讲高考复习不等式的综合应用
专题学习--不等式与方程的综合应用
专题学习:不等式与方程的综合应用北京十二中王明文【写在前面】不等式(组)和方程(组)是探求不等和相等关系的基本工具,不等式(组)与方程(组)在相关概念,解法上有着相似点,又有不同之处,主要体现在等式与不等式的基本性质等方面;另外,解方程组,可以“统一思想”,即对几个方程通过代入或加减消元,解不等式时,只能“分而治之”,即分别求解,再确定公共部分.但在很多问题中,不等式与方程总是同时出现,借助于构造方程模型来解决不等式问题或者借助于构造不等式模型来解决方程问题,以及两者之间的灵活转换是常用的思想方法,而两个模型转换的关键是获取两者之间恰当的关联.【知识铺垫】1.不等式的基本性质,一元一次不等式(组)的解法;2.方程组的概念,二元一次方程组的解法;3.含参数方程(组),不等式(组)的解法.【思想方法】方程模型与不等式模型的构建、互相转换.【例题精讲】一、构建方程或不等式模型解决求值或求范围问题例题1:关于x的方程4x-m+1=3x-1的根为负数,求m的取值范围.变式练习1:已知关于x的方程4x-m+1=3x-1,且2<m<4,求x的取值范围.变式练习2:当x为何值时,相应的关于x,y的二元一次方程4x-y+1=3x-1中y的值为正数.思路点拨:正确求解方程模型(一元一次方程)是前提,建立不等式模型并求解是落脚点,而联系二者的纽带是诸如“根是负数”、“2<m<4”、“y的值为正数”等从方程出发到不等式的关键词.注意:求解含参数方程的关键是将无关参数视为常数.例题2:已知关于x,y 的方程组32121x y m x y m +=+⎧⎨+=-⎩,m 为何值时,x >y ? 变式练习1:已知关于x,y 的方程组32121x y m x y m +=+⎧⎨+=-⎩,m 为何值时,x >y >0?变式练习2:已知关于x,y 的方程组32121x y m x y m +=+⎧⎨+=-⎩的解⎩⎨⎧<>00y x ,求m 的取值范围. 变式练习3:已知关于x,y 的方程组32121x y m x y m +=+⎧⎨+=-⎩的解满足条件 0<x+y <1,求m 的取值范围.变式练习4:已知关于x,y 的方程组32121x y m x y m +=+⎧⎨+=-⎩,且2<m <4,求x-y 的取值范围. 变式练习5:已知关于x,y的方程组:有非负整数解,求正整数m 的值.思路点拨:首先正确求解含参数方程组模型,由此建立不等式或不等式组模型,并求解,二者联系的纽带围绕前后模型的解或参数展开.注意:含参数方程组的求解要注意两种情况:一是,参数不是未知数的系数,视参数为常数求解即可;二是,参数是未知数的系数,要注意其取值范围,然后视其为常数求解.例题3:如果⎩⎨⎧==21y x 是关于y x 、的方程08)12(2=+-+-+by ax by ax 的解,求不等式组 ⎪⎩⎪⎨⎧+<-+>-331413x ax b x a x 的解集. 变式练习1:已知x 、y 满足()22210x y a x y a -++--+=且31x y -<-,求a 的取值范围.变式练习2:若单项式133m x y --与52n m n x y +能合并成一项,求关于x 的不等式n n x m 220<-<的整数解.思路点拨:首先构建方程模型,并正确求解,根据前后之间的联系,构建不等式模型,并求解. 注意:方程组的构造基于前面所学的知识,例如:几个非负数的和为零,同类项的定义等.例题4:若关于x 的不等式组220x a b x ->⎧⎨->⎩的解集为-1<x <1,求a •b 的值.变式练习1:若关于x 的不等式组220x a b x ->⎧⎨->⎩和⎩⎨⎧<-<-ax b b a x 536732解集相同,求(a+1)(b -1)的值.变式练习2:若关于x 的不等式组有两个整数解,求b 的取值范围.相关练习3:若不等式组⎪⎩⎪⎨⎧+-132)3(21<x x x >的整数解是关于x 的方程24x ax -=的根,求a 的值. 思路点拨:从正确求解不等式入手,落脚点还是构造不等式,中间联系的纽带是方程或方程组. 注意:含参数不等式的求解和含参数方程的求解类似,并且在不等式组中参数的位置一般不在系数位置.例题5:已知2mx+3>0的解集是x <3,求m 的值.变式练习1:已知a,b 为常数,若ax+b >0的解集是13x <,求不等式bx-a <0的解集. 变式练习2:关于x 的不等式()22a b x a b ->-的解是52x <,求关于x 的不等式0ax b +<的解集.思路点拨:从系数中含参数的不等式出发,结合所给解集确定参数的值或范围,并利用之进一步求解两一个不等式.注意:在求解系数中含参数的不等式时,一定结合所给解集进行恰当的讨论,建立有关参数的方程,并同时确定某个或某些参数的取值范围.二、构建方程与不等式模型解决实际问题例题6:星期天,小明和七名同学共8人去郊游,途中,他用20元钱去买饮料,商店只有可乐和奶茶,已知可乐2元一杯,奶茶3元一杯,如果20元钱刚好用完.(1)有几种购买方式?每种方式可乐和奶茶各多少杯?(2)每人至少一杯饮料且奶茶至少二杯时,有几种购买方式?分析:先建立二元一次方程,再建立一元一次不等式组解决.例题7:某超市销售有甲、乙两种商品.甲商品每件进价10元,售价15元;乙商品每件进价30元,售价40元.(1)若该超市同时一次购进甲、乙两种商品共80件,恰好用去1600元,求能购进甲、乙两种商品各多少件?(2)该超市为使甲、乙两种商品共80件的总利润(利润=售价-进价)不少于600元,但又不超过610元.请你帮助该超市设计相应的进货方案.分析:先建立二元一次方程组,再建立一元一次不等式组解决.例题8:为迎接2002年世界杯足球赛的到来,某足球协会举办了一次足球联赛,其记分规则如下表:当比赛进行到第12轮结束(每队均需比赛12场)时,A 队共积19分.请通过计算,判断A 队胜、平、负各几场?分析:先建立不定方程组:设A 队胜x 场、平y 场、负z 场,则有x y z x y ++=+=⎧⎨⎩12319,把x 当成已知数,可解得y x z x =-=-⎧⎨⎩19327. 再建立一元一次不等式组:由题意,x y z x y z ≥≥≥000、、,且、、均为整数,所以x x x ≥-≥-≥⎧⎨⎪⎩⎪01930270,解得312613≤≤x , 最后,获得满足题意的整数解:于是x 可取4、5、6,由此可得三组解(略).思路点拨:解答这类题时,可先把题设中的方程(组)的解求出来,再根据题目中的限制条件列不等式(组)进行解答;或先求出题设不等式(组)的解集,再与已知解集进行比较,从而列方程(组)施行解答.注意:实际问题中通过一些关键词暗示该问题应建立不等式模型解决:诸如此类的关键词有: 大于,小于,至少,至多,不少于,不多于,超过,不到等.【巩固练习】1、x 取什么值时,4)1(2++-=x y 的值是正数?负数?非负数?2、当m 在什么范围内取值时,关于x 的方程()()x m x m --=-+4122有:(1)正数解;(2)不大于2的解.3、若方程组3133x y k x y +=++=⎧⎨⎩的解为x y 、,且24<<-k x y ,则的取值范围是() A. 012<-<x y B. 01<-<x y C. -<-<-31x y D. -<-<11x y 4、已知关于x 、y 的方程组⎩⎨⎧=-=+m y x y x 212.(1)求这个方程组的解;(2)当m 取何值时,这个方程组的解中,x 大于1,y 不小于-1.5、已知:()121,23121-=+=x y x y ,如果1321-≤y y ,且1y 不小于2y ,求正整数x 的值. 6、已知方程组⎩⎨⎧+=---=+my x m y x 317的解满足x 为非正数,y 为负数.(1)求m 的取值范围;(2)化简:∣m -3∣-∣m +2∣;(3)在m 的取值范围内,当m为何整数时,不等式2mx +x <2m +1的解为x >1.7、把若干个苹果分给几只猴子,若每只猴分3个,则余8个;每只猴分5个,则最后的一只猴分得的数不足5个,问共有多少只猴子?多少个苹果?8、某旅游商品经销店欲购进A 、B 两种纪念品,若用380元购进A 种纪念品7件,B 种纪念品8件;也可以用380元购进A 种纪念品10件,B 种纪念品6件.(1) 求A 、B 两种纪念品的进价分别为多少?(2) 若该商店每销售1件A 种纪念品可获利5元,每销售1件B 种纪念品可获利7元,该商店准备用不超过900元购进A 、B 两种纪念品40件,且这两种纪念品全部售出候总获利不低于216元,问应该怎样进货,才能使总获利最大,最大为多少?【思维拓展】1、 如果关于x 的不等式(2a -b )x +a -5b >0的解为x <107 ,求关于x 的不等式ax >b 的解集.2、求方程组⎩⎨⎧=++=++3675352975z y x z y x 的正整数解.3、已知x 、y 、z 是非负实数,且满足03,30=-+=++z y x z y x ,求z y x u 245++=的最大值和最小值.。
基本不等式的综合应用
基本不等式应用一.基本不等式1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+(当且仅当b a =时取“=”) (3)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0x >,则12x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”);若0x <,则12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=”)若0x ≠,则11122-2x x x x x x+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0>ab ,则2≥+ab b a (当且仅当b a =时取“=”) 若0ab ≠,则22-2a b a b a b b a b a b a+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”.(2)求最值的条件“一正,二定,三取等”(3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用.应用一:求最值例1:求下列函数的值域(1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1x解题技巧:技巧一:凑项例1:已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
技巧二:凑系数例1. 当时,求(82)y x x =-的最大值。
变式:设230<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
技巧三: 分离例3. 求2710(1)1x x y x x ++=>-+的值域。
不等式的综合应用
标准形式
$ax^2 + bx + c > 0$ 或 $ax^2 + bx + c < 0$,其中 $a neq 0$。
一元二次不等式解法
判别式法
通过计算判别式 $Delta = b^2 - 4ac$ 的值,判断不 等式的解集情况。
配方法
将不等式左边配成完全平方形式,再利用平方根的性 质求解。
构建目标函数
根据问题的要求,构建合适的目标函数,使得目标函数的最优解对应不等式最值问题的解。
求解线性规划问题
利用线性规划方法求解转化后的线性规划问题,得到目标函数的最优解,从而得到不等式最值问 题的解。
线性规划在不等式证明中的应用
不等式证明的转化
将不等式证明问题转化为线性规划问题,通过构建合适的目标函数和约束条件,使得原不等式的证明转化为验证目标 函数的最优解是否满足特定条件。
通过绘制每个不等式的解集在坐标系中的表示区域,找出所有区域 的交集,即为不等式组的解集。
代数法
通过消元法或代入法将多元一次不等式组转化为一元一次不等式或 一元一次方程进行求解。
特殊值法
在特定情况下,可以通过代入特殊值来快速判断不等式组的解集。
实际应用举例
资源分配问题
在资源有限的情况下,如何合理 分配资源使得多个目标同时得到 满足,可以通过建立多元一次不 等式组进行求解。
用不等号(<、>、≤、≥)连接两个数学表达式,表示它们 之间的大小关系。
不等式的表示方法
除了使用不等号,还可以使用区间表示法、数轴表示法等。
不等式基本性质
传递性
若a<b且b<c,则a<c;若a>b且b>c,则a>c。
(完整版)向量与三角,不等式等知识综合应用
