高考数学总复习讲义4:不等式
高考数学复习讲义 不等式(学生版)
高考数学复习讲义 不等式【要点提炼】考点一 不等式的性质与解法1.不等式的倒数性质(1)a>b ,ab>0⇒1a <1b. (2)a<0<b ⇒1a <1b. (3)a>b>0,0<c<d ⇒a c >b d. 2.不等式恒成立问题的解题方法(1)f(x)>a 对一切x ∈I 恒成立⇔f(x)min >a ,x ∈I ;f(x)<a 对一切x ∈I 恒成立⇔f(x)max <a ,x ∈I.(2)f(x)>g(x)对一切x ∈I 恒成立⇔当x ∈I 时,f(x)的图象在g(x)的图象的上方.(3)解决恒成立问题还可以利用分离参数法.【热点突破】【典例】1 (1)若p>1,0<m<n<1,则下列不等式正确的是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫m n p >1 B.p -m p -n <m n C .m -p <n -p D .log m p>log n p(2)(2020·北京市昌平区新学道临川学校模拟)已知关于x 的不等式ax -b ≤0的解集是[2,+∞),则关于x 的不等式ax 2+(3a -b)x -3b<0的解集是( )A .(-∞,-3)∪(2,+∞)B .(-3,2)C .(-∞,-2)∪(3,+∞)D .(-2,3)【拓展训练】1 (1)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧ 3,x<12,1x ,x ≥12,则不等式x 2f(x)+x -2≤0的解集是________________. (2)若不等式(a 2-4)x 2+(a +2)x -1≥0的解集是空集,则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,65B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-2,65C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,65D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-2,65∪{2}【要点提炼】考点二 基本不等式基本不等式求最值的三种解题技巧(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,通过凑系数后可得到和或积为定值,从而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,即化为y =m +A g x+Bg(x)(AB>0),g(x)恒正或恒负的形式,然后运用基本不等式求最值. 【典例】2 (1)下列不等式的证明过程正确的是( )A .若a ,b ∈R ,则b a +a b≥2b a ·a b =2 B .若a<0,则a +4a ≥-2a ·4a=-4 C .若a ,b ∈(0,+∞),则lg a +lg b ≥2lg a ·lg bD .若a ∈R ,则2a +2-a ≥22a ·2-a =2(2)(2019·天津)设x>0,y>0,x +2y =5,则x +12y +1xy 的最小值为________.【拓展训练】2 (1)(2020·北京市中国人民大学附属中学模拟)已知a>0,b>0,且a -b =1,则2a +1b的最小值为________. (2)(2020·江苏)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是________. 专题训练一、单项选择题1.不等式(-x +3)(x -1)<0的解集是( )A .{x|-1<x<3}B .{x|1<x<3}C .{x|x<-1或x>3}D .{x|x<1或x >3}2.下列命题中正确的是( )A .若a>b ,则ac 2>bc 2B .若a>b ,c<d ,则a c >b dC .若a>b ,c>d ,则a -c>b -dD .若ab>0,a>b ,则1a <1b 3.(2020·北京市昌平区新学道临川学校模拟)已知一元二次不等式f(x)<0的解集为{x|x<-2或x>3},则f(10x)>0的解集为( )A .{x|x<-2或x>lg 3}B .{x|-2<x<lg 3}C .{x|x>lg 3}D .{x|x<lg 3} 4.若a>b>0,且ab =1,则下列不等式成立的是( )A .a +1b <b 2a <log 2(a +b) B.b 2a <log 2(a +b)<a +1bC .a +1b <log 2(a +b)<b 2aD .log 2(a +b)<a +1b <b 2a 5.(2018·全国Ⅲ)设a =log 0.20.3,b =log 20.3,则( )A .a +b<ab<0B .ab<a +b<0C .a +b<0<abD .ab<0<a +b6.已知x>0,y>0,x +2y +2xy =8,则x +2y 的最小值是( )A .3B .4 C.92 D.1127.已知a>-1,b>-2,(a +1)(b +2)=16,则a +b 的最小值是( )A .4B .5C .6D .78.已知正实数a ,b ,c 满足a 2-2ab +9b 2-c =0,则当ab c 取得最大值时,3a +1b -12c的最大值为( )A .3 B.94C .1D .0 二、多项选择题9.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 =rB .p<qC .p =rD .p>q10.已知a ∈Z ,关于x 的一元二次不等式x 2-6x +a ≤0的解集中有且仅有3个整数,则a 的值可以是( )A .6B .7C .8D .911.(2020·威海模拟)若a ,b 为正实数,则a>b 的充要条件为( )A.1a >1bB .ln a>ln bC .aln a<bln bD .a -b<e a -e b12.(2020·新高考全国Ⅰ)已知a>0,b>0,且a +b =1,则( )A .a 2+b 2≥12B .2a -b >12C .log 2a +log 2b ≥-2 D.a +b ≤ 2三、填空题 13.对于0<a<1,给出下列四个不等式:①log a (1+a)<log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ;②log a (1+a)>log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ;③a 1+a <11a a +;④a 1+a >a1+1a.其中正确的是________.(填序号) 14.当x ∈(0,+∞)时,关于x 的不等式mx 2-(m +1)x +m>0恒成立,则实数m 的取值范围是________.15.已知函数f(x)=x 3-2x +e x -1e x ,其中e 是自然对数的底数,若f(a -1)+f(2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.16.已知实数x ,y 满足x>1,y>0且x +4y +1x -1+1y =11,则1x -1+1y 的最大值为________.。
高考数学复习考点知识与题型专题讲解44---基本不等式
高考数学复习考点知识与题型专题讲解基本不等式 考试要求1.掌握基本不等式及常见变型.2.会用基本不等式解决简单的最值问题. 知识梳理1.基本不等式:ab ≤a +b 2(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.(3)其中a +b 2叫做正数a ,b 的算术平均数,ab 叫做正数a ,b 的几何平均数.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.利用基本不等式求最值(1)已知x ,y 都是正数,如果积xy 等于定值P ,那么当x =y 时,和x +y 有最小值2P . (2)已知x ,y 都是正数,如果和x +y 等于定值S ,那么当x =y 时,积xy 有最大值14S 2.注意:利用不等式求最值应满足三个条件“一正、二定、三相等”.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)不等式ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22与ab ≤a +b 2等号成立的条件是相同的.(×) (2)y =x +1x 的最小值是2.(×)(3)若x >0,y >0且x +y =xy ,则xy 的最小值为4.(√)(4)函数y =sin x +4sin x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2的最小值为4.(×)教材改编题1.已知x >2,则x +1x -2的最小值是() A .1B .2C .22D .4答案D解析∵x >2,∴x +1x -2=x -2+1x -2+2≥2(x -2)1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2,即x =3时,等号成立.2.函数y =4-x -1x (x <0)()A .有最小值2B .有最小值6C .有最大值2D .有最大值6答案B解析y =4+(-x )+1(-x )≥4+2(-x )·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x =6. 当且仅当-x =1-x ,即x =-1时取等号. 3.若a ,b ∈R ,下列不等式成立的是________.①b a +a b ≥2;②ab ≤a 2+b 22;③a 2+b 22≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22; ④2ab a +b≤ab . 答案②③解析当b a 为负时,①不成立.当ab <0时,④不成立.题型一 利用基本不等式求最值命题点1配凑法例1(1)(2022·乐山模拟)设0<x <32,则函数y =4x (3-2x )的最大值为()A.94B .4C.92D .9答案C解析y =4x (3-2x )=2·2x ·(3-2x )≤2·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +3-2x 22=92. 当且仅当2x =3-2x ,即x =34时取等号,∴当x =34时,y max =92.(2)若x <23,则f (x )=3x +1+93x -2有() A .最大值0B .最小值9C .最大值-3D .最小值-3答案C解析∵x <23,∴3x -2<0,f (x )=3x -2+93x -2+3 =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤(2-3x )+92-3x +3≤-2(2-3x )·92-3x+3=-3. 当且仅当2-3x =92-3x ,即x =-13时取“=”. (3)(2022·绍兴模拟)若-1<x <1,则y =x 2-2x +22x -2的最大值为________. 答案 -1解析因为-1<x <1,则0<1-x <2,于是得y =-12·(1-x )2+11-x=-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤(1-x )+11-x ≤-12·2(1-x )·11-x=-1, 当且仅当1-x =11-x,即x =0时取“=”, 所以当x =0时,y =x 2-2x +22x -2有最大值-1.命题点2常数代换法例2(2022·重庆模拟)已知a >0,b >0,且a +b =2,则2a +12b 的最小值是()A .1B .2C.94D.92答案C解析因为a >0,b >0,且a +b =2,所以a +b 2=1,所以2a +12b =12(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +12b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +a 2b +52 ≥12×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+52=94, 当且仅当a =43,b =23时,等号成立.命题点3消元法例3已知x >0,y >0且x +y +xy =3,则x +y 的最小值为________.答案2解析方法一(换元消元法)∵x +y +xy =3,则3-(x +y )=xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22, 即(x +y )2+4(x +y )-12≥0,令t =x +y ,则t >0,∴t 2+4t -12≥0,解得t ≥2,∴x +y 的最小值为2.方法二(代入消元法)由x+y+xy=3得y=3-x x+1,∵x>0,y>0,∴0<x<3,∴x+y=x+3-xx+1=x+4x+1-1=x+1+4x+1-2≥2(x+1)·4x+1-2=2,当且仅当x+1=4x+1,即x=1时取等号,∴x+y的最小值为2.延伸探究本例条件不变,求xy的最大值.解∵x+y+xy=3,∴3-xy=x+y≥2xy,当且仅当x=y时取等号,令t=xy,则t>0,∴3-t2≥2t,即t2+2t-3≤0,即0<t≤1,∴当x =y =1时,xy 最大值为1. 教师备选1.(2022·哈尔滨模拟)已知x >0,y >0,且2x +8y -xy =0,则当x +y 取得最小值时,y 等于()A .16B .6C .18D .12答案B解析因为x >0,y >0,2x +8y =xy ,所以2y +8x =1,所以x +y =(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫2y +8x =10+2x y +8y x ≥10+22x y ·8y x =10+2×4=18, 当且仅当⎩⎨⎧ 2x y =8y x ,2x +8y -xy =0,即⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =6时取等号, 所以当x +y 取得最小值时,y =6.2.已知函数f (x )=-x 2x +1(x <-1),则() A .f (x )有最小值4B .f (x )有最小值-4C .f (x )有最大值4D .f (x )有最大值-4答案A解析f (x )=-x 2x +1=-x 2-1+1x +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1+1x +1=-⎝⎛⎭⎪⎫x +1+1x +1-2 =-(x +1)+1-(x +1)+2. 因为x <-1,所以x +1<0,-(x +1)>0,所以f (x )≥21+2=4,当且仅当-(x +1)=1-(x +1),即x =-2时,等号成立. 故f (x )有最小值4.思维升华(1)前提:“一正”“二定”“三相等”.(2)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三种方法:一是配凑法;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法;三是消元法.跟踪训练1(1)已知函数f (x )=22x -1+x (2x >1),则f (x )的最小值为________. 答案52解析∵2x >1,∴x -12>0,f (x )=22x -1+x =1x -12+x -12+12≥21x -12·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12+12 =2+12=52, 当且仅当1x -12=x -12,即x =32时取“=”.∴f (x )的最小值为52.(2)已知x >0,y >0且x +y =5,则1x +1+1y +2的最小值为________. 答案12解析令x +1=m ,y +2=n ,∵x >0,y >0,∴m >0,n >0,则m +n =x +1+y +2=8, ∴1x +1+1y +2=1m +1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n ×18(m +n )=18⎝ ⎛⎭⎪⎫n m +m n +2≥18×(21+2)=12. 当且仅当n m =m n ,即m =n =4时等号成立.∴1x +1+1y +2的最小值为12. 题型二 基本不等式的常见变形应用例4(1)(2022·宁波模拟)《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点F 在半圆O 上,点C 在直径AB 上,且OF ⊥AB ,设AC =a ,BC =b ,则该图形可以完成的无字证明为()A.a +b 2≥ab (a >0,b >0)B .a 2+b 2≥2ab (a >0,b >0)C.2ab a +b ≤ab (a >0,b >0)D.a +b 2≤a 2+b 22(a >0,b >0) 答案D解析由图形可知,OF =12AB =12(a +b ),OC =12(a +b )-b =12(a -b ),在Rt △OCF 中,由勾股定理可得,CF =⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -b 22=12(a 2+b 2), ∵CF ≥OF ,∴12(a 2+b 2)≥12(a +b )(a >0,b >0).(2)(2022·广州模拟)已知0<a <1,b >1,则下列不等式中成立的是()A .a +b <4ab a +b B.ab <2ab a +bC.2a 2+2b 2<2abD .a +b <2a 2+2b 2答案D 解析对于选项A ,因为0<a <1,b >1,所以(a +b )2=a 2+2ab +b 2>4ab ,故选项A 错误;对于选项B ,ab >21a +1b=2ab a +b ,故选项B 错误; 对于选项C ,2(a 2+b 2)>2×2ab =2ab ,故选项C 错误;对于选项D,2a 2+2b 2>a 2+2ab +b 2=(a +b )2,所以a +b <2a 2+2b 2,故选项D 正确.教师备选若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是()A .a 2+b 2>2abB .a +b ≥2abC.1a +1b >2abD.b a +a b ≥2答案D解析a 2+b 2≥2ab ,所以A 错误;ab >0,只能说明两实数同号,同为正数,或同为负数,所以当a <0,b <0时,B 错误;同时C 错误;a b 或b a 都是正数,根据基本不等式求最值,a b +b a ≥2a b ×ba =2,故D 正确.思维升华基本不等式的常见变形(1)ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22. (2)21a +1b ≤ab ≤a +b 2≤a 2+b 22(a >0,b >0).跟踪训练2(1)(2022·浙南名校联盟联考)已知命题p :a >b >0,命题q :a 2+b 22>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22,则p 是q 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答案A解析∵a >b >0,则a 2+b 2>2ab ,∴2(a 2+b 2)>a 2+b 2+2ab ,∴2(a 2+b 2)>(a +b )2,∴a 2+b 22>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22, ∴由p 可推出q ,当a <0,b <0时,命题q 成立,如a =-1,b =-3时,a 2+b 22=5>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=4, ∴由q 推不出p ,∴p 是q 成立的充分不必要条件.(2)(2022·漳州质检)已知a ,b 为互不相等的正实数,则下列四个式子中最大的是()A.2a +bB.1a +1bC.2ab D.2a 2+b 2 答案B解析∵a ,b 为互不相等的正实数, ∴1a +1b >2ab, 2a +b <22ab=1ab <2ab ,2a 2+b 2<22ab =1ab <2ab, ∴最大的是1a +1b .柯西不等式是法国著名的数学家、物理学家、天文学家柯西(Cauchy,1789-1857)发现的,故命名为柯西不等式.柯西不等式是数学中一个非常重要的不等式,除了用柯西不等式来证明一些不等式成立外,柯西不等式还常用于选择、填空求最值的问题中,借助柯西不等式的技巧可以达到事半功倍的效果.1.