高中不等式习题精选精解
高中不等式习题精选精解及答案
高中不等式习题精选精解一、求取值范围1、已知31,11≤-≤≤+≤-y x y x ,求y x -3的取值范围。
解: )(*2)(*13y x y x y x -++=-根据已知条件:731,3*2132*11≤-≤+≤-≤+-y x y x 所以y x -3的取值范围是[]7,12、已知c b a >>,且0=++c b a ,求a c /的取值范围。
解:由已知条件,显然0,0<>c a2/1/,0,02,-<∴>=++<+∴>a c a c b a c a c b 2/,0,2,02,->∴>->=++>+∴>a c a a c c b a c a b a综上所述a c /的取值范围是()2/1,2--3、正数y x ,满足12=+y x ,求y x /1/1+的最小值。
解:2/2/1)/1/1)(2()/1/1(*1/1/1+++=++=+=+x y y x y x y x y x y x 223)/2)(/(23+=+≥x y y x (y x , 为正数)4、设实数y x ,满足1)1(22=-+y x ,当0≥++c y x 时,求c 的取值范围。
解:方程1)1(22=-+y x 表示的是以点(0,1)为圆心的圆,根据题意当直线0=++c y x (c 为常数)与圆在第二象限相切时,c 取到最小值;(此时,切点的坐标),(y x 满足0=++c y x ,其它圆上的点都满足0≥++c y x (因为在直线的上方),当c 增大,直线向下方平移,圆上的全部点满足0≥++c y x , 因此:12,0)21(0min min -==+-+c c 所以c 的取值范围是[)+∞-,12xy5、已知函数2()(0)f x ax bx a =+≠满足1(1)2f ≤-≤,2(1)5f ≤≤,求(3)f -的取值范围。
高一数学不等式解题技巧精析及针对练习题(含答案)
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“=”)4.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 bb a b a b a+≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 5.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”) 注意:(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例:求下列函数的值域(1)y =3x 2+12x 2 (2)y =x +1x解:(1)y =3x 2+12x 2 ≥23x 2·12x 2 = 6 ∴值域为[ 6 ,+∞)(2)当x >0时,y =x +1x≥2x ·1x=2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1x)≤-2x ·1x=-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)解题技巧技巧一:凑项例 已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
高中不等式习题精选精解
高中不等式习题精选精解一、求取值范围1、已知31,11≤-≤≤+≤-y x y x ,求y x -3的取值范围。
2、已知c b a >>,且0=++c b a ,求a c /的取值范围。
3、正数y x ,满足12=+y x ,求y x /1/1+的最小值。
4、设实数y x ,满足1)1(22=-+y x ,当0≥++c y x 时,求c 的取值范围。
5、已知函数2()(0)f x ax bx a =+≠满足1(1)2f ≤-≤,2(1)5f ≤≤求(3)f -的取值范围。
6、已知:a 、b 都是正数,且1a b +=,1a a α=+,1b bβ=+,求αβ+的最小值 7、已知集合{}045|2≤+-=x x x A 与{}022|2≤++-=a ax x x B ,若A B ⊆,求a 的取值范围。
8、若关于x 的方程0124=++⋅+a a x x 有实数解,求实数a 的取值范围。
二、解不等式1、032)2(2≥---x x x 2、0322322≤--+-x x x x . 3、)0(,112>≤-+a ax x 4、0)2)(2(>--ax x5、关于x 的不等式0>-b ax 的解集为()+∞,1,求02>-+x b ax 的解集。
6、已知0>a 且1a ≠,1x a >的解集是{}0x x >,解关于x 的不等式1log ()0a x x -<的解集。
三、证明题1、已知c b a >>,求证:222222ca bc ab a c c b b a ++>++2、设0a b +>,n 为偶数,证明 11n n n n b a a b--+≥11a b + 3、求证:2216(4)36a a ++-+≥229 4、求证:n n 12131211222-<++++ (2≥n ) 5、设()213f x x x =-+,实数a 满足1x a -<,求证:()()()21f x f a a -<+6、已知:xy y x y x y x y x ++=+≠>>22,,0,0且,求证:341<+<y x 7、已知1,0,,=>abc c b a ,证明:)111(21)(1)(1)(1333cb a b ac a c b c b a ++≥+++++例1 求不等式|x -1|+|y -1|≤2表示的平面区域的面积分析:依据条件画出所表达的区域,再根据区域的特点求其面积解:|x -1|+|y -1|≤2可化为114x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩或112x y x y ≥⎧⎪≤⎨⎪-≤⎩或112x y x y ≤⎧⎪≥⎨⎪-+≤⎩或110x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩ 其平面区域如图∴面积S =21×4×4=8 点评:画平面区域时作图要尽量准确,要注意边界例2 某人上午7时,乘摩托艇以匀速v n mi l e/h (4≤v ≤20)从A 港出发到距50 n mi l e 的B 港去,然后乘汽车以匀速w km/h (30≤w ≤100)自B 港向距300 km 的C 市驶去应该在同一天下午4至9点到达C 市设乘汽车、摩托艇去所需要的时间分别是x h 、y h(1)作图表示满足上述条件的x 、y 范围;(2)如果已知所需的经费p =100+3×(5-x )+2×(8-y )(元),那么v 、w 分别是多少时走得最经济?此时需花费多少元?分析:由p =100+3×(5-x )+2×(8-y )可知影响花费的是3x +2y 的取值范围 解:(1)依题意得v =y 50,w =x300,4≤v ≤20,30≤w ≤100 ∴3≤x ≤10,25≤y ≤225 ① 由于乘汽车、摩托艇所需的时间和x +y 应在9至14个小时之间, 即9≤x +y ≤14 ② 因此,满足①②的点(x ,y )的存在范围是图中阴影部分(包括边界) (2)∵p =100+3·(5-x )+2·(8-y ), ∴3x +2y =131-p设131-p =k ,那么当k 最大时,p 最小在通过图中的阴影部分区域(包括边界)且斜率为-23的直线3x +2y =k 中,使k 值最大的直线必通过点(10,4),即当x =10,y =4时,p 最小 此时,v =125,w =30,p 的最小值为93元1410931492.5o y x。
高中不等式练习题及答案知识讲解
高中不等式练习题及答案收集于网络,如有侵权请联系管理员删除不等式1、解不等式:1211922+-+-x x x x ≥7. 2、解不等式:x 4-2x 3-3x 2<0.3、解不等式:65592+--x x x ≥-2. 4、解不等式:2269x x x -+->3.5、解不等式:232+-x x >x +5.6、若x 2+y 2=1,求(1+xy)(1-xy)的最大、最小值。
7、若x,y >0,求y x yx ++的最大值。
8、已知关于x 的方程x 2+(m 2-1)x +m -2=0的一个根比-1小,另一个根比1大,求参数m 的取值范围。
9、解不等式:log a (x +1-a)>1.10解不等式38->-x x .11.解log (2x – 3)(x 2-3)>012.不等式049)1(220822<+++++-m x m mx x x 的解集为R,求实数m 的取值范围。
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除13.求y x z +=2的最大值,使式中的x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧-≥≤+≤.1,1,y y x x y14在函数x y 1=的图象上,求使y x 11+取最小值的点的坐标。
15函数4522++=x x y 的最小值为多少?16.若a -1≤x 21log ≤a 的解集是[41,21],则求a 的值为多少?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除17.设,10<<a 解不等式:()02log 2<--x x a a a18.已知函数y =13422+++x n x mx 的最大值为7,最小值为-1,求此函数式。
19.已知2>a ,求证:()()1log log 1+>-a a a a20.已知集合A=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛<---)26(log )9(log |,212|31231)1(3322x x x B x x x x , 又A ∩B={x|x 2+ax+b <0},求a+b 等于多少?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除21画出下列不等式组表示的平面区域,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤≤+≤+.110,100,3623,242y x y x y x1、[-21,1]∪(1,34) 2、(-1,0)∪(0,3) 3、(-∞,2)∪(3,+∞) 4、(0,3) 5、(-∞,-1323) 6、1, 43 7、2 8、-2<m <0收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 9、解:(I)当a>1时,原不等式等价于不等式组:⎩⎨⎧>-+>-+.101a a x a x , 解得x>2a-1.(II)当0<a<1时,原不等式等价于不等式组:⎩⎨⎧<->-+.101a a x a x +, 解得:a-1<x<2a-1.综上,当a>1时,不等式的解集为{x|x>2a-1}; 当0<a<1时,不等式的解集为{x|a-1<x<2a-1}.10、原不等价于不等式组(1)⎪⎩⎪⎨⎧->-≥-≥-2)3(80308x x x x 或(2)⎩⎨⎧<-≥-0308x x 由(1)得22153+<≤x , 由(2)得x <3, 故原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧+<2215|x x。
高中不等式试题及答案解析
高中不等式试题及答案解析试题一:已知不等式 \( ax^2 + bx + c > 0 \),其中 \( a < 0 \),求 x 的取值范围。
答案解析:由于 \( a < 0 \),二次函数 \( ax^2 + bx + c \) 的图像是一个开口向下的抛物线。
不等式 \( ax^2 + bx + c > 0 \) 表示函数值在 x 轴上方的区域。