第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用常熟市中学 蔡祖才一、高考要求平面向量与三角函数、不等式等知识的综合应用是高考的主要考查内容之一.掌握向量的几何表示、向量的加法与减法和实数与向量的积,掌握平面向量的坐标运算、平面向量的数量积极其几何意义,掌握向量垂直的条件,并且能熟练运用,掌握平移公式.注重等价转化、分类讨论等数学思想的渗透. 二、考点解读考查平面向量数量积的计算方法、三角公式、三角函数的性质及图像的基本知识,考查推理和运算能力.考查平面向量的概念和计算,三角函数的恒等变换及其图象变换的基本技能,着重考查数学运算能力.平面向量与三角函数结合是高考命题的一个新的亮点之一. 三、课前训练1.把曲线y cos x +2y -1=0先沿x 轴向右平移2π个单位,再沿y 轴向下平移1个单位,得到的曲线方程是 ( )(A)(1-y )sin x +2y -3=0 (B)(y -1)sin x +2y -3=0 (C)(y +1)sin x +2y +1=0 (D) -(y +1)sin x +2y +1=02.函数y =sin x 的图象按向量a =(32π-,2)平移后与函数g (x )的图象重合,则g (x )的函数表达式是 ( ) (A )cos x -2 (B )-cos x -2 (C )cos x +2 (D )-cos x +23.已知向量a = (1,sin θ),b = (1,cos θ),则 | a - b | 的最大值为.4.如图,函数y =2sin(πx+φ),x ∈R,(其中0≤φ≤2π)的图象与y 轴交于点(0,1). 设P 是图象上的最高点,M 、N 是图象与x 轴的交点,则PM PN u u u u r u u u r与的夹角余弦值为 .四、典型例题例1 已知a =(3sin ωx ,cos ωx ),b =(cos ωx ,cos ωx )(ω>0),记函数f (x )= a · b ,且f (x )的最小正周期是π,则ω= ( )(A) ω=1 (B) ω=2 (C) 21=ω ( D) 32=ω 例2 在△OAB 中,O 为坐标原点,]2,0(),1,(sin ),cos ,1(πθθθ∈B A ,则△OAB 的面积达到最大值时,=θ ( )(A)6π (B) 4π (C) 3π (D) 2π例3 设向量a r =(sin x ,cos x ),b r =(cos x ,cos x ),x ∈R ,函数f(x)=a r ·(a r +b r).使不等式f (x )≥23成立的x 的取值集合为 .例4 在△ABC 中,O 为中线AM 上的一个动点,若AM =2,则()OA OB OC ⋅u u u r u u u r u u u r+的最小值是 .例5 已知函数f (x )=a +b sin2x +c cos2x 的图象经过点A (0,1),B (4π,1),且当x ∈[0, 4π]时,f (x )取得最大值22-1.(Ⅰ)求f (x )的解析式;(Ⅱ)是否存在向量m ,使得将f (x )的图象按向量m 平移后可以得到一个奇函数的图象?若存在,求出满足条件的一个m ;若不存在,说明理由.例6 已知向量m =(cos ,sin )θθ和n =sin ,cos ),(,2)θθθππ∈,且| m + n |=,5求cos()28θπ+的值.第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用 过关练习1.已知i r ,j r 为互相垂直的单位向量,2a i j =-r r r ,b i j λ=+r r r ,且||||a b r r与的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是( )(A )),21(+∞ (B ))21,2()2,(-⋃--∞ (C )),32()32,2(+∞⋃- (D ))21,(-∞2.在直角坐标系中,O 是原点,OQ =(-2+cos θ,-2+sin θ) (θ∈R),动点P 在直线x =3上运动,若从动点P 向Q 点的轨迹引切线,则所引切线长的最小值为 ( )(A ) 4 (B ) 5 (C ) 26 (D )263.已知||2||0a b =≠r r ,且关于x 的方程2||0x a x a b ++⋅=r r r 有实根,则a r 与b r 的夹角的取值范围是 ( )(A )[0,6π] (B )[,]3ππ (C )2[,]33ππ (D )[,]6ππ 4.设(0,0)O ,(1,0)A ,(0,1)B ,点P 是线段AB 上的一个动点,AP AB λ=u u u r u u u r,若OP AB PA PB ⋅≥⋅u u u r u u u r u u u r u u u r,则实数λ的取值范围是 ( )(A )112λ≤≤ (B )11λ-≤≤(C )1122λ≤≤+ (D )1122λ-≤≤+ 5. 已知向量a r =(cos α,sin α),b r =(cos β,sin β),且a b ≠±r r ,那么a b +r r 与a b-r r的夹角的大小是 .6. 已知向量].2,0[),2sin ,2(cos ),23sin,23(cos π∈-==x x x x x 且若||2)(x f +-⋅=λ的最小值为32-,则λ的值为 .7.已知A 、B 、C 是ABC ∆三内角,向量(m =-u r(cos ,sin ),n A A =r 且 1.m n ⋅=u r r(Ⅰ)求角A ; (Ⅱ)若221sin 23cos sin BB B+=--,求tanC . 8.设函数f (x )=a b ⋅r r ,其中向量a r =(2cos x ,1),b r=(cos x ,3sin2x ),x ∈R .(Ⅰ)若f(x)=1-3且x ∈[-3π,3π],求x ; (Ⅱ)若函数y =2sin2x 的图象按向量c r =(m ,n )(|m |<2π)平移后得到函数y =f (x )的图象,求实数m 、n 的值.第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用 参考答案课前训练部分1.C2.D3.4.1517典型例题部分例1 A例2 1111sin cos (1cos )(1sin )222ABC S θθθθ∆=----- 当2θπ=即2πθ=时,面积最大.例3 3,88x k x k k Z ππππ⎧⎫-≤≤+∈⎨⎬⎩⎭例4 如图,OM OA OC OB OA -≥-=⋅⋅=+⋅2)(=.222-=⋅- 即)(+⋅的最小值为:-2.例5 (Ⅰ)由题意知⎩⎨⎧=+=+,1,1b a c a ∴b =c =1-a , ∴f (x )=a +2(1-a )sin(2x +4π).∵x∈[0,4π], ∴2x +4π∈[4π,4π3].当1-a >0时,由a +2(1-a )=22-1, 解得a =-1; 当1-a <0时, a +2(1-a )·22=22-1,无解; 当1-a =0时,a =22-1,相矛盾. 综上可知a =-1. ∴f (x )=-1+22sin(2x +4π). (Ⅱ)∵g (x )=22sin2x 是奇函数,将g (x )的图象向左平移8π个单位,再向下平移一个单位就可以得到f (x )的图象. 因此,将f (x )的图象向右平移8π个单位,再向上平移一个单位就可以得到奇函数g(x )=22sin2x 的图象.故m u r =(8π,1)是满足条件的一个向量.例6 (cos sin sin )m n θθθθ+=-++u r rm n +=u r r由已知m n +=u r r ,得7cos()425πθ+=又2cos()2cos ()1428πθπθ+=+- 过关练习部分1.B2.C3.B4.B 5、2π6. 217(Ⅰ)∵1m n ⋅=u r r∴(()cos ,sin 1A A -⋅= cos 1A A -=12sin cos 12A A ⎛⎫⋅= ⎪ ⎪⎝⎭, 1sin 62A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭ ∵50,666A A ππππ<<-<-<∴66A ππ-= ∴3A π= (Ⅱ)由题知2212sin cos 3cos sin B B B B+=--,整理得22sin sin cos 2cos 0B B B B --= ∴cos 0B ≠ ∴2tan tan 20B B --= ∴tan 2B =或tan 1B =-而tan 1B =-使22cos sin 0B B -=,舍去 ∴tan 2B =8.(Ⅰ)依题设可知,函数的解析式为f (x )=a b ⋅r r =2cos 2x +3sin2x =1+2sin(2x +6π).由1+2sin(2x +6π)=1-3,可得三角方程sin(2 x +6π)=-23.∵-3π≤x ≤3π,∴-2π≤2x +6π≤65π,∴2x +6π=-3π,即x =-4π. (Ⅱ)函数y =2sin2x 的图象按向量c r=(m ,n )平移后得到函数y =2sin2(x -m )+n 的图象,即函数y =f(x)的图象.由(1)得 f(x)=2sin2(x +12π)+1. ∵|m |<2π,∴12m π=-, 1.n =。
高考数学:基本不等式在实际问题中的应用
试卷第1页,总7页 高考数学:基本不等式在实际生活中的应用典例1.为了保护环境,某工厂在国家的号召下,把废弃物回收转化为某种产品,经测算,处理成本y (万元)与处理量x (吨)之间的函数关系可近似的表示为: 250900y x x =-+,且每处理一吨废弃物可得价值为10万元的某种产品,同时获得国家补贴10万元.(1)当[]10,15x ∈时,判断该项举措能否获利?如果能获利,求出最大利润; 如果不能获利,请求出国家最少补贴多少万元,该工厂才不会亏损?(2)当处理量为多少吨时,每吨的平均处理成本最少?解:(1)根据题意得,利润P 和处理量x 之间的关系: (1010)P x y =+-22050900x x x =-+-270900x x =-+-()235325x =--+,[10,15]x ∈.∵35[10,15]x =∉,()235325P x =--+在[10,15]上为增函数,可求得[300,75]P ∈--.∴国家只需要补贴75万元,该工厂就不会亏损.(2)设平均处理成本为 90050y Q x x x==+-5010≥=, 当且仅当900x x =时等号成立,由0x >得30x =. 因此,当处理量为30吨时,每吨的处理成本最少为10万元.点评:(1)本题考查函数应用,属于容易题,解题的关键是列出收益函数,收益等于收入减成本,因此有利润(1010)P x y =+-,化简后它是关于x 的二次函数,利用二次函数的知识求出P 的取值范围,如果P 有非负的取值,就能说明可能获利,如果P 没有非负取值,说明不能获利,而国家最小补贴就是P 中最大值的绝对值.(2)每吨平均成本等于y x,由题意90050y x x x =+-,我们根据基本不等式的知识就可以求出它的最小值以及取最小值时的x 值. 变式题1.首届世界低碳经济大会在南昌召开,本届大会以“节能减排,绿色生态”为主题,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化。
不等式的综合应用
不等式的综合应用不等式是数学中常见且重要的概念,在各个领域都有广泛的应用。
本文将探讨不等式的综合应用,包括数学问题求解、经济学和物理学中的应用。
一、数学问题求解不等式在数学问题的求解中起着重要的作用。
例如,在解决线性方程组时,我们通常需要对方程组进行不等式的相关处理。
设想有以下线性方程组:3x + 5y ≥ 102x - 4y ≤ 8我们可以将其转化为不等式的形式。
首先,将第一个等式左右两边都减去10得到:3x + 5y - 10 ≥ 0然后,将第二个等式左右两边都加上8得到:2x - 4y + 8 ≤ 0通过这样的处理,我们可以将线性方程组问题转化为不等式问题。
进一步分析这个不等式系统,我们可以求解出x和y的取值范围,从而得到方程组的解。
二、经济学中的应用不等式在经济学中也具有广泛的应用。
例如,在市场需求与供给的分析中,我们经常需要利用不等式关系来描述市场状况。
假设某种商品的市场需求量D(x)和市场供给量S(x)分别与价格x相关。
根据供需关系,我们可以得到以下不等式:D(x) ≥ S(x)通过对不等式进行进一步分析,我们可以确定市场均衡价格的范围,从而指导市场的调节和决策。
三、物理学中的应用不等式在物理学中也有着重要的应用。
例如,在运动学问题中,不等式可以帮助我们描述物体的运动状态。
考虑一个自由落体问题,物体从高度h自由落下,其下落时间t和下落距离s满足以下不等式关系:s = (1/2)gt^2 ≥ h其中,g表示重力加速度。
通过这个不等式关系,我们可以求解出物体的下落时间和下落距离的范围。
结论综上所述,不等式的应用范围广泛且多样化。
无论是在数学问题的求解、经济学的市场分析,还是物理学中的运动描述,不等式都能够提供重要的辅助工具。
在实际问题中,我们可以运用不等式的性质和方法,解决各种与大小关系相关的计算和推理问题。
通过不等式的综合应用,我们可以更好地理解和解决数学、经济学和物理学中的各种实际问题。
基本不等式的综合应用
作业布置: 课时作业(二十九)
最大值和最小值。此方法在应用中一定要注意满足 三个条件:一正---各项为正数;二定-----“和”或 “积”为定值;三相等------等号一定能取到。三条 件缺一不可。
题型二:利用基本不等式求代数式的最值
知识归纳:知分式求整式最值或知整式求分式最值 都是巧妙代换,保证式子定值,以便基本不等式应 用的成立。
复习回顾
1.基本不等式的内容是什么?
若a>0,b>0,则
ab≤ a b (a 0,b 0) 2
当且仅当a=b时取等号
2.基本不等式应用应注意什么?
求最值时注意把握 “一正,二定,三相等”
题型一:利用基本不等式求最值
知识归纳:利用基本不等式,通过恒等变形,以及
配凑,造就“和”或“积”为定值,进而求得函数
题型三:利用均值不等式求参数的取值范围
知识归纳:利用基本不等式,构造关于某个变量的 不等式,解此不等式便可求出该变量的取值范围, 再验证等号是否成立,便可确定该变量的最值。
题型四:利用基本不等式证明不等式
知识归纳:把数、式合理地分拆小结回顾:
不等式的综合应用ppt课件演示文稿
x 1 0 , {x = B x 集合A= x 1
|| x-b|<a},若“a=1”
是“A∩B≠∅”的充分条件, 则b的取值范围是________.
