近年届高考数学大一轮复习第十四章系列4选讲14.2不等式选讲学案理北师大版(2021年整理)

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2019届高考数学大一轮复习第十四章系列4选讲14.2 不等式选讲学案理北师大版
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§14。

2 不等式选讲
最新考纲
考情考向分析
1。

理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取
等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b -c|(a,b∈R).
2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:
|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c。

3。

通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.本节题目常见的是解绝对值不等式、利用不等式恒成立求参数的值或范围,求含有绝对值的函数最值也是考查的热点.求解的一般方法是去掉绝对值,也可以借助数形结合求解.在高考中主要以解答题的形式考查,难度为中、低档.
1.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x |<a 与|x |〉a 的解集
(2)|ax +b |≤c (c 〉0)和|ax +b |≥c (c >0)型不等式的解法 ①|ax +b |≤c ⇔-c ≤ax +b ≤c ;
②|ax +b |≥c ⇔ax +b ≥c 或ax +b ≤-c 。

(3)|x -a |+|x -b |≥c (c >0)和|x -a |+|x -b |≤c (c >0)型不等式的解法 ①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
③通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方程的思想. 2.含有绝对值的不等式的性质
(1)如果a ,b 是实数,则|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |,当且仅当
ab ≥0时,等号成立.
(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. 3.不等式证明的方法 (1)比较法 ①作差比较法
知道a >b ⇔a -b 〉0,a <b ⇔a -b 〈0,因此要证明a >b ,只要证明a -b >0即可,这种方法称为作差比较法. ②作商比较法
由a 〉b >0⇔错误!>1且a 〉0,b 〉0,因此当a >0,b >0时,要证明a 〉b ,只要证明a b
〉1即可,这种方法称为作商比较法. (2)综合法
从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫作综合法,即“由因导果”的方法.(3)分析法
从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成立,这种证明方法叫作分析法,即“执果索因”的方法.
题组一思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若|x|〉c的解集为R,则c≤0。

(×)
(2)不等式|x-1|+|x+2|〈2的解集为∅.(√)
(3)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当a>b>0时等号成立.( ×)
(4)对|a|-|b|≤|a-b|当且仅当|a|≥|b|时等号成立.(×) (5)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当ab≤0时等号成立.( √)
题组二教材改编
2.不等式3≤|5-2x|<9的解集为()
A.[-2,1)∪[4,7)B.(-2,1]∪(4,7]
C.(-2,-1]∪[4,7) D.(-2,1]∪[4,7)
答案D
解析由题意得错误!
即错误!
解得错误!不等式的解集为(-2,1]∪ [4,7).
3.求不等式|x-1|-|x-5|<2的解集.
解①当x≤1时,原不等式可化为1-x-(5-x)<2,
∴-4<2,不等式恒成立,∴x≤1;
②当1〈x〈5时,原不等式可化为x-1-(5-x)<2,
∴x〈4,∴1〈x<4;
③当x≥5时,原不等式可化为x-1-(x-5)〈2,该不等式不成立.
综上,原不等式的解集为(-∞,4).
题组三易错自纠
4.若函数f(x)=|x+1|+2|x-a|的最小值为5,则实数a=。

答案4或-6
解析方法一①当a=-1时,f(x)=3|x+1|,
f(x)
min
=0,不符合题意;
②当a〈-1时,f(x)=错误!
∴f(x)min=f(a)=-a-1=5,∴a=-6成立;
③当a〉-1时,f(x)=错误!
∴f(x)min=f(a)=a+1=5,∴a=4成立.
综上,a=4或a=-6.
方法二当a=-1时,f(x)min=0,不符合题意;
当a≠-1时,f(x)min=f(a)=|a+1|=5,
∴a=4或a=-6.
5.已知a,b,c是正实数,且a+b+c=1,则错误!+错误!+错误!的最小值为.
答案9
解析把a+b+c=1代入到错误!+错误!+错误!中,
得错误!+错误!+错误!
=3+错误!+错误!+错误!
≥3+2+2+2=9,
当且仅当a=b=c=1
3
时,等号成立.
6.若不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+错误!a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为.
答案错误!
解析设y=|2x-1|+|x+2|
=错误!
当x〈-2时,y=-3x-1>5;
当-2≤x〈1
2
时,y=-x+3>错误!,y≤5;
当x≥错误!时,y=3x+1≥错误!,故函数y=|2x-1|+|x+2|的最小值为错误!。

