选修4-5-不等式选讲(绝对值不等式)
北师版高考总复习一轮文科数学精品课件 选修4—5 不等式选讲 第1课时 绝对值不等式
所以f(x)min=|a+3|,所以|a+3|>-a,即a+3<a或a+3>-a,
选修4—5 第1课时 绝对值不等式
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
课标解读
衍生考点
核心素养
1.绝对值不等式的解法
1.理解绝对值的几何意义,并能利用含绝对
2.与绝对值不等式有关的
值不等式的几何意义证明以下不等式:
参数范围
|a+b|≤|a|+|b|,|a-b|≤|a-c|+|c-b|.
因为|x-3|+|x+4|≥|x-3-x-4|=7,
所以m<7,则m的取值范围是(-∞,7).
考向3.利用绝对值三角不等式求参数范围
典例突破
例4.(2021全国乙,理23)已知函数f(x)=|x-a|+|x+3|.
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥6的解集;
(2)若f(x)>-a,求a的取值范围.
a 1 +a 2 +…+a n
均值,即
n
≥
1 2 … ,此式当且仅当 a1=a2=…=an 时取“=”号.
4.柯西不等式
(1)定理1:对任意实数a,b,c,d,有(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,当向量(a,b)与向
量(c,d)共线时,等号成立.
(2)柯西不等式的向量形式,设α,β是两个向量,则|α·β|≤|α||β|,等号成立的条
高中数学 : 选修4-5 不等式选讲
解析 原不等式等价于
x 1,
1
(x 1) (2x 2) 17
或
1 x 1, (x 1) (2x 2) 1
或
x 1, (x 1) (x 2) 1,
解得x≥2或x≤-1.
5
故原不等式的解集为{x|x≤-1或x≥2}.
考法2 与绝对值有关的恒成立、存在性等求参数范 围的问题
4.设不等式|x+1|-|x-2|>k 的解集为 R,则实数 k 的取值范围 为____________.
4-5 不等式选讲
1
聚焦核心素养
理科数学选修4-5:不 等式选讲
1.命题分析预测 从近五年的考查情况来看,选修4-5是
高考题中的选做部分,主要考查绝对值不等式的求解、
恒成立问题、存在性问题以及不等式的证明,多以解答
题的形式呈现,难度中等,分值10分.
2.学科核心素养 本章通过绝对值不等式的解法和不等 式的证明考查考生的数学运算素养,以及对分类讨论思 想和数形结合思想的应用.
上述定理还可以推广到以下两个不等式:
(1)|a1+a2+…+an|≤|a1|+|a2|+…+|an|;
(2)||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
2.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x|<a 与|x|>a 的解法:
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|<a
__{x_|_-__a_<__x_<_a__} _
解析
原不等式等价于
x 1, (x 1)
(x
2)
5
x 1, (x 1) (2x 2) 7
2.绝对值不等式的解法-人教A版选修4-5不等式选讲教案
2.绝对值不等式的解法-人教A版选修4-5 不等式选讲教案一、知识点介绍绝对值不等式也是不等式的一种,它常常涉及到因子的正负关系,是高中数学中重要的知识点之一。
本文主要介绍人教A版选修4-5中涉及到的绝对值不等式的解法。
二、解法详解1.绝对值的性质绝对值有以下性质:•|a|≥0,绝对值是非负数。
•|-a|=|a|,绝对值与其相反数的绝对值相等。
•|a|²=a²,绝对值的平方等于原数的平方。
•|a|×|b|=|ab|,绝对值之积等于这两个数之积的绝对值。
2.绝对值的解法(1) |x|<a 的解法•当a>0时,解为 -a<x<a。
•当a=0时,解为 x=0。
(2) |x|>a 的解法•当a<0时,解为 x<-a 或 x>a。
•当a>0时,解为 x<-a 或 x>a。
3.绝对值不等式的解法(1) |ax+b|<c 的解法•当a>0时,解为 -b/a-c<x<-b/a+c。
•当a<0时,解为 -b/a-c<x<-b/a+c。
•当a=0时,解为 |b|<c,即b<c且-b<c。
(2) |ax+b|>c 的解法•当a>0时,解为 x<-b/a-c 或 x>-b/a+c。
•当a<0时,解为 x<-b/a-c 或 x>-b/a+c。
4.示例(1) 解 |3x-4|<2。
根据绝对值的解法,得到:•当3x-4>0时,则方程转化为3x-4<2,所以x<2/3+4/3=2。
•当3x-4<0时,则方程转化为-(3x-4)<2,所以-3<3x-4<2,即1/3<x<2/3。
综上所述,x的解为 1/3<x<2/3。
(2) 解 |5x-1|>2。
根据绝对值的解法,得到:•当5x-1>0时,则方程转化为5x-1>2,所以x>3/5。
•当5x-1<0时,则方程转化为-(5x-1)>2,所以x<-1/5。