(柯西不等式的代数形式)设a ,b ,c ,d 均为实数,则(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时,等号成立.推广一般情形:设a 1,a 2,…,a n ,b 1,b 2,…,b n ∈R ,则(a 21+a 22+…+a 2n )(b 21+b 22+…+b 2n )≥(a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n )2(当且仅当b i =0(i =1,2,…,n )或存在一个实数k ,使得a i =kb i (i =1,2,…,n )时,等号成立).2.(柯西不等式的向量形式)设α,β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|,其中当且仅当β是零向量,或存在实数k ,使α=k β时等号成立.3.(柯西不等式的三角不等式)设x 1,y 1,x 2,y 2,x 3,y 3为任意实数,则:(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2+(x 2-x 3)2+(y 2-y 3)2 ≥(x 1-x 3)2+(y 1-y 3)2. 一、利用柯西不等式求最值例1已知x ,y 满足x +3y =4,则4x 2+y 2的最小值为________.答案6437解析(x +3y )2≤(4x 2+y 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫14+9, 所以4x 2+y 2≥16×437=6437,当且仅当y =12x 时,等号成立,所以4x 2+y 2的最小值为6437.例2已知正实数x ,y ,z 满足x 2+y 2+z 2=1,正实数a ,b ,c 满足a 2+b 2+c 2=9,则ax +by +cz 的最大值为________.答案3解析(ax +by +cz )2≤(a 2+b 2+c 2)·(x 2+y 2+z 2)=9,∴ax +by +cz ≤3,当且仅当a =3x ,b =3y ,c =3z 时取“=”,∴ax +by +cz 的最大值为3.例3函数y =5x -1+10-2x 的最大值为________.答案6 3解析y 2=(5x -1+10-2x )2=(5x -1+2·5-x )2≤(52+2)(x -1+5-x )=108,当且仅当x =12727时等号成立,∴y ≤6 3.二、利用柯西不等式证明不等式例4已知a 1,a 2,b 1,b 2为正实数,求证:(a 1b 1+a 2b 2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 1+a 2b 2≥(a 1+a 2)2. 证明(a 1b 1+a 2b 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 1+a 2b 2 =[(a 1b 1)2+(a 2b 2)2]⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1b 12+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2b 22 ≥⎝⎛⎭⎪⎫a 1b 1·a 1b 1+a 2b 2·a 2b 22 =(a 1+a 2)2.当且仅当b 1=b 2时,等号成立.例5已知a 1,a 2,…,a n 都是实数,求证:1n (a 1+a 2+…+a n )2≤a 21+a 22+…+a 2n .证明根据柯西不等式,有⎝⎛⎭⎫12+12+…+12n 个 (a 21+a 22+…+a 2n )≥(1×a 1+1×a 2+…+1×a n )2,所以1n (a 1+a 2+…+a n )2≤a 21+a 22+…+a 2n .课时精练1.下列函数中,最小值为2的是()A.y=x+2 xB.y=x2+3 x2+2C.y=e x+e-xD.y=log3x+log x3(0<x<1) 答案C解析当x<0时,y=x+2x<0,故A错误;y=x2+3x2+2=x2+2+1x2+2≥2,当且仅当x2+2=1x2+2,即x2=-1时取等号,∵x2≠-1,故B错误;y=e x+e-x≥2e x·e-x=2,当且仅当e x=e-x,即x=0时取等号,故C正确;当x∈(0,1)时,y=log3x<0,故D错误.2.(2022·汉中模拟)若a>0,b>0且2a+b=4,则ab的最大值为()A .2B.12C .4D.14答案A解析4=2a +b ≥22ab ,即2≥2ab ,平方得ab ≤2,当且仅当2a =b ,即a =1,b =2时等号成立,∴ab 的最大值为2.3.(2022·苏州模拟)若a ,b 是正常数,a ≠b ,x ,y ∈(0,+∞),则a 2x +b 2y ≥(a +b )2x +y,当且仅当a x =b y 时取等号.利用以上结论,函数f (x )=2x +91-2x,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12取得最小值时x 的值为()A.15B.14C.24D.13答案A解析f (x )=2x +91-2x =42x +91-2x≥(2+3)22x +1-2x =25,当且仅当22x =31-2x,即x =15时等号成立. 4.(2022·重庆模拟)已知x >2,y >1,(x -2)(y -1)=4,则x +y 的最小值是()A .1B .4C .7D .3+17答案C解析∵x >2,y >1,(x -2)(y -1)=4, ∴x +y =(x -2)+(y -1)+3 ≥2(x -2)(y -1)+3=7,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ x =4,y =3时等号成立. 5.已知函数f (x )=14x +9x -1(x <1),下列结论正确的是() A .f (x )有最大值114B .f (x )有最大值-114C .f (x )有最小值132D .f (x )有最小值74答案B解析f (x )=x -14+9x -1+14=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-x 4+91-x +14≤-21-x 4·91-x +14=-114,当且仅当x =-5时等号成立.6.已知函数f (x )=x x 2-x +4(x >0),则() A .f (x )有最大值3B .f (x )有最小值3C .f (x )有最小值13D .f (x )有最大值13答案D解析f (x )=x x 2-x +4=1x +4x -1≤124-1=13, 当且仅当x =4x ,即x =2时等号成立, ∴f (x )的最大值为13.7.(2022·济宁模拟)已知a ,b 为正实数,则“ab a +b ≤2”是“ab ≤16”的() A .充要条件B .必要不充分条件C .充分不必要条件D .既不充分也不必要条件答案B解析由a ,b 为正实数,∴a +b ≥2ab ,当且仅当a =b 时等号成立,若ab ≤16,可得aba +b ≤ab 2ab =ab 2≤162=2,故必要性成立; 当a =2,b =10,此时ab a +b≤2,但ab =20>16,故充分性不成立, 因此“ab a +b≤2”是“ab ≤16”的必要不充分条件.8.已知正实数a,b满足a>0,b>0,且a+b=1,则下列不等式恒成立的有() ①2a+2b≥22;②a2+b2<1;③1a+1b<4;④a+1a>2.A.①②B.①③C.①②④D.②③④答案C解析∵2a+2b≥22a·2b=22a+b=22,当且仅当a=b时取等号,∴①正确;∵a2+b2<a2+b2+2ab=(a+b)2=1,∴②正确;∵1a+1b=(a+b)⎝⎛⎭⎪⎫1a+1b=2+ba+ab≥2+2ba×ab=4,当且仅当a=b时取等号,∴③错误;∵a>0,b>0,a+b=1,∴0<a<1,∵a+1a≥2a·1a=2,当且仅当a=1时取等号,∴a+1a>2,④正确.9.若0<x<2,则x4-x2的最大值为________.答案2解析∵0<x <2,∴x 4-x 2=x 2(4-x 2)≤x 2+4-x 22=2, 当且仅当x 2=4-x 2,即x =2时取“=”.10.若a >0,b >0,lg a +lg b =lg(a +b ),则a +b 的最小值为________. 答案4解析依题意ab =a +b ,∴a +b =ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22, 即a +b ≤(a +b )24,∴a +b ≥4,当且仅当a =b 时取等号,∴a +b 的最小值为4.11.已知x >0,y >0且3x +4y -xy =0,则3x +y 的最小值为________. 答案27解析因为x >0,y >0,3x +4y =xy ,所以3y +4x =1,所以3x +y =(3x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫3y +4x =15+9x y +4y x ≥15+29x y ·4y x =27,当且仅当⎩⎨⎧ 9x y =4y x ,3x +4y -xy =0即⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =9时取等号,所以3x +y 的最小值为27.12.(2021·天津)若a >0,b >0,则1a +a b 2+b 的最小值为________. 答案2 2解析∵a >0,b >0,∴1a +a b 2+b ≥21a ·a b 2+b =2b +b ≥22b ·b =22, 当且仅当1a =a b 2且2b =b ,即a =b =2时等号成立,∴1a +a b 2+b 的最小值为2 2.13.(2022·南京模拟)若实数x ,y 满足x 2+y 2+xy =1,则x +y 的取值范围是() A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-233,233 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,233 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-223,223 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-223,223 答案A解析∵x 2+y 2+xy =1⇔xy =(x +y )2-1,又∵xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22, ∴(x +y )2-1≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22,令x +y =t , 则4t 2-4≤t 2,∴-233≤t ≤233,即-233≤x +y ≤233,当且仅当x =y 时,取等号,∴x +y 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-233,233. 14.设a >0,b >0,则下列不等式中一定成立的是________.(填序号) ①a +b +1ab ≥22; ②2ab a +b>ab ; ③a 2+b 2ab≥a +b ; ④(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ≥4. 答案①③④解析因为a >0,b >0,所以a +b +1ab ≥2ab +1ab ≥22, 当且仅当a =b 且2ab =1ab, 即a =b =22时取等号,故①正确;因为a +b ≥2ab >0,所以2ab a +b ≤2ab 2ab=ab ,当且仅当a =b 时取等号, 故②错误;因为2ab a +b ≤2ab 2ab =ab ,当且仅当a =b 时取等号, 所以a 2+b 2a +b =(a +b )2-2ab a +b =a +b -2ab a +b≥ 2ab -ab =ab ,当且仅当a =b 时取等号,所以a 2+b 2a +b≥ab ,即a 2+b 2ab ≥a +b ,故③正确; 因为(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b =2+b a +a b ≥ 2+2b a ·ab =4,当且仅当a =b 时取等号,故④正确.15.已知a >0,b >0,且a +b =1,则1a +1b +ab 的最小值为____________.答案174解析因为a >0,b >0,且a +b =1,所以1=a +b ≥2ab ,即0<ab ≤14,当且仅当a =b 时取等号, 令t =ab ,则1a +1b +ab =1ab +ab =1t +t ,t ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14,因为函数y =1t +t 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14上为减函数, 所以当t =14时,函数y =1t +t 取得最小值,即y min =14+4=174.16.(2022·沙坪坝模拟)若x >0,y >0且x +y =xy ,则x x -1+2y y -1的最小值为________. 答案3+2 2解析因为x >0,y >0且x +y =xy ,则xy =x +y >y ,即有x >1,同理y >1,由x +y =xy 得,(x -1)(y -1)=1,于是得xx -1+2yy -1=1+1x -1+2+2y -1=3+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1+2y -1≥3+21x -1·2y -1=3+22, 当且仅当1x -1=2y -1,即x =1+22,y =1+2时取“=”,所以xx -1+2yy -1的最小值为3+2 2.。
高考数学总复习 第六章 第四节基本不等式≤ (a,b∈R+ )课件 文
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解析:由于(yóuyú)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+
2ca≤a2+b2+c2+(a2+b2)+(b2+c2)+(c2+a2)=3(a2+b2+
c2),
1
所以a2+b2+c2≥ 3 ;
解析:①(a+b)2=a2+b2+2ab≥2ab+2ab=4ab, ∴①正确;
②|a|+|a1|≥2 |a|·|a1|=2,∴②错误;③当 sin x =sin4 x时,sin x=±2,显然等号取不到,事实上,设 t =sin x,则 t∈(0,1],y=t+4t 在(0,1]上为减函数,故当 t=1 时,y 取最小值 5,∴③错误.故选 B.
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点评(diǎn pínɡ):在使用基本不等式求最值时,一定要注意 其中的等号能不能成立,是否符合使用基本不等式的条件.如果 根据限制条件等号不能成立,则应该通过其他方法解决(如函数、 导数等).使用基本不等式求最值,其基本的技巧是变换,通过变 换出现两式之和为常数或者两式之积为常数,达到使用基本不等 式的目的.使用基本不等式求最值时,要注意三个条件,即“一 正、二定、三相等”.
1a-11b-11c-1≥2
bc 2 a·
ac 2 b·
cab=8.当且仅当
a=b=c=13时取等号.
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考点(kǎo 基本不等式的实际(shíjì)应用 diǎn)五【例5】 为了在夏季降温和冬季供暖(ɡònɡ nuǎn)时减少能源损耗,
房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔
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思路点拨:对于(1),根据等比数列所给的等式,找出 m,n 的关系 m+n=3,将所找的关系与m4 +n1结合,再用 基本不等式求最值,关键的一步是m4 +n1=13m4 +n1(m+n).
2024版高考数学总复习:不等式的性质与基本不等式教师用书
第四节不等式的性质与基本不等式考试要求:1.理解不等式的概念,掌握不等式的性质.2.掌握基本不等式푎 ≤푎+2(a >0,b >0),能用基本不等式解决简单的最值问题.一、教材概念·结论·性质重现1.两个实数比较大小的依据(1)a -b >0⇔a >b .(2)a -b =0⇔a =b .(3)a -b <0⇔a <b .2.不等式的性质(1)对称性:a >b ⇔b <a .(2)传递性:a >b ,b >c ⇒a >c .(3)可加性:a >b ⇔a +c >b +c ,a >b ,c >d ⇒a +c >b +d .(同向可加性)(4)可乘性:a >b ,c >0⇒ac >bc ,a >b >0,c >d >0⇒ac >bd .(正数同向可乘性)(5)可乘方性:a >b >0⇒a n >b n (n ∈N ,n ≥2).(6)可开方性:a >b >0푎(1)a >b ,ab >0⇒ 3.基本不等式푎 ≤푎+2(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.(3)其中푎+2称为正数a ,b 的算术平均数,푎 称为正数a ,b 的几何平均数.4.利用基本不等式求最值已知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 有最小值是2�(简记:积定和最小).(2)如果和x +y 是定值s ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是�24(简记:和定积最大).1.使用基本不等式求最值时,2.“当且仅当(1)푎2+ 22≥(a ,b ∈R ).(2) 푎+푎≥2(ab >0)(当且仅当a =b 时取等号).(3)21푎+1≤푎 ≤푎+2≤a >0,b >0).(4)若a >b >0,m >0,则 푎<+�푎+�; 푎>−�푎−�(b -m >0).二、基本技能·思想·活动经验1.判断下列说法的正误,对的画“√”,错的画“×”.(1)一个不等式的两边同时加上或乘同一个数,不等号方向不变.(×)(2)一个非零实数越大,则其倒数就越小.(×)(3)不等式a 2+b 2≥2ab 与푎+2≥푎 成立的条件是相同的.(×)(4)函数f (x )=sinx +4sin �的最小值为4.(×)2.设b <a ,d <c ,则下列不等式中一定成立的是()A.a -c <b -d B.ac <bd C.a +c >b +dD.a +d >b +cC 解析:由同向不等式具有可加性可知C 正确.3.当x >0时,函数f (x )=2��2+1有()A.最小值1B.最大值1C.最小值2D.最大值2B 解析:f (x )=2�+1�≤x =1�(x >0),即x =1时取等号,所以f (x )有最大值1.4.已知a ,b 为正实数,且a +b =1,则P =(ax +by )2与Q =ax 2+by 2的关系是()A.P ≤Q B.P <Q C.P ≥Q D.P >QA解析:不妨取a =b =12,则P -Q =14(x +y )2-12x 2-12y 2=-14(x -y )2≤0,所以P ≤Q .5.若0<a<b,且a+b=1,将a,b,12,2ab,a2+b2从小到大排列为_______________.a<2ab<12<a2+b2<b解析:令a=13,b=23,代入2ab=49,a2+b2=59,所以a<2ab<12<a2+b2<b.考点1不等式的性质——基础性1.下列命题正确的是()A.若a>b,则1푎<1B.若a>b,则a2>b2C.若a>b,c<d,则a-c>b-dD.若a>b,c>d,则ac>bdC解析:对于A,若a>b,取a=1,b=-1,则1푎<1 不成立;对于B,若a>b,取a=0,b =-1,则a2>b2不成立;对于C,若a>b,c<d,则a-c>b-d,正确;对于D,若a>b,c>d,取a=1,b=-1,c=1,d=-2,则ac>bd不成立.2.(多选题)对于实数a,b,c,下列命题是真命题的为()A.若a>b,则ac<bcB.若ac2>bc2,则a>bC.若a<b<0,则a2>ab>b2D.若a>0>b,则|a|<|b|BC解析:当c=0时,ac=bc,A为假命题;若ac2>bc2,则c≠0,c2>0,故a>b,B为真命题;若a<b<0,则a2>ab且ab>b2,即a2>ab>b2,C为真命题;当a=1,b=-1时,|a|=|b|,故D为假命题.3.