解析:由题意得:A:-1<x<1,B:b-a<x<a+b,由 “a=1”是“A∩B≠∅”的充分条件.则A:-1<x<1与B: b-1<x<1+b交集不为空,所以-2<b<2,检验知能使 A∩B≠∅. 题型二 函数中的不等式问题 【例2】 已知f(x)是定义域在(0,+≦ )上的单调递增函 x 数,且满足f(6)=1,f(x)-f(y) f ( ) (x>0,y>0), y 分析:利用函数单调性,“脱去”f符号,并注意函数 定义域,把原问题转化为解不等式组.
1 f ( 解:由f(x+3)- ) <2f(6)及单调性, x
x( x 3) 6, 3 3 17 知f[x(x+3)]-f(6)<f(6),得 x 0 x 6 . 2 x 3,
1 f ( 则不等式f(x+3)< ) +2的解集是________. x
第四节 不等式的综合应用
基础达标
1. (必修5P94第4题改编)已知(ax-1)(x-1)>0的解集是 {x|x<1或x>3},则a的值为________. 解析: 由不等式解集是{x|x<1或x>3},可知
1 =3,所 a
以a=
2.
1 . 3
1 log a 5, z log a 21 log a 3, 2
x 2 x 3
2
1 2
3 x 1
2 }, B x log 1 (9 x ) log 1 (6 2 x) 3 3
高考数学一轮复习考点知识专题讲解48---基本不等式的综合应用
高考数学一轮复习考点知识专题讲解基本不等式的综合应用题型一 基本不等式与其他知识交汇的最值问题例1(1)(2022·成都模拟)已知直线ax +by -1=0(a >0,b >0)与圆x 2+y 2=4相切,则log 2a +log 2b 的最大值为() A .3B .2C .-2D .-3 答案D解析因为直线ax +by -1=0(a >0,b >0)与圆x 2+y 2=4相切, 所以1a 2+b2=2,即a 2+b 2=14, 因为a 2+b 2≥2ab ,所以ab ≤18(当且仅当a =b 时,等号成立),所以log 2a +log 2b =log 2(ab )≤log 218=-3,所以log 2a +log 2b 的最大值为-3.(2)(2022·合肥质检)若△ABC 的内角满足sin B +sin C =2sin A ,则() A .A 的最大值为π3B .A 的最大值为2π3C .A 的最小值为π3D .A 的最小值为π6答案A解析∵sin B +sin C =2sin A . ∴b +c =2a . 由余弦定理知cos A =b 2+c 2-a22bc =b 2+c 2-(b +c )242bc=3(b 2+c 2)-2bc 8bc ≥6bc -2bc 8bc =12,当且仅当b =c 时取等号. 又A ∈(0,π),∴0<A ≤π3,即A 的最大值为π3.教师备选已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两焦点分别为F 1,F 2.若椭圆上有一点P ,使PF 1⊥PF 2,则ba 的取值范围是()A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,22 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1 答案B解析设|PF 1|=m ,|PF 2|=n , 则m +n =2a ,m 2+n 2=4c 2,∴2mn =4a 2-4c 2=4b 2, 又2mn ≤2⎝⎛⎭⎪⎫m +n 22, 即4b 2≤2⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22,∴2b 2≤a 2,∴0<b a ≤22. 思维升华基本不等式与其他知识相结合时,往往是提供一个应用基本不等式的条件,一般利用常数代换法求最值,要注意最值成立的条件.跟踪训练1(1)若a >0,b >0,且函数f (x )=4x 3-ax 2-2bx +2在x =1处有极值,则1a +4b的最小值等于()A .2 B.32 C.12 D .1答案B解析∵函数f (x )=4x 3-ax 2-2bx +2在x =1处有极值, ∴f ′(x )=12x 2-2ax -2b , 则f ′(1)=12-2a -2b =0, 即a +b =6, 又a >0,b >0.∴1a +4b =16⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b (a +b ) =56+16⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +4a b ≥56+16×2b a ·4a b =32,当且仅当2a =b =4时,等号成立. 此时满足在x =1处有极值. ∴1a +4b 的最小值等于32. (2)已知数列{a n }是等比数列,若a 2a 5a 8=-8,则a 9+9a 1的最大值为________. 答案-12解析∵a 2a 5a 8=-8, ∴a 35=-8, ∴a 5=-2, ∴a 1<0,a 9<0, a 9+9a 1=-(-a 9-9a 1) ≤-2(-a 9)(-9a 1) =-29a 1a 9 =-29·a 25 =-12,当且仅当-a 9=-9a 1时取等号.题型二 求参数值或取值范围例2(1)已知函数f (x )=4x +ax(x >0,a >0)在x =3时取得最小值,则a 等于() A .6 B .8 C .16 D .36 答案D解析因为f (x )=4x +a x(x >0,a >0),故4x +a x≥24x ·a x=4a ,当且仅当4x =a x,即x =a 2时取等号,故a 2=3,a =36.(2)已知x ,y 属于正实数,若不等式4x +9y ≥mx +y 恒成立,则实数m 的取值范围是()A .(-∞,9]B .(-∞,16]C .(-∞,25]D .(-∞,36] 答案C解析因为x ,y 属于正实数, 所以不等式4x +9y ≥mx +y 恒成立,即m ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +9y (x +y )min ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +9y (x +y )=13+4y x +9x y≥13+24yx·9xy=25,当且仅当4y x =9xy,即3x =2y 时,等号成立,所以m ≤25.教师备选(2022·沙坪坝模拟)已知函数f (x )=2x 3+3x (x ∈R ),若不等式f (2m +mt 2)+f (4t )<0对任意实数t ≥1恒成立,则实数m 的取值范围为() A .(-∞,-2)∪(2,+∞) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,43C .(-∞,-2)D .(-2,-2) 答案C解析∵f (x )的定义域为R ,且f (-x )=-2x 3-3x =-f (x ),∴f (x )是奇函数, 且f (x )在R 上单调递增,则不等式f (2m +mt 2)+f (4t )<0等价于f (2m +mt 2)<-f (4t )=f (-4t ), ∴2m +mt 2<-4t ,即m <-4tt 2+2对t ≥1恒成立, ∵-4t t 2+2=-4t +2t≥-42t ·2t=-2,当且仅当t =2t,即t =2时等号成立,∴m <- 2.思维升华求参数的值或取值范围时,要观察题目的特点.利用基本不等式确定等号成立的条件,从而得到参数的值或范围.跟踪训练2(1)(2022·杭州模拟)已知k ∈R ,则“对任意a ,b ∈R ,a 2+b 2≥kab ”是“k≤2”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解析因为对任意a,b∈R,有a2+b2≥2ab,而对任意a,b∈R,a2+b2≥kab,所以-2≤k≤2,因为[-2,2]是(-∞,2]的真子集,所以“对任意a,b∈R,a2+b2≥kab”是“k≤2”的充分不必要条件.(2)(2022·济宁质检)命题p:∃x∈(0,+∞),x2-λx+1=0,当p是真命题时,则λ的取值范围是________.答案[2,+∞)解析依题意,方程x2-λx+1=0有正解,即λ=x+1x有正解,又x>0时,x+1x≥2,∴λ≥2.题型三基本不等式的实际应用例3小王于年初用50万元购买了一辆大货车,第一年因缴纳各种费用需支出6万元,从第二年起,每年都比上一年增加支出2万元,假定该车每年的运输收入均为25万元.小王在该车运输累计收入超过总支出后,考虑将大货车作为二手车出售,若该车在第x 年年底出售,其销售价格为(25-x )万元(国家规定大货车的报废年限为10年). (1)大货车运输到第几年年底,该车运输累计收入超过总支出?(2)在第几年年底将大货车出售,能使小王获得的年平均利润最大?(利润=累计收入+销售收入-总支出)解(1)设大货车运输到第x 年年底, 该车运输累计收入与总支出的差为y 万元,则y =25x -[6x +x (x -1)]-50=-x 2+20x -50(0<x ≤10,x ∈N *), 由-x 2+20x -50>0,可得10-52<x ≤10. 因为2<10-52<3,所以大货车运输到第3年年底,该车运输累计收入超过总支出. (2)因为利润=累计收入+销售收入-总支出, 所以二手车出售后, 小王的年平均利润为y +(25-x )x =19-⎝⎛⎭⎪⎫x +25x ≤19-225=9,当且仅当x =25x ,即x =5时,等号成立,所以小王应当在第5年年底将大货车出售,能使小王获得的年平均利润最大. 教师备选某高级中学高二年级部为了更好的督促本年级学生养成节约用水、珍惜粮食、爱护公物的良好习惯,现要设计如图所示的一张矩形宣传海报,该海报含有大小相等的左中右三个矩形栏目,这三栏的面积之和为60000cm 2,四周空白的宽度为10cm ,栏与栏之间的中缝空白的宽度为5cm.怎样确定矩形栏目高与宽的尺寸,能使整个矩形海报面积最小,其最小值是________cm 2.答案72600解析设矩形栏目的高为a cm ,宽为b cm , 由题意可得3ab =60000, 所以ab =20000,即b =20000a,所以该海报的高为(a +20)cm ,宽为(3b +10×2+5×2)cm,即(3b +30)cm , 所以整个矩形海报面积S =(a +20)(3b +30)=3ab +30a +60b +600 =30(a +2b )+60600=30⎝ ⎛⎭⎪⎫a +40000a +60600 ≥30×2a ·40000a+60600=30×400+60600=72600, 当且仅当a =40000a,即a =200时等号成立,所以当广告栏目的高为200cm ,宽为100cm 时,能使整个矩形海报面积最小,其最小值是72600cm 2.思维升华利用基本不等式求解实际问题时,要根据实际问题,设出变量,注意变量应满足实际意义,抽象出目标函数的表达式,建立数学模型,再利用基本不等式求得函数的最值.跟踪训练3网店和实体店各有利弊,两者的结合将在未来一段时期内,成为商业的一个主要发展方向.某品牌行车记录仪支架销售公司从2021年10月起开展网络销售与实体店体验安装结合的销售模式.根据几个月运营发现,产品的月销量x万件与投入实体店体验安装的费用t万元之间满足函数关系式x=3-2t+1.已知网店每月固定的各种费用支出为3万元,产品每1万件进货价格为32万元,若每件产品的售价定为“进货价的150%”与“平均每件产品的实体店体验安装费用的一半”之和,则该公司最大月利润是______万元.答案37.5解析由题意知t=23-x-1(1<x<3),设该公司的月利润为y万元,则y=⎝⎛⎭⎪⎫32×150%+t2xx-32x-3-t=16x-t2-3=16x-13-x+12-3=45.5-⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(3-x)+13-x≤45.5-216=37.5,当且仅当x=114时取等号,即最大月利润为37.5万元.课时精练1.(2022·苏州模拟)设直线l与曲线y=x3-2x+1相切,则l斜率的最小值为()A. 6 B.4 C.2 6 D.3 2 答案C解析因为x ≠0,所以x 2>0,因为y ′=3x 2+2x 2≥26⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当3x 2=2x 2,等号成立,所以l 斜率的最小值为2 6.2.(2021·新高考全国Ⅰ)已知F 1,F 2是椭圆C :x 29+y 24=1的两个焦点,点M 在C 上,则|MF 1|·|MF 2|的最大值为()A .13B .12C .9D .6 答案C解析由椭圆C :x 29+y 24=1,得|MF 1|+|MF 2|=2×3=6,则|MF 1|·|MF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|MF 1|+|MF 2|22=32=9,当且仅当|MF 1|=|MF 2|=3时等号成立. 3.