综上所述,x的解为 x<-1/5 或 x>3/5。
三、文章总结本文主要介绍了人教A版选修4-5中涉及到的绝对值不等式的解法。
选修4-5 不等式选讲
选修4-5 ⎪⎪⎪不等式选讲第一节绝对值不等式1.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.2.绝对值不等式的解法(1)含绝对值不等式|x |<a 与|x |>a 的解法: 不等式 a >0a =0 a <0 |x |<a {}x |-a <x <a ∅∅ |x |>a {}x |x >a 或x <-a{}x |x ∈R 且x ≠0R(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 .1.设a ,b 为满足ab <0的实数,那么( ) A .|a +b |>|a -b | B .|a +b |<|a -b | C .|a -b |<||a |-|b || D .|a -b |<|a |+|b | 解析:选B ∵ab <0, ∴|a -b |=|a |+|b |>|a +b |.2.若不等式|kx -4|≤2的解集为{}x |1≤x ≤3,则实数k =________.解析:由|kx-4|≤2⇔2≤kx≤6.∵不等式的解集为{}x|1≤x≤3,∴k=2.答案:23.函数y=|x-4|+|x+4|的最小值为________.解析:因为|x-4|+|x+4|≥|(x-4)-(x+4)|=8,所以所求函数的最小值为8.答案:84.不等式|x+1|-|x-2|≥1的解集是________.解析:令f(x)=|x+1|-|x-2|=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x≤-1,2x-1,-1<x<2,3,x≥2.当-1<x<2时,由2x-1≥1,解得1≤x<2.又当x≥2时,f(x)=3>1恒成立.所以不等式的解集为{}x|x≥1.答案:{}x|x≥1考点一绝对值不等式的解法(基础送分型考点——自主练透)[考什么·怎么考]绝对值不等式的解法是每年高考的重点,既单独考查,也与函数的图象、含参问题等的综合考查,难度较小,属于低档题.(1)画出y=f(x)的图象;(2)求不等式|f(x)|>1的解集.解:(1)由题意得f (x )=⎩⎨⎧x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,故y =f (x )的图象如图所示.(2)由f (x )的函数表达式及图象可知, 当f (x )=1时,可得x =1或x =3; 当f (x )=-1时,可得x =13或x =5.故f (x )>1的解集为{x |1<x <3},f (x )<-1的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x <13或x >5. 所以|f (x )|>1的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x <13或1<x <3或x >5. 2.解下列不等式. (1)|2x +1|-2|x -1|>0; (2)|x +3|-|2x -1|<x2+1.解:(1)法一:原不等式可化为|2x +1|>2|x -1|, 两边平方得4x 2+4x +1>4(x 2-2x +1), 解得x >14,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >14.法二:原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x <-12,-(2x +1)+2(x -1)>0或⎩⎪⎨⎪⎧-12≤x ≤1,(2x +1)+2(x -1)>0或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,(2x +1)-2(x -1)>0.解得x >14,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >14.(2)①当x <-3时,原不等式化为-(x +3)-(1-2x )<x2+1,解得x <10,∴x <-3. ②当-3≤x ≤12时,原不等式化为(x +3)-(1-2x )<x2+1,解得x <-25,∴-3≤x <-25.③当x >12时,原不等式化为(x +3)+(1-2x )<x2+1,解得x >2,∴x >2.综上可知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-25或x >2.[怎样快解·准解]绝对值不等式的常见3解法 (1)零点分段讨论法含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段讨论法脱去绝对值符号,将其转化为与之等价的不含绝对值符号的不等式(组),一般步骤如下:①令每个绝对值符号里的代数式为零,并求出相应的根; ②将这些根按从小到大排序,它们把实数集分为若干个区间;③在所分的各区间上,根据绝对值的定义去掉绝对值符号,求所得的各不等式在相应区间上的解集;④这些解集的并集就是原不等式的解集. (2)利用绝对值的几何意义由于|x -a |+|x -b |与|x -a |-|x -b |分别表示数轴上与x 对应的点到与a ,b 对应的点的距离之和与距离之差,因此对形如|x -a |+|x -b |<c (c >0)或|x -a |-|x -b |>c (c >0)的不等式,利用绝对值的几何意义求解更直观.