(2022·济南质量检测)已知实数a,b,c满足a<b<c,且ab<0,那么下列各式中一定成立的是()A.푎 >푎�B.a(c-b)<0C.ac2>bc2D.ab(b-a)>0B解析:因为a<b<c,且ab<0,所以a<0<b<c.所以c-b>0,a<0,可得a(c-b)<0,选项B 正确;取a=-1,b=1,c=2,则푎 <푎�,ac2<bc2,ab(b-a)<0,即选项A,C,D都不正确.4.已知实数b>a>0,m<0,则mb________ma, −�푎−�______ 푎.(填“>”或“<”)<<解析:因为b >a >0,m <0,所以b -a >0.因为mb -ma =m (b -a )<0,所以mb <ma .因为−�푎−�−푎=<0,所以 −�푎−�< 푎.解决这类问题一是要充分利用不等式的性质,作差法比较两个代数式的大小.考点2利用基本不等式求最值——综合性考向1配凑法求最值(1)已知0<x <1,则x (4-3x )取得最大值时x 的值为________;23解析:因为0<x <1,所以4-3x >0,所以x (4-3x )=13·3�4−3�≤13=43,当且仅当3x =4-3x ,即x =23时,等号成立.(2)当�+�+1x =_______.4解析:��+1+9-1=5,当且仅当�+1=x =4时,等号成立.(1)依据:基本不等式.(2)技巧:通过添项、拆项、变系数、凑因子等方法凑成和为定值或积为定值的形式,即符合(1)已知a >0,b >0,a +b =1,则1푎+1的最小值为_________.4解析:因为a +b =1,所以1푎+1=+a +b a =b =12时,等号成立.(2)已知x +2y =xy (x >0,y >0),则2x +y 的最小值为_________.9解析:由x+2y =xy 得2�+1�=1,所以2x +y =(2x +y +=5+2��+2��≥5+2=9,当且仅当2��=2��,即x =y 时,等号成立,所以2x +y 的最小值为9.(1)根据已知条件或其变形确定定值(常数).(2)把确定的定值(常数)变形为(1)已知正数a ,b ,c 满足2a -b +c =0,则푎�2的最大值为()A.8B.2C.18D .16C 解析:因为a ,b ,c 都是正数,且满足2a -b +c =0,所以b =2a +c ,所以푎�2=푎�4푎2+4푎�+�2=14푎�+�푎+4≤=18,当且仅当c =2a >0时,等号成立.(2)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是_________.45解析:方法一:由5x 2y 2+y 4=1,可得x2=1−�45�2,由x 2≥0,可得y 2∈(0,1],则x 2+y2=1−�45�2+y 2=1+4�45�2=154�2+≥15·2=45,当且仅当y 2=12,x 2=310时,等号成立,故x 2+y 2的最小值为45.方法二:4=(5x 2+y 2)·4y 2=254(x 2+y 2)2,当且仅当5x 2+y 2=4y 2=2,即y 2=12,x 2=310,等号成立,故x 2+y 2≥45,即x 2+y 2的最小值为45.(1)消元法,即根据条件建立两个量之间的函数关系,(2)如果出现多元的问题,(多选题)设正实数m ,n 满足m +n =2,则()A.1�+2�的最小值为22B.�+�的最小值为2C.��的最大值为1D.m 2+n 2的最小值为2CD 解析:因为正实数m ,n 满足m +n =2,所以1�+2�=m +n )×12=123+��+≥123+=3+222,当且仅当��=2��且m +n =2,即m =22-2,n =4-22时取等号,A 错误;(�+�)2=m +n +2��=2+2��≤2+2×�+�2=4,当且仅当m =n =1时取等号,所以�+�≤2,即最大值为2,B 错误;由mn=1,当且仅当m =n =1时取等号,此时��2取最大值12,C 正确;m 2+n 2=(m +n )2-2mn =4-2mn ≥2,当且仅当m =n =1时取等号,即m 2+n 2的最小值为2,D 正确.考点3利用基本不等式解决实际问题——应用性某公司生产的商品A ,当每件售价为5元时,年销售10万件.(1)据市场调查,价格每提高1元,销量相应减少1万件,要使销售收入不低于原销售收入,该商品的销售价格最多可提高多少元?(2)为了扩大该商品的影响力,公司决定对该商品的生产进行技术革新,将技术革新后生产的商品售价提高到每件x 元,公司拟投入12(x 2+x )万元作为技改费用,投入�4万元作为宣传费用.试问:技术革新后生产的该商品销售量m 至少应达到多少万件时,才能使技术革新后的该商品销售收入等于原销售收入与总投入之和?解:(1)设商品的单价提高a 元,则(10-a )·(5+a )≥50,解得0≤a ≤5.所以商品的单价最多可以提高5元.(2)由题意知,技术革新后的销售收入为mx 万元,若技术革新后的销售收入等于原销售收入与总投入之和,只需满足mx =12(x 2+x )+�4+50(x >5)即可,此时m =12x +34+50�≥234=434,当且仅当12x =50�,即x =10时等号成立.故销售量m 至少应达到434万件时,才能使技术革新后的销售收入等于原销售收入与总投入之和.(1)利用基本不等式解决实际问题时,的函数关系式,然后用基本不等式求解.1.司机甲、乙加油习惯不同,甲每次加定量的油,乙每次加固定钱数的油,恰有两次甲、乙同时加同单价的油,但这两次的油价不同,则从这两次加油的均价角度分析()A.甲合适B.乙合适C.油价先高后低甲合适D.油价先低后高甲合适B解析:设甲每次加m 升油,乙每次加n 元钱的油,第一次加油x 元/升,第二次加油y元/升.甲的平均单价为��+��2�=�+�2,乙的平均单价为2���+��=2���+�.因为x ≠y ,所以�+�22���+�=�2+�2+2��4��>4��4��=1,即乙的两次平均单价低,乙的方式更合适.2.(多选题)(2022·枣庄期末)如图所示,一座小岛距离海岸线上最近的点P 的距离是2km,从P 点沿海岸线正东方向12km 处有一个城镇.假设一个人驾驶小船的平均行进速度为3km/h,步行的平均速度为5km/h,时间t (单位:h)表示他从小岛到城镇的时间,x (单位:km)表示此人将船停在海岸距点P 处的距离.设u =�2+4+x ,v =�2+4-x ,则()A.函数v =f (u )为减函数B.15t -u -4v =32C.当x =1.5时,此人从小岛到城镇花费的时间最少D.当x =4时,此人从小岛到城镇花费的时间不超过3h AC 解析:因为u =�2+4+x ,v =�2+4-x ,所以�2+4=�+�2,x =�−�2,uv =4,则v =4�,其在(0,+∞)上是减函数,A 正确;t =�2+43+12−�5=�+�6+125−�−�10,整理得15t =u +4v +36,B 错误;15t =u +16�+36≥2�·16�+36=44,当且仅当u =16�,即u =4时等号成立,则4=�2+4+x ,解得x =1.5,C 正确;当x =4时,t =253+85,t -3=253−75=105−2115=500−44115>0,则t >3,D 错误.3.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.8解析:每台机器运转x 年的年平均利润为��=18-�25�而x >0,故��≤18-225=8,当且仅当x =5时等号成立,此时每台机器为该公司创造的年平均利润最大,最大值为8万元.拓展考点绝对值三角不等式定理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,等号成立已知x ,y ∈R ,且|x +y |≤16,|x -y |≤14,求证:|x +5y |≤1.证明:|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|≤|3(x +y )|+|2(x -y )|≤3×16+2×14=1,即|x +5y |≤1.证明绝对值不等式的3种主要方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明.(2)利用三角不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |进行证明.(3)转化为函数问题,数形结合进行证明.(多选题)(2022·新高考Ⅱ卷)若实数x ,y 满足x 2+y 2-xy =1,则()A.x +y ≤1B.x +y ≥-2C.x 2+y 2≤2D.x 2+y 2≥1[四字程序]读想算思若实数x ,y 满足x 2+y2-xy =1不等式的性质、基本不等式、配方法的应用x 2+y 2,xy ,(x ±y )2的关系转化与化归x +y ≤1;x +y ≥-2;x 2+y 2≤2;x 2+y 2≥11.构造不等式.2.代数换元.3.三角换元1.构造关于所求代数式的不等式.2.令x +y =t 消y ,依据关于x 的方程有解列不等式.3.求xy 的范围,把x +y ,x 2+y 2看作关于xy 的函数.4.三角换元1.利用基本不等式可以实现积化和、和化积、和化和.2.三角代换的适用条件和新变元范围的确定思路参考:利用xy ,xy ≤�2+�22构造关于x +y ,x 2+y2的不等式,解不等式求范围.BC 解析:由x 2+y 2-xy =1,得(x +y )2-1=3xy ,解得-2≤x +y ≤2,当且仅当x=y 时,取等号,即当x =y =-1时,x +y =-2,当x =y =1时,x +y =2,所以A 错误,B 正确.由x 2+y 2-xy =1,得(x 2+y 2)-1=xy ≤�2+�22,解得x 2+y 2≤2,当且仅当x =y =±1时取等号,所以C 正确.当x y x 2+y 2=23<1,D 错误.故选BC.思路参考:令x +y =t 消y ,依据关于x 的方程有解列不等式.BC 解析:令x +y =t ,则y =t -x ,代入x 2+y 2-xy =1得关于x 的方程3x 2-3tx +(t 2-1)=0,则Δ=(-3t )2-4×3×(t 2-1)≥0,解得-2≤t ≤2,即-2≤x +y ≤2.令x 2+y 2=m ,则由x 2+y 2-xy =1得xy =m -1,于是有m ≥2|m -1|,解得23≤m ≤2,即x 2+y 2232,所以AD 错误,BC 正确.故选BC.思路参考:求xy 的范围,把x +y ,x 2+y 2看作关于xy 的函数,求函数的值域得范围.BC解析:由xy +1=x 2+y 2≥2|xy |得xy ∈−13,1,则x 2+y 2=xy 232,(x +y )2=x 2+y 2+2xy =3xy +1∈[0,4],即x +y ∈[-2,2],所以AD 错误,BC 正确.故选BC.1.利用均值不等式,通过恒等变形及配凑,使“和”或“积”为定值,是求解最值问题的常用方法.其中常见的变形手段有拆项、并项、配式及配系数等.2.基于新课程标准,求最值问题一般要有对代数式的变形能力、推理能力和表达能力,本题的解答体现了逻辑推理、数学运算的核心素养.已知x >0,y >1,且x +2y =xy +1,则x +y 的最小值为_________.5解析:令x +y =t ,则x =t -y .将x =t -y 代入x +2y =xy +1,得t +y =ty -y 2+1,即y 2+(1-t )y +t -1=0,Δ=(1-t )2-4(t -1)=t 2-6t +5≥0,得t ≤1(舍去)或t ≥5.故x +y 的最小值为5.课时质量评价(四)A 组全考点巩固练1.(2023·日照模拟)若a ,b ,c 为实数,且a <b ,c >0,则下列不等关系一定成立的是()A.a +c <b +c B.1푎<1C.ac >bc D.b -a >cA解析:对于A,因为a <b ,c =c ,所以由不等式的性质可得,a +c <b +c ,故A 正确;对于B,令a =-2,b =-1,满足a <b ,1푎>1,故B 错误;对于C,令a =-2,b =1,c =1,满足a <b ,c >0,但ac <bc ,故C 错误;对于D,令a =1,b =2,c =1,满足a <b ,c >0,但b -a =c ,故D 错误.故选A.2.若x >0,y >0,则“x +2y =22��”的一个充分不必要条件是()A.x =y B.x =2y C.x =2且y =1D.x =y 或y =1C 解析:因为x >0,y >0,所以x +2y ≥22��,当且仅当x =2y 时,等号成立.故“x =2且y =1”是“x +2y =22��”的一个充分不必要条件.3.(2022·滨州三校高三联考)已知a >0,b >0,若不等式4푎+1≥�푎+恒成立,则m 的最大值为()A.10B.12C.16D.9D解析:由已知a >0,b >0,若不等式4푎+1≥�푎+ 恒成立,则ma +b )恒成立,转化成求y a +b )的最小值.y a +b )=5+4 푎+푎≥5+2当且仅当a=2b 时,等号成立,所以m ≤9.故选D.4.(多选题)已知1푎<1<0,则下列结论正确的有()A.a <b B.a +b <ab C.|a |>|b |D.ab <b 2BD 解析:由1푎<1<0,得b <a <0,所以a +b <0<ab ,|b |>|a |,b 2>ab .因此BD 正确,AC 不正确.5.《几何原本》中的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世数学家处理问题的重要依据.通过这一原理,很多代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.如图所示,在AB 上取一点C ,使得AC =a ,BC =b,过点C 作CD ⊥AB 交圆周于点D ,连接OD .作CE ⊥OD 交OD 于点E ,则下列不等式可以表示CD ≥DE 的是()A.푎 ≥2푎푎+(a >0,b >0)B.푎+2푎 (a >0,b >0)≥푎+2(a >0,b >0)D.a 2+b 2≥2ab (a >0,b >0)A解析:连接DB ,因为AB 是圆O 的直径,所以∠ADB =90°.在Rt△ADB 中,中线OD =퐴2=푎+2.由射影定理可得CD 2=AC ·BC =ab .所以CD =푎 .在Rt△DCO 中,由射影定理可得CD 2=DE ·OD ,即DE =��2푂�=푎푎+ 2=2푎푎+.由CD ≥DE 得푎 ≥2푎푎+.6.(2023·济南模拟)若正数a ,b 满足ab =4,则1푎+9的最小值为_________.3解析:因为a >0,b >0,且ab =4,所以1푎+9≥21푎·9 =2×푎=2×4=3,当且仅当1푎=9,即a =23,b =6时取“=”,所以1푎+9的最小值为3.7.若a >0,b >0,则1푎+푎2+b 的最小值为_________.22解析:因为a >0,b >0,所以1푎+푎2+b ≥21푎·푎 2+b =2+b ≥22· =22,当且仅当1푎=푎2且2=b ,即a =b =2时等号成立,所以1푎+푎2+b 的最小值为22.8.已知正数x ,y 满足x 2+2xy -3=0,则2x +y 的最小值是_________.3解析:由x 2+2xy -3=0,得y =3−�22�=32�−12x ,则2x +y =2x +32�−12x =3�2+32�≥23�2·32�=3,当且仅当x =1时,等号成立,所以2x +y 的最小值为3.9.(2022·唐山模拟)已知a >0,b >0,c >0,d >0,a 2+b 2=ab +1,cd >1.(1)求证:a +b ≤2;(2)判断等式푎�+ =c +d 能否成立,并说明理由.(1)证明:由题意得(a +b )2=3ab 푎+ 2+1,当且仅当a =b 时,等号成立.解得(a +b )2≤4.又a >0,b >0,所以a +b ≤2.(2)解:不能成立.理由:a >0,b >0,c >0,d >0,由基本不等式得푎�+ ≤푎+�2++2,当且仅当a =c 且b=d 时等号成立.因为a +b ≤2,所以푎�+ ≤1+�+2.因为c >0,d >0,cd >1,所以c +d =�+2+�+2≥�+2+� >�+2+1≥푎�+ ,故푎�+ =c +d 不能成立.B 组新高考培优练10.已知正实数a ,b 满足a +b =3,则11+푎+44+的最小值为()A.1B.78C.98D.2C解析:因为a+b=3,所以(1+a)+(4+b)=8,所以11+푎+44+=18[(1+a)+(4+b=185+4+1+푎+≥18×(5+4)=98,当且仅当4+b=2(1+a),即2a-b=2,即a=53,b=43时等号成立.11.(2022·滨州联考)已知a>0,b>0,若不等式4푎+1≥�푎+ 恒成立,则m的最大值为() A.10B.12C.16D.9D解析:由已知a>0,b>0,若不等式4푎+1 ≥�푎+ 恒成立,则ma+b)恒成立,转化成求y a+b)的最小值.y a+b)=5+4 푎+푎 ≥5+2当且仅当a =2b时,等号成立,所以m≤9.故选D.12.(多选题)(2023·重庆模拟)已知正实数a,b,c满足a2-ab+4b2-c=0,当�푎 取最小值时,下列说法正确的是()A.a=4bB.c=6b2C.a+b-c的最大值为34D.a+b-c的最大值为38BD解析:对于A,由a2-ab+4b2-c=0,得c=a2+4b2-ab,则�푎 =푎 +4 푎-1≥2-1=3,当且仅当푎 =4푎,即a=2b时等号成立,故A不正确;对于B,当�푎 取最小值时,由�푎 =3,푎=2 ,得c=6b2,故B正确;对于C,D,a+b-c=2b+b-6b2=-6b2+3b=-6+38≤38,当且仅当a=12,b=14,c=38时等号成立,所以(a+b-c)max=38,故C不正确,D正确.13.若不等式1�+11−4�-m≥0对x∈0m的最大值为()A.7B.8C.9D.10C解析:将不等式化为1�+11−4�≥m,只需当x∈0m+即可.由1�+11−4�=+x+1-4x)=4+1−4��+4�1−4�+1≥5+2=5+4=9,当且仅当x =16时,等号成立,故m ≤9.故m 的最大值为9.故选C.14.(2022·贵阳模拟)已知正实数x ,y 满足等式1�+3�=2.(1)求xy 的最小值;(2)若3x +y ≥m 2-m 恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)2=1�+3�≥2xy ≥3,当且仅当x =1,y =3时等号成立,所以xy 的最小值为3.(2)3x +y =12(3x +y=126+9��≥126+x =1,y =3时等号成立,即(3x +y )min =6,所以m 2-m ≤6,所以-2≤m ≤3.15.已知某工厂每天固定成本是4万元,每生产一件产品成本增加100元,工厂每件产品的出厂价定为a 元时,生产x 件产品的销售收入是R (x )=−14�2+500x (单位:元),P (x )为每天生产x 件产品的平均利润(平均利润=总利润÷总产量).销售商从工厂每件a 元进货后又以每件b 元销售,b =a +λ(c -a ),其中c 为最高限价(a <b <c ),λ为销售乐观系数.据市场调查,λ由当b -a 是c -b ,c -a 的比例中项时来确定.(1)每天生产量x 为多少时,平均利润P (x )取得最大值?求P (x )的最大值.(2)求乐观系数λ的值.(3)若c =600,当厂家平均利润最大时,求a 与b 的值.解:(1)依题意,总利润为-14x 2+500x -100x -40000=-14x 2+400x -40000,所以P (x )=−14�2+400�−40000�=-14x -40000�+400≤-200+400=200.当且仅当14x =40000�,即x=400时,等号成立,故每天生产量为400件时,平均利润最大,最大值为200元.(2)由b =a +λ(c -a )得λ=−푎�−푎.因为b -a 是c -b ,c -a 的比例中项,所以(b -a )2=(c -b )(c -a ),两边除以(b -a )2,得−푎·�−푎−푎=−1·�−푎−푎,所以−1·1�,解得λ=5−12.(3)由(1)知,当x =400时,厂家平均利润最大,所以a =40000�+100+P (x )=40000400+100+200=400(元).每件产品的利润为b -a =λ(c -a )=100(5-1),所以b =100(5+3),所以a =400,b =100(5+3).。
第04讲 基本不等式高考数学大一轮复习核心题型讲与练+易错重难点专项突破(新高考版)
G ( x )万元,且 G ( x )=
2 + 120,0 < ≤ 50,
4 900
201+
− 2 100,50 < ≤ 100,
200万元,且全年内生产的该产品当年能全部销售完.