因为不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+错误!a+2对任意实数x恒成立,所以错误!≥a2+错误!a+2。

解不等式错误!≥a2+错误!a+2,得-1≤a≤错误!,
故实数a的取值范围为错误!。

题型一绝对值不等式的解法
1.(2017·全国Ⅰ)已知函数f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;
(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范围.
解(1)当a=1时,不等式f(x)≥g(x)等价于
x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.①
当x<-1时,①式化为x2-3x-4≤0,无解;
当-1≤x≤1时,①式化为x2-x-2≤0,从而-1≤x≤1;
当x>1时,①式化为x2+x-4≤0,
从而1<x≤错误!。

所以f(x)≥g(x)的解集为错误!。

(2)当x∈[-1,1]时,g(x)=2,
所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1]等价于
当x∈[-1,1]时,f(x)≥2。

又f(x)在[-1,1]上的最小值必为f(-1)与f(1)之一,
所以f(-1)≥2且f(1)≥2,得-1≤a≤1.
所以a的取值范围为[-1,1].
2.已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a〉0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的图像与x轴围成的三角形的面积大于6,求a的取值范围.
解(1)当a=1时,
f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1〉0.
当x≤-1时,不等式化为x-4>0,无解;
当-1<x<1时,不等式化为3x-2>0,解得错误!<x<1;
当x≥1时,不等式化为-x+2〉0,解得1≤x<2。

所以f(x)>1的解集为错误!。

(2)由题设可得,f(x)=错误!
所以函数f(x)的图像与x轴围成的三角形的三个顶点分别为A错误!,B(2a+1,0),C(a,a+1),
△ABC的面积为2
3
(a+1)2。

由题设得2
3
(a+1)2>6,故a〉2。

所以a的取值范围为(2,+∞).
思维升华解绝对值不等式的基本方法
(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式.(2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式.
(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.
题型二利用绝对值不等式求最值
典例(1)对任意x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值;(2)对于实数x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值.解(1)∵x,y∈R,
∴|x-1|+|x|≥|(x-1)-x|=1,
当且仅当0≤x≤1时等号成立,
∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2,
当且仅当-1≤y≤1时等号成立,
∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3.
当且仅当0≤x≤1,-1≤y≤1同时成立时等号成立.
∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为3。

(2)|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-1)|≤|x-1|+|2(y-2)+2|≤1+2|y-2|+2≤5,即|x-2y+1|的最大值为5。

思维升华求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种
(1)利用绝对值的几何意义.
(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|.
(3)利用零点分区间法.
跟踪训练(2017·镇江模拟)已知a和b是任意非零实数.
(1)求|2a+b|+|2a-b|
|a|
的最小值;
(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,求实数x的取值范围.
解(1)∵错误!≥错误!
=错误!=4,
当且仅当(2a+b)(2a-b)≥0时等号成立,
∴错误!的最小值为4.
(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,即|2+
x|+|2-x|≤|2a+b|+|2a-b|
|a|
恒成立,
故|2+x|+|2-x|≤错误!min。

由(1)可知,错误!的最小值为4,
∴x的取值范围即为不等式|2+x|+|2-x|≤4的解集.
解不等式得-2≤x≤2,
故实数x的取值范围为[-2,2].
题型三绝对值不等式的综合应用
典例已知函数f(x)=|x-a|+错误!(a≠0).
(1)若不等式f(x)-f(x+m)≤1恒成立,求实数m的最大值;
(2)当a〈错误!时,函数g(x)=f(x)+|2x-1|有零点,求实数a的取值范
围.
解(1)∵f(x)=|x-a|+错误!(a≠0),
∴f(x+m)=|x+m-a|+错误!,
∴f(x)-f(x+m)=|x-a|-|x+m-a|≤1,
又|x-a|-|x+m-a|≤|m|,
∴|m|≤1,∴-1≤m≤1,
∴实数m的最大值为1。

