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- 2021-05-14 发布
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Ⅱ、不等式
一、考试要求
不等式是中学数学的重点内容,是进一步学习高等数学的基础知识和重要工具,因而也是数学高考的考查重点,在历年的高考数学试题中有相当的比重,这些试题不仅考查有关不等式的基本知识、基本技能、基本方法,而且注重考查逻辑思维能力、运算能力,以及分析问题和解决问题的能力.不等式的性质在解不等式、证不等式中的应用、证明不等式既是重点又是难点,要求掌握证明不等式的基本方法:作差比较法、综合法、分析法,重点掌握作差比较法.熟练掌握一元一次不等式(组)、一元二次不等式的解法,在此基础上掌握简单的无理不等式、指数不等式、对数不等式的解法.
1、理解不等式的性质及其证明。
2.掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单的应用。
3.掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式。
4.掌握简单不等式的解法。
5.理解不等式|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|。
6.能较灵活的应用不等式的基本知识、基本方法,解决有关不等式的问题.
7.通过不等式的基本知识、基本方法在代数、三角函数、数列、复数、立体几何、解析几何等各部分知识中的应用,深化数学知识间的融汇贯通,从而提高分析问题解决问题的能力.在应用不等式的基本知识、方法、思想解决问题的过程中,提高学生数学素质及创新意识.
二、高考试题回放
1.(福建卷)不等式的解集是 ( A )
A. B.
C. D.
2.(福建卷)下列结论正确的是 ( B )
A.当 B.
C.的最小值为2 D.当无最大值
3.(湖北卷)对任意实数a,b,c,给出下列命题:
①“”是“”充要条件; ②“是无理数”是“a是无理数”的充要条件③“a>b”是“a2>b2”的充分条件;④“a<5”是“a<3”的必要条件.
其中真命题的个数是 ( B )
A.1 B.2 C.3 D.4
4. (辽宁卷)6.若,则的取值范围是 ( C )
A. B. C. D.
5. (辽宁卷)在R上定义运算若不等式对任意实数成立,则 ( C )
A. B. C. D.
6. (全国卷Ⅰ) 设,函数,则使的的取值范围是(B)
(A) (B) (C)(D)
7. (山东卷),下列不等式一定成立的是( A )
(A)(B)
(C)
(D)
8. (天津卷)9.设是函数的反函数,则使成立的x的取值范围为(A )
A. B. C. D.
9. (天津卷)已知<< ,则
A.2b>2a>2c B.2a>2b>2c C.2c>2b>2a D.2c>2a>2b
10. (重庆卷)不等式组的解集为 (C ) (A) (0,); (B) (,2); (C) (,4); (D) (2,4)。
11.(江西卷)已知实数a、b满足等式下列五个关系式:
①00,都有
解:(Ⅰ)证法1:∵当
即
于是有
所有不等式两边相加可得
由已知不等式知,当n≥3时有,
∵
证法2:设,首先利用数学归纳法证不等式
(i)当n=3时, 由
知不等式成立.
(ii)假设当n=k(k≥3)时,不等式成立,即
则
即当n=k+1时,不等式也成立.
由(i)、(ii)知,
又由已知不等式得
(Ⅱ)有极限,且
(Ⅲ)∵
则有
故取N=1024,可使当n>N时,都有
四、例题分析:
b)∈M,且对M中的其它元素(c,d),总有c≥a,则a=____.
分析:读懂并能揭示问题中的数学实质,将是解决该问题的突破口.怎样理解“对M中的其它元素(c,d),总有c≥a”?M中的元素又有什么特点?
解:依题可知,本题等价于求函数x=f(y)=(y+3)·|y-1|+(y+3)
(2)当1≤y≤3时,
所以当y=1时,= 4.