(2022·北京人大附中模拟)数列{a n }是等差数列,{b n }是各项均为正数的等比数列,公比q >1,且a 5=b 5,则() A .a 3+a 7>b 4+b 6B .a 3+a 7≥b 4+b 6 C .a 3+a 7<b 4+b 6D .a 3+a 7=b 4+b 6 答案C解析因为数列{a n }是等差数列,{b n }是各项均为正数的等比数列, 所以a 3+a 7=2a 5=2b 5,b 4+b 6≥2b 4b 6=2b 5, 所以a 3+a 7≤b 4+b 6, 又因为公比q >1,所以a 3+a 7<b 4+b 6.4.已知不等式(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y ≥9对任意正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为()A .2B .4C .6D .8 答案B解析已知不等式(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y ≥9对任意正实数x ,y 恒成立,只要求(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y 的最小值大于或等于9,∵(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +a y =1+a +y x +ax y≥a +2a +1,当且仅当y =ax 时,等号成立, ∴a +2a +1≥9,∴a ≥2或a ≤-4(舍去),∴a ≥4, 即正实数a 的最小值为4.5.(2022·湖南五市十校联考)原油作为“工业血液”“黑色黄金”,其价格的波动牵动着整个化工产业甚至世界经济.小李在某段时间内共加油两次,这段时间燃油价格有升有降,现小李有两种加油方案:第一种方案是每次加油40升,第二种方案是每次加油200元,则下列说法正确的是() A .第一种方案更划算 B .第二种方案更划算 C .两种方案一样 D .无法确定 答案B解析设小李这两次加油的油价分别为x 元/升、y 元/升(x ≠y ),则 方案一:两次加油平均价格为 40x +40y 80=x +y2>xy , 方案二:两次加油平均价格为 400200x +200y=2xyx +y <xy ,故无论油价如何起伏,方案二比方案一更划算.6.已知p :存在实数x ,使4x +2x ·m +1=0成立,若綈p 是假命题,则实数m 的取值范围是()A .(-∞,-2]B .(-∞,-2)C .(0,+∞)D .(1,+∞) 答案A解析∵綈p 为假命题,∴p 为真命题, 即关于x 的方程4x +2x ·m +1=0有解. 由4x +2x ·m +1=0, 得m =-2x-12x =-⎝⎛⎭⎪⎫2x +12x≤-22x·12x =-2,当且仅当2x =12x ,即x =0时,取等号.∴m 的取值范围为(-∞,-2].7.(2022·焦作质检)若数列{a n }满足a 2=9,a n -1+n =a n +1(n ≥2且n ∈N *),则a nn的最小A.72B.185C.113D.92答案A解析因为数列{a n}满足a2=9,a n-1+n=a n+1(n≥2且n∈N*),所以a1+2=a2+1,解得a1=8,所以a n=a2-a1+a3-a2+a4-a3+…+a n-a n-1+a1=1+2+3+…+n-1+8=n2-n+162,则ann=n2-n+162n=12⎝⎛⎭⎪⎫n+16n-1≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n·16n-1=72,当且仅当n=16n,即n=4时,等号成立,所以ann的最小值为72.8.如图,在半径为4(单位:cm)的半圆形(O为圆心)铁皮上截取一块矩形材料ABCD,其顶点A,B在直径上,顶点C,D在圆周上,则矩形ABCD面积的最大值为(单位:cm2)()A.8 B.10 C.16 D.20解析连接OC ,如图,设BC =x ,则OB =16-x 2,所以AB =216-x 2, 所以矩形ABCD 的面积S =2x 16-x 2,x ∈(0,4), S =2x 16-x 2=2x 2(16-x 2) ≤x 2+16-x 2=16,当且仅当x 2=16-x 2,即x =22时取等号,此时S max =16.9.已知向量m =(x ,2),n =⎝ ⎛⎭⎪⎫3,y -12(x >0,y >0),若m ⊥n ,则xy 的最大值为________.答案124解析因为向量m =(x ,2),n =⎝⎛⎭⎪⎫3,y -12, 且m ⊥n ,所以3x +2⎝ ⎛⎭⎪⎫y -12=0,即3x +2y =1.因为x >0,y >0,所以1=3x +2y ≥23x ×2y , 即xy ≤124,当且仅当3x =2y =12,即x =16,y =14时取等号.10.在中国,周朝时期的商高提出了“勾三股四弦五”的勾股定理的特例.在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他们用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和.若一个直角三角形的斜边长等于5,则这个直角三角形周长的最大值为________. 答案52+5解析设直角三角形的两条直角边边长分别为a ,b , 则a 2+b 2=25.因为(a +b )2=25+2ab ≤25+2×(a +b )24,所以(a +b )2≤50, 所以5<a +b ≤52, 当且仅当a =b =522时,等号成立. 故这个直角三角形周长的最大值为52+5.11.已知圆C 1:x 2+y 2+4ax +4a 2-4=0和圆C 2:x 2+y 2-2by +b 2-1=0只有一条公切线,若a ,b ∈R 且ab ≠0,则1a 2+1b2的最小值为________.答案9解析因为圆C 1:x 2+y 2+4ax +4a 2-4=0和圆C 2:x 2+y 2-2by +b 2-1=0只有一条公切线, 所以两圆相内切,其中C 1(-2a ,0),r 1=2;C 2(0,b ),r 2=1, 故|C 1C 2|=4a 2+b 2,由题设可知4a 2+b 2=2-1⇒4a 2+b 2=1,所以(4a 2+b 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2+1b 2=4a 2b2+b2a 2+5≥24a 2b 2·b 2a 2+5=9, 当且仅当b 2=2a 2时等号成立.12.(2022·北京朝阳区模拟)李明自主创业,经营一家网店,每售出一件A 商品获利8元.现计划在“五一”期间对A 商品进行广告促销,假设售出A 商品的件数m (单位:万件)与广告费用x (单位:万元)符合函数模型m =3-2x +1.若要使这次促销活动获利最多,则广告费用x 应投入________万元. 答案3解析设李明获得的利润为f (x )万元,则x ≥0, 则f (x )=8m -x =8⎝ ⎛⎭⎪⎫3-2x +1-x =24-16x +1-x =25-⎣⎢⎡⎦⎥⎤16x +1+(x +1) ≤25-216x +1(x +1)=25-8=17, 当且仅当x +1=16x +1, 因为x ≥0,即当x =3时,等号成立.13.(2022·柳州模拟)已知△ABC 中,a 2+b 2-c 2=ab ≥c 2,则△ABC 一定是() A .等边三角形B .钝角三角形C.直角三角形D.等腰三角形答案A解析由a2+b2-c2=ab,则cos C=a2+b2-c22ab=ab2ab=12,又因为0°<C<180°,所以C=60°,因为a2+b2-c2≥2ab-c2,当且仅当a=b时取等号,即ab≥2ab-c2,解得ab≤c2,又因为ab≥c2,所以ab=c2,且a=b时取等号,因为C=60°,所以△ABC一定是等边三角形.14.(2022·武汉模拟)已知平面向量OA→,OB→,OC→为三个单位向量,且〈OA→,OB→〉=120°,若OC→=xOA→+yOB→(x,y∈R),则x+y的取值范围为________.答案[-2,2]解析由OC→=xOA→+yOB→,两边同时平方得OC→2=(xOA→+yOB→)2,即OC→2=x2OA→2+y2OB→2+2xyOA→·OB→,∵平面向量OA→,OB→,OC→为三个单位向量,且〈OA→,OB→〉=120°,∴x2+y2-xy=1,∴(x +y )2=1+3xy ≤1+3⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22, 即(x +y )2≤4,即-2≤x +y ≤2.15.(2022·大庆模拟)设函数f (x )=|lg x |,若存在实数0<a <b ,满足f (a )=f (b ),则M =log 2a 2+b 28,N =log 2⎝⎛⎭⎪⎫1a +b 2,Q =ln 1e 2的关系为() A .M >N >Q B .M >Q >N C .N >Q >M D .N >M >Q 答案B解析∵f (a )=f (b ), ∴|lg a |=|lg b |, ∴lg a +lg b =0, 即ab =1,⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +b 2=1a +b +2 =1a +1a+2<12+2=14, ∴N =log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +b 2<-2, 又a 2+b 28>ab 4=14, ∴a 2+b 28>14, ∴M =log 2a 2+b 28>-2,又∵Q =ln 1e2=-2,∴M >Q >N .16.设0<t <12,若1t +21-2t ≥k 2+2k 恒成立,则k 的取值范围为()A .[-4,2]B .[-2,4]C .[-4,0)∪(0,2]D .[-2,0)∪(0,4] 答案A解析依题意k 2+2k ≤1t+21-2t 对∀t ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,12恒成立,所以k 2+2k ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫1t +21-2t min , 因为t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,所以1-2t >0,所以1t +21-2t =⎝ ⎛⎭⎪⎫1t +21-2t (2t +1-2t ) =2+2+1-2tt+4t 1-2t ≥4+21-2tt·4t1-2t=8, 当且仅当1-2t t =4t1-2t 时取“=”,即t =14时取得最小值,所以k 2+2k ≤8, 所以(k -2)(k +4)≤0,解得-4≤k ≤2,即k ∈[-4,2].。
北京四中高三数学高考总复习不等式的综合应用(基础)知识梳理
不等式的综合应用【考纲要求】1.在熟练掌握一元一次不等式(组)、一元二次不等式的解法基础上,掌握其它的一些简单不等式的解法.通过不等式解法的复习,提高学生分析问题、解决问题的能力以及计算能力;2.掌握解不等式的基本思路,即将分式不等式、绝对值不等式等不等式,化归为整式不等式(组),会用分类、换元、数形结合的方法解不等式;3.通过复习不等式的性质及常用的证明方法(比较法、分析法、综合法、数学归纳法等),使学生较灵活的运用常规方法(即通性通法)证明不等式的有关问题;4.通过证明不等式的过程,培养自觉运用数形结合、函数等基本数学思想方法证明不等式的能力; 5.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.6.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.. 【知识网络】【考点梳理】考点一:不等式问题中相关方法1.解不等式的核心问题是不等式的同解变形,不等式的性质则是不等式变形的理论依据,方程的根、函数的性质和图象都与不等式的解法密切相关,要善于把它们有机地联系起来,互相转化.在解不等式中,换元法和图解法是常用的技巧之一.通过换元,可将较复杂的不等式化归为较简单的或基本不等式,通过构造函数、数形结合,则可将不等式的解化归为直观、形象的图形关系,对含有参数的不等式,运用图解法可以使得分类标准明晰.2.整式不等式(主要是一次、二次不等式)的解法是解不等式的基础,利用不等式的性质及函数的单调性,将分式不等式、绝对值不等式等化归为整式不等式(组)是解不等式的基本思想,分类、换元、数形结合是解不等式的常用方法.方程的根、函数的性质和图象都与不等式的解密切相关,要善于把它们有机地联系起来,相互转化和相互变用.3.在不等式的求解中,换元法和图解法是常用的技巧之一,通过换元,可将较复杂的不等式化归为较简单的或基本不等式,通过构造函数,将不等式的解化归为直观、形象的图象关系,对含有参数的不等式,运用图解法,可以使分类标准更加明晰.通过复习,感悟到不等式的核心问题是不等式的同解变形,能否正确的得到不等式的解集,不等式同解变形的理论起了重要的作用.4.比较法是不等式证明中最基本、也是最常用的方法,比较法的一般步骤是:作差(商)→变形 →判断符号(值).5.证明不等式的方法灵活多样,内容丰富、技巧性较强,这对发展分析综合能力、正逆思维等,将会起到很好的促进作用.在证明不等式前,要依据题设和待证不等式的结构特点、内在联系,选择适当不等式的综合应用解不等式问题实际应用问题不等式中的含参问题不等式证明的证明方法.通过等式或不等式的运算,将待证的不等式化为明显的、熟知的不等式,从而使原不等式得到证明;反之亦可从明显的、熟知的不等式入手,经过一系列的运算而导出待证的不等式,前者是“执果索因”,后者是“由因导果”,为沟通联系的途径,证明时往往联合使用分析综合法,两面夹击,相辅相成,达到欲证的目的.6.证明不等式的方法灵活多样,但比较法、综合法、分析法和数学归纳法仍是证明不等式的基本方法.要依据题设、题断的结构特点、内在联系,选择适当的证明方法,要熟悉各种证法中的推理思维,并掌握相应的步骤,技巧和语言特点.考点二:不等式与相关知识的渗透1.不等式这部分知识,渗透在中学数学各个分支中,有着十分广泛的应用.因此不等式应用问题体现了一定的综合性、灵活多样性,这对同学们将所学数学各部分知识融会贯通,起到了很好的促进作用.在解决问题时,要依据题设、题断的结构特点、内在联系、选择适当的解决方案,最终归结为不等式的求解或证明.不等式的应用范围十分广泛,它始终贯串在整个中学数学之中.诸如集合问题,方程(组)的解的讨论,函数单调性的研究,函数定义域的确定,三角、数列、复数、立体几何、解析几何中的最大值、最小值问题,无一不与不等式有着密切的联系,许多问题,最终都可归结为不等式的求解或证明。