要找到 x 的取值范围,我们需要找到抛物线的根,即解方程 \( ax^2 + bx + c = 0 \)。
设 \( x_1 \) 和 \( x_2 \) 是方程 \( ax^2 + bx + c = 0 \) 的两个根,根据韦达定理,我们有:\[ x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} \]\[ x_1 x_2 = \frac{c}{a} \]由于 \( a < 0 \),\( x_1 \) 和 \( x_2 \) 必定异号,这意味着\( x_1 x_2 < 0 \)。
因此,不等式 \( ax^2 + bx + c > 0 \) 的解集是 \( x \in (x_1, x_2) \)。
试题二:若 \( x > 0 \),求不等式 \( \frac{1}{x} + x \geq 2 \) 成立的条件。
答案解析:我们可以使用 AM-GM 不等式(算术平均数-几何平均数不等式)来解决这个问题。
对于任意正数 \( a \) 和 \( b \),有:\[ \frac{a + b}{2} \geq \sqrt{ab} \]令 \( a = \frac{1}{x} \) 和 \( b = x \),我们得到:\[ \frac{\frac{1}{x} + x}{2} \geq \sqrt{\frac{1}{x} \cdot x} \]\[ \frac{1}{2x} + \frac{x}{2} \geq 1 \]两边乘以 2,得到:\[ \frac{1}{x} + x \geq 2 \]当且仅当 \( a = b \) 时,AM-GM 不等式取等号,即 \( \frac{1}{x} = x \)。
高中不等式例题(超全超经典)
一.不等式的性质:二.不等式大小比拟的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果; 2.作商〔常用于分数指数幂的代数式〕;3.分析法;4.平方法;5.分子〔或分母〕有理化; 6.利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法;8.图象法。
其中比拟法〔作差、作商〕是最根本的方法。
三.重要不等式1.〔1〕假设R b a ∈,,那么ab b a 222≥+ (2)假设R b a ∈,,那么222b a ab +≤〔当且仅当b a =时取“=〞〕2. (1)假设*,R b a ∈,那么ab b a ≥+2(2)假设*,R b a ∈,那么ab b a 2≥+〔当且仅当b a =时取“=〞〕(3)假设*,R b a ∈,那么22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=〞〕 3.假设0x >,那么12x x+≥ (当且仅当1x =时取“=〞〕; 假设0x <,那么12x x+≤- (当且仅当1x =-时取“=〞〕 假设0>ab ,那么2≥+ab ba (当且仅当b a =时取“=〞〕4.假设R b a ∈,,那么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、比拟大小、求变量的取值X 围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用.2ab a +b ≤ab ≤a +b2 ≤a 2+b 22应用一:求最值例1:求以下函数的值域〔1〕y =3x 2+12x 2 〔2〕y =x +1x解题技巧:技巧一:凑项 例1:54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
评注:此题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。
高中不等式例题(超全超经典)
一. 不等式的性质:二.不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果; 2.作商(常用于分数指数幂的代数式);3.分析法;4.平方法;5.分子(或分母)有理化; 6.利用函数的单调性;7.寻找中间量或放缩法 ;8.图象法。
其中比较法(作差、作商)是最基本的方法。
三.重要不等式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0>ab ,则2≥+ab ba (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. 2ab a +b ≤ab ≤ a +b 2 ≤ a 2+b 22 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。
评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。
技巧二:凑系数 例1. 当时,求(82)y x x =-的最大值。
高中数学不等式练习题及参考答案2023
高中数学不等式练习题及参考答案2023不等式是高中数学中重要的概念之一,也是很多考试中必考的内容。
为帮助大家复习巩固,本文整理了十道高中数学不等式练习题及参考答案,供大家练习参考。
1. 已知 $x>0$,求证:$\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1+\frac{1}{x}}>1$【参考答案】$\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1+\frac{1}{x}}=\frac{1}{1+x}+\frac{x}{x+1}=\frac{x+1}{x+1}=1$。
2. 解不等式 $\frac{2-x}{x+1}\geq 1$。
【参考答案】$\frac{2-x}{x+1}\geq 1$,移项得 $\frac{1-x}{x+1}\geq 0$,即$\frac{x-1}{x+1}\leq 0$。
因此,$x\in(-\infty,-1]\cup[1,+\infty)$。
3. 解不等式 $\log_{\frac{1}{2}}(x^2-3x+2)<2$。
【参考答案】$\log_{\frac{1}{2}}(x^2-3x+2)<2$,移项得 $x^2-3x+2>4$。
解得 $x\in(-\infty,1)\cup(3,+\infty)$。
4. 已知 $a+b=1$,$a>0$,$b>0$,求证:$a\cdot\log_{\frac{1}{a}}+b\cdot\log_{\frac{1}{b}}>2$。
【参考答案】By Jensen 不等式,$\frac{1}{2}(a\cdot\log_{\frac{1}{a}}+b\cdot\log_{\frac{1}{b}}) \geq\log_{\frac{1}{2}}(\frac{1}{2}(a+b))=\log_{\frac{1}{2}}\frac{1}{ 2} =1$。
所以,$a\cdot\log_{\frac{1}{a}}+b\cdot\log_{\frac{1}{b}}>2$。
解不等式例题50道
解不等式例题50道一、一元一次不等式1. 解不等式:2x + 5>9- 解析:- 首先对不等式进行移项,将常数项移到右边,得到2x>9 - 5。
- 计算右边式子得2x>4。
- 两边同时除以2,解得x > 2。
2. 解不等式:3x-1<8- 解析:- 移项可得3x<8 + 1。
- 即3x<9。
- 两边同时除以3,解得x<3。
3. 解不等式:5x+3≤slant2x + 9- 解析:- 移项,把含x的项移到左边,常数项移到右边,得到5x-2x≤slant9 - 3。
- 计算得3x≤slant6。
- 两边同时除以3,解得x≤slant2。
4. 解不等式:4x-7≥slant3x+1- 解析:- 移项得4x - 3x≥slant1+7。
- 即x≥slant8。
5. 解不等式:(1)/(2)x+3>x - 1- 解析:- 移项可得(1)/(2)x-x>-1 - 3。
- 通分计算,((1)/(2)-(2)/(2))x>-4,即-(1)/(2)x>-4。
- 两边同时乘以 - 2,不等号变向,解得x < 8。
6. 解不等式:(2)/(3)x-1≤slant(1)/(3)x+2- 解析:- 移项得(2)/(3)x-(1)/(3)x≤slant2 + 1。
- 计算得(1)/(3)x≤slant3。
- 两边同时乘以3,解得x≤slant9。
7. 解不等式:2(x + 3)>3(x - 1)- 解析:- 先展开括号,得到2x+6>3x - 3。
- 移项得2x-3x>-3 - 6。
- 计算得-x>-9。
- 两边同时乘以 - 1,不等号变向,解得x < 9。
8. 解不等式:3(x - 2)≤slant2(x+1)- 解析:- 展开括号得3x-6≤slant2x + 2。
- 移项得3x-2x≤slant2+6。
- 计算得x≤slant8。
(完整word版)高考不等式经典例题
高考不等式经典例题【例1】已知a >0,a ≠1,P =log a (a 3-a +1),Q =log a (a 2-a +1),试比较P 与Q 的大小.【解析】因为a 3-a +1-(a 2-a +1)=a 2(a -1), 当a >1时,a 3-a +1>a 2-a +1,P >Q ; 当0<a <1时,a 3-a +1<a 2-a +1,P >Q ; 综上所述,a >0,a ≠1时,P >Q . 【变式训练1】已知m =a +1a -2(a >2),n =x -2(x ≥12),则m ,n 之间的大小关系为( )A.m <nB.m >nC.m ≥nD.m ≤n【解析】选C.本题是不等式的综合问题,解决的关键是找中间媒介传递. m =a +1a -2=a -2+1a -2+2≥2+2=4,而n =x -2≤(12)-2=4.【变式训练2】已知函数f (x )=ax 2-c ,且-4≤f (1)≤-1,-1≤f (2)≤5,求f (3)的取值范围.【解析】由已知-4≤f (1)=a -c ≤-1,-1≤f (2)=4a -c ≤5. 令f (3)=9a -c =γ(a -c )+μ(4a -c ),所以⎩⎨⎧-=--=+1,94μγμγ⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=38,35μγ 故f (3)=-53(a -c )+83(4a -c )∈[-1,20].题型三 开放性问题【例3】已知三个不等式:①ab >0;② c a >db ;③bc >ad .以其中两个作条件,余下的一个作结论,则能组成多少个正确命题?【解析】能组成3个正确命题.对不等式②作等价变形:c a >d b ⇔bc -adab >0.(1)由ab >0,bc >ad ⇒bc -adab>0,即①③⇒②;(2)由ab >0,bc -adab >0⇒bc -ad >0⇒bc >ad ,即①②⇒③;(3)由bc -ad >0,bc -adab >0⇒ab >0,即②③⇒①.故可组成3个正确命题.【例2】解关于x 的不等式mx 2+(m -2)x -2>0 (m ∈R ). 【解析】当m =0时,原不等式可化为-2x -2>0,即x <-1; 当m ≠0时,可分为两种情况:(1)m >0 时,方程mx 2+(m -2)x -2=0有两个根,x 1=-1,x 2=2m .所以不等式的解集为{x |x <-1或x >2m};(2)m <0时,原不等式可化为-mx 2+(2-m )x +2<0, 其对应方程两根为x 1=-1,x 2=2m ,x 2-x 1=2m -(-1)=m +2m.①m <-2时,m +2<0,m <0,所以x 2-x 1>0,x 2>x 1, 不等式的解集为{x |-1<x <2m };②m =-2时,x 2=x 1=-1,原不等式可化为(x +1)2<0,解集为∅; ③-2<m <0时,x 2-x 1<0,即x 2<x 1,不等式解集为{x |2m <x <-1}.