解题回顾:题设条件中出现集合的形式,因此要认清集合元素的本质属性,然后结合条件,揭示其数学实质.即求集合M中的元素满足关系式
例2.已知非负实数,满足且,则的最大值是( )
A. B. C. D.
解:画出图象,由线性规划知识可得,选D
解题回顾:注意数形结合思想的应用。
例3.数列由下列条件确定:
(1)证明:对于,
(2)证明:对于.
证明:(1)
(2)当时,
=。
例4.若二次函数y=f(x)的图象经过原点,且1≤f(-1)≤2,3≤f(1)≤4,求f(-2)的范围.
分析:要求f(-2)的取值范围,只需找到含人f(-2)的不等式(组).由于y=f(x)是二次函数,所以应先将f(x)的表达形式写出来.即可求得f(-2)的表达式,然后依题设条件列出含有f(-2)的不等式(组),即可求解.
解:因为y=f(x)的图象经过原点,所以可设y=f(x)=ax2+bx.于是
解法一(利用基本不等式的性质)
不等式组(Ⅰ)变形得
(Ⅰ)
所以f(-2)的取值范围是[6,10].
解法二(数形结合)
建立直角坐标系aob,作出不等式组(Ⅰ)所表示的区域,如图6中的阴影部分.因为f(-2)=4a-2b,所以4a-2b-f(-2)=0表示斜率为2的直线系.如图6,当直线4a-2b-f(-2)=0过点A(2,1),B(3,1)时,分别取得f(-2)的最小值6,最大值10.即f(-2)的取值范围是:6≤f(-2)≤10.
解法三(利用方程的思想)
又f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1),而
1≤f(-1)≤2,3≤f(1)≤4, ①
所以 3≤3f(-1)≤6. ②
①+②得4≤3f(-1)+f(1)≤10,即6≤f(-2)≤10.
解题回顾:(1)在解不等式时,要求作同解变形.要避免出现以下一种错解:
2b,8≤4a≤12,-3≤-2b≤-1,所以 5≤f(-2)≤11.
(2)对这类问题的求解关键一步是,找到f(-2)
的数学结构,然后依其数学结构特征,揭示其代数的、几何的本质,利用不等式的基本性质、数形结合、方程等数学思想方法,从不同角度去解决同一问题.若长期这样思考问题,数学的素养一定会迅速提高.
例5.设函数f(x)=ax2+bx+c的图象与两直线y=x,y=x,均不相交.试证明对一切都有.
分析:因为x∈R,故|f(x)|的最小值若存在,则最小值由顶点确定,故设f(x)=a(x-x0)2+f(x0).
证明:由题意知,a≠0.设f(x)=a(x-x0)2+f(x0),则
又二次方程ax2+bx+c=±x无实根,故
Δ1=(b+1)2-4ac<0,Δ2=(b-1)2-4ac<0.
所以(b+1)2+(b-1)2-8ac<0,即2b2+2-8ac<0,即b2-4ac<-1,所以|b2-4ac|>1.
解题回顾:从上述几个例子可以看出,在证明与二次函数有关的不等式问题时,如果针对题设条件,合理采取二次函数的不同形式,那么我们就找到了一种有效的证明途径.
例7.某城市2001年末汽车保有量为30万辆,预计此后每年报废上一年末汽车保有量的6%,并且每年新增汽车数量相同。为了保护城市环境,要求该城市汽车保有量不超过60万辆,那么每年新增汽车数量不应超过多少辆?
解:设2001年末的汽车保有量为,以后每年末的汽车保有量依次为,每年新增汽车万辆。由题意得
五、专项训练:
一、选择题
1. 已知方程有一负根且无正根,则实数a的取值范围是
A. a >-1 B. a=1 C. a≥1 D. a≤1
2. 设是函数的反函数,则使成立的x的取值范围是
3. 在R上定义运算:xy=x(1–y),若不等式(x–a)(x + a)<1对任意实数x成立
不等式(答案)
一、1.C 2.A 3.C 4.D 5.C 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D
二、
三、解答题