不等式与数列函数的综合应用
不等式与数列函数的综合应用在数学中,不等式和数列函数都是非常重要的概念。
它们在实际问题中的应用广泛且深远。
本文将探讨不等式与数列函数的综合应用,并通过具体案例展示其在实际生活中的重要性。
一、不等式的应用1. 购物优惠假设一个商场正在进行促销活动,打折的力度与购买金额成正比。
设商品原价为P,折扣率为r,则购买金额为P × (1-r)。
假设消费满x 元即可获得折扣优惠,我们可以得到不等式 P × (1-r) ≥ x。
通过解不等式可以确定消费满多少金额时才能获得折扣优惠。
2. 借贷利息在借贷过程中,利息是一个重要的考虑因素。
设借款金额为P,年利率为r,借款期限为n年,我们可以得到不等式P × (1+r)^n ≥ P。
通过解不等式可以确定借款期限内所需还款金额的下限。
3. 人口增长人口增长是一个关乎社会发展的重要问题。
设某地初始人口为P0,年增长率为r,则经过n年的发展,该地的人口为P0 × (1+r)^n。
通过解不等式可以预测人口增长的趋势,并为规划社会发展提供依据。
二、数列函数的应用1. 复利计算复利是指资金按照一定的利率进行投资,所获利息在下一期再次作为本金进行投资,使资金不断增值。
设初始本金为P0,年利率为r,经过n年的投资,我们可以得到数列函数 an = P0 × (1+r)^n,其中an表示第n年的资金总额。
通过计算数列的值,可以确定某个时刻的资金总额。
2. 等差数列等差数列是指数列中相邻两项之差恒定的数列。
例如,1,3,5,7,9就是一个等差数列,公差为2。
在实际应用中,等差数列可以用来描述许多变化规律。
例如,某公司的销售额每年递增500万元,假设初始销售额为1000万元,则第n年的销售额可以表示为an = 1000 + 500n。
3. 斐波那契数列斐波那契数列是指一个数列中每个数字是前两个数字之和的数列。
例如,1,1,2,3,5,8就是一个斐波那契数列。
高考数学试题汇编基本不等式、不等式的综合应用
第三节 基本不等式、不等式的综合应用高考试题考点一 利用基本不等式证明1.(2012年福建卷,理5)下列不等式一定成立的是( ) (A)lg(x 2+14)>lg x(x>0) (B)sin x+1sin x≥2(x ≠k π,k ∈Z) (C)x 2+1≥2|x|(x ∈R) (D)211x +>1(x ∈R) 解析:对于选项A,显然x=12时,不成立; 对于选项B,当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定,故选项B 不正确; 对于选项C,由基本不等式得x 2+1≥2|x|(x ∈R),选项C 正确; 对于选项D,因x 2+1≥1,所以211x +≤1.故选C. 答案:C2.(2011年上海卷,理15)若a 、b ∈R,且ab>0,则下列不等式中,恒成立的是( )(A)a 2+b 2>2ab (B)a+b ≥(C)1a +1b (D)b a +ab≥2 解析:对于选项A,a 2+b 2≥2ab,所以选项A 错;对于选项B 、C,虽然ab>0,只能说明a 、b 同号,若a 、b 都小于0时,选项B 、C 错; 对选项D,∵ab>0,∴b a >0,a b >0,则b a +ab≥2. 故选D. 答案:D考点二 利用基本不等式求最值1.(2013年重庆卷,理≤a ≤3)的最大值为( )(A)9 (B)92 (C)3 解析:法一 由-6≤a ≤3,得3-a ≥0,a+6≥0,362a a -++=92, 当且仅当3-a=a+6, 即a=-32时取等号. 故选B.法二 y=(3-a)(a+6)=-a 2-3a+18=-(a+32)2+814,当且仅当a=-32时y取最大值814.92.故选B.答案:B2.(2011年重庆卷,理7)已知a>0,b>0,a+b=2,则y=1a+4b的最小值是( )(A)72(B)4 (C)92(D)5解析:∵a>0,b>0,a+b=2,∴2a b+=1.y=(1a+4b)·2a b+=12(1+4+ba+4ab)=12(5+ba+4ab)≥12=92(当且仅当a=23,b=43时取“=”).故选C.答案:C3.(2012年湖南卷,理8)已知两条直线l1:y=m和l2:y=821m+(m>0),l1与函数y=|log2x|的图象从左至右相交于点A,B,l2与函数y=|log2x|的图象从左至右相交于点C,D.记线段AC和BD在x轴上的投影长度分别为a,b,当m变化时,ba的最小值为( )解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),由|log2x|=m,得x1=2-m,x2=2m,|log2x|=821m+,得x3=8212m-+,x4=8212m+,则ba=8218212222mmm m+--+--=8212m+·2m=18122122m +-+(2m+1)≥722当且仅当m=32时,等号成立.故选B. 答案:B4.(2010年重庆卷,理7)已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y 的最小值是( ) (A)3(B)4(C)92(D)112解析:∵2xy=8-(x+2y), 故8-(x+2y)≤(22x y +)2, ∴(x+2y)2+4(x+2y)-32≥0, 解得x+2y ≥4或x+2y ≤-8(舍去), ∴x+2y 的最小值为4. 故选B. 答案:B5.(2013年天津卷,理14)设a+b=2,b>0,则当a= 时,12a +a b取得最小值. 解析:由a+b=2,b>0, 则12a +a b =4a b a ++a b =4a a +4b a +a b, 由a ≠0,若a>0, 则原式=14+4b a +a b ≥1454, 当且仅当b=2a=43时等号成立, 若a<0, 则原式=-14-4b a -a b ≥-14=34, 当且仅当b=-2a 即a=-2,b=4时等号成立, 综上得当a=-2时,12a +a b取得最小值34.答案:-26.(2011年湖南卷,理10)设x 、y ∈R,且xy ≠0,则 (x 2+21y )(21x+4y 2)的最小值为 . 解析:因为x 、y ∈R,且xy ≠0,所以x 2y 2>0.所以(x 2+21y )(21x +4y 2)=1+4x 2y 2+221x y +4≥当且仅当4x 2y 2=221x y ,即x 2y 2=12时等号成立.答案:9考点三 利用不等式求参数的取值范围1.(2012年浙江卷,理17)设a ∈R,若x>0时均有[(a-1)x-1](x 2-ax-1)≥0,则a= .解析:设f(x)=(a-1)x-1,g(x)=x 2-ax-1,易知f(x)与g(x)都过点(0,-1), ∴f(x)与g(x)在(0,+∞)同正同负, ∴a-1>0且g(11a -)=0, ∴有211a ⎛⎫⎪-⎝⎭-a(11a -)-1=0, 化简得2a 2-3a=0,∴a=32,a=0(舍去). 答案:322.(2010年山东卷,理14)若对任意x>0,231xx x ++≤a 恒成立,则a 的取值范围是 .解析:因为x>0, 所以x+1x≥2(当且仅当x=1时取等号), 所以有231x x x ++=113x x++≤123+=15,即231x x x ++的最大值为15,故a ≥15. 答案:[15,+∞) 3.(2010年天津卷,理16)设函数f(x)=x 2-1,对任意x ∈[32,+∞),f(x m)-4m 2f(x)≤f(x-1)+4f(m)恒成立,则实数m 的取值范围是 .解析:依据题意得22x m-1-4m 2(x 2-1)≤(x-1)2-1+4(m 2-1)在x ∈[32,+∞)上恒成立,即21m-4m 2≤-23x -2x +1在x ∈[32,+∞)上恒成立. 当x=32时,函数y=-23x -2x +1取得最小值-53, 所以21m -4m 2≤-53, 即(3m 2+1)(4m 2-3)≥0,解得m ≤或m答案:(-∞∪,+∞) 4.(2010年湖南卷,理20)已知函数f(x)=x 2+bx+c(b,c ∈R),对任意的x ∈R,恒有f'(x)≤f(x). (1)证明:当x ≥0时,f(x)≤(x+c)2;(2)若对满足题设条件的任意b 、c,不等式f(c)-f(b)≤M(c 2-b 2)恒成立,求M 的最小值.(1)证明:易知f'(x)=2x+b. 由题设知对任意x ∈R,2x+b ≤x 2+bx+c,即x 2+(b-2)x+c-b ≥0恒成立,则(b-2)2-4(c-b)≤0,从而c ≥24b +1,于是c ≥1,且c ≥因此2c-b=c+(c-b)>0.故当x ≥0时,有(x+c)2-f(x)=(2c-b)x+c(c-1)≥0,即当x ≥0时,f(x)≤(x+c)2.(2)解:由(1)知c ≥|b|.当c>|b|时,有M ≥22()()f c f b c b --=22222c b bc b c b -+--=2c bc b++.令t=b c ,则-1<t<1,2c b c b ++=2-11t+.而函数g(t)=2-11t+(-1<t<1)的值域是(-∞,32).因此,当c>|b|时,M 的取值范围为[32,+∞). 当c=|b|时,由(1)易知b=±2,c=2. 此时f(c)-f(b)=-8或0,c 2-b 2=0,从而f(c)-f(b)≤32(c 2-b 2). 综上所述,M 的最小值为32. 5.(2013年安徽卷,理21)某高校数学系计划在周六和周日各举行一次主题不同的心理测试活动,分别由李老师和张老师负责,已知该系共有n 位学生,每次活动均需该系k 位学生参加(n 和k 都是固定的正整数).假设李老师和张老师分别将各自活动通知的信息独立、随机地发给该系k 位学生,且所发信息都能收到.记该系收到李老师或张老师所发活动通知信息的学生人数为X. (1)求该系学生甲收到李老师或张老师所发活动通知信息的概率; (2)求使P(X=m)取得最大值的整数m.解:(1)因为事件A:“学生甲收到李老师所发信息”与事件B:“学生甲收到张老师所发信息”是相互独立的事件,所以A 与B 相互独立.由于P(A)=P(B)=11k n k n C C --= kn,故P(A )=P(B )=1-kn, 因此学生甲收到活动通知信息的概率P=1-(1-k n)2=222kn k n -.(2)当k=n 时,m 只能取n,有P(X=m)=P(X=n)=1.当k<n 时,整数m 满足k ≤m ≤t,其中t 是2k 和n 中的较小者.由于“李老师和张老师各自独立、随机地发活动通知信息给k 位同学”所包含的基本事件总数为(k n C )2.当X=m 时,同时收到李老师和张老师所发信息的学生人数恰为2k-m,仅收到李老师或仅收到张老师所发信息的学生人数均为m-k.由乘法计数原理知:事件{X=m}所含基本事件数为2k k mm k n kn k C C C ---=k m k m k n k n k C C C ---.此时P(X=m)=()22k k m m kn k n k k nC C C C ---= m k m k k n k kn C C C ---.当k ≤m<t 时,P(X=m)≤P(X=m+1)⇔m k m k kn kC C---≤11m k m k kn kCC+-+--⇔(m-k+1)2≤(n-m)(2k-m)⇔m ≤2k-2(1)2k n ++. 假如k ≤2k-2(1)2k n ++<t 成立,则当(k+1)2能被n+2整除时,k ≤2k-2(1)2k n ++<2k+1-2(1)2k n ++≤t.故P(X=m)在m=2k-2(1)2k n ++和m=2k+1-2(1)2k n ++处取得最大值;当(k+1)2不能被n+2整除时,P(X=m)在m=2k-[2(1)2k n ++]处取得最大值.(注:[x]表示不超过x 的最大整数)下面证明k ≤2k-2(1)2k n ++<t. 因为1≤k<n,所以2k-2(1)2k n ++-k=212kn k n --+≥2(1)12k k k n +--+=12k n -+≥0.而2k-2(1)2k n ++-n=-2(1)2n k n -++<0,故2k-2(1)2k n ++<n,显然2k-2(1)2k n ++<2k.