每台该产品的售价为
(1)写出年利润 W ( x )(单位:万元)关于年产量 x (单位:台)的函数解析式(利润=销售
2.几个重要的不等式
2ab
1a2+b2≥______a,b∈R;
b a
2
2a+b≥___a,b同号且不为零;
当且仅当a=b
2
a+b
3ab≤
时等号成立
a,b∈R;
2
2
2
2
a +b
a+b
4
a,b∈R.
≤
2
2
(2)[2024宁夏银川模拟]已知0< x <4,则 (4 − ) 的最大值为 2
[解析] 0< x <4,则0<4- x <4,由基本不等式可得 (4
.
+4−
− ) ≤
=2,
2
当且仅当 x =4- x ,即 x =2时,等号成立.故 (4 − ) 的最大值为2.
角度2 常数代换法
−4
8
−4
>0,因为 a >0,所以 a >4,所以8 a + b =8 a
+5]≥8×(2 4 +5)=72,当且仅当 a =6时取等号.故选C.
8
4
8
4
解法二 ∵8 a +4 b = ab , a >0, b >0,∴ + =1,∴8 a + b =(8 a + b )( + ) =
高考数学复习考点知识与题型专题讲解46---不等式的性质
高考数学复习考点知识与题型专题讲解不等式知识结构图不等式的性质一元二次不等式不等式简单的线性规划基本不等式借助二次函数的图象 三个二次的关系几上何截意距义的:倍是,直在线轴上截距的 倍 在 轴可行域 目标函数:构造一次函数 z = y −b :构造斜率x−a:构造两点间的距离应用题 证明:归结为一次型或点线距离型 和定值,积最大;积定值,和最小应用时注意:一正二定三相等最值问题第一节 不等式的性质 考纲解读 1. 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. 2. 掌握不等式的性质及其应用,明确各个性质中结论成立的前提条件,理解绝对值不 等式的性质.命题趋势探究1 / 10高考中单纯考查不等式性质的题目不多,但不等式知识几乎可以渗透到高考的每一个 考点.不等式的性质是进行不等式变形、证明以及解不等式的依据,所以它仍是高考的 一个重点内容. 主要考查一下几点:①依据给定的条件,利用不等式的性质判断不等式 或与证明不等式有关的结论是否成立;②利用不等式的性质与实数和函数的性质相结 合,进行大小比较;③判断不等式中条件与结论之间的关系,是充分条件、必要条件 还是充要条件;④求参数的取值范围;⑤证明不等式时往往使用不等式的推出特征, 而解不等式时,则要求同解变形. 从命题的趋势来看,预测 2021 年本专题在高考中会有如下动向: (1)对不等式性质的考查一般不会直接命题,往往与其他知识相结合,如与指数函数、 对数函数、数列等结合. (2)若直接命题,则通常比较容易,会出现在选择题或填空题中,若与其他知识相结 合,则有可能在解答题中出现,作为求解或证明的一个步骤,为中档难度题.知识点精讲 一、 基本概念 不等关系与等量关系一样,也是自然界中存在的基本数量关系,他们在现实世界和日 常生活中大量存在. 不等关系建立在表示数量的代数式之间,可以是常量、变量及稍复 杂的代数式.用不等号(如“ ”,“ ”,“ ”,“ ”,“ ”等)连接的式子叫做不等式,其 中“ ”或“ ”连接的不等式叫做严格不等式;用“ ”或“ ”连接的不等式叫做非严 格的不等式. 不等式可分为绝对值不等式(不论用什么实数代替不等式中的字母,不等 式都成立)、条件不等式(只能用某些范围内的实数代替不等式中的字母,不等式才能 够成立)和矛盾不等式(不论用什么样的实数代替不等式中的字母,不等式都不能成 立).2 / 10二、基本性质 不等式的性质是证明和解不等式的主要依据.运用时,对每一条性质要弄清条件和结论, 注意条件加强和放宽厚条件和结论之间的变化;不仅要记住不等式运算法则的结论形 式,还要掌握法则成立的条件,避免由于忽略某些限制条件而造成解题失误.1. 两个不等式的同向合成,一律为“ ”(充分不必要条件)(1)(传递性,注意找中间量)(2)(同向可加性)(3)(同正可乘性,注意条件为正)注:如,其逆命题不成立,如但是.2. 一个不等式的等价变形,一律为“ ”(充要条件),这是不等式解法的理论依据(1).(2)(对称性)(3)(乘正保号性)(4)(5)(不等量加等量)(6)(乘方保号性,注意条件为正)(7)(开方保号性,注意条件为正)(8)(同号可倒性);.最为重要的 3 条不等式性质为:①;②;③,在不等式问题中都有重要的3 / 10应用,但应注意他们的适用条件,可以用口诀“同向同正可乘;同号取倒需反向”来 ...... .......记忆.题型 88 不等式的性质题型归纳及思路提示思路提示应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,解题时要做到言必有据,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.例 7.1 对于实数 ,有以下命题:①若 ,则;②若,则 ;③若则;④若,则;⑤若,则. 其中真命题的个数是( )A. 2 个B. 3 个C. 4 个D. 5 个分析: 判断命题的真假,要紧扣不等式的性质,应注意条件与结论之间的联系.解析:①中 值的正负或是否为零未知,因而判断不等关系缺乏依据,故该命题是假命题;②中,由可知, 则 ,故该命题是真命题;③中,不等式两边同乘,可得,若同乘,可得,易知成立,故该命题为真命题;④中,由可知,故有,又因,由“同向同正可乘”性可知成立. 故该命题为真命题;⑤中,由已知,因为,故 ,又 ,所以,故该命题为4 / 10真命题. 综上所述,②③④⑤都是真命题,故选 C. 评注:准确记忆各性质成立的条件,是正确应用的前提. 在不等式的判断中,特殊值法 是非常有效的方法,如变式 3.变式 1 设 A.,若 B.,则下列不等式中正确的是( )C.D.变式 2 设 是非零实数,若 ,则下列不等式中成立的是( )A.B.C.D.变式 3 若,则下列结论中正确的是( )A. 和均不成立B.和 均不成立C. 不等式和均不成立D. 不等式和均不成立变式 4 若 A.,且 B.,则下列代数式中值最大的是C.D.题型 89 比较数(式)的大小与比较法证明不等式5 / 10思路提示 比较数(式)的大小常用的方法有比较法、直接应用不等式的性质、基本不等式、利 用函数的单调性. 比较法又分为作差比较法和作商比较法. 作差法比较大小的步骤是: (1)作差;(2)变形; (3)判断差式与 0 的大小; (4)下结论. 作商比较大小(一般用来比较两个正数的大小)的步骤是: (1)作商;(2)变形;(3)判断商式与 1 的大小; (4)下结论. 其中变形是关键,变形的方法主要有通分、因式分解和配方等,变形要彻底,要有利 于 0 或 1 比较大小. 作差法是比较两数(式)大小最为常用的方法,如果要比较的两数(式)均为正数, 且是幂或者因式乘积的形式,也可考虑使用作商法,作商法比较大小的原理是:若,则;;;若,则;;;例 7.2 若且 ,试比较 与的大小.解析:解法一:因为且 ,所以,所以, .解法二:,因为且 ,所以,又,所以.6 / 10变式 1 若,试比较与的大小变式 2 设且 ,试比较 与 的大小例 7.3 在锐角 A. C.中,若函数在 上单调递减,则下列命题中正确的是( ) B. D.解析:因为在锐角 中有,由在 上为单调递增函数,所以 上单调递减,所以,且 ,故选 D.,又函数在变式 1 已知函数 是 上的偶函数,且在区间上是增函数,令,则( )A.B.C.D.变式 2 已知函数 ()A. 一定大于 0B. 一定小于 0C. 等于 0,那么的值 D. 确定题型 90 已知不等式的关系,求目标式的取值范围 思路提示7 / 10在约束条件下求多变量函数式的范围时,不能脱离变量之间的约束关系而独立分析每个变量的范围,否则会导致范围扩大,而只能建立已知与未知的直接关系.例 7.4 已知,且,则的取值范围是.解析:解法一:令得,,解得.即.由得,所以.故值范围是 .解法二:本题还可以利用“线性规划”的方法求解.如图 7-1 所示,当直线过点 时, 取最大值,点 的坐标为 ,所以;当直线过点 时, 取最小值,当 的坐标为 ,所以,又本题不取边界,因此的取值范围是 .的取评注:不能求出独立的 范围内,简单利用不等式性质求解,可结合后面线性规划理 解并求解.8 / 10变式 1 已知且,变式 2 设 为实数,满足,求 的范围.,则 的最大值是.1. 如果 A.满足最有效训练题 26(限时 45 分钟),且 B.,那么下列选项中不一定成立的是( )C.D.2. 设,则下列不等式中成立的是( )A.B.C.D.3. 已知 A.,并且 ,那么一定成立的是( )B.C.D.4. 若 为实数,则下列命题中正确的是( )A. 若 ,则B. 若,则C. 若,则D. 若,则5. 若,则 的值是( )9 / 10A. 大于 0B. 等于 0C. 小于 0D. 符号不能确定6. 已知 A.,下列四个条件中,使得B.C.成立的必要而不充分条件是( ) D.7. 已知四个条件:能推出 成立的有个.8. 若,则 的取值范围是.9. 已知下列三个不等式:① ;② ;③一个作为结论,则可能成个正确命题.,以其中两个作为条件,余下10. 已知且,求的取值范围.11. 设,且,求 的取值范围.12. 若实数 满足,试比较 的大小.10 / 10。
高考数学复习3-4基本不等式
=800x+259x200+16000≥2 800x·259x200+1600 =2×800×18+1600=44800 当且仅当 800x=259x200,即 x=18 米时,y 取得最小值. ∴当污水池的长为 18 米,宽为1090米时总造价最低为 44800 元.
谢谢!
上为增函数,所以当 x=4 时,f(x)取得最小值为 1.
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1x+1y
号又有[解第]x•y二第≤1x–+级三x第+1y2级≥四y=2级2,当x1y,且x仅,当y∈x=R+y当时且取仅等当号,x=y 时取等 ∴ 1xy≥12,»第五级 ∴1x+1y≥2 1xy≥2×12=1,∴只需 m≤1 就能使不等式1x
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第二级
[解] • ∵第–0三第<级四x≤级16,0<20x0≤16,12.5≤x≤16,x≠18 ∴不能用基本不等式,
»第五级 但我们可以证明函数
y=800x+259x200+16000
在区间
[12.5,16]上是减函数,所以当 x=16 米时, y 取得最小值
为 45000 元
答:当污水池的长为 16 米,宽为 12.5 米时总造价最低,
最低造价为 45000 元.
1.在应用均值定理求最值时,要把握定理成立的三个 条件,就是“一正——各项均为正;二定——积或和为定值; 三相等——等号能否取得”,若忽略了某个条件,就会出现 错误.
对于公式 a+b≥2 ab,ab≤(a+2 b)2,要弄清它们的作 用和使用条件及内在联系,两个公式也体现了 ab 和 a+b 的 转化关系.