(2)当a〈错误!时,
g(x)=f(x)+|2x-1|=|x-a|+|2x-1|+错误!
=错误!
∴g(x)min=g错误!=错误!-a+错误!
=错误!≤0,
∴错误!或错误!
∴-错误!≤a<0,
∴实数a的取值范围是错误!。

思维升华 (1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决.
(2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法.
跟踪训练(2017·全国Ⅲ)已知函数f(x)=|x+1|-|x-2|.
(1)求不等式f(x)≥1的解集;
(2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,求m的取值范围.
解(1)f(x)=错误!
当x<-1时,f(x)≥1无解;
当-1≤x≤2时,由f(x)≥1,得2x-1≥1,解得1≤x≤2;
当x>2时,由f(x)≥1,解得x>2,
所以f(x)≥1的解集为{x|x≥1}.
(2)由f(x)≥x2-x+m,得
m≤|x+1|-|x-2|-x2+x.
而|x+1|-|x-2|-x2+x
≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|
=-错误!2+错误!≤错误!,
当x=错误!时,|x+1|-|x-2|-x2+x=错误!.
故m的取值范围为错误!。

题型四用综合法与分析法证明不等式
典例(1)已知x,y均为正数,且x〉y,求证:2x+错误!≥2y+3;(2)设a,b,c>0且ab+bc+ca=1,求证:a+b+c≥错误!。

证明(1)因为x>0,y〉0,x-y>0,
2x+错误!-2y=2(x-y)+错误!
=(x-y)+(x-y)+错误!
≥3错误!=3,
所以2x+
1
x2-2xy+y2
≥2y+3.
(2)因为a,b,c〉0,所以要证a+b+c≥错误!,
只需证明(a+b+c)2≥3。

即证a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,
而ab+bc+ca=1,
故需证明a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3(ab+bc+ca),
即证a2+b2+c2≥ab+bc+ca。

而ab+bc+ca≤错误!+错误!+错误!=a2+b2+c2(当且仅当a=b=c时等号成立)成立,
所以原不等式成立.
思维升华用综合法证明不等式是“由因导果”,用分析法证明不等式是“执果索因",它们是两种思路截然相反的证明方法.综合法往往是分析法的逆过程,表述简单、条理清楚,所以在实际应用时,往往用分析法找思路,用综合法写步骤,由此可见,分析法与综合法相互转化,互相渗透,互为前提,充分利用这一辩证关系,可以增加解题思路,开阔视野.
跟踪训练(2017·全国Ⅱ)已知a>0,b〉0,a3+b3=2,证明:(1)(a+b)(a5+b5)≥4;
(2)a +b ≤2.
证明 (1)(a +b )(a 5+b 5)=a 6+ab 5+a 5b +b 6
=(a 3+b 3)2-2a 3b 3+ab (a 4+b 4)
=4+ab (a 4+b 4-2a 2b 2)
=4+ab (a 2-b 2)2≥4.
(2)因为(a +b )3=a 3+3a 2b +3ab 2+b 3
=2+3ab (a +b )
≤2+错误!(a +b )
=2+错误!,
所以(a +b )3≤8,因此a +b ≤2.
1.解不等式|x -1|+|x +2|≥5.
解 方法一 如图,设数轴上与-2,1对应的点分别是A ,B ,则不等式的解就是数轴上到A ,B 两点的距离之和不小于5的点所对应的实数.
显然,区间[-2,1]不是不等式的解集.把点A 向左移动一个单位到点A 1,此时|A 1A |+|A 1B |=1+4=5.把点B 向右移动一个单位到点B 1,此时|B 1A |+|B 1B |=5,故原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
方法二 由原不等式|x -1|+|x +2|≥5,
可得错误!或错误!
或⎩⎨⎧ x ≥1,x -1+x +2≥5,解得x ≥2或x ≤-3,
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
方法三 将原不等式转化为|x -1|+|x +2|-5≥0。