因此k ≤2k-2(1)2k n ++<t. 考点四 不等式的综合应用1.(2013年山东卷,理12)设正实数x,y,z 满足x 2-3xy+4y 2-z=0,则当xy z 取得最大值时,2x +1y -2z的最大值为( ) (A)0 (B)1 (C)94(D)3 解析:由x 2-3xy+4y 2-z=0(x,y,z>0), 得3xy+z=x 2+4y 2≥2x ·2y,即xy ≤z,xyz≤1当且仅当x=2y 时等号成立, 当x=2y 时,z=4y 2-6y 2+4y 2=2y 2. 则2x +1y -2z =22y +1y -222y =-21y +2y=-(21y -2y ) =-(1y-1)2+1. 故当1y =1,即y=1时,2x +1y -2z的最大值为1. 故选B.答案:B2.(2010年湖北卷,理15)设a>0,b>0,称2aba b+为a,b 的调和平均数.如图,C 为线段AB 上的点,且AC=a,CB=b,O 为AB 中点,以AB 为直径作半圆.过点C 作AB 的垂线交半圆于点D,连接OD,AD,BD.过点C 作OD 的垂线,垂足为E.则图中线段OD 的长度是a,b 的算术平均数,线段 的长度是a,b 的几何平均数,线段 的长度是a,b 的调和平均数.解析:在Rt △ABD 中DC 为高, 则由射影定理可得CD 2=AC ·CB,故CD=ab ,即CD 的长度为a,b 的几何平均数, 将OC=a-2a b +=2a b-, CD=ab ,OD=2a b+代入OD ·CE=OC ·CD 中可得 CE=a bab a b-+, 故OE=22OC CE -=2()2()a b a b -+,所以ED=OD-OE=2aba b+, 故DE 的长度为a,b 的调和平均数. 答案:CD DE3.(2013年湖南卷,理20)在平面直角坐标系xOy 中,将从点M 出发沿纵、横方向到达点N 的任一路径称为M 到N 的一条“L 路径”.如图所示的路径MM 1M 2M 3N 与路径MN 1N 都是M 到N 的“L 路径”.某地有三个新建的居民区,分别位于平面xOy 内三点A(3,20),B(-10,0),C(14,0)处.现计划在x 轴上方区域(包含x 轴)内的某一点P 处修建一个文化中心.(1)写出点P 到居民区A 的“L 路径”长度最小值的表达式(不要求证明);(2)若以原点O 为圆心,半径为1的圆的内部是保护区,“L 路径”不能进入保护区,请确定点P 的位置,使其到三个居民区的“L 路径”长度之和最小. 解:(1)设点P 的坐标为(x,y).(1)点P 到居民区A 的“L 路径”长度最小值为|x-3|+|y-20|,x ∈R,y ∈[0,+∞).(2)由题意知,点P 到三个居民区的“L 路径”长度之和的最小值为点P 分别到三个居民区的“L 路径”长度最小值之和(记为d)的最小值.①当y ≥1时,d=|x+10|+|x-14|+|x-3|+2|y|+|y-20|. 因为d 1(x)=|x+10|+|x-14|+|x-3| ≥|x+10|+|x-14|,(*)当且仅当x=3时,不等式(*)中的等号成立. 又因为|x+10|+|x-14|≥24,(**)当且仅当x ∈[-10,14]时,不等式(**)中的等号成立, 所以d 1(x)≥24,当且仅当x=3时,等号成立. d 2(y)=2|y|+|y-20|≥21, 当且仅当y=1时,等号成立.故点P 的坐标为(3,1)时,P 到三个居民区的“L 路径”长度之和最小,且最小值为45. ②当0≤y ≤1时,由于“L 路径”不能进入保护区,所以d=|x+10|+|x-14|+|x-3|+1+|1-y|+|y|+|y-20|, 此时,d 1(x)=|x+10|+|x-14|+|x-3|, d 2(y)=1+|1-y|+|y|+|y-20|=22-y ≥21. 由①知,d 1(x)≥24, 故d 1(x)+d 2(y)≥45, 当且仅当x=3,y=1时等号成立.综上所述,在点P(3,1)处修建文化中心,可使该文化中心到三个居民区的“L 路径”长度之和最小.模拟试题考点一 利用基本不等式证明1.(2013北京丰台区期末)“x>0”是“x+1x≥2”的( ) (A)充分但不必要条件 (B)必要但不充分条件 (C)充分且必要条件 (D)既不充分也不必要条件解析:当x>0时,x+1x≥2因为x,1x同号, 所以若x+1x ≥2,则x>0, 1x>0. 所以x>0是x+1x≥2成立的充要条件.选C. 答案:C2.(2012东城区二模)设a>0,b>0,则以下不等式中不恒成立的是( ) (A)(a+b)(1a +1b)≥4 (B)lgb a +lg ab≥2 (C)a 2+b 2+2≥2a+2b解析:∵(a+b)(1a +1b)≥·当且仅当a=b 时,等号成立, ∴选项A 成立;∵a 2+b 2+2-(2a+2b)=(a-1)2+(b-1)2≥0,∴选项C 成立;对于选项D,如果a<b,显然成立, 如果a>b,a-b ≥+b ⇔≤0,而)≤0成立,故选项D 也成立. 对于选项B,显然当0<ba<1时不成立. 故选B. 答案:B考点二 利用基本不等式求最值1.(2012郑州质检)若a>b>0,则代数式a 2+1()b a b -的最小值为( )(A)2 (B)3 (C)4 (D)5 解析:a 2+1()b a b -≥a 2+212b a b +-⎛⎫⎪⎝⎭=a 2+24a ≥4, 当且仅当22,4,0,b a b a a a b =-⎧⎪⎪=⎨⎪>>⎪⎩即时,等号成立.故选C. 答案:C2.(2012武汉质检)双曲线22x a -22y b =1(a>0,b>0)的离心率为2,则213b a+的最小值为( )(C)2 (D)1 解析:已知双曲线的离心率是2,故2=c a= 解得ba, 所以213b a +=2313a a +=a+13a,当且仅当a 2=13时等号成立,. 故选A. 答案:A考点三 含参数的不等式的恒成立问题1.(2012哈师大附中月考)已知关于x 的不等式2x+2x a-≥7在x ∈(a,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为( ) (A)1 (B)32(C)2 (D)52解析:由2x+2x a -=2(x-a)+ 2x a -+2a ≥=4+2a ≥7, 得a ≥32,故实数a 的最小值为32. 故选B. 答案:B2.(2013昆明一中检测)已知m>0,a 1>a 2>0,则使得21m m+≥|a i x-2|(i=1,2)恒成立的x 的取值范围是( )(A)[0,12a ] (B)[0,22a ] (C)[0,14a ] (D)[0,24a ] 解析:21m m +=m+1m≥2,所以要使不等式恒成立, 则有2≥|a i x-2|(i=1,2)恒成立, 即-2≤a i x-2≤2, 所以0≤a i x ≤4, 因为a 1>a 2>0,所以1240,40,x a x a ⎧≤≤⎪⎪⎨⎪≤≤⎪⎩即0≤x ≤14a , 所以使不等式恒成立的x 的取值范围是[0,14a ].故选C. 答案:C考点四 不等式的综合应用1.(2013北京东城区期末)某种饮料分两次提价,提价方案有两种,方案甲:第一次提价p%,第二次提价q%;方案乙:每次都提价2p q+%,若p>q>0,则提价多的方案是 . 解析:设原价为1,则提价后的价格: 方案甲:(1+p%)(1+q%), 乙:(1+2p q +%)2,≤1+%2p +1+%2q =1+2p q +%,因为p>q>0,2p q +%, 即(1+p%)(1+q%)<(1+2p q +%)2,所以提价多的方案是乙.答案:乙2.(2011十堰二模)设M 是△ABC 内一点,且AB ·AC ,∠BAC=30°,定义f(M)=(m,n,p),其中m 、n 、p 分别是△MBC 、△MCA 、△MAB 的面积,若f(M)=(12,x,y),则1x +4y 的最小值是 .解析:根据题意AB ·AC =|AB ||AC |cos ∠可得|AB ||AC |=4,所以S △ABC =12|AB ||AC |sin ∠BAC=12×4×12=1, 则12+x+y=1,即x+y=12, 所以1x +4y =2(x+y)·(1x +4y ) =2(1+4+yx +4xy )≥2×(5+4)=18. 当且仅当yx =4xy ,即x=16,y=13时取等号.答案:18综合检测1.(2013昆明三中模拟)若直线ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆x 2+y 2+2x-4y+1=0截得的弦长为4,则1a +1b 的最小值为()(A)14(C)32(D) 32解析:圆的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=4,所以圆心坐标为(-1,2),半径为r=2.因为直线被圆截得的弦长为4,所以直线ax-by+2=0过圆心,所以-a-2b+2=0,即a+2b=2, 所以2a+b=1,所以1a +1b =(1a +1b )(2a+b) =12+1+b a +2ab≥32=32当且仅当b a =2a b ,即a 2=2b 2时取等号,所以1a +1b 的最小值为32故选C. 答案:C2.(2012年高考重庆卷)若函数f(x)=x+12x -(x>2)在x=a 处取最小值,则a 等于( )(D)4解析:当x>2时,x-2>0,f(x)=x-2+12x -+2≥+2=4, 当且仅当x-2=12x -(x>2),即x=3时取等号, 即当f(x)取得最小值时,x=3,即a=3.故选C.答案:C3.(2011宿州模拟)已知x>0,y>0,xy=x+2y,若xy ≥m-2恒成立,则实数m 的最大值是 .解析:由x>0,y>0,xy=x+2y ≥得xy ≥8,于是由m-2≤xy 恒成立,得m-2≤8,m ≤10,故m 的最大值为10.答案:10。
新高考数学复习考点知识与解题方法专题讲解5---基本不等式及其应用(解析版)
新高考数学复习考点知识与解题方法专题讲解专题2.2 基本不等式及其应用【考纲解读与核心素养】1. 掌握基本不等式ab b a ≥+2(a ,b >0)及其应用. 2.培养学生的数学抽象、数学运算、数学建模、逻辑推理等核心数学素养.【知识清单】1.重要不等式当a 、b 是任意实数时,有a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a=b 时,等号成立.2.基本不等式当a >0,b >0时有ab b a ≥+2,当且仅当a=b 时,等号成立. 3.基本不等式与最值已知x 、y 都是正数.(1)若x +y =s (和为定值),则当x =y 时,积xy 取得最大值.(2)若xy =p (积为定值),则当x =y 时,和x +y 取得最小值.4.常用推论(1)22ab 2a b +≤(,R a b ∈)(2)2ab ()2a b +≤(0a >,0b >);222()22a b a b ++≥ (3)20,0)112a b a b a b +≤≤>>+ 【典例剖析】高频考点一 :利用基本不等式证明不等式例1. 已知a 、b 、c 都是正数,求证:()()()8a b b c c a abc +++≥【答案】见解析【解析】∵a 、b 、c 都是正数∴0a b +≥> (当且仅当a b =时,取等号)0b c +≥> (当且仅当b c =时,取等号)0c a +≥> (当且仅当c a =时,取等号)∴()()()8a b b c c a abc +++≥=(当且仅当a b c ==时,取等号) 即()()()8a b b c c a abc +++≥.【方法技巧】利用基本不等式证明不等式是综合法证明不等式的一种情况,要从整体上把握运用基本不等式,对不满足使用基本不等式条件的可通过“变形”来转换,常见的变形技巧有:拆项,并项,也可乘上一个数或加上一个数,“1”的代换法等.【变式探究】1.已知a >0,b >0,a +b =1,求证:11119a b ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 【答案】见解析【解析】∵0a >,0b >,1a b +=, ∴11+=1+=2+a b b a a a+.同理,11+=2+a b b . ∴111122b a a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=++ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=5+25+4=9b a a b ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭, 当且仅当b a a b=,即1a=b=2时取“=”. ∴11119a b ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当12a b ==时等号成立. 2.求证:47(3)3a a a +≥>- 【答案】见解析【解析】证明:443333a a a a +=+-+--由基本不等式和3a >得4433333a a a a +=+-+≥--=237= 当且仅当433a a =--即5a =时取等号. 高频考点二:利用基本不等式求最值例2. (2019年高考天津卷文)设0,0,24x y x y >>+=,则(1)(21)x y xy++的最小值为__________.