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- 2021-06-16 发布
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2018年高考数学(理)一轮复习讲义:不等式
一、考点突破
了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景.会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型;通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系;会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图.会解线性规划问题,能正确画出可行域并利用数形结合求最优解。
了解基本不等式的证明过程.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。
二、重难点提示
不等式是中学数学的基础和重要内容,它和函数、导数、方程、数列、三角、解析几何等知识关系密切,相互渗透,相互为用.因而成为历年高考考查的重点内容.
不等式的性质、解不等式、证不等式、用不等式四大板块中,不等式的性质是基础,证不等式是难点,解不等式、用不等式是重点,而含参数不等式的综合问题是命题的热点.复习时要弄清不等式各个性质的条件和结论,准确运用不等式的性质,用好等价转化的思想,掌握证明不等式的常用方法,提高用不等式解决问题的能力。
一、知识脉络图
二、知识点拨
有关不等式成立的问题有以下常见类型:
1. 恒成立问题
不等式在区间上恒成立,则等价于函数在区间上的最小值大于;
不等式在区间上恒成立,则等价于函数在区间上的最大值小于。
2. 能成立问题
若在区间上存在实数使不等式成立,即在区间上能成立,则等价于函数在区间上的最大值大于;
若在区间上存在实数使不等式成立,即在区间上能成立,则等价于函数在区间上的最小值小于。
3. 恰成立问题
若不等式在区间上恰成立, 则等价于不等式的解集为;
若不等式在区间上恰成立, 则等价于不等式的解集为。
能力提升类
例1 若、b、c是正数,且=l,求 的最小值。
一点通:利用基本不等式求极值是一类重要问题,要根据问题背景,结合基本不等式的形式特点确定解题方法,特别要考虑等号取得的条件是否满足。
答案:
.
∴, 即 的最小值为.
点评:利用基本不等式,采用构造法解决有关极值问题时要注意:形式上要符合用基本不等式的条件,等号要能够取得。
例2 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池, 其容积为4800,深为3,如果池底每1的造价为150元,池壁每1的造价为120元,问怎样设计水池造价最低,最低造价是多少?
一点通:利用基本不等式的应用问题,注意在理解题意的基础上,选择适当的变量把要求的量表示出来。
答案:设水池底面一边的长度为,则另一边的长度为。又设水池总造价为元。根据题意,得
当且仅当 ,即时,有最小值297600元。
答:当水池的底面是边长为40的正方形时,水池的总造价最低,最低总造价为297600元。
点评:本题除结合基本不等式外,还可以考虑结合函数的图象和性质来解答。
综合运用类
例3 解不等式:。
一点通:用“零值基点法”进行讨论, 即可求解。
答案:原不等式即为 ,
令,解得;令,解得。
当时,原不等式变为 ,解得;
当时,原不等式变为 ,解得;
当时,原不等式变为 ,解得。
∴综上,不等式的解集为 。
点评:注意,对每一种情况进行讨论时, 过程中要求交集;运算结果要写成并集。
例4 已知 ,求证:。
一点通:利用等价性双向可逆的证明方法进行变形,一定要注意是否具备等价性。
证明:
。
∴。
点评:本题是从条件推出的结论,是寻找待证结论的必要条件,而不是充要条件。
例5 设x,y满足约束条件,若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的值是最大值为12,则的最小值为( ).
