即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.‎ 因为a+b=c+d,所以ab>cd.‎ 由(1)得+>+.‎ ‎②若+ >+,则(+)2>(+)2,‎ 即a+b+2 >c+d+2.‎ 因为a+b=c+d,所以ab>cd.‎ 于是(a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd=(c-d)2.‎ 所以|a-b|<|c-d|.‎ 综上,+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.‎ ‎3.设x≥1,y≥1,求证x+y+≤++xy.‎ ‎[证明] 由于x≥1,y≥1,‎ 要证x+y+≤++xy,‎ 只需证xy(x+y)+1≤y+x+(xy)2.‎ 因为[y+x+(xy)2]-[xy(x+y)+1]‎ ‎=[(xy)2-1]-[xy(x+y)-(x+y)]‎ ‎=(xy+1)(xy-1)-(x+y)(xy-1)‎ ‎=(xy-1)(xy-x-y+1)‎ ‎=(xy-1)(x-1)(y-1),‎ 因为x≥1,y≥1,‎ 所以(xy-1)(x-1)(y-1)≥0,‎ 从而所要证明的不等式成立.‎ ‎             含绝对值不等式的恒成立问题 共研典例 类题通法 ‎1.f(x)>a恒成立⇔f(x)min>a;f(x)<a恒成立⇔f(x)max<a;f(x)>a有解⇔f(x)max>a;f(x)<a有解⇔f(x)min<a;f(x)>a无解⇔f(x)max≤a;f(x)<a无解⇔f(x)min≥a.‎ ‎2.定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.‎ 定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.‎ ‎ (2016·高考全国卷丙)已知函数f(x)=|2x-a|+a.‎ ‎(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;‎ ‎(2)设函数g(x)=|2x-1|.当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.‎ ‎【解】 (1)当a=2时,f(x)=|2x-2|+2.‎ 解不等式|2x-2|+2≤6得-1≤x≤3.‎ 因此f(x)≤6的解集为{x|-1≤x≤3}.‎ ‎(2)当x∈R时,‎ f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|2x-1|‎ ‎≥|2x-a+1-2x|+a ‎=|1-a|+a,‎ 所以当x∈R时,f(x)+g(x)≥3等价于|1-a|+a≥3.①‎ 当a≤1时,①等价于1-a+a≥3,无解.‎ 当a>1时,①等价于a-1+a≥3,解得a≥2.‎ 所以a的取值范围是[2,+∞).‎ 解决含参数的绝对值不等式问题常用的两种方法 ‎(1)将参数分类讨论,将其转化为分段函数解决;‎ ‎(2)借助于绝对值的几何意义,先求出f(x)的最值或值域,然后再根据题目要求,求解参数的取值范围.‎ ‎[题组通关]‎ ‎1.(2016·长春模拟)设函数f(x)=|x+2|+|x-a|(a∈R).‎ ‎(1)若不等式f(x)+a≥0恒成立,求实数a的取值范围;‎ ‎(2)若不等式f(x)≥x恒成立,求实数a的取值范围.‎ ‎[解] (1)当a≥0时,f(x)+a≥0恒成立,当a<0时,要保证f(x)≥-a恒成立,即f(x)的最小值|a+2|≥-a,解得-1≤a<0,故a≥-1.‎ ‎(2)由题意可知,函数y=f(x)的图象恒在直线y=x的上方,画出两个函数图象可知,当a≤-2时,符合题意,当a>-2时,只需满足点(a,a+2)不在点的下方即可,所以 a+2≥a,即-2<a≤4.‎ 综上,实数a的取值范围是(-∞,4].‎ ‎2.(2016·兰州市诊断考试)设函数f(x)=|2x-1|-|x+2|.‎ ‎(1)解不等式f(x)>0;‎ ‎(2)若∃x0∈R,使得f(x0)+2m2<4m,求实数m的取值范围.‎ ‎[解] (1)不等式f(x)>0,即|2x-1|>|x+2|,‎ 即4x2-4x+1>x2+4x+4,‎ ‎3x2-8x-3>0,解得x<-或x>3,‎ 所以不等式f(x)>0的解集为{x|x<-或x>3}.‎ ‎(2)f(x)=|2x-1|-|x+2|= 故f(x)的最小值为f()=-.‎ 因为∃x0∈R,使得f(x0)+2m2<4m,‎ 所以4m-2m2>-,‎ 解得-0;‎ ‎(2)已知关于x的不等式a-3|x-3|0等价于|2x+1|>|x-3|,‎ 两边平方得4x2+4x+1>x2-6x+9,即3x2+10x-8>0,‎ 解得x<-4或x>,所以原不等式的解集是 .‎ ‎(2)不等式a-3|x-3|f(a)-f(-b).‎ ‎[解] (1)①当x≤-1时,原不等式可化为-x-1<-2x-2,解得x<-1;‎ ‎②当-11.‎ 综上,M={x|x<-1或x>1}.‎ ‎(2)证明:因为f(a)-f(-b)=|a+1|-|-b+1|≤|a+1-(-b+1)|=|a+b|,‎ 所以,要证f(ab)>f(a)-f(-b),‎ 只需证|ab+1|>|a+b|,‎ 即证(ab+1)2>(a+b)2,‎ 即证a2b2+2ab+1>a2+2ab+b2,‎ 即证a2b2-a2-b2+1>0,即证(a2-1)(b2-1)>0.‎ 因为a,b∈M,所以a2>1,b2>1,所以(a2-1)(b2-1)>0成立,所以原不等式成立.‎ ‎6.(2016·河南六市联考)设函数f(x)=|x-a|,a<0.‎ ‎(1)证明:f(x)+f≥2;‎ ‎(2)若不等式f(x)+f(2x)<的解集非空,求a的取值范围.‎ ‎[解] (1)证明:由函数f(x)=|x-a|,a<0,‎ 则f(x)+f=|x-a|+ ‎=|x-a|+ ‎≥ ‎= ‎=|x|+ ‎≥2 ‎=2(当且仅当|x|=1时取等号).‎ ‎(2)f(x)+f(2x)=|x-a|+|2x-a|,a<0.‎ 当x≤a时,f(x)+f(2x)=a-x+a-2x=2a-3x,‎ 则f(x)+f(2x)≥-a;‎ 当a<x<时,f(x)+f(2x)=x-a+a-2x=-x,‎ 则-<f(x)+f(2x)<-a;‎ 当x≥时,f(x)+f(2x)=x-a+2x-a=3x-2a,则f(x)+f(2x)≥-,则f(x)+f(2x)的值域为,‎ 不等式f(x)+f(2x)<的解集非空,即为>-,‎ 解得a>-1,由于a<0,‎ 所以a的取值范围是(-1,0).‎

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