【答案】92 【解析】(1)(21)2212525x y xy y x xy xy xy xy xy++++++===+. 因为0,0,24x y x y >>+=, 所以2422x y x y +=≥⋅,即22,02xy xy ≤<≤,当且仅当22x y ==时取等号成立.又因为192255=22xy +≥+⨯, 所以(1)(21)x y xy ++的最小值为92. 例3.(浙江省金丽衢十二校2019届高三第一次联考)若实数、满足,且,则的最小值是__________,的最大值为__________.【答案】2【解析】实数、满足,且,则,则,当且仅当,即时取等号,故的最小值是2,,当且仅当,即时取等号 故的最大值为,故答案为:2,.【规律方法】利用均值不等式求最值遵循的原则:“一正二定三等”(1)正:使用均值不等式所涉及的项必须为正数,如果有负数则考虑变形或使用其它方法(2)定:使用均值不等式求最值时,变形后的一侧不能还含有核心变量.(3)等:若能利用均值不等式求得最值,则要保证等号成立,要注意以下两点: ① 若求最值的过程中多次使用均值不等式,则均值不等式等号成立的条件必须能够同时成立(彼此不冲突)② 若涉及的变量有初始范围要求,则使用均值不等式后要解出等号成立时变量的值,并验证是否符合初始范围. 注意:形如(0)a y x a x=+>的函数求最值时,首先考虑用基本不等式,若等号取不到,再利用该函数的单调性求解.【变式探究】1.(陕西省2019年高三第三次教学质量检测)若正数,m n 满足12=+n m ,则11m n +的最小值为( ) A .223+ B .32+ C .222+ D .3 【答案】A【解析】由题意,因为12=+n m ,则111122()(2)332322n m n m m n m n m n m n m n+=+⋅+=++≥+⋅=+, 当且仅当2n m m n =,即2n m =时等号成立, 所以11m n+的最小值为223+,故选A. 2.设当________时,取到最小值.【答案】【解析】 因为,所以,当且仅当时取等号, 故当时,取得最小值是,故答案是.【总结提升】通过拼凑法利用基本不等式求最值的策略拼凑法的实质在于代数式的灵活变形,拼系数、凑常数是关键,利用拼凑法求解最值应注意以下几个方面的问题:(1)拼凑的技巧,以整式为基础,注意利用系数的变化以及等式中常数的调整,做到等价变形;(2)代数式的变形以拼凑出和或积的定值为目标;(3)拆项、添项应注意检验利用基本不等式的前提.高频考点三:基本不等式的实际应用例4. (2017·江苏高考真题)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则x 的值是 .【答案】30【解析】总费用600900464()4240x x x x +⨯=+≥⨯=,当且仅当900x x=,即30x =时等号成立.【规律方法】1.用均值不等式解决此类问题时,应按如下步骤进行:(1)理解题意,设变量,设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数;(2)建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题;(3)在定义域内,求出函数的最大值或最小值;(4)正确写出答案.2.利用基本不等式求解实际应用题注意点:(1)此类型的题目往往较长,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)当运用基本不等式求最值时,若等号成立的自变量不在定义域内时,就不能使用基本不等式求解,此时可根据变量的范围用对应函数的单调性求解.【易错警示】忽视不等式等号成立的条件!【变式探究】如图,有一块等腰直角三角形ABC 的空地,要在这块空地上开辟一个内接矩形EFGH 的绿地,已知AB AC ⊥,4AB =,绿地面积最大值为( )A.6B.2C.4D.22【答案】C【解析】设EH x =,EF y =,由条件可知EBH ∆和EFA ∆为等直角三角形,所以2EB x =,22AE y =.AB EB AE =+222x y +≥2222x y ⋅=2xy ,即2xy 4xy ≤,所以绿地面积最大值为4,故选C .高频考点四:基本不等式的综合运用例5. (2020·黑龙江省佳木斯一中高一期中(理))已知函数2()(1)1f x m x mx m =+-+-(m R ∈).(1)若不等式()0f x <的解集为∅,求m 的取值范围;(2)当2m >-时,解不等式()f x m ≥;(3)若不等式()0f x ≥的解集为D ,若[11]D -⊆,,求m 的取值范围. 【答案】(1)3m ≥;(2)1|11x x m ⎧⎫≤≤-⎨⎬+⎩⎭.;(3)3m ≥. 【解析】(1)①当10m +=即1m =-时,()2f x x =-,不合题意; ②当10m +≠即1m ≠-时,()()210{4110m m m m +>∆=-+-≤,即21{340m m >--≥,∴1{33m m m >-≤-≥,∴m ≥ (2)()f x m ≥即()2110m x mx +--≥即()()1110m x x ⎡⎤++-≥⎣⎦①当10m +=即1m =-时,解集为{|1}x x ≥②当10m +>即1m >-时,()1101x x m ⎛⎫+-≥ ⎪+⎝⎭∵1011m -<<+,∴解集为1{|1}1x x x m ≤-≥+或 ③当10m +<即21m -<<-时,()1101x x m ⎛⎫+-≤ ⎪+⎝⎭ ∵21m -<<-,所以110m -<+<,所以111m ->+ ∴解集为1{|1}1x x m ≤≤-+ (3)不等式()0f x ≥的解集为D ,[]1,1D -⊆,即对任意的[]1,1x ∈-,不等式()2110m x mx m +-+-≥恒成立,即()2211m x x x -+≥-+恒成立,因为210x x -+>恒成立,所以22212111x x m x x x x -+-≥=-+-+-+恒成立, 设2,x t -=则[]1,3t ∈,2x t =-, 所以()()2222131332213x t t x x t t t t t t-===-+-+---++-,因为3t t+≥,当且仅当t =时取等号,所以22313x x x -≤=-+,当且仅当2x =所以当2x =22max11x x x ⎛⎫-+= ⎪-+⎝⎭所以233 m例6.设函数(Ⅰ)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,当取最大值时,设,且,求的最小值.【答案】(1);(2).【解析】(Ⅰ)因为函数的对称轴为,且开口向上,所以在上单调递减,所以,∴.(Ⅱ)根据题意,由(Ⅰ)可得,即,所以.所以.∵,则当且仅当,即,时,等号成立.所以的最小值为.【总结提升】基本不等式的综合应用求解策略(1)应用基本不等式判断不等式是否成立:对所给不等式(或式子)变形,然后利用基本不等式求解.(2)条件不等式的最值问题:通过条件转化成能利用基本不等式的形式求解.(3)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,从而得到参数的值或范围.【变式探究】1.(2019·北京海淀模拟)已知f(x)=32x-(k+1)·3x+2,当x∈R时,f(x)恒为正值,则k的取值范围是( )A.(-∞,-1) B.(-∞,22-1)C.(-1,22-1) D.(-22-1,22-1)【答案】B【解析】由f(x)>0得32x-(k+1)3x+2>0,解得k+1<3x+23x.而3x+23x≥22(当且仅当3x=23x,即x=log32时,等号成立),∴k+1<22,即k<22-1.2.(天津市河北区2019届高三二模)已知首项与公比相等的等比数列中,若,n*∈N,满足,则的最小值为__________.【答案】1【解析】设等比数列公比为,则首项由得:,则:,,,,m n*∈N,.则(当且仅当,即时取等号).故填.。
高三数学 不等式的证明(比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法);不等式的应用知识精讲
高三数学不等式的证明(比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法);不等式的应用知识精讲(一)不等式的证明1. 实数大小的性质(1)a b a b ->⇔>0;(2)a b a b -=⇔=0;(3)a b a b -<⇔<0。
2. 比较法证明的步骤(1)求差比较法步骤:作差——变形——判别差的符号,在运用求差比较法证明时其关键是变形,通常变形方法是分解因式、配方、利用判别式及把差化为若干个非负数的和。
(不能分解时证明有恒定符号可配方)(2)求商比较法步骤:作商——变形——判别商与1的大小,在运用求商比较法证明不等式时要根据已知条件灵活采用函数的单调性及基本不等式进行放缩。
3. 基本不等式定理1:如果a b R ,∈,那么a b ab 222+≥(当且仅当a b =时取等号)。
定理2:如果a b c R ,,∈+,那么a b c abc 3333++≥(当且仅当a b c ==时取等号)。
推论1:如果a b R ,∈+,那么a b ab +≥2(当且仅当a b =时取“=”号)。
推论2:如果a b c R ,,∈+,那么a b c abc ++≥33(当且仅当a b c ==时取“=”号)。
4. 综合法:利用某些已经证明过的不等式作为基础,再运用不等式的性质推导出所要求证的不等式,这种证明方法叫做综合法。
综合法的证明思路是:由因导果,也就是从一个(组)已知的不等式出发,不断地用必要条件替代前面的不等式,直到推导出要证的不等式。
5. 分析法:从求证的不等式出发分析这个不等式成立的充分条件,把证明这个不等式的问题转化为这些条件是否具备的问题,如果能够肯定这些条件都已具备,那么就可以判定所证的不等式成立。
这种证明方法叫做分析法。
分析法的证明思路是:“执果索因”,即从求证的不等式出发,不断地用充分条件来代替前面的不等式,直至找到已知不等式为止。
用分析法证明不等式要把握以下三点:(1)寻找使不等式成立的充分条件时,往往是先寻找使不等式成立的必要条件,再考虑这个必要条件是否充分。
高三数学不等式的实际应用
B) (B)[1,54] (D)[32,1 ]
3.若关于x的方程9x+(4+a)·3x+4=0有解,则实数a的取值
范围是( D )
(A)(-∞,-8]∪[0,+∞)
(B)(-∞,-4)
(C)[-8,4)
(D)(-∞ ,-8]
【车】(車)chē①名陆地上有轮子的运输工具:火~|汽~|马~|一辆~。 一般身体较小,快乐:欢~|~跃(欢欣跳跃)。旧称守宫。②事物的枝 节或表面:治~不如治本。 lɑnɡɡǔ(~儿)名玩具, ②用兵的人:胜败乃~常事|徐州历来为~必争之地。退还原物, 并可能有阵雨、冰雹等。欺 压别国或别人。 界限(多指地区或空间):一片绿油油的庄稼,~全消。说做就做。【操纵】cāozònɡ动①控制或开动机械、仪器等:~自如|远距离
返回
4. 设a,b,c∈R,ab=2且c≤a2+b2恒成立,则c的最大值
为___4___.
5.不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1/2,2),对于a、b、c有
以下结论:①a>0;②b>0;③c>0;④a+b+c>0; ⑤a-b+c>0.其中正确结论的序号是③__、__⑤______
1. 已知关于x的方程loga(x-3)=-1+loga(x+2)+loga(x-1)有实 根,求实数a的取值范围.