a2+2 b2,
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2023届高考数学一轮复习讲义:第4讲 一元二次不等式及其解法
第4讲 一元二次不等式及其解法1.一元一次不等式ax >b (a ≠0)的解集 (1)当a >0时,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x >b a. (2)当a <0时,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <b a . 2.三个“二次”间的关系 判别式 Δ=b 2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0二次函数 y =ax 2+bx +c (a >0)的 图象一元二次方程ax 2+bx+c =0(a >0)的根有两个相异实根x 1,x 2(x 1<x 2)有两个相等实 根x 1=x 2 =-b2a没有实 数根一元二次不等 式ax 2+bx +c >0(a >0) 的解集 {x |x >x 2 或x <x 1}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠-b 2aRax 2+bx +c <0(a >0) 的解集 {x |x 1<x <x 2} ∅ ∅常用结论1.分式不等式的解法(1)f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )g (x )>0(<0). (2)f (x )g (x )≥0(≤0)⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )g (x )≥0(≤0),g (x )≠0.2.两个恒成立的充要条件 (1)一元二次不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0, b 2-4ac <0. (2)一元二次不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a <0, b 2-4ac <0.➢考点1 一元二次不等式的解法[名师点睛](1)解一元二次不等式的方法和步骤(2)解含参数的一元二次不等式的步骤①二次项若含有参数应讨论参数是等于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一元二次不等式;②判断一元二次不等式所对应的方程实根的个数,即讨论判别式Δ与0的关系; ③确定方程无实根或有两个相同实根时,可直接写出解集;确定方程有两个相异实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集. [典例]1.(2021·湖南·衡阳市田家炳实验中学高一阶段练习)不等式2210x x --<解集为( ) A .{x |1<x <2}B .{x |-2<x <1 }C .{x |x >2或x <1}D .112x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭2.(2021·四川省叙永第一中学校高三阶段练习)解下列关于x 的不等式: (1)231x ≤-; (2)()22120ax a x +--<(0a <).[举一反三]1.(2022·浙江宁波·二模)已知集合{}2230A x x x =--<,{}15B x x =≤≤,则A B =( )A .(]1,3-B .[)1,3C .(]1,5-D .(]3,52.(2022·全国·模拟预测)设集合402x A xx -⎧⎫=>⎨⎬+⎩⎭,{}27100B x x x =-+≥,则()R A B ⋂=( )A .{}22x x -<<B .{}22x x -≤≤C .{4x x ≤或}5x ≥D .{2x x ≤或}5x ≥3.(2021·福建省长汀县第一中学高三阶段练习)解关于x 的不等式:2(1)(23)20(1)a x a x a +-++<≥-.4.(2021·广东·普宁市大长陇中学高三阶段练习)已知二次函数y =ax 2+bx ﹣a +2. (1)若关于x 的不等式ax 2+bx ﹣a +2>0的解集是{x |﹣1<x <3},求实数a ,b 的值; (2)若b =2,a >0,解关于x 的不等式ax 2+bx ﹣a +2>0.➢考点2 一元二次不等式恒成立问题[名师点睛]1.一元二次不等式在R 上恒成立的条件(1)不等式ax 2+bx +c ≥0对任意实数x 恒成立的条件是: ①当a =0时,b =0,c ≥0;②当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ≤0.(2)不等式ax 2+bx +c ≤0对任意实数x 恒成立的条件是: ①当a =0时,b =0,c ≤0;②当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ≤0.2.一元二次不等式在给定区间上恒成立的求解方法 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).(1)当a <0时,f (x )<0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ -b 2a <α,f α<0或⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a >β,f β<0或Δ<0.f (x )>0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ f β>0,f α>0. (2)当a >0时,f (x )<0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧f β<0,fα<0.f (x )>0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ -b 2a <α,f α>0或⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a >β,f β>0或Δ<0.3.转换主元法解给定参数范围问题解给定参数范围的不等式恒成立问题,若在分离参数时会遇到讨论的情况,或者即使能容易分离出参数与变量,但函数的最值难以求出,可考虑变换思维角度,即把变量与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,再根据原参数的范围列式求解. [典例]1.(2022·全国·高三专题练习)不等式()()21110a x a x +-+-<对一切实数x 恒成立,则a 的取值范围是( ) A .15a << B .51a -<<- C .51a -<≤-D .31a -<≤-2.(2021·河北·石家庄市藁城区第一中学高三开学考试)若关于x 的不等式2210x ax ++在[0,)+∞上恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .()0,∞+B .[)1,-+∞C .[]1,1-D .[)0,∞+3.(2022·全国·高三专题练习)已知[1a ∈-,1],不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立,则x 的取值范围为( ) A .(-∞,2)(3,)∞+ B .(-∞,1)(2,)∞+C .(-∞,1)(3,)∞+D .(1,3)[举一反三]1.(2022·江苏南通·模拟预测)当x ∈R 时,不等式2210x x a ---≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(],2-∞- B .(),2-∞- C .(],0-∞D .(),0∞-2.(2022·全国·高三专题练习)已知a R ∈,“2210ax ax +-<对x R ∀∈恒成立”的一个充要条件是( ) A .10a -<<B .10a -<≤C .10a -≤<D .10a -≤≤3.(2022·全国·高三专题练习)若不等式224(2)30a x a x -+-+()>的解集为R ,则实数a 的取值范围是( ) A .1124⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .1124⎡⎫⎪⎢⎣⎭,C .()1124⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭,, D .(]1124⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭,, 4.(2022·全国·高三专题练习)不等式225732ax x a x +->-对一切()1,0a ∈-恒成立,则实数x 的取值范围是( ) A .(]1,4,2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭B .(][),41,-∞-⋃-+∞C .()4,1--D .14,2⎛⎫- ⎪⎝⎭5.(2022·全国·高三专题练习)若对任意的2[1,0],2420x x x m ∈--+++≥恒成立,则m 的取值范围是( ) A .[4,)+∞B .[2,)+∞C .(,4]-∞D .(,2]-∞6.(2021·江苏常州·高三阶段练习)已知函数2()1f x x ax =--,当[]0,3x ∈时,()5f x ≤恒成立,则实数a 的取值范围为__________.7.(2022·浙江·高三专题练习)若关于x 的不等式3231012xkx x x ->+-对任意的()0,2x ∈恒成立,则实数k 的取值范围为____________.8.(2021·重庆市涪陵高级中学校高三阶段练习)设函数2()1f x mx mx =--. (1)若对于一切实数x ,()0f x <恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于[]1,3x ∈,()5f x m <-+恒成立,求实数m 的取值范围.➢考点3 一元二次方程根的分布问题[名师点睛]1.设一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的两实根为x 1,x 2,且x 1≤x 2,k 为常数,则一元二次方程根和k 的分布(即x 1,x 2相对于k 的位置)有以下若干定理.定理1:x 1<k <x 2(即一个根小于k ,一个根大于k )⇔af (k )<0.定理2:k <x 1≤x 2(即两根都大于k )⇔⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=b 2-4ac ≥0,af k >0,-b2a >k .定理3:x 1≤x 2<k (即两根都小于k )⇔⎩⎪⎨⎪⎧Δ=b 2-4ac ≥0,af k >0,-b2a <k .2.一元二次不等式在实数范围内有解的求解方法 (1)一元二次不等式ax 2+bx +c >0在实数范围内有解⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,b ,c ∈R 或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ=b 2-4ac >0.[典例]1.(2022·重庆一中高三阶段练习)若方程240x ax -++=的两实根中一个小于1-,另一个大于2,则 a 的取值范围是( ) A .()0,3B .[]0,3C .()3,0-D .(,1)(3,)-∞+∞2.(2022·全国·高三专题练习)若不等式220x x m --<在1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦上有解,则实数m 的取值范围是( ) A .[)1,-+∞ B .()1,-+∞ C .34⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .()0,∞+3.(2022·上海·高三专题练习)已知,a Z ∈关于x 的一元二次不等式260x x a -+≤的解集中有且仅有3个整数,则所有符合条件的a 的值之和是( ) A .13 B .18 C .21 D .26[举一反三]1.(2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高三开学考试(理))关于x 的方程2(2)60x m x m +-+-=的两根都大于2,则m 的取值范围是( )A .(,)-∞-⋃+∞B .(6,--C .(6,2))--⋃+∞D .(,2)-∞-2.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式2240ax x a -+<在(0,2]上有解,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .(2,)+∞3.(2022·江苏·高三专题练习)已知关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,则实数a 的取值范围为( )A .2a ≤B .2a ≥C .52a ≥D .52a ≤4.(2022·全国·高三专题练习)若关于x 的不等式2420x x a --->在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(,2)-∞-B .(],2-∞-C .(6,)-+∞D .(,6)-∞-5.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,则实数a 的取值范围为_______6.(2022·全国·高三专题练习)若关于x 的不等式2210ax x ++<有实数解,则a 的取值范围是_____.7.(2022·全国·高三专题练习)若一元二次方程2(1)30mx m x -++=的两个实根都大于1-,则m 的取值范围____8.(2022·全国·高三专题练习)设函数()21f x mx mx =--,若对于任意的13{|}x x x ∈≤≤,()4f x m <-+恒成立,则实数m 的取值范围为_____.9.(2021·江苏·仪征市第二中学高三阶段练习)已知函数2()(23)6()f x ax a x a R =-++∈. (1)当1a =时,求函数()y f x =的零点; (2)解关于x 的不等式()0(0)f x a <>;(3)当1a =时,函数()(5)3f x m x m -+++在[2,2]-有解,求实数m 的取值范围第4讲 一元二次不等式及其解法1.一元一次不等式ax >b (a ≠0)的解集 (1)当a >0时,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x >b a. (2)当a <0时,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <b a . 2.三个“二次”间的关系 判别式 Δ=b 2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0二次函数 y =ax 2+bx +c (a >0)的 图象一元二次方程ax 2+bx+c =0(a >0)的根 有两个相异实根x 1,x 2(x 1<x 2)有两个相等实 根x 1=x 2 =-b 2a没有实 数根一元二次不等 式ax 2+bx +c >0(a >0){x |x >x 2 或x <x 1}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠-b 2aR的解集 ax 2+bx +c <0(a >0) 的解集 {x |x 1<x <x 2} ∅ ∅常用结论1.分式不等式的解法(1)f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )g (x )>0(<0). (2)f (x )g (x )≥0(≤0)⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )g (x )≥0(≤0),g (x )≠0.2.两个恒成立的充要条件 (1)一元二次不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b 2-4ac <0. (2)一元二次不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a <0, b 2-4ac <0.➢考点1 一元二次不等式的解法[名师点睛](1)解一元二次不等式的方法和步骤(2)解含参数的一元二次不等式的步骤[典例]1.(2021·湖南·衡阳市田家炳实验中学高一阶段练习)不等式2210x x --<解集为( ) A .{x |1<x <2} B .{x |-2<x <1 }C .{x |x >2或x <1}D .112x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭【答案】D【解析】∵2210x x --<,∴112x -<<,∴不等式2210x x --<解集为112x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.故选:D.2.(2021·四川省叙永第一中学校高三阶段练习)解下列关于x 的不等式: (1)231x ≤-; (2)()22120ax a x +--<(0a <).【解】(1)由231x ≤-,得2301x -≤-,即5301x x -≤- 则(53)(1)0x x --≤且1x ≠,解得:5(,1)[,)3-∞+∞(2)当12a =-时,原不等式1(1)(2)02x x ⇔--+<,解的{|2}x x ≠-;当12a <-时,原不等式(1)(2)0ax x ⇔-+<,又12a >-所以解集为1(,2)(,)a -∞-+∞;当102a -<<时,因为12a <-所以解集为1(,)(2,)a-∞-+∞.综上有,12a =-时,解集为{|2}x x ≠-;12a <-时,解集为1(,2)(,)a -∞-+∞;102a -<<时,解集为1(,)(2,)a-∞-+∞. [举一反三]1.(2022·浙江宁波·二模)已知集合{}2230A x x x =--<,{}15B x x =≤≤,则A B =( )A .(]1,3-B .[)1,3C .(]1,5-D .(]3,5【答案】B【解析】由题意,{}2230{|13}A x x x x x =--<=-<<,故{}{|13}15{|13}A B x x x x x x ⋂=-<<⋂≤≤=≤<, 故选:B2.(2022·全国·模拟预测)设集合402x A xx -⎧⎫=>⎨⎬+⎩⎭,{}27100B x x x =-+≥,则()R A B ⋂=( )A .{}22x x -<<B .{}22x x -≤≤C .{4x x ≤或}5x ≥D .{2x x ≤或}5x ≥【答案】B 【解析】由不等式402x x ->+,解得2x <-或4x >,所以{|2A x x =<-或4}x >, 又由不等式27100x x -+≥,解得2x ≤或5x ≥,所以{|2B x x =≤或5}x , 可得R{|24}A x x =-≤≤,所以()R A B ⋂={}22x x -≤≤. 故选:B.3.(2021·福建省长汀县第一中学高三阶段练习)解关于x 的不等式:2(1)(23)20(1)a x a x a +-++<≥-.【解】当a +1=0即 a =-1时,原不等式变为-x +2<0,即x >2. 当a>-1时,原不等式可转化为()1201x x a ⎛⎫--< ⎪+⎝⎭, ∴方程()1201x x a ⎛⎫--= ⎪+⎝⎭的根为1,21a +. 若-1<a<12-,则11a +>2,解得2<x <11a +;若a =12-,则11a +=2,解得x ∈∅;若a >12-,则11a +<2, 解得11a +<x <2.综上,当a >12-时,原不等式的解集为{x |11a +<x <2}; 当a =12-时,原不等式的解集为∅;当-1<a <12-时,原不等式的解集为{x |2<x <11a +}. 当a =-1时,原不等式的解集为{x |x >2}.4.(2021·广东·普宁市大长陇中学高三阶段练习)已知二次函数y =ax 2+bx ﹣a +2. (1)若关于x 的不等式ax 2+bx ﹣a +2>0的解集是{x |﹣1<x <3},求实数a ,b 的值; (2)若b =2,a >0,解关于x 的不等式ax 2+bx ﹣a +2>0. 【解】(1)由题意知,﹣1和3是方程ax 2+bx ﹣a +2=0的两根, 所以132(1)3b aa a ⎧-+=-⎪⎪⎨-+⎪-⨯=⎪⎩,解得a =﹣1,b =2;(2)当b =2时,不等式ax 2+bx ﹣a +2>0为ax 2+2x ﹣a +2>0, 即(ax ﹣a +2)(x +1)>0,所以()210a x x a -⎛⎫-+> ⎪⎝⎭,当21a a-=-即1a =时,解集为{}1x x ≠-; 当21a a -<-即01a <<时,解集为2a x x a -⎧<⎨⎩或}1x >-;当21a a ->-即1a >时,解集为2a x x a -⎧>⎨⎩或}1x <-.➢考点2 一元二次不等式恒成立问题[名师点睛]1.一元二次不等式在R 上恒成立的条件(1)不等式ax 2+bx +c ≥0对任意实数x 恒成立的条件是: ①当a =0时,b =0,c ≥0;②当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ≤0.(2)不等式ax 2+bx +c ≤0对任意实数x 恒成立的条件是: ①当a =0时,b =0,c ≤0;②当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ≤0.2.一元二次不等式在给定区间上恒成立的求解方法 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).(1)当a <0时,f (x )<0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ -b 2a <α,f α<0或⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a >β,f β<0或Δ<0.f (x )>0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ fβ>0,f α>0.