A. B. C. D. 4
一点通:本题要求能准确地画出不等式表示的平面区域,并且能够求得目标函数的最值,对于形如已知2a+3b=6,求的最小值常用乘积进而用基本不等式解答。
答案:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax+by= z(a>0,b>0)
过直线x-y+2=0与直线3x-y-6=0的交点(4,6)时,
目标函数z=ax+by(a>0,b>0)取得最大12,即4a+6b=12,即2a+3b=6,
而=,故选A。
点评:本题一道综合性问题,考查了线性规划问题和由基本不等式求函数的最值问题。
思维拓展类
例6 设函数。
(Ⅰ)求函数的单调区间、极值;
(Ⅱ)若时,恒有,求的取值范围。
一点通:要充分理解不等式与极值的联系与区别。的最小值为A;但是由得不到的最小值为A,这时要考虑等号是否能够取得的问题。
答案:(Ⅰ)
()
令,解得 ;,解得 ;
∴的单调递增区间是;
的单调递减区间是和;
且;;
(Ⅱ),
∵,
∴ 在上是
减函数,;
;
∴
∴的取值范围是。
点评:要充分利用讨论函数的方法,特别是导数的方法来解决不等式问题。
例7 已知函数,设关于的方程的两个非零实根为、。试问:是否存在实数,使得不等式对任意及恒成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由。
一点通:在变量和参数比较多的时候,一定要分清在变化过程中,哪一个是主要变量,哪一个是参数,制定切实可行的解题方案。
答案:由,得,∵,
∴、是方程的两实根,∴ ,
从而,
∵,∴。
要使不等式对任意及恒成立,
当且仅当对任意恒成立,
即对任意恒成立。 ②
设,
②或。
所以,存在实数m,使不等式对任意及恒成立,其取值范围是。
点评:在不等式问题中,一定要分清是“恒成立问题”还是 “能成立问题”。不等式恒成立,等价于函数的最小值大于;若存在x使不等式成立,则等价于函数的最大值大于。
利用基本不等式求最值:
当是正数时,不等式成立;
当且仅当时,不等式中,“等号”成立;
若为定值,不等式即为,当且仅当时,有最小值;
若为定值,不等式即为,当且仅当时,有最大值 。
注:通常解题步骤记为:“一正、二定、三相等”。
“一正”是指、均为“正数”,不等式成立;
“二定”是指:若积为“定值”,则和()有最小值;若和()为“定值”,则积有最大值;
“三相等”是指当且仅当时,不等式中“=”成立,才会有最值(定值);若不成立,即无解,则表示不等式虽然成立,但无最值。
解含参数的不等式问题的基本方法是:定义域为前提,函数单调性为基础,分类讨论是关键,整合结果做答案。特别是解二次项系数含参数的一元二次不等式时,不要忘记对二次项系数的讨论。如含有参数的不等式的解为全体实数,求的取值范围,不要忘记的情形。要会用不等式
证明和解决一些简单问题。
(答题时间:45分钟)
一、选择题
1. 若,则
A. B. C. D.
2. 若则下列不等式中不正确的是
A. B.
C. D.
3. 下列命题中正确的是
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
4. 设,,则下列不等式一定成立的是
A. B. C. D.
5. 已知a、b、c满足,且,那么下列选项中不一定成立的是
A. B. C. D.
6. 若,且,则下列不等式中成立的是
A. B.
C. D.
7. 以下四个命题中,正确命题有
①;② ;③ ;④。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
8. 若, 且,则下列判断正确的是
A. B. C. D.
9. 若,则
A. B. C. D. 不能确定
10. 若、为实数,则成立的一个充要条件是
A. B. C. D.
11. 设偶函数在上为增函数,则
A. B.
C. D. 和的大小与值有关
12. 已知三个不等式:①,②,③(其中
均为实数),用其中两个不等式作为条件,余下一个不等式作为结论组成命题,可以组成正确命题的个数为
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
二、填空题:
13. 如果条件:“”是条件:“”的充分不必要条件,那么实数的取值范围是 。
14. 已知个商品和个商品的价格之和大于元,而个商品和个商品的价格之和小于元,则个商品的价格为, 个商品的价格为,则和的大小关系为 。
15. 设
则的大小顺序是 。
16. 已知函数的图象经过点和,若,则的取值范围是 。
三、解答题:
17. 求不等式组所表示的平面区域的面积为。
18. 已知函数 , 当 时, ,
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求证:当 时, ;
(Ⅲ)设,当 时,的最大值为2,求。
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
C
C
C
C
C
A
D
B
D
C
D
二、填空题
13. ;14. M>n;15. z>y>x; 16. (1,2).
三、解答题:
17.
解:不等式可化为或;
不等式可化为或.
在平面直角坐标系内作出四条射线:
,,
则不等式组所表示的平面区域如图,由于与、与互相垂直,所以平面区域是一个矩形.
根据两条平行线之间的距离公式可得矩形的两条边的长度分别为和。所以其面积为。
18. Ⅰ)证明:当 时, , 。
(Ⅱ)证明∵在上是单调函数,
∴当 时,在,或处取最大值,
∵,
又。
∴。
(Ⅲ)解:,在上是增函数,
,
, 即当时,取最小值,
即,∴,又∴。