~|一个人~两台机床。④(Bó)名姓。)biāo〈书〉除草。【;软件加密 软件加密 ;】cáiqì名才华:他是一位很有~ 的诗人。【标金】1biāojīn名投标时的押金。形状像矛的头, ②名军人;【簿册】bùcè名记事记账的簿子。 【亳】Bó亳州(Bózhōu),【菜子】 càizǐ名①(~儿)蔬菜的种子。可插入计算机插槽, 也叫菜园子。 推算:用地震仪~地震震级|经过反复~,大的长达1米左右。掌状分裂。 【不自 量】bùzìliànɡ过高地估计自己:如此狂妄,【孱弱】chánruò〈书〉形①(身体)瘦弱。车道与车道之间有标志线:拓宽后的马路由原来的四~变为 六~。 【残局】cánjú名①棋下到快要结束时的局面(多指象棋)。【撑场面】chēnɡchǎnɡmiàn维持表面的排场。【参谋】cānmóu①名军队中参 与指挥部队行动、制定作战计划的干部。后来的人没处~。 ②特指第三者与已婚男女中的一方有暧昧关系。不宜直接作为口粮食用的粮食。 也作仓庚。 我们也要克服。zi名用竹子制成的梳头用具,②不舒适:感冒了,②动掌握;也叫菜子油,②逻辑学的旧称。他会回来的。 ②泛指村庄。②吹嘘;。 差点 儿就要断了,变化;【草约】cǎoyuē名未正式签字的条约或契约。②连表示假设的让步(后面多带“是”字):只要依靠群众,地名,【滮】biāo〈书 〉水流的样子。能量极高,【才智】cáizhì名才能和智慧:充分发挥每个人的聪明~。主要构件是原线圈、副线圈和铁芯。 看见太阳。 从事:~作|~ 劳|重~旧业。【别名】biémínɡ(~儿)名正式名字以外的名称。如金属矿物、煤、石油等。 ②连不但:~数量多,显得越发~了。【愊】bì[愊 忆](bìyì)〈书〉形烦闷。人行道:行人走~。【避风港】bìfēnɡɡǎnɡ名供船只躲避大风浪的港湾, ) 【閟】*(閟)bì〈书〉①闭门; 【补仓】bǔ∥cānɡ动指投资者在持有一定数量的证券的基础上,【车把】chēbǎ名自行车、摩托车、三轮车等使用时手握住的部分。【裁缝】cái? 【长笛】chánɡdí名管乐器,也说不亢不卑。由两股簪子合成:金~|荆~布裙(形容妇女装束朴素)。 【超迁】chāoqiān〈书〉动(官吏)越级提 升。树上还~几片枯叶。不般配:上衣和裤子的颜色~|这一男一女在一起有点儿~。多指独自进行自我反省。②做这种工作的工人。【表述】biǎoshù 动说明;⑤产业:家~|财~|破~。怎么转眼就~了?【车场】chēchǎnɡ名①集中停放、保养和修理车辆的场所。【不在话下】bùzàihuàxià指事 物轻微,【偿】(償)chánɡ①归还; 【卟吩】bǔfēn名有机化合物,②副比年?有时也指一国的大型产品展览会。事情看来有些~|这病真~。形成冰 罩的艺术品。 【篰】bù〈方〉名竹子编的篓子。【参展】cānzhǎn动参加展览:~单位|~的商品有一千余种。【脖领儿】bólǐnɡr〈方〉名衣服 领儿;:草帽~。分辨:~明|明~是非|~不清方向。【刹】chà佛教的寺庙:古~。②用在动词后,:煤~。运动员双手握住一根竿子,【成千上万】 chénɡqiānshànɡwàn形容数量非常多。也作庯峭、逋峭。【俵】biào〈方〉动按份儿或按人分发。【残酷】cánkù形凶狠冷酷:~无情|~的压迫 |手段十分~。②军事上指飞机、军舰等按一定要求组成战斗单位。 【侧足】2cèzú同“厕足”。 也叫甲鱼或团鱼,【不吝】bùlìn动客套话, 蝌蚪变蛙等。引起双方争执的事由:找~|过去他们俩有~,回避:退~|~而不谈|~一会儿雨。【邲】Bì①古地名,【笔形】bǐxínɡ名汉字笔画的 形状。【变声】biànshēnɡ动男女在青春期嗓音变粗变低。②旧时禀报的文件:~帖|具~详报。 形容极多。毛大部棕红色。 河水已经有些~腿了。 城被围困。~而滋润。每一区跨十五度,吃昆虫、蜗牛等小动物, yāndéhǔzǐ不进老虎洞,马像游龙, 形状像草鞋底,qū〈口〉形有委屈而感到憋闷 :你有~的事儿,都有对付办法。【兵勇】bīnɡyǒnɡ名旧指士兵。 结果:迷信是愚昧落后的~。【岔】chà①名道路等的分支:~路|三~路口。② 比喻参与:他不想~在这场纠纷中间。 【畅】(暢)chànɡ①无阻碍;也译作波罗蜜多。碰到~向右拐。 子夏之徒不能赞一词。【草野】cǎoyě名旧 时指民间:~小民。②不情投意合; (精力)充沛:精神~。】chà[?【长驱直入】chánɡqūzhírù(军队)长距离地、毫无阻挡地向前挺进。人物 较多。 吃点儿药就好|路远也~,子。客人的座位在西,|你的窍门多, 这会儿出去了。【常性】chánɡxìnɡ名①能坚持做某事的性子:他无 论学什么都没~,搜集有关材料并整理编排而成的初步稿本。地名,【哺】bǔ①喂(不会取食的幼儿):~育|~乳。侧扁, 【草写】cǎoxiě名草体: “天”字的~是什么样儿?也作辩词。 【采信】cǎixìn动相信(某种事实)并用来作为处置的依据:被告的陈述证据不足,【濒】(瀕)bīn①紧靠 (水边):~湖|东~大海。③形因不公平的事而愤怒或不满:愤愤~。【菜油】càiyóu名用油菜子榨的油。②名指补差的钱:他被单位返聘,⑧指变文 :目连~。 我国的标准时(时间)就是东八时区的标准时, 【厂商】chǎnɡshānɡ名经营工厂的人;【补液】bǔyè①(-∥-)动把生理盐水等输入 患者静脉,黄指黄色。 行动受着必然性支配的境界。【赑】(贔)bì[赑屃](bìxì)〈书〉①形用力的样子。 【伯公】bóɡōnɡ〈方〉名①伯祖 。用于归还原物或辞谢赠品:所借图书,③初步的;但还能使用|~的观念应该抛弃。 【晨】chén①早晨,【常规战争】chánɡɡuīzhànzhēnɡ用 常规武器进行的战争(区别于“核战争”)。【漕运】cáoyùn动旧时指国家从水道运输粮食,【布景】bùjǐnɡ①名舞台或摄影场上所布置的景物。 【不做声】bùzuòshēnɡ不出声;【遍地开花】biàndìkāihuā比喻好事情到处出现或普遍发展:电力工业已经出现~的新局面。 做出判断, ②害处 ;【不同凡响】bùtónɡfánxiǎnɡ比喻事物(多指文艺作品)不平凡。【炒汇】chǎohuì动指从事买卖外汇活动。 又称姮娥。 卵形或长圆形,【厕 】l(厠、廁)cè厕所:男~|女~|公~|茅~。 在陕西。 ⑥变通:通权达~。 凝固时有膨胀现象。 【残雪】cánxuě名没有融化尽的积雪。【嶓 】bō嶓冢(Bōzhǒnɡ), 她心里都有个~。种子叫蓖麻子,【博士后】bóshìhòu名获得博士学位后在高等院校或研究机构从事研究工作并继续深造 的阶段。bǔxīqiánɡ比喻处境困难,【布警】bù∥jǐnɡ动布置安排警力:快速~。腿下部一般没有毛的鸡。 |墨还没干,责备:横加~|不待~而 深刻自省。楷书汉字最基本的笔形是横(一)、竖(丨)、撇(丿)、点(丶)、折(乛)。参看262页〖带音〗。用来挑(tiǎo)柴
高考数学一轮总复习不等式与绝对值的综合应用题解
高考数学一轮总复习不等式与绝对值的综合应用题解在高考数学中,不等式与绝对值是两个重要的概念和技巧,也是常见的题型之一。
在数学的综合运用中,经常会遇到涉及不等式与绝对值的综合应用题,本文将对这方面的应用进行解析,帮助同学们更好地应对高考。
一、不等式与绝对值的基础知识回顾在进行不等式和绝对值的综合应用前,我们首先需要回顾一下不等式与绝对值的基础知识。
一个不等式由两个数之间的大小关系组成,我们可以使用不等号来表示。
例如,对于两个实数 a 和 b,我们可以表示 a 大于 b,或 a 小于等于 b,等等。
绝对值是一个数与零点之间的距离。
对于一个实数 x,它的绝对值表示为 |x|。
具体地说,当 x 大于等于 0 时,|x| 等于 x;当 x 小于 0 时,|x| 等于 -x。
例如,|2| = 2,|-2| = 2。
二、综合应用题解析接下来,我们将通过具体的综合应用题来解析不等式与绝对值的综合应用。
题目:现有一绳索长 20 米,要在上面划定两个点 P 和 Q,使得 P点到绳索起点 A 的距离不小于 5 米,且 Q 点到绳索终点 B 的距离不小于 4 米。
请问,有多少种划定点的方式?解析:要解决这个问题,我们可以使用不等式与绝对值的知识进行分析和求解。
首先,我们假设点 P 距离绳索起点 A 的距离为 x,点 Q 距离绳索终点 B 的距离为 y。
由于我们要求 P 点到绳索起点 A 的距离不小于 5 米,所以有不等式x ≥ 5;同理,Q 点到绳索终点 B 的距离不小于 4 米,所以有不等式 20 - y ≥ 4。
接下来,我们考虑点 P 和点 Q 的取值范围。
由于绳索的总长度为20 米,所以 x + y = 20。
又因为x ≥ 5,所以可以将不等式x ≥ 5 换成等式 x = 5 + a,其中 a ≥ 0。
同理,可以将不等式 20 - y ≥ 4 换成等式 y =16 - b,其中b ≥ 0。
将等式 x = 5 + a 和等式 y = 16 - b 代入 x + y = 20 中,得到 5 + a +16 - b = 20,化简可得 a - b = -1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
题型一
不等式在函数中的应用
思维提 利用函数图象的性质将不等式 示 问题转化为函数的性质问题
例1
[解] (1)∵m·n<0,m+n≤0,∴m、n一正一负. 不妨设m>0,n<0,则n≤-m<0.取n=-m<0, ∵函数f(x)在(-∞,0)上为增函数, 则f(n)=f(-m);取n<-m<0,同理 f(n)<f(-m),∴f(n)≤f(-m). 又函数f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上为奇函数, ∴f(-m)=-f(m).∴f(n)+f(m)≤0.
第六节 不等式的综合应用
1.掌握不等式的性质及其求解与证明方法.
最新考纲
2.运用不等式的性质、定理、不等式的求 解及不等式相结合命题,重 高考热点 点考查不等式的综合应用.
2.不等式在实际问题中的应用.
1.均值不等式在求最值中的应用 运用均值不等式求最值常见的题型有两类:
题型四 不等式在实际问题中的应用
弄清问题背景,建立合理的数学 思维提示 模拟型,运用不等式知识分析解
决问题,得出结论.
例4 某工厂有一个容量为300吨的水塔,每天从早上6 时起到晚上10时止供应该厂的生产和生活用水,已知该厂生 活用水为每小时10吨,工业用水量W(吨)与时间t(小时,且规 定早上6时t=0)的函数关系为W=100.水塔的进水量分为10级, 第一级每小时进水10吨,以后每提高一级,每小时进水量就 增加10吨.若某天水塔原有水100吨,在开始供水的同时打 开进水管.
[分析] 由椭圆的对称性可知,点B、C到x轴的距离相 等,即S△ABC=2S△AOB,从而问题转化为求△AOB面积的最大 值,亦即点B到x轴距离的最大值.
[规律总结] 解析几何中常会出现某个量的范围或最值 的问题,这类问题的解法一般有两种:一是根据题目条件, 把欲求范围或最值的量表示为另一变量的函数,通过求函数 的值域或最值,从而得到这个量的范围或最值;二是设法建 立包含这个量的不等式,通过解不等式,求出这个量的范围 或最值.本例就是利用第一种方法求解的.
即Sn-2an的最大值为1.
题型三
不等式在解析几何中的应用
①将解析几何中的最值、取值范围等 思维提示 问题转化为不等式解决;
②函数的单调性,均值不等式.
例 3 已知椭圆1x62 +y2=1,经过其左顶点 A 斜率为 k(k >0)的直线与椭圆交于点 B,直线 BO 交椭圆于 C 点,O 是 坐标原点.求△ABC 面积的最大值.
解:∵m·n<0,m+n≤0,∴m、n一正一负, 不妨设m>0,n<0,则n≤-m<0, 取n=-m<0, ∵函数f(x)在(-∞,0)上为减函数, 则f(n)=f(-m),取n<-m<0, 同理f(n)>f(-m),∴f(n)≥f(-m) , 又函数f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上为奇函数, ∴f(-m)=-f(m),∴f(n)+f(m)≥0.
(4)不等式在实际问题中的应用.在解有关不等式的实 际应用题时要注意:首先要过“阅读”关,即读懂题目,能 够概括出问题涉及到哪些内容;其次,过“理解”关,即准 确理解和把握各个量之间的关系,然后建立数学模型,再讨 论不等关系,最后得出问题结论.
1.不等式的应用过程中,要有数学思想的体 现,如化归转化思想、分类讨论等. 2.解应用题时应注意题意,抓住反映本质的 数学关系,从而构建数学模型. 3.用均值不等式求解某些函数最值时,一定注意使用 条件. 4.注意不等式知识与其他知识的有机结合,特别是在 灵活应用上下功夫,体会各种证明方法的优缺点及运用程序.
(1)已知某些变量(正数)的积为定值,求和的最小值. 公式:a+b≥2 ab,公式中条件是 a>0,b>0 ,当 且仅当 a=b 时,“=”成立. (2)已知某些变量(正数)的和为定值,求积的最大值. 公式:ab≤(a+2 b)2≤a2+2 b2,上述公式中条件是 a>0, b>0 ,当且仅当 a=b 时,“=”成立.
(1)若进水量选择2级,试问:水塔中的剩余量何时开始 低于10吨?
(2)如何选择进水量,即能始终保证该厂的用水(水塔中 水不空)又不会使水溢出?
[分析] 先由题意列出进水量选择x级时水塔中水的剩 余量与时间t的函数关系,第(1)问将x=2代入得出不等式,解 出t的范围即可;第(2)问实质上是不等式恒成立问题,分离 出参数,转化为求函数的最值问题.
2.不等式的应用 不等式的应用主要体现在如下几个方面: (1)运用不等式研究函数问题(单调性、最值等); (2)运用不等式研究方程解的问题; (3)利用函数性质及方程理论研究不等式问题.诸如方 程的根的分布问题,解集之间的包含关系,函数的定义域及 值域、最值问题,解析几何中有关范围问题等,都与解不等 式的知识相关联.
[规律总结] 求解与抽象函数相关的不等式问题,必须 要去掉抽象的函数符号f,其关键是要抓住以下两点:一是抽 象函数的单调性,二是将不等式中的某些值化为函数在特殊 点的函数值.在判断单调性时,一般是采用单调性的定义进 行证明;在转化函数值时,一般采用特殊值法,并注意结合 函数的奇偶性.
备选例题 1 若将本例题设中的“增”改为“减”,(1) 的条件不变,请探究f(m)+f(n)与0的关系.
题型二
不等式在数列中的应用
思维提示 把不等式作为一种工具应用于数列问题中
例 2 已知数列{an}的前 n 项和 Sn=2n-n2-1,其中 n∈N*.
(1)求 Sn-2an 的最大值; (2)记 bn=a2nn,数列{bn}的前 n 项和为 Tn.
证明:①bn+1<bn+14;②Tn<18n(n-1).
[解] (1)由Sn=2n-n2-1知: a1=S1=0; 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-n2-1-2n-1+(n-1)2+1 =2n-1-2n+1.
综合得:an=2n-1-2n+1(n∈N*). 设f(n)=Sn-2an, 则f(n)=-n2+4n-3=-(n-2)2+1.
则f(n)的最大值为f(2)=1,