【变式训练2】解关于x 的不等式ax -1x +1>0. 【解析】原不等式等价于(ax -1)(x +1)>0.当a =0时,不等式的解集为{x |x <-1};当a >0时,不等式的解集为{x |x >1a 或x <-1};当-1<a <0时,不等式的解集为{x |1a <x <-1};当a =-1时,不等式的解集为∅;当a <-1时,不等式的解集为{x |-1<x <1a}.【例3】已知ax 2+bx +c >0的解集为{x |1<x <3},求不等式cx 2+bx +a <0的解集. 【解析】由于ax 2+bx +c >0的解集为{x |1<x <3},因此a <0, 解得x <13或x >1.(1)z =x +2y -4的最大值; (2)z =x 2+y 2-10y +25的最小值; (3)z =2y +1x +1的取值范围.【解析】作出可行域如图所示,并求出顶点的坐标A (1,3),B (3,1),C (7,9). (1)易知直线x +2y -4=z 过点C 时,z 最大. 所以x =7,y =9时,z 取最大值21. (2)z =x 2+(y -5)2表示可行域内任一点(x ,y )到定点M (0,5)的距离的平方, 过点M 作直线AC 的垂线,易知垂足N 在线段AC 上, 故z 的最小值是(|0-5+2|2)2=92.(3)z =2·y -(-12)x -(-1)表示可行域内任一点(x ,y )与定点Q (-1,-12)连线斜率的2倍.因为k QA =74,k QB =38,所以z 的取值范围为[34,72].【例1】(1)设x ,y ∈R +,且xy -(x +y )=1,则( )A .x +y ≥2(2+1)B .x +y ≤2(2+1) C. x +y ≤2(2+1)2 D. x +y ≥(2+1)2 (2)已知a ,b ∈R +,则ab ,a +b2,a 2+b 22,2aba +b的大小顺序是 . 【解析】(1)选A.由已知得xy =1+(x +y ),又xy ≤(x +y 2)2,所以(x +y2)2≥1+(x +y ). 解得x +y ≥2(2+1)或x +y ≤2(1-2). 因为x +y >0,所以x +y ≥2(2+1). (2)由a +b 2≥ab 有a +b ≥2ab ,即a +b ≥2ab ab ,所以ab ≥2aba +b .又a +b 2=a 2+2ab +b 24≤2(a 2+b 2)4,所以a 2+b 22≥a +b2, 所以a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥2aba +b. 【变式训练1】设a >b >c ,不等式1a -b +1b -c >λa -c 恒成立,则λ的取值范围是 .【解析】(-∞,4).因为a >b >c ,所以a -b >0,b -c >0,a -c >0.而(a -c )(1a -b +1b -c )=[(a -b )+(b -c )](1a -b +1b -c)≥4,所以λ<4. 【例2】(1)已知x <54,则函数y =4x -2+14x -5的最大值为 ;【解析】(1)因为x <54,所以5-4x >0. 所以y =4x -2+14x -5=-(5-4x +15-4x )+3≤-2+3=1.当且仅当5-4x =15-4x,即x =1时,等号成立. 所以x =1时,y max =1.【变式训练2】已知x ,a ,b ,y 成等差数列,x ,c ,d ,y 成等比数列,求(a +b )2cd 的取值范围.【解析】由等差数列、等比数列的性质得a +b =x +y ,cd =xy ,所以(a +b )2cd =(x +y )2xy =2+x y +y x ,当y x >0时,(a +b )2cd ≥4;当yx <0时,(a +b )2cd ≤0,故(a +b )2cd的取值范围是(-∞,0]∪[4,+∞).例 已知28,,0,1x y x y>+=,求xy 的最小值。
高中不等式试题及答案
高中不等式试题及答案1. 若不等式\(2x-1 > 5\)成立,求\(x\)的取值范围。
答案:首先将不等式\(2x-1 > 5\)进行移项,得到\(2x > 6\)。
然后将不等式两边同时除以2,得到\(x > 3\)。
因此,\(x\)的取值范围是\(x > 3\)。
2. 已知\(a > 0\),求不等式\(\frac{1}{a} < \frac{1}{2}\)的解集。
答案:将不等式\(\frac{1}{a} < \frac{1}{2}\)进行交叉相乘,得到\(2 < a\)。
因为已知\(a > 0\),所以解集为\(a > 2\)。
3. 已知\(x\)和\(y\)满足\(x + y = 10\),且\(y > 0\),求\(x\)的取值范围。
答案:由\(x + y = 10\)可得\(x = 10 - y\)。
因为\(y > 0\),所以\(10 - y > 0\),即\(y < 10\)。
因此,\(x\)的取值范围是\(0 < x< 10\)。
4. 已知不等式\(3x - 2 > 7\),求\(x\)的取值范围。
答案:将不等式\(3x - 2 > 7\)进行移项,得到\(3x > 9\)。
然后将不等式两边同时除以3,得到\(x > 3\)。
因此,\(x\)的取值范围是\(x > 3\)。
5. 已知\(a\)和\(b\)满足\(a + b = 12\),且\(a > 0\)和\(b > 0\),求\(a\)的取值范围。
答案:由\(a + b = 12\)可得\(b = 12 - a\)。
因为\(a > 0\)和\(b > 0\),所以\(12 - a > 0\),即\(a < 12\)。
同时,\(a > 0\)。
因此,\(a\)的取值范围是\(0 < a < 12\)。
完整版)高中数学不等式习题及详细答案
完整版)高中数学不等式习题及详细答案第三章不等式一、选择题1.已知 $x\geq 2$,则 $f(x)=\frac{x^2-4x+5}{2x-4}$ 的取值范围是()。
A。
最大值为 5,最小值为 1B。
最大值为 5,最小值为 $\frac{11}{2}$C。
最大值为 1,最小值为 $\frac{11}{2}$D。
最大值为 1,最小值为 02.若 $x>0$,$y>0$,则$(x+\frac{1}{y})^2+(y+\frac{1}{x})^2$ 的最小值是()。
A。
3B。
$\frac{7}{2}$C。
4D。
$\frac{9}{2}$3.设 $a>0$,$b>0$,则下列不等式中不成立的是()。
A。
$a+b+\frac{1}{ab}\geq 2\sqrt{2}$B。
$(a+b)(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{2})\geq 4$C。
$\sqrt{a^2+b^2}\geq a+b-\sqrt{2ab}$D。
$\frac{2ab}{a+b}\geq \sqrt{ab}$4.已知奇函数 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 上是增函数,且$f(1)=3$,则不等式 $f(x)-f(-x)<0$ 的解集为()。
A。
$(-1,+\infty)$B。
$(-\infty,-1)\cup (1,+\infty)$C。
$(-\infty,-1)\cup (1,+\infty)$D。
$(-1,1)$5.当 $0<x<\frac{\pi}{2}$ 时,函数 $f(x)=\frac{1+\cos^2 x+8\sin^2 x}{2\sin^2 x}$ 的最小值为()。
A。
2B。
$\frac{2}{3}$C。
4D。
$\frac{3}{2}$6.若实数 $a,b$ 满足 $a+b=2$,则 $3a+3b$ 的最小值是()。
A。
18B。
高考数学不等式专题解析
高考数学不等式专题解析题目1:已知a、b为正实数,且a + b = 1,求证:\(ab \leq \frac{1}{4}\)。
题目2:若\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(ab \geq \frac{1}{4}\)。
题目3:若\(a > 0\),\(b > 0\),求证:\(a^2 + b^2 \geq 2ab\)。
题目4:已知\(a > 0\),\(b > 0\),求证:\(a^2 + b^2 \leq 2ab\)。
题目5:若\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 \geq 2ab\)。
题目6:若\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 \leq 2ab\)。
题目7:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目8:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目9:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目10:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目11:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目12:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
题目13:已知\(a > 0\),\(b > 0\),\(a + b = 1\),求证:\(a^2 + b^2 = 2ab\)。
高二数学不等式练习题及答案经典)
不等式练习题一、选择题1、若a,b 是任意实数,且a >b,则 ( )(A )a 2>b 2 (B )a b<1 (C )lg(a-b)>0 (D )(21)a <(21)b2、下列不等式中成立的是 ( )(A )lgx+log x 10≥2(x >1) (B )a 1+a ≥2 (a ≠0)(C )a 1<b 1(a >b) (D )a 21+t ≥a t (t >0,a >0,a ≠1)3、已知a >0,b >0且a +b =1, 则()11)(1122--b a 的最小值为 ( )(A )6 (B ) 7 (C ) 8 (D ) 94、已给下列不等式(1)x 3+ 3 >2x (x ∈R ); (2) a 5+b 5> a 3b 2+a 2b 3(a ,b ∈R );(3) a 2+b 2≥2(a -b -1), 其中正确的个数为 ( )(A ) 0个 (B ) 1个 (C ) 2个 (D ) 3个5、f (n ) = 12+n -n , ϕ(n )=n 21, g (n ) = n 12--n , n ∈N ,则 ( )(A ) f (n )<g (n ) <ϕ(n ) (B ) f (n )<ϕ(n )<g (n )(C ) g (n )<ϕ(n )<g (n ) (D )g (n )<f (n )<ϕ(n )6、设x 2+y 2 = 1, 则x +y ( )(A ) 有最小值1 (B ) 有最小值2(C )有最小值-1 (D ) 有最小值-27、不等式|x +5|>3的解集是 ( )(A){x|-8<x <8} (B){x|-2<x <2}(C){x|x <-2或x >2= (D){x|x <-8或x >-2=8、若a ,b ,c 为任意实数,且a >b ,则下列不等式恒成立的是 ( )(A)ac >bc (B)|a +c|>|b +c| (C)a 2>b 2 (D)a +c >b +c9、设集合M={x|13-+x x ≤0},N={x|x 2+2x-3≤0},P={x|322)21(-+x x ≥1},则有 ( )(A )M ⊂N=P (B )M ⊂N ⊂P (C )M=P ⊂N (D )M=N=P10、设a,b ∈R,且a+b=3,则2a +2b 的最小值是 ( )(A )6 (B )42 (C )22 (D )2611、若关于x 的不等式ax 2+bx -2>0的解集是⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞⎪⎭⎫⎝⎛-∞-,3121, ,则ab 等于( )(A)-24 (B)24 (C)14 (D)-1412、如果关于x 的不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对一切实数x 恒成立,则实数a的取值范围是 ( )(A)]2,(-∞ (B))2,(--∞ (C)]2,2(- (D)(-2,2)13、设不等式f(x)≥0的解集是[1,2],不等式g(x) ≥0的解集为Φ,则不等式0)()(>x g x f 的解集是 ( )(A) Φ (B)+∞-∞,2()1,( ) (C)[1,2] (D)R14、22+>+x x x x 的解集是 ( )(A ) (-2,0) (B ) (-2,0) (C ) R (D ) (-∞,-2)∪(0,+ ∞)15、不等式3331>--x 的解集是 ( )(A ) (-∞,1) (B ) (43,1 ) (C ) (43,1) (D ) R二、填空题1、若x 与实数列a 1,a 2,…,a n 中各数差的平方和最小,则x=________.2、不等式xx x121log 〈的解集是________.3、某工厂产量第二年增长率是p 1,第三年增长率是p 2,第四年增长率是p 3且p 1+p 2+p 3=m(定值),那么这三年平均增长率的最大值是________.4、a ≥0,b ≥0,a 2+22b =1,则a 21b +的最大值是________.5、若实数x 、y 满足xy >0且x 2y=2,则xy +x 2的最小值是________.6、x >1时,f(x)=x +11612++x x x 的最小值是________,此时x=________.7、不等式log 4(8x -2x)≤x 的解集是________.8、不等式321141-〉-x x 的解集是________. 9、命题①:关于x 的不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对x ∈R 恒成立;命题②:f(x)=-(1-3a -a 2)x 是减函数.若命题①、②至少有一个为真命题,则实数a 的取值范围是________.10、设A={x|x ≥x1,x ∈R},B={x|12+x <3,x ∈R =,则D=A ∩B=________.三、解答题1、解不等式:1211922+-+-x x x x ≥7.2、解不等式:x 4-2x 3-3x 2<0.3、解不等式:65592+--x x x ≥-2.4、解不等式:2269x x x -+->3.5、解不等式:232+-x x >x +5.6、若x 2+y 2=1,求(1+xy)(1-xy)的最大、最小值。
高中数学不等式解答题专项精炼(含答案)
高中数学不等式解答题专项精炼1.在矩形ABCD 中,|AB|=23,|AD|=2,E 、F 、G 、H 分别为矩形四条边的中点,以HF 、GE 所在直线分别为x ,y 轴建立直角坐标系(如图所示).若R 、R ′分别在线段0F 、CF(Ⅰ)求证:直线ER 与GR ′的交点P 在椭圆Ω:32x +2y =1上;(Ⅱ)若M 、N 为椭圆Ω上的两点,且直线GM 与直线GN 的斜率之积为32,求证:直线MN过定点;并求△GMN 面积的最大值.2.若a ,b ,cR +,且a+b+c=13.已知a ,b ,c 4.设0,0,1a b a b >>+=5.在数列{}n a 中,(Ⅰ) 求43,a a ,猜想n a 的表达式,并加以证明;(Ⅱ)设,求证:对任意的自然数*N n ∈都有6.(本小题满分15分 已知,a b R ∈, 2()f x x abx =- (1)当1b =时○1解关于x 的不等式2()6f x a > ○2当[1,3]x ∈时,不等式()40f x +>恒成立,求a 的取值范围(2)证明不等式22()()0f a f b +≥7.若关于x 的方程 (Ⅰ)求实数a 的取值集合A(Ⅱ)若对于a A ∀∈,不等式22120t at -+<恒成立,求t 的取值范围8(Ⅰ)当x ﹥1时,()f x ﹤ 1x -); (Ⅱ)当13x <<时,9.(本题满分14(R a ∈),将)(x f y =的图象向右平移两个单位,得到函数)(x g y =的图象,函数)(x h y =与函数)(x g y =的图象关于直线1=y 对称.(1)求函数)(x g y =和)(x h y =的解析式;(2)若方程a x f =)(在]1,0[∈x 上有且仅有一个实根,求a 的取值范围;(3)设)()()(x h x f x F +=,已知a x F 32)(+>对任意的),(∞+∈1x 恒成立,求a 的取值范围.10.函数f(x)对一切实数x,y 均有f(x+y)-f(y)=(x+2y+1)x 成立,且f(1)=0. (1)求f(0); (2)求f(x);(3)不等式f(x)>ax-5当0<x <2时恒成立,求a 的取值范围. 11.设a 是实数,函数|2|4)(a x f xx-+=(R ∈x ). (1)求证:函数)(x f 不是奇函数;(2)当0≤a 时,求满足2)(a x f >的x 的取值范围; (3)求函数)(x f y =的值域(用a 表示). 12.已知,,x y z R +∈,3x y z ++=.(1 (2)证明:22239x y z ≤++<.13.已知+∈R z y x ,,,且1=++z y x . (1)(2)若333222)(z y x z y x ++≤++λ恒成立,求实数λ的最大值. 14.(本小题满分14分)(1)求函数)(x f 的单调区间;(2)若关于x 的方程0)(=-a x f 恰有一个实数解,求实数a 的取值范围; (320092009a +=式),()ln()()()()(2009321+∞∈--≤++++p x p x x a f a f a f a f 在 时恒成立,求实数p 的最小值。
新课标必修5数学基本不等式经典例题(含知识点和例题详细解析)范文
应用一:求最值 例:求下列函数的值域•••值域为(—a, — 2] U [2 , + a)解题技巧技巧一:凑项例 已知x,求函数y =4x-2的最大值。
4 4x —5解:因4x -5 ::: 0 ,所以首先要“调整”符号,又 (4x -2) 要进行拆、凑项,*51r 1 ) /x5-4x 0, y=4x-2- 5-4x -44x —5I5—4x 丿当且仅当5-4x -,即X =1时,上式等号成立,故当X =1时,y max=1。
5-4x技巧二:凑系数例:当 -■' - 1时,求y =x(8 -2x)的最大值。
解析:由 匚二U 》知,。
‘一工、-,利用均值不等式求最值,必须和为定值或积为定值, 此题为两个式子积的形式,但其和不是定值。
注意到2x • (8 - 2x)二8为定值,故只需将 y=x(8-2x)凑上一个系数即可。
y == l[2x * (8 — 2打]—店卩=8当,即x = 2时取等号 当x = 2时,y = x(8-2x)的最大值为8。
解: (1)y = 3x 2 值域为[6 , + a)⑵当x > 0时, 当x V 0时, 1y = x +_ =x3—23 = 11+2x1°)戸3x 2 +示1 x • =2 ;1y = x + _ >2x 1x • = — 21(—x — _ ) < — 2x不是常数,所以对4X-23变式:设0 ::: x ,求函数y =4x(3 -2x)的最大值。
2解:c 3 _ _ -•/ 0 ::: X .飞-2X 0 ••• y2 y= 4x(3-2x) =2 2x(3-2x)<22x 3「2x当且仅当2x=3—2x,即x=3^f0,- i时等号成立。
4 < 2丿技巧三:分离技巧四:换元2,「亠x+7x十10 “心亠例:求y (x • -1)的值域。
x +1解析一:本题看似无法运用均值不等式,不妨将分子配方凑出含有(X + 1 )的项,再将其分离。
高中数学必修5不等式精选题目(附答案)
高中数学必修5不等式精选题目(附答案)一、一元二次不等式(1)确定ax 2+bx +c >0(a >0)或ax 2+bx +c <0(a >0)在判别式Δ>0时解集的结构是关键.在未确定a 的取值情况下,应先分a =0和a ≠0两种情况进行讨论.(2)若给出了一元二次不等式的解集,则可知二次项系数a 的符号和方程ax 2+bx +c =0的两个根,再由根与系数的关系就可知a ,b ,c 之间的关系.(3)解含有参数的一元二次不等式,要注意对参数的取值进行讨论:①对二次项系数与0的大小进行讨论;②在转化为标准形式的一元二次不等式后,对判别式与0的大小进行讨论;③当判别式大于0,但两根的大小不确定时,对两根的大小进行讨论.1. (1)已知不等式ax 2+bx +2>0的解集为{x |-1<x <2},则不等式2x 2+bx +a <0的解集为( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x -1<x <12B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫xx <-1或x >12 C .{x |-2<x <1} D .{x |x <-2或x >1}(2)解关于x 的不等式ax 2-2ax +a +3>0.1.[解析] (1)由题意知x =-1,x =2是方程ax 2+bx +2=0的根.由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧ -1+2=-b a ,(-1)×2=2a ⇒⎩⎨⎧a =-1,b =1. ∴不等式2x 2+bx +a <0,即2x 2+x -1<0.解得-1<x <12.[答案] A(2)解:当a =0时,解集为R ;当a >0时,Δ=-12a <0,∴解集为R ;当a <0时,Δ=-12a >0,方程ax 2-2ax +a +3=0的两根分别为a +-3a a ,a --3a a ,∴此时不等式的解集为x a +-3a a <x <a --3a a. 综上所述,当a ≥0时,不等式的解集为R ;a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ a +-3a a <x <a --3a a . 注:解一元二次不等式时,当二次项系数为负时要先化为正,再根据判别式符号判断对应方程根的情况,然后结合相应二次函数的图象写出不等式的解集.2.函数f (x )=1ln (-x 2+4x -3)的定义域是( ) A .(-∞,1)∪(3,+∞) B .(1,3)C .(-∞,2)∪(2,+∞)D .(1,2)∪(2,3) 解析:选D 由题意知⎩⎨⎧ -x 2+4x -3>0,-x 2+4x -3≠1, 即⎩⎨⎧ 1<x <3,x ≠2,故函数f (x )的定义域为(1,2)∪(2,3).3.若关于x 的不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(1,m ),则m =________.解析:根据不等式与方程之间的关系知1为方程ax 2-6x +a 2=0的一个根,即a 2+a -6=0,解得a =2或a =-3,当a =2时,不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(1,2),符合要求;当a =-3时,不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(-∞,-3)∪(1,+∞),不符合要求,舍去.