(2)当a >0时,f (x )<0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧f β<0,f α<0. f (x )>0在x ∈[α,β]上恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ -b 2a <α,f α>0或⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a >β,f β>0或Δ<0.3.转换主元法解给定参数范围问题解给定参数范围的不等式恒成立问题,若在分离参数时会遇到讨论的情况,或者即使能容易分离出参数与变量,但函数的最值难以求出,可考虑变换思维角度,即把变量与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,再根据原参数的范围列式求解. [典例]1.(2022·全国·高三专题练习)不等式()()21110a x a x +-+-<对一切实数x 恒成立,则a 的取值范围是( )A .15a <<B .51a -<<-C .51a -<≤-D .31a -<≤-【答案】C【解析】当10a +=,即1a =-时,()()21110a x a x +-+-<可化为10-<,即不等式10-<恒成立;当10a +≠,即1a ≠-时,因为()()21110a x a x +-+-<对一切实数x 恒成立,所以()()2101410a a a +<⎧⎪⎨+++<⎪⎩,解得51a -<<-; 综上所述,51a -<≤-. 故选:C.2.(2021·河北·石家庄市藁城区第一中学高三开学考试)若关于x 的不等式2210x ax ++在[0,)+∞上恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .()0,∞+B .[)1,-+∞C .[]1,1-D .[)0,∞+【答案】B【解析】解:当0x =时,不等式10恒成立; 当0x >时,由题意可得12a x x-+恒成立, 由11()22f x x x x x=+⋅=,当且仅当1x =时,取得等号. 所以22a -,解得1a -.综上可得,a 的取值范围是[)1,-+∞. 故选:B .3.(2022·全国·高三专题练习)已知[1a ∈-,1],不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立,则x 的取值范围为( ) A .(-∞,2)(3,)∞+ B .(-∞,1)(2,)∞+C .(-∞,1)(3,)∞+D .(1,3)【答案】C【解析】解:令()2(2)44f a x a x x =-+-+,则不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立转化为()0f a >在[1,1]a ∈-上恒成立.∴有(1)0(1)0f f ->⎧⎨>⎩,即22(2)4402440x x x x x x ⎧--+-+>⎨-+-+>⎩, 整理得:22560320x x x x ⎧-+>⎨-+>⎩,解得:1x <或3x >.x ∴的取值范围为()(),13,-∞⋃+∞.故选:C . [举一反三]1.(2022·江苏南通·模拟预测)当x ∈R 时,不等式2210x x a ---≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(],2-∞- B .(),2-∞- C .(],0-∞ D .(),0∞-【答案】A【解析】由题意,当x ∈R 时,不等式2210x x a ---≥恒成立,故2(2)4(1)0a ∆=-++≤ 解得2a ≤-,故实数a 的取值范围是(],2-∞- 故选:A2.(2022·全国·高三专题练习)已知a R ∈,“2210ax ax +-<对x R ∀∈恒成立”的一个充要条件是( ) A .10a -<< B .10a -<≤C .10a -≤<D .10a -≤≤【答案】B【解析】当0a =时,221=10ax ax +--<,对x R ∀∈恒成立; 当0a ≠时,若2210ax ax +-<,对x R ∀∈恒成立,则必须有2(2)4(1)0a a a <⎧⎨-⨯-<⎩,解之得10a -<<, 综上,a 的取值范围为10a -<≤.故“2210ax ax +-<对x R ∀∈恒成立”的一个充要条件是10a -<≤, 故选:B3.(2022·全国·高三专题练习)若不等式224(2)30a x a x -+-+()>的解集为R ,则实数a 的取值范围是( ) A .1124⎛⎫⎪⎝⎭,B .1124⎡⎫⎪⎢⎣⎭,C .()1124⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭,, D .(]1124⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭,, 【答案】B【解析】∵不等式224(2)30a x a x -+-+()>的解集为R , 当a -2=0,即a =2时,不等式为3>0恒成立,故a =2符合题意; 当a ﹣2≠0,即a ≠2时,不等式224(2)30a x a x -+-+()>的解集为R , 则()()220Δ424230a a a ->⎧⎪⎨⎡⎤=---⨯<⎪⎣⎦⎩,解得1124a <<, 综合①②可得,实数a 的取值范围是1124⎡⎫⎪⎢⎣⎭,.故选:B .4.(2022·全国·高三专题练习)不等式225732ax x a x +->-对一切()1,0a ∈-恒成立,则实数x 的取值范围是( ) A .(]1,4,2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭B .(][),41,-∞-⋃-+∞C .()4,1--D .14,2⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】A【解析】令()()227532=-+-+f a a x x x ,对一切()1,0a ∈-均大于0恒成立,所以 ()()22270175320⎧->⎪⎨-=--+-+≥⎪⎩x f x x x ,或()227005320⎧-<⎪⎨=-+≥⎪⎩x f x x , 或22705320⎧-=⎪⎨-+≥⎪⎩x x x , 解得4x ≤-或x >12≤xx =综上,实数x 的取值范围是4x ≤-,或12x ≥. 故选:A.5.(2022·全国·高三专题练习)若对任意的2[1,0],2420x x x m ∈--+++≥恒成立,则m 的取值范围是( ) A .[4,)+∞ B .[2,)+∞ C .(,4]-∞ D .(,2]-∞【答案】A【解析】解:因为对任意的2[1,0],2420x x x m ∈--+++≥恒成立, 所以对任意的2[1,0],242x m x x ≥-∈--恒成立, 因为当[1,0]x ∈-,()[]22142,4y x =--∈-,所以()2max 2424m x x --≥=,[1,0]x ∈-,即m 的取值范围是[4,)+∞ 故选:A6.(2021·江苏常州·高三阶段练习)已知函数2()1f x x ax =--,当[]0,3x ∈时,()5f x ≤恒成立,则实数a 的取值范围为__________. 【答案】[1,4]【解析】2|()|5515f x x ax ⇔-≤--≤, ①当0x =时,a R ∈;②当0x ≠时,2|()|5515f x x ax ⇔-≤--≤64x a x x x⇔-≤≤+, min 44242x x ⎛⎫∴+=+= ⎪⎝⎭,max 6321x x ⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭,∴14a ≤≤, 综上所述:14a ≤≤. 故答案为:[]1,4.7.(2022·浙江·高三专题练习)若关于x 的不等式3231012xkx x x->+-对任意的()0,2x ∈恒成立,则实数k 的取值范围为____________. 【答案】[]0,1【解析】由题意知:2302kx x x +->,即22>-k x x 对任意的()0,2x ∈恒成立,0k ∴≥ 当()0,2x ∈,3231012x kx x x->+-得: 233210kx x x x <+--,即200+21x kx <-对任意的()0,2x ∈恒成立,即210210=2x k x x x-<-对任意的()0,2x ∈恒成立, 令()102f x x x=-,()f x 在()0,2x ∈上单减,所以()()21f x f >=,所以1k ≤ 01k ∴≤≤.故答案为:[]0,18.(2021·重庆市涪陵高级中学校高三阶段练习)设函数2()1f x mx mx =--. (1)若对于一切实数x ,()0f x <恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于[]1,3x ∈,()5f x m <-+恒成立,求实数m 的取值范围. 【解】(1)解:由已知,210mx mx --<对于一切实数x 恒成立, 当0m =时,10-<恒成立,符合题意,当0m ≠时,只需20Δ40m m m <⎧⎨=+<⎩,解得40m -<<, 综上所述,m 的取值范围是(4-,0];(2)解:由已知,215mx mx m --<-+对[1x ∈,3]恒成立, 即2(1)6m x x -+<对[1x ∈,3]恒成立,22131()024x x x -+=-+>,∴261m x x <-+对[1x ∈,3]恒成立,令2()1g x x x =-+,则只需min6()m g x ⎡⎤<⎢⎥⎣⎦即可, 而()g x 在[1x ∈,3]上是单调递增函数,()[1g x ∴∈,7],∴66[,6]()7g x ∈,67m ∴<, 所以m 的取值范围是6(,)7-∞.➢考点3 一元二次方程根的分布问题[名师点睛]1.设一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的两实根为x 1,x 2,且x 1≤x 2,k 为常数,则一元二次方程根和k 的分布(即x 1,x 2相对于k 的位置)有以下若干定理.定理1:x 1<k <x 2(即一个根小于k ,一个根大于k )⇔af (k )<0.定理2:k <x 1≤x 2(即两根都大于k )⇔⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=b 2-4ac ≥0,af k >0,-b2a >k .定理3:x 1≤x 2<k (即两根都小于k )⇔⎩⎪⎨⎪⎧Δ=b 2-4ac ≥0,af k >0,-b2a <k .2.一元二次不等式在实数范围内有解的求解方法 (1)一元二次不等式ax 2+bx +c >0在实数范围内有解⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,b ,c ∈R 或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ=b 2-4ac >0.(2)一元二次不等式ax 2+bx +c <0在实数范围内有解⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ=b 2—4ac >0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b ,c ∈R .3.在区间内有解,可以参变分离为a >f (x )或a <f (x )的形式,转化为a >f (x )min 或a <f (x )max ;也可以通过对立命题转化为在区间内无解,从而转化为恒成立问题.[典例]1.(2022·重庆一中高三阶段练习)若方程240x ax -++=的两实根中一个小于1-,另一个大于2,则 a 的取值范围是( ) A .()0,3 B .[]0,3 C .()3,0-D .(,1)(3,)-∞+∞【答案】A【解析】因为方程24=0x ax -++有两根,一个大于2,另一个小于1-,所以函数 ()24f x x ax =-++有两零点,一个大于2,另一个小于1-,由二次函数的图像可知,()()2010f f ⎧>⎪⎨->⎪⎩ ,即:()()2222401140a a ⎧-+⋅+>⎪⎨--+⋅-+>⎪⎩ 解得:0<<3a 故选:A.2.(2022·全国·高三专题练习)若不等式220x x m --<在1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦上有解,则实数m 的取值范围是( ) A .[)1,-+∞ B .()1,-+∞ C .34⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .()0,∞+【答案】B【解析】因为不等式220x x m --<在1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦上有解,所以不等式22m x x >-在1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦上有解, 令()22211t x x x =-=--,则min 1t =-,所以1m >-,所以实数m 的取值范围是()1,-+∞ 故选:B3.(2022·上海·高三专题练习)已知,a Z ∈关于x 的一元二次不等式260x x a -+≤的解集中有且仅有3个整数,则所有符合条件的a 的值之和是( ) A .13 B .18C .21D .26【答案】C【解析】设2()6f x x x a =-+,其图象为开口向上,对称轴为3x =的抛物线, 根据题意可得,3640a ∆=->,解得9a <,因为()0f x ≤解集中有且仅有3个整数,结合二次函数的对称性可得(2)0(1)0f f ≤⎧⎨>⎩,即4120160a a -+≤⎧⎨-+>⎩,解得58a <≤,又,a Z ∈ 所以a =6,7,8,所以符合题意的a 的值之和6+7+8=21. 故选: C[举一反三]1.(2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高三开学考试(理))关于x 的方程2(2)60x m x m +-+-=的两根都大于2,则m 的取值范围是( )A .(,25)(25,)-∞-⋃+∞B .(6,25]--C .(6,2)(25,)--⋃+∞D .(,2)-∞-【答案】B【解析】解:∵关于x 的方程2(2)60x m x m +-+-=的两根都大于2,令2()(2)6f x x m x m =+-+-,可得2(2)4(6)0222(2)42(2)60m m m f m m ⎧∆=---≥⎪-⎪->⎨⎪=+-+->⎪⎩,即252526m m m m ⎧≥≤-⎪<-⎨⎪>-⎩或, 求得625m -<≤- 故选:B.2.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式2240ax x a -+<在(0,2]上有解,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .(2,)+∞【答案】A【解析】2(]0,x ∈时,不等式可化为22244x a x x x<=++;令2()4f x x x =+,则max 1()2a f x <==,当且仅当2x =时,等号成立,综上所述,实数a 的取值范围是1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭.故选:A .3.(2022·江苏·高三专题练习)已知关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,则实数a 的取值范围为( )A .2a ≤B .2a ≥C .52a ≥D .52a ≤【答案】D【解析】由题意得:关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,等价于不等式1a x x≤+在区间[1,2]上有解,设()1f x x x =+,则函数()1f x x x=+在[1,2]上单调递增,所以()()(152)2f f f x ≤=≤, 所以实数a 的取值范围为52a ≤, 故选:D.4.(2022·全国·高三专题练习)若关于x 的不等式2420x x a --->在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(,2)-∞- B .(],2-∞-C .(6,)-+∞D .(,6)-∞-【答案】A【解析】不等式等价于存在()1,4x ∈,使242a x x <--成立,即()2max42a x x <--设()224226y x x x =--=-- 当()1,4x ∈时,[)6,2y ∈--所以2a <- . 故选:A5.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,则实数a 的取值范围为_______【答案】52⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦,【解析】解:由题意得:关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,等价于不等式1a x x≤+在区间[1,2]上有解, 设1()f x x x =+,则函数1()f x x x=+在[]1,2上单调递增,所以5(1)()(2)2f f x f ≤≤=,所以实数a 的取值范围为52⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦,.6.(2022·全国·高三专题练习)若关于x 的不等式2210ax x ++<有实数解,则a 的取值范围是_____. 【答案】(),1-∞【解析】当0a =时,不等式为210x +<有实数解,所以0a =符合题意;当0a <时,不等式对应的二次函数开口向下,所以不等式2210ax x ++<有实数解,符合题意;当0a >时,要使不等式2210ax x ++<有实数解,则需满足440∆=->a ,可得1a <, 所以01a <<,综上所述:a 的取值范围是(),1-∞, 故答案为:(),1-∞.7.(2022·全国·高三专题练习)若一元二次方程2(1)30mx m x -++=的两个实根都大于1-,则m 的取值范围____【答案】2m <-或5m ≥+【解析】由题意得应满足0,11,20,(1)0m m m mf ≠⎧⎪+⎪>-⎪⎨⎪∆≥⎪->⎪⎩解得:2m <-或5m ≥+.故答案为:2m <-或5m ≥+.8.(2022·全国·高三专题练习)设函数()21f x mx mx =--,若对于任意的13{|}x x x ∈≤≤,()4f x m <-+恒成立,则实数m 的取值范围为_____.【答案】57m <【解析】若对于任意的13{|}x x x ∈≤≤,()4f x m <-+恒成立, 即可知:250mx mx m -+-<在13{|}x x x ∈≤≤上恒成立,令()25g x mx mx m =-+-,当0m =时,50-<恒成立, 当0m ≠时,对称轴为12x =. 当0m <时,有()g x 开口向下且在[]1,3上单调递减,∴在[]1,3上()()max 150g x g m ==-<,得5m <,故有0m <. 当0m >时,有()g x 开口向上且在[]1,3上单调递增,∴在[]1,3上()()max 3750g x g m ==-<, ∴507m <<, 综上,实数m 的取值范围为57m <, 故答案为:57m <9.(2021·江苏·仪征市第二中学高三阶段练习)已知函数2()(23)6()f x ax a x a R =-++∈. (1)当1a =时,求函数()y f x =的零点; (2)解关于x 的不等式()0(0)f x a <>;(3)当1a =时,函数()(5)3f x m x m -+++在[2,2]-有解,求实数m 的取值范围. 【解】解:(1)当1a =时,2()56(2)(3)f x x x x x =-+=--, 所以函数()y f x =的零点为2,3.(2)由2()(23)60f x ax a x =-++<可得(3)(2)0ax x --<, 当302a <<时,解得32x a <<;当32a =时,x 不存在,不等式的解集为∅; 当32a >时,解得32x a <<.综上,当302a <<时,不等式的解集3{|2}x x a <<,当32a =时,不等式的解集∅, 当32a >时,不等式的解集3{2}x x a<<. (3)1a =时,()(5)3f x m x m -+++在[2,2]-有解,即230x mx m ++-在[2,2]-有解,因为23y x mx m =++-的开口向上,对称轴2m x =-, ①22m --即4m ,2x =-时,函数取得最小值4230m m -+-即73m, 4m ∴. ②222m -<-<即44m -<<时,当2m x =-取得最小值,此时2304m m -+-,解得24m <. ③当22m-即4m -时,当2x =时取得最小值,此时4230m m ++-, 解得7m -,综上,2m 或7m -。
高考数学复习考点知识讲解课件4 基本不等式
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2.两个重要的不等式 (1)a2+b2≥____2_a_b____(a,b∈R),当且仅当 a=b 时取等号. (2)ab≤a+2 b2(a,b∈R),当且仅当 a=b 时取等号. 3.利用基本不等式求最值 (1)已知 x,y 都是正数,如果积 xy 等于定值 P,那么当 x=y 时,和 x+y 有最小值 ___2___P____. (2)已知 x,y 都是正数,如果和 x+y 等于定值 S,那么当 x=y 时,积 xy 有最大值
解法二:由题设易知 a>0,b>0,∴ ab=1a+2b≥2 时“=”成立,即 ab≥2 2,故选 C.
a2b,当且仅当 a=4 2,b=24 2
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(新教材) 高三总复习•数学
3.已知 x≥52,则 f(x)=x2-2x4-x+4 5的最小值为____1______.
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[解析] 因为 x≥52,所以 x-2>0,所以 f(x)=x2-2x4-x+4 5=x2-x2-2+ 2 1=12x-2+x-1 2 ≥1,当且仅当 x-2=x-1 2,即 x=3 时等号成立.
角度 3:消元法求最值 【例 3】 (1)已知 x>0,y>0,x+3y+xy=9,则 x+3y 的最小值为___6___.
4 (2)已知 5x2y2+y4=1(x,y∈R),则 x2+y2 的最小值是___5____.