令f (x )=|x -1|+|x +2|-5,则
f (x )=错误!
作出函数的图像,如图所示.
由图像可知,当x∈(-∞,-3]∪[2,+∞)时,y≥0,
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
2.(2017·烟台二模)若不等式log2(|x+1|+|x-2|-m)≥2恒成立,求实数m的取值范围.
解由题意可知|x+1|+|x-2|-m≥4恒成立,
即m≤(|x+1|+|x-2|-4)min。

又因为|x+1|+|x-2|-4≥|(x+1)-(x-2)|-4=-1,
当且仅当-1≤x≤2时等号成立,
所以m≤-1。

即实数m的取值范围为(-∞,-1].
3.对于任意实数a,b,已知|a-b|≤1,|2a-1|≤1,且恒有|4a-3b+2|≤m,求实数m的取值范围.
解因为|a-b|≤1,|2a-1|≤1,
所以|3a-3b|≤3,错误!≤错误!,
所以|4a-3b+2|=错误!
≤|3a-3b|+错误!+错误!≤3+错误!+错误!=6,
即|4a-3b+2|的最大值为6,
所以m≥|4a-3b+2|max=6。

即实数m的取值范围为[6,+∞).
4.设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d,证明:
(1)若ab>cd,则错误!+错误!>错误!+错误!;
(2)错误!+错误!>错误!+错误!是|a-b|<|c-d|的充要条件.
证明(1)因为(a+b)2=a+b+2ab,
(错误!+错误!)2=c+d+2错误!,
由题设知a+b=c+d,ab>cd,
得(错误!+错误!)2>(错误!+错误!)2.
因此a+错误!>错误!+错误!。

(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a+b>错误!+错误!,即必要性成立;
②若a+错误!>错误!+错误!,则(错误!+错误!)2>(错误!+错误!)2,
即a+b+2错误!>c+d+2错误!。

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.
因此|a-b|<|c-d|,即充分性成立.
综上,错误!+错误!>错误!+错误!是|a-b|<|c-d|的充要条件.5.(2017·洛阳模拟)已知关于x的不等式|2x+1|-|x-1|≤log2a(其中a〉0).
(1)当a=4时,求不等式的解集;
(2)若不等式有解,求实数a的取值范围.
解(1)当a=4时,不等式为|2x+1|-|x-1|≤2.
当x<-错误!时,-x-2≤2,解得-4≤x<-错误!;
当-错误!≤x≤1时,3x≤2,解得-错误!≤x≤错误!;
当x>1时,x≤0,此时x不存在,
∴原不等式的解集为错误!.
(2)令f(x)=|2x+1|-|x-1|,
则f(x)=错误!
故f(x)∈错误!,即f(x)的最小值为-错误!。

若f(x)≤log2a有解,则log2a≥-错误!,
解得a≥错误!,即a的取值范围是错误!。

6.(2017·沈阳模拟)设f(x)=|ax-1|.
(1)若f(x)≤2的解集为[-6,2],求实数a的值;
(2)当a=2时,若存在x0∈R,使得不等式f(2x0+1)-f(x0-1)≤7-3m成立,求实数m的取值范围.
解(1)显然a≠0,当a>0时,解集为错误!,
则-错误!=-6,错误!=2,无解;
当a<0时,解集为错误!,
令-错误!=2,错误!=-6,得a=-错误!。

综上所述,a=-错误!。

(2)当a=2时,令h(x)=f(2x+1)-f(x-1)
=|4x+1|-|2x-3|
=错误!
由此可知h(x)在错误!上是减少的,
在错误!上是增加的,
在错误!上是增加的,
则当x=-错误!时,h(x)取得最小值-错误!,由题意,知-错误!≤7-3m,则实数m的取值范围是错误!.
7.(2017·哈尔滨三中检测)已知a,b,c为正实数,且a+b+c=2.
(1)求证:ab+bc+ac≤错误!;
(2)若a,b,c都小于1,求a2+b2+c2的取值范围.
(1)证明∵a+b+c=2,
∴a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=4,
∴2a2+2b2+2c2+4ab+4bc+4ca=8,
∴8=2a2+2b2+2c2+4ab+4bc+4ca≥6ab+6bc+6ac,当且仅当a=b=c时取等号,∴ab+bc+ac≤错误!。