故m =2.答案:24.已知不等式ax 2-3x +6>4的解集为{x |x <1或x >b }.(1)求a ,b 的值;(2)解不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0.解:(1)因为不等式ax 2-3x +6>4的解集为{x |x <1或x >b },所以x 1=1与x 2=b 是方程ax 2-3x +2=0的两个实数根,b >1且a >0.由根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧ 1+b =3a ,1×b =2a .解得⎩⎨⎧a =1,b =2. (2)不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0,即x 2-(2+c )x +2c <0,即(x -2)(x -c )<0.当c >2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为{x |2<x <c };当c <2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为{x |c <x <2};当c =2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为∅.所以,当c >2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为{x |2<x <c };当c <2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为{x |c <x <2};当c =2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为∅.二、简单的线性规划问题1.确定二元一次不等式表示平面区域的方法与技巧确定二元一次不等式表示的平面区域时,经常采用“直线定界,特殊点定域”的方法.2.利用线性规划求最值,一般用图解法求解,其步骤是(1)在平面直角坐标系内作出可行域.(2)考虑目标函数的几何意义,将目标函数进行变形.(3)确定最优解:在可行域内平行移动目标函数变形后的直线,从而确定最优解.(4)求最值:将最优解代入目标函数即可求出最大值或最小值.5.(1)设变量x ,y 满足约束条件:⎩⎨⎧ x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,则目标函数z =y +1x 的最小值为( )A .1B .2C .3D .4 (2)某公司有60万元资金,计划投资甲、乙两个项目,按要求对项目甲的投资不小于对项目乙投资的23倍,且对每个项目的投资不能低于5万元.对项目甲每投资1万元可获得0.4万元的利润,对项目乙每投资1万元可获得0.6万元的利润,该公司正确规划投资后,在这两个项目上共可获得的最大利润为( )A .36万元B .31.2万元C .30.4万元D .24万元5.[解析] (1)不等式组所表示的平面区域如图中的△ABC ,目标函数的几何意义是区域内的点与点P (0,-1)连线的斜率,显然图中AP 的斜率最小.由⎩⎨⎧x +y =3,2x -y =3解得点A 的坐标为(2,1),故目标函数z =y +1x 的最小值为1+12=1.(2)设对项目甲投资x 万元,对项目乙投资y 万元, 则⎩⎪⎨⎪⎧ x +y ≤60,x ≥23y ,x ≥5,y ≥5.目标函数z =0.4x +0.6y .作出可行域如图所示,由直线斜率的关系知目标函数在A 点取最大值,代入得z max =0.4×24+0.6×36=31.2,所以选B.[答案] (1)A (2)B注:(1)求目标函数最值的一般步骤为:一画、二移、三求.其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.(2)在约束条件是线性的情况下,线性目标函数只有在可行域的顶点或者边界上取得最值.在解答选择题或者填空题时也可以根据可行域的顶点直接进行检验.6.不等式组⎩⎨⎧ 2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域的面积为( ) A .4B .1C .5D .无穷大解析:选B 不等式组⎩⎨⎧ 2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域如图所示(阴影部分),△ABC 的面积即为所求.求出点A ,B ,C 的坐标分别为(1,2),(2,2),(3,0),则△ABC 的面积为S =12×(2-1)×2=1.7.已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧ x ≥0,y -x +1≤0,y -2x +4≥0,若z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个,则a =________. 解析:依题意,在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,如图所示.要使z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个,则直线z =y -ax 必平行于直线y -x +1=0,于是有a =1.答案:18.某公司用两种机器来生产某种产品,第一种机器每台需花3万日元及人民币50元的维护费;第二种机器则需5万日元及人民币20元的维护费.第一种机器的年利润每台有9万日元,第二种机器的年利润每台有6万日元,但政府核准的外汇日元为135万元,并且公司的总维护费不得超过1 800元,为了使年利润达到最大值,第一种机器应购买________台,第二种机器应购买________台.解析:设第一种机器购买x 台,第二种机器购买y 台,总的年利润为z 万日元,则⎩⎨⎧ 3x +5y ≤135,50x +20y ≤1 800,x ,y ∈N ,目标函数为z=9x +6y . 不等式组表示的平面区域如图阴影部分中的整点.当直线z =9x +6y 经过点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫63019,13519,即到达l 1位置时,z 取得最大值,但题目要求x ,y 均为自然数,故进行调整,调整到与M 邻近的整数点(33,7),此时z =9x +6y 取得最大值,即第一种机器购买33台,第二种机器购买7台获得年利润最大.答案:33 7三、基本不等式基本不等式的常用变形(1)a +b ≥2ab (a >0,b >0),当且仅当a =b 时,等号成立;(2)a 2+b 2≥2ab ,ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R),当且仅当a =b 时,等号成立; (3)b a +a b ≥2(a ,b 同号且均不为零),当且仅当a =b 时,等号成立;(4)a +1a ≥2(a >0),当且仅当a =1时,等号成立;a +1a ≤-2(a <0),当且仅当a =-1时,等号成立.9.(1)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是( )A.245B.285 C .5 D .6(2)若正数x ,y 满足4x 2+9y 2+3xy =30,则xy 的最大值是( )A.43B.53 C .2 D.54[解析] (1)由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,∴3x +4y =(3x +4y )⎝ ⎛⎭⎪⎫15y +35x =95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5当且仅当3x 5y =12y 5x ,即x =1,y =12时,等号成立, ∴3x +4y 的最小值是5.(2)由x >0,y >0,得4x 2+9y 2+3xy ≥2×(2x )×(3y )+3xy (当且仅当2x =3y 时等号成立),∴12xy +3xy ≤30,即xy ≤2,∴xy 的最大值为2.[答案] (1)C (2)C注:条件最值的求解通常有两种方法:一是消元法,即根据条件建立两个量之间的函数关系,然后代入代数式转化为函数的最值求解;二是将条件灵活变形,利用常数代换的方法构造和或积为常数的式子,然后利用基本不等式求解最值.10.已知2x +2y =1(x >0,y >0),则x +y 的最小值为( )A .1B .2C .4D .8解析:选D ∵x >0,y >0,∴x +y =(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2y =4+2⎝ ⎛⎭⎪⎫x y +y x ≥4+4 x y ·yx =8.当且仅当x y =y x ,即x =y =4时取等号.11.设x ,y ∈R ,且xy ≠0,则⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1y 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+4y 2的最小值为________. 解析:⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1y 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+4y 2=5+1x 2y 2+4x 2y 2≥5+21x 2y 2·4x 2y 2=9,当且仅当x 2y 2=12时“=”成立.答案:912.某种商品原来每件售价为25元,年销售8万件. (1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?(2)为了扩大该商品的影响力,提高年销售量.公司决定明年对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元.公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入15x 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品明年的销售量a 至少应达到多少万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时每件商品的定价.解:(1)设每件定价为t 元,依题意,有[8-(t -25)×0.2]t ≥25×8,整理得t 2-65t +1 000≤0,解得25≤t ≤40.因此要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元.(2)依题意,x >25时,不等式ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+15x 有解,等价于x>25时,a≥150x+16x+15有解.∵150x+16x≥2150x·16x=10(当且仅当x=30时,等号成立),∴a≥10.2.因此当该商品明年的销售量a至少应达到10.2万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的定价为每件30元.巩固练习:1.若1a<1b<0,则下列不等式不正确的是()A.a+b<ab B.ba+ab>0C.ab<b2D.a2>b2解析:选D由1a<1b<0,可得b<a<0,故选D.2.已知不等式x2-2x-3<0的解集为A,不等式x2+x-6<0的解集为B,不等式x2+ax+b<0的解集是A∩B,那么a+b等于()A.-3 B.1C.