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[解析] (1)解法一:由已知得 x+3y=9-xy, 因为 x>0,y>0,所以 x+3y≥2 3xy, 所以 3xy≤x+23y2,当且仅当 x=3y,即 x=3,y=1 时取等号,即(x+3y)2+12(x+3y) -108≥0. 令 x+3y=t,则 t>0 且 t2+12t-108≥0,得 t≥6,即 x+3y 的最小值为 6. 解法二:由 x+3y+xy=9,得 x=91-+3yy, 所以 x+3y=91-+3yy+3y=9-3y+1+3yy1+y =91++3yy2=31+y2-1+61y +y+12
高考数学复习专题 基本不等式
高考数学复习专题基本不等式全国名校高考数学复优质学案、专题汇编(附详解)高考数学复专题:基本不等式一、基本不等式1.基本不等式:对于任意非负实数 $a$ 和 $b$,有 $a+b \geq 2\sqrt{ab}$,等号成立当且仅当 $a=b$。
2.算术平均数与几何平均数:设 $a>0$,$b>0$,则$a$ 和 $b$ 的算术平均数不小于它们的几何平均数。
3.利用基本不等式求最值问题:1)如果积 $xy$ 是定值 $P$,那么当且仅当 $x=y$ 时,$x+y$ 有最小值 $2\sqrt{P}$。
2)如果和 $x+y$ 是定值 $P$,那么当且仅当 $x=y$ 时,$xy$ 有最大值 $\frac{P}{4}$。
4.常用结论:1)$a+b \geq 2ab$($a$,$b$ 为任意实数)。
2)$\frac{b^2}{a}+\frac{a^2}{b} \geq 2(a+b)$($a$,$b$ 为同号实数)。
3)$ab \leq \frac{a^2+b^2}{2} \leq (\frac{a+b}{2})^2$($a$,$b$ 为任意实数)。
4)$\frac{a}{b+c}+\frac{b}{c+a}+\frac{c}{a+b} \geq\frac{3}{2}$($a$,$b$,$c$ 为正实数)。
5)$2(a+b) \geq \sqrt{2}(a+b)$($a$,$b$ 为任意实数)。
6)$\frac{a^2+b^2}{a+b} \geq \frac{a+b}{2}$($a$,$b$ 为任意实数)。
7)$a^2+b^2 \geq ab$($a>0$,$b>0$)。
二、基本不等式在实际中的应用1.问题的背景是人们关心的社会热点问题,如物价、销售、税收等。
题目往往较长,解题时需认真阅读,从中提炼出有用信息,建立数学模型,转化为数学问题求解。
2.经常建立的函数模型有正(反)比例函数、一次函数、二次函数、分段函数以及 $y=ax+b$($a>0$,$b>0$)等。
2022年新高考数学总复习:基本不等式
2022年新高考数学总复习:基本不等式知识点一重要不等式a 2+b 2≥__2ab __(a ,b ∈R )(当且仅当__a =b __时等号成立).知识点二基本不等式ab ≤a +b2(均值定理)(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 __时等号成立;(3)其中a +b2叫做正数a ,b 的__算术平均数__,ab 叫做正数a ,b 的__几何平均数__.知识点三利用基本不等式求最大、最小值问题(1)如果x ,y ∈(0,+∞),且xy =P (定值),那么当__x =y __时,x +y 有最小值2P .(简记:“积定和最小”)(2)如果x ,y ∈(0,+∞),且x +y =S (定值),那么当x =y 时,xy 有最大值S 24.(简记:“和定积最大”)归纳拓展常用的几个重要不等式(1)a +b ≥2ab (a >0,b >0).(当且仅当a =b 时取等号)(2)ab (a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)≤a 2+b 22(a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)(4)b a +ab ≥2(a ,b 同号).(当且仅当a =b 时取等号).(5)21a +1b≤ab ≤a +b2≤a 2+b 22(a ,b >0当且仅当a =b 时取等号).双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数f (x )=cos x +4cos x ,x 4.(×)(2)“x >0且y >0”是“x y +yx ≥2”的充要条件.(×)(3)(a +b )2≥4ab (a ,b ∈R ).(√)(4)若a >0,则a 3+1a 2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.(√)题组二走进教材2.(必修5P 100练习T1改编)若x <0,则x +1x (D)A .有最小值,且最小值为2B .有最大值,且最大值为2C .有最小值,且最小值为-2D .有最大值,且最大值为-2[解析]因为x <0,所以-x >0,-x +1-x≥2,当且仅当x =-1时,等号成立,所以x+1x≤-2.3.(必修5P 100练习T3改编)设0<a <b ,则下列不等式中正确的是(B )A .a <b <ab <a +b2B .a <ab <a +b2<bC .a <ab <b <a +b 2D .ab <a <a +b2<b[解析]解法一(特值法):代入a =1,b =2,则有0<a =1<ab =2<a +b2=1.5<b =2.解法二(直接法):我们知道算术平均数a +b2与几何平均数ab 的大小关系,其余各式作差(作商)比较即可,答案为B .4.(必修5P 100A 组T2改编)若把总长为20m 的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是__25__m 2.[解析]设矩形的一边为x m ,面积为y m 2,则另一边为12×(20-2x )=(10-x )m ,其中0<x <10,∴y =x (10-x )≤x +(10-x )22=25,当且仅当x =10-x ,即x =5时,y max =25.题组三走向高考5.(2020·江苏,12,5分)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是__45__.[解析]由5x 2y 2+y 4=1知y ≠0,∴x 2=1-y 45y 2,∴x 2+y 2=1-y 45y 2y 2=1+4y 45y 2=15y 2+4y 25≥2425=45,当且仅当15y 2=4y 25,即y 2=12,x 2=310时取“=”.故x 2+y 2的最小值为45.6.(2019·天津,13)设x >0,y >0,x +2y =4,则(x +1)(2y +1)xy的最小值为__92__.[解析](x +1)(2y +1)xy =2xy +x +2y +1xy =2xy +5xy=2+5xy .∵x >0,y >0,∴4=x +2y ≥2x ·2y ,解得0<xy ≤2,当且仅当x =2y =2,即x =2且y =1时“=”成立.此时1xy ≥12,∴2+5xy ≥2+52=92,故(x +1)(2y +1)xy的最小值为92.考点突破·互动探究考点一利用基本不等式求最值——多维探究角度1拼凑法求最值例1(1)(2020·天津,14,5分)已知a >0,b >0,且ab =1,则12a +12b +8a +b的最小值为__4__.(2)(2021·吉林模拟)已知x >2,若f (x )=x +1x -2在x =n 处取得最小值,则n =(B )A .52B .3C .72D .4(3)(2021·重庆南开中学质检)已知实数a ,b >1,且满足ab -a -b =5,则2a +3b 的最小值为__17__.[解析](1)12a +12b +8a +b =a +b 2ab +8a +b =a +b 2+8a +b≥2a +b 2×8a +b=4,当且仅当a +b 2=8a +b ,即(a +b )2=16,也即a +b =4时取等号.又∵ab =1=2+3,=2-3或=2-3,=2+3时取等号,∴12a +12b +8a +b的最小值为4.(2)由f (x )=x +1x -2=(x -2)+1x -2+2≥4,当且仅当x -2=1x -2>0,即x =3时,取得等号,故选B .(3)由ab-a-b=5⇒6=(a-1)(b-1)⇒36=(2a-2)(3b-3)则2a+3b≥17,当且仅当a=4,b=3取最小值.[引申]f(x)=x+1x-2的值域为__(-∞,0]∪[4,+∞)__.[解析]f(x)=(x-2)+1x-2+2,∵|(x-2)+1x-2|=|x-2|+1|x-2|≥2(当且仅当|x-2|=1即x=3或1时取等号)∴(x-2)+1x-2≥2或x-2+1x-2≤-2,∴f(x)≥4或f(x)≤0,即f(x)的值域为(-∞,0]∪[4,+∞).名师点拨拼凑法求最值的技巧(1)用均值定理求最值要注意三个条件:一正、二定、三相等.“一正”不满足时,需提负号或加以讨论,“二定”不满足时,需变形,“三相等”不满足时,可利用函数单调性.(2)求乘积的最值.同样要检验“一正、二定、三相等”,如例(2)的关键是变形,凑出积为常数.角度2换元法求最值例2(1)已知x>54,求函数y=16x2-28x+114x-5的最小值;(2)(2021·百校联盟尖子生联考)已知a,b∈R+,且a+2b=ab-16,则ab的最小值为(B)A.16B.32C.64D.128[思路](1)通过换元转化为形如Ax+Bx+C形式的函数.[解析](1)设4x-5=t,则x=t+54.∵x>54,∴t>0.∴y=-28·t+54+11t=t2+3t+1t=t +1t+3≥2+3=5.当且仅当t =1即x =32时,上式取“=”号.∴x =32时,y min =5.(2)ab -16=a +2b ≥22ab ,令ab =t ,则t 2-22t -16≥0⇒t ≥22+722=42,故ab ≥32,即ab 最小值为32.(当且仅当a =8,b =4时取等号)故选B .[答案](1)5角度3常数代换法求最值例3(1)已知正数x ,y 满足x +2y =4,则2x +1y最小值为__2__;(2)已知正数x ,y 满足8x +1y =1,则x +2y 的最小值为__18__.[思路](2)先利用乘常数法或消元法,再利用基本不等式求解最值.[解析](1)2x +1y =x +2y )×14=+x y ++ 2.当且仅当x y =4yx ,即y 2=x 2,+2y =4=2,=1时取等号.(2)解法一:x +2y x +2y )=10+x y +16yx ≥10+2x y ·16yx =18,当且仅当+1y =1,=16y x=12,=3时“=”成立,故x +2y 的最小值是18.解法二(消元法):由8x +1y =1,得y =x x -8,由y >0⇒x x -8>0,又x >0⇒x >8,则x +2y =x+2x x -8=x +2(x -8)+16x -8=x +2+16x -8=(x -8)+16x -8+10≥2(x -8)·16x -8+10=18,当且仅当x -8=16x -8,即x =12(x =4舍去),y =3时,“=”成立,故x +2y 的最小值为18.名师点拨常数代换法的技巧(1)常数代换法就是利用常数的变形以及代数式与“1”的积、商都是自身的性质,通过代数式的变形构造和式或积式为定值,然后利用基本不等式求最值.(2)利用常数代换法求解最值应注意:①条件的灵活变形,常数化成1是代数式等价变形的基础;②利用基本不等式求最值时“一正、二定、三相等”的检验,否则容易出现错解.〔变式训练1〕(1)(角度1)(2021·宁夏银川一中月考)已知正数x 、y 满足x +y =1,则1x +41+y 的最小值为(B)A .2B .92C .143D .5(2)(角度2)(2021·山东师大附中模拟)若正数x ,y 满足x +5y =3xy ,则5x +y 的最小值为__12__;(3)(角度3)(2020·天津七校期中联考)已知a >0,b >0,且1a +1+1b =1,求a +b 的最小值__3__.[解析](1)∵x +y =1,所以x +(1+y )=2,则[x+(1+y =4x 1+y +1+y x +5≥24x 1+y ·1+y x+5=9,所以1x +41+y ≥92,=1+yx 1=23=13时取等号∴1x +41+y 的最小值为92,故选B .(2)∵x >0,y >0,x +5y =3xy ,即5x +1y =3,∵5x +yx +y )+5y x ++12,(当且仅当x =y =2时取等号)∴5x +y 的最小值为12,另解:∵x >0,y >0,x +5y =3xy ,即x =5y3y -1,令3y -1=t ,则y =t +13,(t >0),∴5x +y =25y 3y -1+y+t +13=263+≥263+2325t·t =12.(当且仅当t =5,即x =y =2时取等号)∴5x +y 的最小值为12.(3)∵a >0,b >0,且1a +1+1b=1,∴a +b =[(a +1)+b ]-1a +1)+b ]-1=b a +1+a +1b+1≥2b a +1·a +1b+1=3,当且仅当a +1=b ,即a =1,b =2时取等号,∴a +b 的最小值为3,另解:(换元法)由1a +1+1b =1得b =1+1a ,(a >0),∴a +b =a +1a+1≥2a ·1a+1=3,当且仅当a =1,b =2时取等号,∴a +b 的最小值为3.考点二利用基本不等式求参数的范围——师生共研例4若正数a ,b 满足ab =a +b +3,则(1)ab 的取值范围是__[9,+∞)__;(2)a +b 的取值范围是__[6,+∞)__.[解析](1)∵ab =a +b +3≥2ab +3,令t =ab >0,∴t 2-2t -3≥0,∴(t -3)(t +1)≥0.∴t ≥3即ab ≥3,∴ab ≥9,当且仅当a =b =3时取等号.(2)∵ab =a +b +3,∴a +b +3.今t =a +b >0,∴t 2-4t -12≥0,∴(t -6)(t +2)≥0.∴t ≥6即a +b ≥6,当且仅当a =b =3时取等号.名师点拨利用方程的思想是解决此类问题的常规解法.另外,本例第二问也可用如下方法求解:由已知b=a+3a-1>0,∴a-1>0,∴a+b=a+a+3a-1=a+a-1+4a-1=a+1+4a-1=(a-1)+4a-1+2≥6.当且仅当a=b=3时取等号.〔变式训练2〕(2020·黑龙江哈尔滨三中期中)已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y的最小值是__4__. [解析]解法一:∵x>0,y>0,x+2y+2xy=8.∴(2y+1)(x+1)=9且x+1>0,2y+1>0∴x+2y=(2y+1)+(x+1)-2≥2(2y+1)·(x+1)-2=4.(当且仅当x=2,y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.解法二:∵x>0,y>0,∴2xy=(2y+x)42(当且仅当x=2,y=1时取等号)又x+2y+2xy=8,∴x+2y+(x+2y)42≥8,∴(x+2y-4)(x+2y+8)≥0,∴x+2y-4≥0,即x+2y≥4(当且仅当x=2,y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.解法三:∵x>0,y>0,x+2y+2xy=8,∴x=8-2y1+2y=92y+1-1,∴x+2y=92y+1+(2y+1)-2≥292y+1·(2y+1)-2=4(当且仅当y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.秒杀解法:x+2y+2xy=8,即x+2y+x·2y=8.由条件及结论关于x、2y的对称性知当x =2y=2时x+2y取最小值为4.考点三利用基本不等式解决实际问题——师生共研例5某人准备在一块占地面积为1800m2的矩形地块中间建三个矩形温室大棚,大棚周围均是宽为1m的小路(如图所示),大棚总占地面积为S m2,其中a∶b=1∶2,则S 的最大值为__1568__.[解析]由题意可得xy=1800,b=2a,x>3,y>3,则y=a+b+3=3a+3,所以S=(x-2)a+(x-3)b=(3x-8)a=(3x-8)y-33=1808-3x-83y=1808-3x-83×1800x=18083x+4800x1808-23x×4800x=1808-240=1568,当且仅当3x=4800x,即x=40,y=45时等号成立,S取得最大值,所以当x=40,y=45时,S取得最大值为1568.名师点拨应用基本不等式解决实际问题的步骤:①仔细阅读题目,深刻理解题意;②找出题目中的数量关系,并设出未知数,并用它表示其它的量,把要求最值的量设为函数;③利用基本不等式求出最值;④再还原成实际问题,作出解答.〔变式训练3〕某工厂建造一个无盖的长方体贮水池,其容积为4800m3,深度为3m.如果池底每1m2的造价为150元,池壁每1m2的造价为120元,要使水池总造价最低,那么水池底部的周长为__160__m.[解析]设水池底面一边的长度为x m,则另一边的长度为48003xm,由题意可得水池总造价f(x)=150×48003+1202×3x+2×3×48003x=240000+720x+1600x(x>0),则f(x)=720x+1600x240000≥720×2x ·1600x+240000=720×2×40+240000=297600,当且仅当x =1600x,即x =40时,f (x )有最小值297600,此时另一边的长度为48003x=40(m),因此,要使水池的总造价最低,水池底部的周长应为160m.名师讲坛·素养提升基本不等式的综合应用角度1基本不等式与其他知识交汇的最值问题例6设等差数列{a n }的公差为d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是__92__.[解析]a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n (1+n )2,所以S n +8a n=n (1+n )2+8n =+16n+2n ·16n+=92,当且仅当n =4时取等号,所以S n +8a n 的最小值是92.角度2求参数值或取值范围例7已知不等式(x +y 9对任意正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为(B)A .2B .4C .6D .8[解析]已知不等式(x +y 9对任意正实数x ,y 恒成立,只要求(x +y 最小值大于或等于9,∵1+a +y x +axy ≥a +2a +1,当且仅当y =ax 时,等号成立,∴a +2a +1≥9,第11页共11页∴a ≥2或a ≤-4(舍去),∴a ≥4,即正实数a的最小值为4,故选B .名师点拨求参数的值或范围: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.〔变式训练4〕(1)(角度1)已知函数f (x )=ax 2+bx (a >0,b >0)的图象在点(1,f (1))处的切线的斜率为2,则8a +b ab的最小值是(B )A .10B .9C .8D .32(2)设x >0,y >0,不等式1x +1y +m x +y≥0恒成立,则实数m 的最小值是__-4__.[解析](1)由函数f (x )=ax 2+bx ,得f ′(x )=2ax +b ,由函数f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线斜率为2,所以f ′(1)=2a +b =2,所以8a +b ab=1a +8b =a+b )+b a ++=12(10+8)=9,当且仅当b a =16a b ,即a =13,b =43时等号成立,所以8a +b ab 的最小值为9,故选B .(2)原问题等价于m x +y≥∵x >0,y >0,∴等价于m ≥x +y )的最大值.x +y )=-2-2-2=-4,当且仅当x =y 时取“=”,故m ≥-4.。
高考数学复习知识点讲解教案第4讲 基本不等式
− 2 = 3 ≤
2
3 + 2
,
4
2
≤ 8,即 + ≤ 2 2,故C正确;对于D,由 > 0, > 0, + − = 2,
(当且仅当 =
2
时,等号成立),得
≤ 4,故D错误.故选BC.