(2)解由题意可知,a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=4,
∴4≤a2+b2+c2+a2+b2+b2+c2+a2+c2=3(a2+b2+c2),当且仅当a=b=c 时取等号,∴a2+b2+c2≥错误!。

∵0〈a <1,∴a >a 2。

同理b 〉b 2,c >c 2。

∴a 2+b 2+c 2<a +b +c =2,
∴错误!≤a 2+b 2+c 2<2,
∴a 2+b 2+c 2的取值范围为错误!.
8.已知函数f (x )=m -|x -1|-|x -2|,m ∈R ,且f (x +1)≥0的解集为
[0,1].
(1)求m 的值;
(2)若a ,b ,c ,x ,y ,z ∈R ,且x 2+y 2+z 2=a 2+b 2+c 2=m ,求证:ax +by +cz ≤1.
(1)解 由f (x +1)≥0,得|x |+|x -1|≤m 。

∵|x |+|x -1|≥1恒成立,
∴若m 〈1,不等式|x |+|x -1|≤m 的解集为∅,不合题意;
若m =1,不等式|x |+|x -1|≤1的解集为[0,1].
若m >1,①当x <0时,错误!≤x <0;
②当0≤x ≤1时,得x +1-x ≤m,0≤x ≤1;
③当x 〉1时,得2x -1≤m,1<x ≤错误!.
综上可知,不等式|x |+|x -1|≤m 的解集为
错误!。

由题意知,原不等式的解集为[0,1]. ∴1-m 2
=0,错误!=1,解得m =1。

∴m =1.
(2)证明 ∵x 2+a 2≥2ax ,y 2+b 2≥2by ,z 2+c 2
≥2cz ,当且仅当x =a ,y =b ,z =c 时等号成立.
三式相加,得
x 2+y 2+z 2+a 2+b 2+c 2≥2ax +2by +2cz .
由题设及(1),知x 2+y 2+z 2=a 2+b 2+c 2
=m =1,
∴2≥2(ax +by +cz ),∴ax +by +cz ≤1,不等式得证.
9.(2017·银川模拟)已知函数f (x )=|x +1|,g (x )=2|x |+a 。

(1)当a =-1时,解不等式f (x )≤g (x );
(2)若存在x 0∈R ,使得f (x 0)≥错误!g (x 0),求实数a 的取值范围. 解 (1)当a =-1时,不等式f (x )≤g (x ),
即|x +1|≤2|x |-1,从而错误!
即x ≤-1,
或错误!即-1〈x ≤-错误!,
或错误!即x ≥2。

从而不等式f (x )≤g (x )的解集为
错误!.
(2)存在x 0∈R ,使得f (x 0)≥错误!g (x 0),
即存在x 0∈R ,使得|x 0+1|≥|x 0|+错误!,
即存在x 0∈R ,使得错误!≤|x 0+1|-|x 0|.
设h (x )=|x +1|-|x |=错误!
则h (x )的最大值为1,所以错误!≤1,即a ≤2.
所以实数a 的取值范围为(-∞,2].
10.已知a +b =1,对任意a ,b ∈(0,+∞),1a
+错误!≥|2x -1|-|x +1|恒成立.
(1)求错误!+错误!的最小值;
(2)求x 的取值范围.
解 (1)∵a >0,b >0且a +b =1,
∴错误!+错误!=错误!(a +b )
=5+错误!+错误!≥9,
当且仅当b a
=错误!,即a =错误!,b =错误!时,错误!+错误!取得最小值9. (2)∵对任意a ,b ∈(0,+∞),
错误!+错误!≥|2x -1|-|x +1|恒成立,
∴|2x -1|-|x +1|≤9。

当x ≤-1时,不等式化为2-x ≤9,
解得-7≤x ≤-1;
当-1〈x 〈12时,不等式化为-3x ≤9,
解得-1〈x <12;
当x ≥12时,不等式化为x -2≤9,
解得12≤x ≤11.
∴x 的取值范围为{x |-7≤x ≤11}.。

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