-1 D.3解析:选A由题意:A={x|-1<x<3},B={x|-3<x<2}.A∩B={x|-1<x<2},由根与系数的关系可知:a=-1,b=-2,∴a+b=-3.3.函数y=x2+2x-1(x>1)的最小值是()A.23+2 B.23-2 C.2 3 D.2解析:选A∵x>1,∴x-1>0.∴y=x2+2x-1=x2-2x+2x+2x-1=x2-2x+1+2(x-1)+3x-1=(x-1)2+2(x-1)+3x-1=x -1+3x -1+2≥23+2当且仅当x -1=3x -1,即x =3+1时等号成立. 4.(2017·浙江高考)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧ x ≥0,x +y -3≥0,x -2y ≤0,则z =x +2y 的取值范围是( )A .[0,6]B .[0,4]C .[6,+∞)D .[4,+∞) 解析:选D 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由z =x +2y ,得y =-12x +z 2,∴z 2是直线y =-12x +z 2在y 轴上的截距,根据图形知,当直线y =-12x +z 2过A 点时,z 2取得最小值.由⎩⎨⎧ x -2y =0,x +y -3=0,得x =2,y =1,即A (2,1),此时,z =4,∴z =x +y 的取值范围是[4,+∞).5.已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎨⎧ x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆心C∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2的最大值为( )A .5B .29C .37D .49解析:选C 由已知得平面区域Ω为△MNP 内部及边界.∵圆C 与x 轴相切,∴b =1.显然当圆心C 位于直线y=1与x +y -7=0的交点(6,1)处时,a max =6.∴a 2+b 2的最大值为62+12=37.故选C.6.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 .0B .1C.94 D .3 解析:选B 由x 2-3xy +4y 2-z =0,得z =x 2-3xy +4y 2, ∴xy z =xy x 2-3xy +4y 2=1x y +4yx -3. 又x ,y ,z 为正实数,∴x y +4y x ≥4,即xy z ≤1,当且仅当x =2y 时取等号,此时z =2y 2.∴2x +1y -2z =22y +1y -22y2 =-⎝ ⎛⎭⎪⎫1y 2+2y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫1y -12+1, 当1y =1,即y =1时,上式有最大值1.7.若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧ x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则y x 的最大值为________.解析:画出可行域如图阴影部分所示, ∵y x 表示过点(x ,y )与原点(0,0)的直线的斜率,∴点(x ,y )在点A 处时y x 最大.由⎩⎨⎧ x =1,x +y -4=0,得⎩⎨⎧ x =1,y =3.∴A (1,3).∴y x 的最大值为3.答案:38.设正数a ,使a 2+a -2>0成立,若t >0,则12log a t ________log a t +12(填“>”“≥”“≤”或“<”).解析:因为a 2+a -2>0,所以a <-2或a >1,又a >0,所以a >1,因为t >0,所以t +12≥ t ,所以log a t +12≥log a t =12log a t .答案:≤9.(2017·全国卷Ⅲ)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧ x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥0,则z =3x -4y 的最小值为________.解析:作出约束条件表示的可行域如图中阴影部分所示,作出直线l :3x -4y =0,平移直线l ,当直线z =3x -4y 经过点A (1,1)时,z 取得最小值,最小值为3-4=-1.答案:-110.某玩具生产公司每天计划生产卫兵、骑兵、伞兵这三种玩具共100个,生产一个卫兵需5 min ,生产一个骑兵需7 min ,生产一个伞兵需4 min ,已知总生产时间不超过10 h .若生产一个卫兵可获利润5元,生产一个骑兵可获利润6元,生产一个伞兵可获利润3元.(1)用每天生产的卫兵个数x 与骑兵个数y 表示每天的利润W (元).(2)怎样分配生产任务才能使每天的利润最大,最大利润是多少?解:(1)依题意每天生产的伞兵个数为100-x -y ,所以利润W =5x +6y +3(100-x -y )=2x +3y +300.(2)约束条件为:⎩⎨⎧ 5x +7y +4(100-x -y )≤600,100-x -y ≥0,x ∈N ,y ∈N ,整理得⎩⎨⎧ x +3y ≤200,x +y ≤100,x ∈N ,y ∈N ,目标函数为W =2x +3y +300,如图所示,作出可行域.初始直线l 0:2x +3y =0,平移初始直线经过点A 时,W 有最大值,由⎩⎨⎧x +3y =200,x +y =100,得⎩⎨⎧x =50,y =50.最优解为A (50,50),所以W max =550(元).故每天生产卫兵50个,骑兵50个,伞兵0个时利润最大,为550元.11.某外商到一开发区投资72万美元建起一座蔬菜加工厂,第一年各种经费12万美元,以后每年增加4万美元,每年销售蔬菜收入50万美元.设f (n )表示前n 年的纯利润总和.(注:f (n )=前n 年的总收入-前n 年的总支出-投资额)(1)从第几年开始获利?(2)若干年后,外商为开发新项目,有两种处理方案:①年平均利润最大时以48万美元出售该厂;②纯利润总和最大时,以16万美元出售该厂;问哪种方案最合算?为什么?解:由题意知,每年的经费是以12为首项,4为公差的等差数列,∴f (n )=-2n 2+40n -72.(1)获利就是要求f (n )>0,所以-2n 2+40n -72>0,解得2<n <18.由n ∈N 知从第三年开始获利.(2)①年平均利润=f (n )n =40-2⎝ ⎛⎭⎪⎫n +36n ≤16. 当且仅当n =6时取等号.故此方案共获利6×16+48=144(万美元),此时n =6.②f (n )=-2(n -10)2+128.当n =10时,f (n )max =128.故第②种方案共获利128+16=144(万美元),故比较两种方案,获利都是144万美元.但第①种方案只需6年,而第②种方案需10年,故选择第①种方案最合算.12.已知α,β是方程x 2+ax +2b =0的两根,且α∈[0,1],β∈[1,2],a ,b ∈R ,求b -3a -1的最大值和最小值. 解:设f (x )=x 2+ax +2b ,由题意f (x )在[0,1]和[1,2]上各有一个零点,∴⎩⎨⎧ f (0)≥0,f (1)≤0,f (2)≥0,即⎩⎨⎧ b ≥0,a+2b +1≤0,a +b +2≥0,建立平面直角坐标系aOb ,则上述不等式组表示的平面区域如图.由⎩⎨⎧ a +2b +1=0,a +b +2=0,解得⎩⎨⎧ a =-3,b =1,即C (-3,1).令k =b -3a -1,可以看成动点P (a ,b )与定点A (1,3)的连线的斜率.又B (-1,0),C (-3,1),则k AB =32,k AC =12,∴12≤b -3a -1≤32.故b -3a -1的最大值是32,最小值是12.。
高中数学不等式习题及详细答案
第三章 不等式一、选择题1.已知x ≥25,则f (x )=4-25+4-2x x x 有( ).A .最大值45B .最小值45C .最大值1D .最小值12.若x >0,y >0,则221+)(y x +221+)(xy 的最小值是( ).A .3B .27 C .4 D .29 3.设a >0,b >0 则下列不等式中不成立的是( ). A .a +b +ab1≥22B .(a +b )(a 1+b1)≥4 C22≥a +bD .ba ab+2≥ab 4.已知奇函数f (x )在(0,+∞)上是增函数,且f (1)=0,则不等式xx f x f )()(--<0的解集为( ).A .(-1,0)∪(1,+∞)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)5.当0<x <2π时,函数f (x )=x xx 2sin sin 8+2cos +12的最小值为( ).A .2B .32C .4D .346.若实数a ,b 满足a +b =2,则3a +3b 的最小值是( ). A .18B .6C .23D .2437.若不等式组⎪⎩⎪⎨⎧4≤ 34 ≥30 ≥y x y x x ++,所表示的平面区域被直线y =k x +34分为面积相等的两部分,则k 的值是( ).A .73B .37C .43D .348.直线x +2y +3=0上的点P 在x -y =1的上方,且P 到直线2x +y -6=0的距离为35,则点P 的坐标是( ).A .(-5,1)B .(-1,5)C .(-7,2)D .(2,-7)9.已知平面区域如图所示,z =mx +y (m >0)在平面区域内取得最优解(最大值)有无数多个,则m 的值为( ).A .-207B .207 C .21D .不存在10.当x >1时,不等式x +11-x ≥a 恒成立,则实数a 的取值范围是( ).A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[3,+∞)D .(-∞,3]二、填空题11.不等式组⎩⎨⎧ 所表示的平面区域的面积是 .12.设变量x ,y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧ 若目标函数z =ax +y (a >0)仅在点(3,0)处取得最大值,则a 的取值范围是 .13.若正数a ,b 满足ab =a +b +3,则ab 的取值范围是 . 14.设a ,b 均为正的常数且x >0,y >0,xa+y b =1,则x +y 的最小值为 .15.函数y =log a (x +3)-1(a >0,且a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny +1=0上,其中mn >0,则m 1+n2的最小值为 . 16.某工厂的年产值第二年比第一年增长的百分率为p 1,第三年比第二年增长的百分率为p 2,若p 1+p 2为定值,则年平均增长的百分率p 的最大值为 .(x -y +5)(x +y )≥00≤x ≤3 x +2y -3≤0 x +3y -3≥0, y -1≤0(第9题)三、解答题17.求函数y =1+10+7+2x x x (x >-1)的最小值.18.已知直线l 经过点P (3,2),且与x 轴、y 轴正半轴分别交于A ,B 两点,当△AOB 面积最小时,求直线l 的方程.(第18题)19.某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A 原料3吨,B 原料2吨;生产每吨乙产品要用A 原料1吨,B 原料3吨,销售每吨甲产品可获得利润5万元,销售每吨乙产品可获得利润3万元.该企业在一个生产周期内消耗A 原料不超过13吨,B 原料不超过18吨.那么该企业可获得最大利润是多少?20.