+
2
− 2 = ≤
2
2
+
2
,
探究点二 变形用基本不等式求最值
微点1 配凑法
4
(简记:和定积最大)
常用结论
1.若 > 0, > 0,则1
2
1
+
≤ ≤
2.当 > 0时,函数 = +
数 = +
+
2
≤
2 +2
,当且仅当
2
= 时,等号成立.
> 0 在 = 处取得最小值2 ;当 < 0时,函
> 0 在 = − 处取得最大值−2 .
=
2
2
⋅ 2 2 1 − 2 2 ,再利用基本不等式求解.
> 0,
2
2
⋅
2
2
1−
2
2
1
时等号成立,故
2
1−
≤
2
2
⋅
2
2
2 +1−2
2
=
2
2
2 的最大值为 .
4
2
,
4
[总结反思]
基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,利用
2025高考数学一轮复习-第4讲-不等式的性质、基本不等式【课件】
聚焦知识
1.两个实数比较大小的方法
(1) 作差法:aa- -bb> =00⇔ ⇔aa> =bb, , a-b<0⇔a<b.
第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
第4讲 不等式的性质、基本不等式
激活思维
1.下列命题为真命题的是
(B )
A.若 a>b>0,则 ac2>bc2
B.若 a>b>0,则 a2>b2
C.若 a<b<0,则 a2<ab<b2 【解析】对于A,c2=0时不成立;
D.若 a<b<0,则1a<1b
对于B,因为a>b>0,所以a2-b2=(a+b)(a-b)>0,所以a2>b2,所以B成立;
4.已知 x>0,则 2-3x-4x的最大值是__2_-__4___3__.
【解析】因为 x>0,所以 2-3x-4x=2-3x+4x≤2-2 =4x,即 x=233时等号成立.
3x·4x=2-4 3,当且仅当 3x
5.用一段长为 30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长
18 m,当这个矩形与墙相对的一边长为__15__m时,菜园面积最大, 最大面积是2_22_5___ m2.
ab>1⇔a>b(a∈R,b>0), (2) 作商法:ab=1⇔a=b(a∈R,b≠0),
ab<1⇔a<b(a∈R,b>0).
2.不等式性质
a>b⇔b<a;a>b,b>c⇒a>c;a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+
不 d;a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd 等 |x-a|+|x-b|≥|b-a|
高考数学总复习:基本不等式与不等式的证明
基本不等式与不等式的证明知识网络考试大纲要求:1. 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;2.理解绝对值的几何意义,并能利用含绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:①;②;3.了解下列柯西不等式的几种不同形式,理解它们的几何意义,并会证明.4.了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用数学归纳法证明一些简单问题.会用数学归纳法证明贝努利不等式:为大于1的正整数);了解当n为实数时贝努利不等式也成立.5.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法等.重点:会用基本不等式、柯西不等式等解决简单的最大(小)值问题;了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法等.难点:利用基本不等式、柯西不等式求最大值、最小值,特别注意等号成立条件;不等式的证明。
知识点一:绝对值不等式的性质1.;2.;知识点二:基本不等式1、如果那么当且仅当时取“=”号).2、如果那么(当且仅当时取“=”号).3、如果,那么(当且仅当时取“=”号)4、如果,那么(当且仅当时取“=”号)5、若a1,a2,...., a n∈R+,则:≥ (n∈N)当且仅当a1=a2=.......=a n时,取等号。
知识点三:柯西不等式 1. 二维形式的柯西不等式:(1)向量形式:设是两个向量,则,当且仅当是零向量或存在实数k,使时,等号成立。
(2)代数形式:①若a、b、c、d都是实数,则,当且仅当ac=bd时,等号成立;②若a、b、c、d都是正实数,则,当且仅当ac=bd时,等号成立;③若a、b、c、d都是实数,则,当且仅当ac=bd 时,等号成立;注意:柯西不等式的代数形式可以看作是向量形式的坐标化表示;(3)三角形式:设,则。
2. 一般形式的柯西不等式(代数形式):若都是实数,则,当且仅当或存在实数k,使得时,等号成立。
知识点四:不等式的证明1.不等式证明的理论依据:不等式的概念和性质,实数的性质,以及一些基本的不等式: (1)若a ∈R,则|a|≥0,a 2≥0. (2)若a,b ∈R,则a 2+b 2≥2ab.(3)若a,b ∈R +,则≥(4)若a,b 同号,则+≥2.(5)若a,b,c ∈R +,则≥(6)若a,b ∈R,则||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|2.证明不等式的基本方法: 比较法(作差、作商),综合法,分析法,数学归纳法及反证法;另外还有如换元法、放缩法等。
2025版高考数学一轮总复习1-4基本不等式
3.基本不等式求最值
2
(1)设,为正数,若积等于定值,那么当 = 时,和 + 有最小值_____
(简记为:积定和最小).
(2)设,为正数,若和 + 等于定值,那么当 =
(简记为:和定积最大).
1 2
时,积有最大值_____
4
常用结论
1.常用推论
(1) +
≥ 2 + 2 2,
命题角度3 换元法求最值
例3 【多选题】(2022年新课标Ⅱ卷)若,满足 2 + 2 − = 1,则(
A. + ≤ 1
B. + ≥ −2
√
C. 2 + 2 ≤ 2
√
D. 2 + 2 ≥ 1
)
解:由 2 + 2 − = 1,得 +
2
+
等式,其中,____叫做正数,的算术平均数,_____叫做正数,的几何平均数.基
2
不小于
本不等式表明:两个正数的算术平均数________它们的几何平均数.
2.几个重要不等式
重要不等式
2
2
−2
2 +2
2
使用前提
等号成立条件
> 0
_______
= −
________
−
≤ −2
− ⋅
当 = −1时等号成立,故B正确.
对于D,显然存在 = 4,使得 +
1
5
2
= < 2 2,故D错误.故选B.
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−
= −2,当且仅
2.(2020年上海卷)下列不等式恒成立的是 (
高三总复习数学课件 教材中的四个不等式与高考题的“血缘关系”
[真题展示]
(1)(2013·全国Ⅱ卷节选)已知函数 f(x)=ex-ln(x+m).求证:当 m≤2 时, f(x)>0.(现已收编为人教 A 版教科书选择性必修第二册第 104 页复习参考题 18 题)
(2)(2016·全国Ⅲ卷)设函数 f(x)=ln x-x+1. ①讨论 f(x)的单调性; ②求证:当 x∈(1,+∞)时,1<xln-x1<x; ③设 c>1,求证当 x∈(0,1)时,1+(c-1)x>cx.
综合②③可得 ④1+x x<ln(x+1)<x(0<x<1); 注意上述①~④均是在0<x<1时成立. 事实上,①可以加强为如下两个不等式: ⑤ex≥1+x(x∈R); ⑥ex≤1-1 x(x<1); ④可以加强为 ⑦1+x x≤ln(1+x)≤x(x>-1).
但凡含有自然对数“ln x”或指数函数“ex”的不等式,大多都与教科书上不等式 (1)~(4)有着密不可分的“血缘关系”.近几年各地高考中的一些压轴题,频频出现 含有这两个特殊符号的不等式,令许多考生望而却步.其实,这些压轴题中的不等 式,很多都由推论中的⑤~⑦式“繁殖”出来的“蘑菇群”,研透教材不等式(1)~ (4)及推论①~⑦式往往会成为破解这类高难度压轴题的突破口.
据此,可编拟: 题2:已知数列{an}满足a1=12,an+1=2-1 an. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设数列{an}的前n项和为Sn,求证:Sn<n-ln n+2 2.
2.由ex≥1+x编拟题目 变形衍变:当x>-1时,由ex≥1+x>0,可得e-x≤1+1 x.
从而1-e-x≥1-1+1 x,即1-e-x≥1+x x. 据此,可编拟:
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高三数学总复习讲义——不等式的性质知识清单:1.不等式的性质:⑴(对称性或反身性);a b b a >Û<⑵(传递性);a b b c a c >>Þ>,⑶(可加性),此法则又称为移项法则;a b a c b c >+>+Þ(同向可相加)a b c d a c b d Þ>>+>+,⑷(可乘性).0a b c ac bc Þ>>>,;0a b c ac bc Þ><<,(正数同向可相乘)00a b c d ac bd Þ>>>>>,⑸(乘方法则)00n n a b n N a b >>ÎÛ>>()⑹(开方法则)0,20a b n N n >>Î>>(≥)⑺(倒数法则)110a b ab a bÞ>><,注意:条件与结论间的对应关系,是“”符号还是“”符号;运用不等式性质的关键是不ÞÛ等号方向的把握,条件与不等号方向是紧密相连的。
运用不等式的性质可以对不等式进行各种变形,虽然这些变形都很简单,但却是我们今后研究和认识不等式的基本手段.2.定理1:如果a ,b ∈{x |x 是正实数},那么≥(当且仅当a =b 时取“=”号).2a b+ab 注:该不等式可推出:当a 、b 为正数时,(当且仅当a=b 时取“=”号)2112a b a b++即:平方平均数≥算术平均数≥几何平均数≥调和平均数2.含立方的几个重要不等式(a 、b 、c 为正数):⑴3322a b a b ab ++≥⑵由3332223()()a b c abc a b c a b c ab ac bc ++-=++++---可推出3333a b c abc++≥(,);0a b c ++>等式即可成立0a b c a b c ==++=或时取等⑶如果a ,b ,c ∈{x|x 是正实数},那么3a b c ++(当且仅当a =b =c 时取“=”号)3.绝对值不等式:123123(0)a b a b a b ab a a a a a a --+++++⑴≤≤≥时,取等号⑵≤注:均值不等式可以用来求最值(积定和小,和定积大),特别要注意条件的满足:一正、二定、三相等.课前预习1.如果,那么,下列不等式中正确的是()0,0a b <>(A )(B (C )(D )11a b<<22a b <||||a b >2.设a 、b 、c 是互不相等的正数,则下列等式中不恒成立的是(A )(B )||||||a b a c b c -£-+-2211a a a a+³+(C )1||2a b a b -+³--£3.设a ,b ,c ,d ∈R ,且a >b ,c >d ,则下列结论中正确的是A .a +c >b +dB .a -c >b -dC .ac >bdD.a b d c>4.若a <b <0,则下列结论中正确的命题是()A和均不能成立11a b >11||||a b >B .和均不能成立11a b b >-11||||a b >C .不等式和(a +)2>(b +)2均不能成立11a b a >-b 1a 1D.不等式和(a +)2>(b +)2均不能成立11||||a b >a1b 15.“a >b >0”是“ab <”的()222a b +(A )充分而不必要条件(B )必要而不充分条件(C )充分必要条件(D)既不允分也不必要条件6.(1)若实数a 、b 满足a +b =2,则3a +3b 的最小值是()A .18B .6C .2 D.23437.若a >b >1,P ,Q =(lg a +lg b ),R =lg (),则()212a b+A .R <P <Q B .P <Q <R C .Q <P <RD.P <R <Q高三数学总复习讲义——不等式证明知识清单:一、常用的证明不等式的方法1.比较法比较法证明不等式的一般步骤:作差—变形—判断—结论;为了判断作差后的符号,有时要把这个差变形为一个常数,或者变形为一个常数与一个或几个平方和的形式,也可变形为几个因式的积的形式,以便判断其正负。
2.综合法利用某些已经证明过的不等式(例如算术平均数与几何平均数的定理)和不等式的性质,推导出所要证明的不等式,这个证明方法叫综合法;利用某些已经证明过的不等式和不等式的性质时要注意它们各自成立的条件。
综合法证明不等式的逻辑关系是:,及从已知条件出发,12n A B B B B ÞÞÞÞÞ⋯A 逐步推演不等式成立的必要条件,推导出所要证明的结论。
B 3.分析法证明不等式时,有时可以从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的充分条件,把证明不等式转化为判定这些充分条件是否具备的问题,如果能够肯定这些充分条件都已具备,那么就可以断定原不等式成立,这种方法通常叫做分析法。
注意:(1)“分析法”是从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的充分条件,把证明不等式转化为判定这些充分条件是否具备的问题,即“执果索因”;(2)综合过程有时正好是分析过程的逆推,所以常用分析法探索证明的途径,然后用综合法的形式写出证明过程。
二、不等式的解法解不等式是求定义域、值域、参数的取值范围时的重要手段,与“等式变形”并列的“不等式的变形”,是研究数学的基本手段之一。
高考试题中,对解不等式有较高的要求,近两年不等式知识占相当大的比例。
1.不等式同解变形(1)同解不等式((1)与同解;()()f x g x >()()()()f x F x g x F x +>+(2)与同解,与同解;0()()m f x g x >>,()()mf x mg x >0()()m f x g x <>,()()mf x mg x <(3)与同解);()0()f xg x >()()0(()0f x g x g x ×>¹2.一元一次不等式解一元一次不等式(组)及一元二次不等式(组)是解其他各类不等式的基础,必须熟练掌握,灵活应用。
情况分别解之。
(1)0(2)0(3)0a ax b a a ì>ïï>Þ=íï<ïî分3.一元二次不等式或分及情况分别解之,还要注意20(0)ax bx c a ++>¹20(0)ax bx c a ++<¹Þ0a >0a <的三种情况,即或或,最好联系二次函数的图象。
24b ac D =-0D >0D =0D <4.分式不等式分式不等式的等价变形:>0f(x)·g(x)>0,≥0。
)()(x g x f Û)()(x g x f Û()()0()0f xg x g x ì׳ïí¹ïî5.简单的绝对值不等式绝对值不等式适用范围较广,向量、复数的模、距离、极限的定义等都涉及到绝对值不等式。
高考试题中,对绝对值不等式从多方面考查。
解绝对值不等式的常用方法:①讨论法:讨论绝对值中的式于大于零还是小于零,然后去掉绝对值符号,转化为一般不等式;②等价变形:解绝对值不等式常用以下等价变形:|x|<a x 2<a 2-a<x<a(a>0),ÛÛ|x|>a x 2>a 2x>a 或x<-a(a>0)。
ÛÛ一般地有:|f(x)|<g(x)-g(x)<f(x)<g(x),Û|f(x)|>g(x)f(x)>g (x)或f(x)<g(x)。
Û6.指数不等式()()f x g x a a >Þ;(1)1()()a f x g x >>当时,;(2)01()()a f x g x <<<当时,7.对数不等式log b a a N b N =Û=等,1(00log )log log log m n a a a b n a b b b b m a>>Û=,,,log ()log ()a a f x g x >Þ(1)当时,;1a >()0()()g x f x g x ì>ïí>ïî(2)当时,。
01a <<()0()()f x f xg x ì>ïí<ïî8.线性规划(1)平面区域一般地,二元一次不等式在平面直角坐标系中表示某一侧0Ax By C ++>0Ax By C ++=所有点组成的平面区域。
我们把直线画成虚线以表示区域不包括边界直线。
当我们在坐标系中画不等式所表示的平面区域时,此区域应包括边界直线,则把直线画成实线。
0Ax By C ++³说明:由于直线同侧的所有点的坐标代入,得到实数符0Ax By C ++=(,)x y Ax By C ++号都相同,所以只需在直线某一侧取一个特殊点,从的正负即可判断00(,)x y 00Ax By C ++表示直线哪一侧的平面区域。
特别地,当时,通常把原点作为此特殊点。
0Ax By C ++>0C ¹(2)有关概念引例:设,式中变量满足条件2z x y =+,x y ,求的最大值和最小值。
4335251x y x y x ì-£-ïï+£íï³ïîz x y -+=1x =由题意,变量所满足的每个不等式都表示一个平面区域,不等式组则表示这些平面,x y 区域的公共区域。
由图知,原点不在公共区域内,当时,,即(0,0)0,0x y ==20z x y =+=点在直线:上,作一组平行于的直线:,,可知:当在(0,0)0l 20x y +=0l l 2x y t +=t R Îl 的右上方时,直线上的点满足,即,而且,直线往右平移时,随之0l l (,)x y 20x y +>0t >l t 增大。