(1)已知x <45,求函数y =4x -1+5-41x 的最大值; (2)已知x ,y ∈R *(正实数集),且x 1+y 9=1,求x +y 的最小值;(3)已知a >0,b >0,且a 2+22b =1,求2+1b a 的最大值.参考答案1.D解析:由已知f (x )=4-25+4-2x x x =)()(2-21+2-2x x =21⎥⎦⎤⎢⎣⎡2-1+2-x x )(, ∵ x ≥25,x -2>0, ∴21⎥⎦⎤⎢⎣⎡2-1+2-x x )(≥21·2-12-2x x ⋅)(=1, 当且仅当x -2=2-1x ,即x =3时取等号. 2.C 解析:221+)(y x +221+)(xy =x 2+22241+++41+x x y y yy x =⎪⎭⎫ ⎝⎛2241+x x +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2241+y y +⎪⎪⎭⎫⎝⎛x y y x +. ∵ x 2+241x ≥22241x x ⋅=1,当且仅当x2=241x ,x =22时取等号; 41+22y y ≥22241y y ⋅=1,当且仅当y 2=241y ,y =22时取等号; x yy x +≥2x y y x ⋅=2(x >0,y >0),当且仅当y x =xy,y 2=x 2时取等号. ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛2241+x x +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2241+y y +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛x y y x +≥1+1+2=4,前三个不等式的等号同时成立时,原式取最小值,故当且仅当x =y =22时原式取最小值4. 3.D 解析:方法一:特值法,如取a =4,b =1,代入各选项中的不等式,易判断只有ba ab+2≥ab 不成立.方法二:可逐项使用均值不等式判断 A :a +b +ab1≥2ab +ab1≥2abab 12⋅=22,不等式成立.B :∵ a +b ≥2ab >0,a 1+b 1≥2ab 1>0,相乘得 (a +b )( a 1+b1)≥4成立.C :∵ a 2+b 2=(a +b )2-2ab ≥(a +b )2-222⎪⎭⎫ ⎝⎛+b a =222⎪⎭⎫⎝⎛+b a ,又ab ≤2b a +⇒ab1≥b a +222≥a +b 成立. D :∵ a +b ≥2ab ⇒b a +1≤ab 21,∴b a ab +2≤ab ab 22=ab ,即ba ab+2≥ab 不成立.4.D解析: 因为f (x )是奇函数,则f (-x )=-f (x ),x x f x f )()(--<0x x f )(2⇔<0⇔xf (x )<0,满足x 与f (x )异号的x 的集合为所求.因为f (x )在(0,+∞)上是增函数,且f (1)=0,画出f (x )在(0,+∞)的简图如图,再根据f (x )是奇函数的性质得到f (x ) 在(-∞,0)的图象.由f (x )的图象可知,当且仅当x ∈(-1,0)∪(0,1)时,x 与f (x )异号. 5.C解析:由0<x <2π,有sin x >0,cos x >0. f (x )=x x x 2sin sin 8+2cos +12=x x x x cos sin 2sin 8+cos 222=xx sin cos +x x cos sin 4≥2x x x x cos sin 4sin cos· =4,当且仅当xx sin cos =x xcos sin 4,即tan x =21时,取“=”. ∵ 0<x <2π,∴ 存在x 使tan x =21,这时f (x )min =4.6.B解析:∵ a +b =2,故3a +3b ≥2b a 33⋅=2b a +3=6,当且仅当a =b =1时取等号.(第4题)故3a +3b 的最小值是6.7.A解析:不等式组表示的平面区域为如图所示阴影部分 △ABC .由⎩⎨⎧4343=+=+y x y x 得A (1,1),又B (0,4),C (0,43).由于直线y =k x +43过点C (0,43),设它与直线 3x +y =4的交点为D ,则由S △BCD =21S △ABC ,知D 为AB 的中点,即x D =21,∴ y D =25, ∴ 25=k ×21+34,k =37.8.A解析:设P 点的坐标为(x 0,y 0),则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧解得⎩⎨⎧. 1=, 5=-00y x∴ 点P 坐标是(-5,1). 9.B解析:当直线mx +y =z 与直线AC 平行时,线段AC 上的每个点都是最优解.∵ k AC =1-5522-3=-207, ∴ -m =-207,即m =207. 10.D 解析:由x +1-1x =(x -1)+1-1x +1, ∵ x >1,∴ x -1>0,则有(x -1)+1-1x +1≥21-11-x x )·(+1=3,则a ≤3.. 53=56+2, 0<1--, 0=3+2+000000-y x y x y x二、填空题 11.24.解析:不等式(x -y +5)(x +y )≥0可转化为两个 二元一次不等式组. ⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⇔ 或⎪⎩⎪⎨⎧这两个不等式组所对应的区域面积之和为所求.第一个不等式组所对应的区域如图,而第二个不等式组所对应的区域不存在.图中A (3,8),B (3,-3),C (0,5),阴影部分的面积为25+113)(⨯=24. 12.⎭⎬⎫⎩⎨⎧21 >a a .解析:若z =ax +y (a >0)仅在点(3,0)处取得最大值,则直线z =ax +y 的倾斜角一定小于直线x +2y -3=0的倾斜角,直线z =ax +y 的斜率就一定小于直线x +2y -3=0的斜率,可得:-a <-21,即a >21.13.a b ≥9.解析:由于a ,b 均为正数,等式中含有ab 和a +b 这个特征,可以设想使用2+ba ≥ab 构造一个不等式.∵ ab =a +b +3≥ab 2+3,即a b ≥ab 2+3(当且仅当a =b 时等号成立), ∴ (ab )2-ab 2-3≥0,∴ (ab -3)(ab +1)≥0,∴ab ≥3,即a b ≥9(当且仅当a =b =3时等号成立). 14.(a +b )2. 解析:由已知xay ,y bx 均为正数,(x -y +5)(x +y )≥0 0≤x ≤3x -y +5≥0 x +y ≥0 0≤x ≤3 x -y +5≤0 x + y ≤0 0≤x ≤3(第11题)∴ x +y =(x +y )(x a+y b )=a +b +x ay +y bx ≥a +b +ybx x ay ·2 =a +b +2ab , 即x +y ≥(a +b )2,当且仅当1=+ =yb x a y bxx ay 即 ab b y ab a x +=+=时取等号. 15.8.解析:因为y =log a x 的图象恒过定点(1,0),故函数y =log a (x +3)-1的图象恒过定点A (-2,-1),把点A 坐标代入直线方程得m (-2)+n (-1)+1=0,即2m +n =1,而由mn >0知mn ,n m 4均为正,∴m 1+n2=(2m +n )(m 1+n 2)=4+m n +n m 4≥4+n m m n 42⋅=8,当且仅当1=+24=n m n m m n 即 21=41=n m 时取等号. 16.221p p +. 解析:设该厂第一年的产值为a ,由题意,a (1+p )2=a (1+p 1)(1+p 2),且1+p 1>0, 1+p 2>0,所以a (1+p )2=a (1+p1)(1+p 2)≤a 2212+1++1⎪⎭⎫ ⎝⎛p p =a 2212++1⎪⎭⎫ ⎝⎛p p ,解得p ≤2+21p p ,当且仅当1+p 1=1+p 2,即p 1=p 2时取等号.所以p 的最大值是2+21pp . 三、解答题17.解:令x +1=t >0,则x =t -1,y =t t t 10+1-7+1-2)()(=t t t 4+5+2=t +t4+5≥t t 42⋅+5=9,当且仅当t =t4,即t =2,x =1时取等号,故x =1时,y 取最小值9.18.解:因为直线l 经过点P (3,2)且与x 轴y 轴都相交, 故其斜率必存在且小于0.设直线l 的斜率为k , 则l 的方程可写成y -2=k (x -3),其中k <0. 令x =0,则y =2-3k ;令y =0,则x =-k2+3. S △AOB =21(2-3k )(-k 2+3)=21⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(k k 4-+9-+12≥⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅)()(k k 4-9-2+1221=12,当且仅当(-9k )=(-k 4),即k =-32时,S △AOB 有最小值12,所求直线方程为 y -2=-32(x -3),即2x +3y -12=0. 19.解:设生产甲产品x 吨,生产乙产品y 吨,则有关系:A 原料用量B 原料用量甲产品x 吨 3x 2x 乙产品y 吨y3y则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++>> 18≤3213≤ 30 0y x y x y x ,目标函数z =5x +3y作出可行域后求出可行域边界上各端点的坐标,可知 当x =3,y =4时可获得最大利润为27万元.20.解:(1)∵ x <45,∴ 4x -5<0,故5-4x >0. y =4x -1+541x -=-(5-4x +x-451)+4.∵ 5-4x +x-451≥x -x -451452)(=2,∴ y ≤-2+4=2, 当且仅当5-4x =x -451,即x =1或x =23(舍)时,等号成立, 故当x =1时,y max =2.xOAy P (3,2)B(第18题)(第18题)第 11 页 共 11 页 (2)∵ x >0,y >0,x1+y 9=1, ∴ x +y =(x 1+y 9)(x +y )=x y +y x 9+10≥2yx x y 9 · +10=6+10=16. 当且仅当x y =y x 9,且x 1+y 9=1,即⎩⎨⎧12=, 4=y x 时等号成立, ∴ 当x =4,y =12时,(x +y )min =16.(3)a 2+1b =a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2+2122b =2·a 2+212b ≤22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2+21+22b a =423, 当且仅当a =2+212b ,即a =23,b =22时,a 2+1b 有最大值423.。
高一数学不等式部分经典习题及答案
3.不 等 式一.不等式的性质:1.同向不等式可以相加;异向不等式可以相减:若,a b c d >>,则a c b d +>+(若,a b c d ><,则a c b d ->-),但异向不等式不可以相加;同向不等式不可以相减; 2.左右同正不等式:同向的不等式可以相乘,但不能相除;异向不等式可以相除,但不能相乘:若0,0a b c d >>>>,则ac bd >(若0,0a b c d >><<,则a bc d>);3.左右同正不等式:两边可以同时乘方或开方:若0a b >>,则nna b >> 4.若0ab >,a b >,则11a b <;若0ab <,a b >,则11a b>。
如 (1)对于实数c b a ,,中,给出下列命题:①22,bc ac b a >>则若; ②b a bc ac >>则若,22;③22,0b ab a b a >><<则若; ④ba b a 11,0<<<则若; ⑤baa b b a ><<则若,0; ⑥b a b a ><<则若,0; ⑦b c b a c a b a c ->->>>则若,0; ⑧11,a b a b>>若,则0,0a b ><。
其中正确的命题是______(答:②③⑥⑦⑧);(2)已知11x y -≤+≤,13x y ≤-≤,则3x y -的取值范围是______(答:137x y ≤-≤);(3)已知c b a >>,且,0=++c b a 则ac的取值范围是______ (答:12,2⎛⎫--⎪⎝⎭) 二.不等式大小比较的常用方法:1.作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果; 2.作商(常用于分数指数幂的代数式); 3.分析法; 4.平方法;5.分子(或分母)有理化;6.利用函数的单调性; 7.寻找中间量或放缩法 ;8.图象法。
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高中不等式习题精选精解一、求取值范围1、已知31,11≤-≤≤+≤-y x y x ,求y x -3的取值范围。
解: )(*2)(*13y x y x y x -++=-根据已知条件:731,3*2132*11≤-≤+≤-≤+-y x y x 所以y x -3的取值范围是[]7,12、已知c b a >>,且0=++c b a ,求a c /的取值范围。
解:由已知条件,显然0,0<>c a2/1/,0,02,-<∴>=++<+∴>a c a c b a c a c b 2/,0,2,02,->∴>->=++>+∴>a c a a c c b a c a b a综上所述a c /的取值范围是()2/1,2--3、正数y x ,满足12=+y x ,求y x /1/1+的最小值。
解:2/2/1)/1/1)(2()/1/1(*1/1/1+++=++=+=+x y y x y x y x y x y x 223)/2)(/(23+=+≥x y y x (y x , 为正数)4、设实数y x ,满足1)1(22=-+y x ,当0≥++c y x 时,求c 的取值范围。
解:方程1)1(22=-+y x 表示的是以点(0,1)为圆心的圆,根据题意当直线0=++c y x (c 为常数)与圆在第二象限相切时,c 取到最小值;(此时,切点的坐标),(y x 满足0=++c y x ,其它圆上的点都满足0≥++c y x (因为在直线的上方),当c 增大,直线向下方平移,圆上的全部点满足0≥++c y x , 因此:12,0)21(0min min -==+-+c c 所以c 的取值范围是[)+∞-,12xy5、已知函数2()(0)f x ax bx a =+≠满足1(1)2f ≤-≤,2(1)5f ≤≤,求(3)f -的取值范围。
解:由习已知得:52,21≤+≤≤-≤b a b a设:⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧-=-=+⇒-++=-=-6339)()(39)3(n m n m n m b a n b a m b a f 27)3(12),1(*3)1(*6)3(≤-≤∴+-=-∴f f f f所以)3(-f 的取值范围是[]27,126、已知:a 、b 都是正数,且1a b +=,1a a α=+,1b bβ=+,求αβ+的最小值 解:b a , 是正数,41,4122≥∴=⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤∴abb a ab5111)11()(11≥+=++=+++=+++=+∴abab b a b a b a b b a a βα βα+∴的最小值是5,(当且仅当2/1==b a 时)。
7、已知集合{}045|2≤+-=x x x A 与{}022|2≤++-=a ax x x B ,若A B ⊆,求a的取值范围。
解:{}41|,41,0)1)(4(452≤≤=∴≤≤≤--=+-x x A x x x x x设 222++-=a ax x y (*)当=B Ø,即方程(*)无解,显然A B ⊆成立,由0<∆得 0)2(442<+-a a ,解得)1(21 <<-a当≠B Ø,且A B ⊆成立,即:{}{}41||21≤≤⊆≤≤x x x x x x 根据图像得出:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤--≤≥++-≥++-4221024*24021*2122aa a a a ,解得)2(7181 ≤≤a综合(1)(2)两式,得a 的取值范围为(]7/18,1-。
o1 4X 1x2xy8、若关于x 的方程0124=++⋅+a a xx 有实数解,求实数a 的取值范围。
解一:设xt 2=,0,02>∴>t x ,原题转换为求方程012=+++a at t 在()+∞,0上有解。
共有两种情况,一种是有两个根,一种是只有一个根(如图所示),由二次函数的图像和性质,得方程012=+++a at t 在()+∞,0上有实数解的充要条件为:⎩⎨⎧≤+=>+-=∆⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+=>-≥+-=∆01)0(0)1(401)0(020)1(422a f a a a f aa a 或 注:两组不等式分别对应两个图 解得222,12221-≤-≤-≤<-a a a 即或 所以a 的取值范围是(]222,-∞-解二:由方程012=+++a at t 得)0(112>++-=t tt a 函数)0(11)(2>++-=t tt t f 的值域就是a 的取值范围。
222)222(212)1(12)1(12)1(1122-=--≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+++-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++--=+---=++-=t t t t t t t t a所以a 的取值范围是(]222,-∞-二、解不等式1、032)2(2≥---x x x 解:不等式0)()(≥⋅x g x f 与⎩⎨⎧>≥0)(0)(x g x f 或0)(=x g 同解,也可以这样理解:符号“≥”是由符号“>”“=”合成的,故不等式0)()(≥⋅x g x f 可转化为0)()(>⋅x g x f 或0)()(=⋅x g x f 。
解得:原不等式的解集为{}13|-=≥x x x 或oyxoyx2、0322322≤--+-x x x x . 解:0322322≤--+-x x x x ⇔⎪⎩⎪⎨⎧≠--≤--+-0320)32)(23(222x x x x x x ⇔⎩⎨⎧≠+-≤+---0)1)(3(0)1)(3)(2)(1(x x x x x x ,用根轴法(零点分段法)画图如下:∴原不等式的解集为{}3211|<≤≤<-x x x 或。
3、)0(,112>≤-+a ax x 解:原式等价于ax x +≤+11211,112≥+∴≥+ax x ,即0≥ax 注:此为关键0,0≥∴>x a ∴原不等式等价于不等式组⎩⎨⎧≥+≤+0)1(122x ax x 解得:{}⎪⎩⎪⎨⎧≥≥⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≤<<0|1120|102x x a a a x x a 时,原不等式解集为当时,原不等式解集为当4、0)2)(2(>--ax x解:当0=a 时,原不等式化为02<-x ,得2<x ; 当0<a 时,原不等式化为0)2)(2(<--a x x ,得22<<x a; 当10<<a 时,原不等式化为0)2)(2(>--ax x ,得ax x 22><或; 当1=a 时,原不等式化为0)2(2>-x ,得2≠x ;当1>a 时,原不等式化为0)2)(2(>--a x x ,得22><x ax 或 2 13-1+++--综合上面各式,得原不等式的解集为:⎪⎩⎪⎨⎧5、关于x 的不等式0>-b ax 的解集为()+∞,1,求02>-+x bax 的解集。
解:由题意得:0>a ,且b a = 则不等式02>-+x bax 与不等式组⎩⎨⎧≠->-+020)2)((x x b ax 同解 得所求解集为{}21|>-<x x x 或6、已知0>a 且1a ≠,关于x 的不等式1xa >的解集是{}0x x >,解关于x 的不等式1log ()0a x x-<的解集。
解: 关于x 的不等式1xa >的解集是{}0x x >,∴1a >,1011115log ()012x xa x x x x x ->-<⎧--<⇔⇔-<<⎨⎩或1512x +<<∴ 原不等式的解集是1515(1,)(1,)22-+-。
三、证明题1、已知c b a >>,求证:222222ca bc ab a c c b b a ++>++证一:)()()(222222a c ca cb bc b a ab ca bc ab a c c b b a -+-+-=---++)()()()()()()(b a ca c b ca c b bc b a ab a b b c ca c b bc b a ab -----+-=-+-+-+-=)(,0))()(())(())((c b a c a c b b a a b c b c c b b a a >>>---=--+--=∴222222ca bc ab a c c b b a ++>++,证毕。
证二:)()()(222222222b ac a c b c b a ca bc ab a c c b b a -+-+-=---++))(())(()()()(2222222b c b a b a c b b a c a b b c b c b a --+--=-+-+-+-=0))()(())()(())()((>---=+---+--=c a c b b a c b c b b a b a b a c b∴222222ca bc ab a c c b b a ++>++,证毕。
2、设0a b +>,n 为偶数,证明 11n n n n b a a b --+≥11a b + 证: 11n n n n b a a b --+1111()()()n n n n na b a b a b ab ------= .①当0,0a b >>时, ()0nab >,(n n a b -11)()n n a b ---≥0 ,∴11()()()n n n n na b a b ab ----≥0 ,故11n n n n b a a b --+≥11a b + ; ②当,a b 有一个负值时,不妨设0,0a b ><,且0a b +>,即||a b > .∵n 为偶数时,∴(nn ab -11)()n n a b ---≥0 ,且()0n ab >∴11()()()n n n n na b a b ab ----≥0 ,故11n n n n b a a b --+≥11a b + .综合①②可知,原不等式成立 注:必须要考虑到已知条件0a b +>,分类讨论,否则不能直接得出(n n a b -11)()n n a b ---≥03、求证:2216(4)36a a ++-+≥229证:设向量(,4),(4,6)p a q a ==- ,由 ||||||p q p q +≥+,得2216(4)36a a ++-+||||p q =+||p q ≥+|(,4)(4,6)||(4,10)|16100229a a =+-==+=注意:当p ∥q 时,即8a =-,)48(,-=p ,)6,12(-=q ,p 、q 方向相同,取等号。