(3)数形结合法在直角坐标系中作出不等式两边所对应的两个函数的图象,利用函数图象求解.[易错提醒]用零点分段法和几何意义求解绝对值不等式时,去绝对值符号的关键点是找零点,将数轴分成若干段,然后从左到右逐段讨论.考点二绝对值三角不等式的应用(重点保分型考点——师生共研)应用绝对值三角不等式证明不等式或求最值是高考的常考内容,难度适中.[典题领悟]1.若对于实数x,y有|1-x|≤2,|y+1|≤1,求|2x+3y+1|的最大值.解:因为|2x+3y+1|=|2(x-1)+3(y+1)|≤2|x-1|+3|y+1|≤7,所以|2x+3y+1|的最大值为7.2.若a≥2,x∈R,求证:|x-1+a|+|x-a|≥3.证明:因为|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|,又a≥2,故|2a-1|≥3,所以|x-1+a|+|x-a|≥3成立.[解题师说]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,转化为一般不等式再证明.(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,利用数形结合进行证明.[冲关演练]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)|.∴由绝对值不等式的性质,得|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|≤|3(x+y)|+|2(x-y)|=3|x +y |+2|x -y |≤3×16+2×14=1.即|x +5y |≤1成立.考点三 绝对值不等式的综合应用 (重点保分型考点——师生共研)(2017·全国卷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 )≥x 2-x +m 的解集非空,求m 的取值范围. 解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x <-1,2x -1,-1≤x ≤2,3,x >2.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 )≥x 2-x +m ,得m ≤|x +1|-|x -2|-x 2+x .而|x +1|-|x -2|-x 2+x ≤|x |+1+|x |-2-x 2+|x |=-⎝⎛⎭⎫|x |-322+54≤54, 当且仅当x =32时,|x +1|-|x -2|-x 2+x =54.故m 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,54. [解题师说]设函数f (x )中含有绝对值,则 (1)f (x )>a 有解⇔f (x )max >a . (2)f (x )>a 恒成立⇔f (x )min >a .(3)f (x )>a 恰在(c ,b )上成立⇔c ,b 是方程f (x )=a 的解.[冲关演练]1.(2017·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=-x 2+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 x 2-x +|x +1|+|x -1|-4≤0. ①当x <-1时,①式化为x 2-3x -4≤0,无解;当-1≤x ≤1时,①式化为x 2-x -2≤0,从而-1≤x ≤1; 当x >1时,①式化为x 2+x -4≤0, 从而1<x ≤-1+172.所以f (x )≥g (x )的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1≤x ≤-1+172. (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]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 )=|2x -a |+a .(1)当a =2时,求不等式f (x )≤6的解集;(2)设函数g (x )=|2x -1|.当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3,求a 的取值范围. 解:(1)当a =2时,f (x )=|2x -2|+2. 解不等式|2x -2|+2≤6,得-1≤x ≤3. 因此f (x )≤6的解集为{x |-1≤x ≤3}.(2)当x ∈R 时,f (x )+g (x )=|2x -a |+a +|1-2x |≥3, 即⎪⎪⎪⎪x -a 2+⎪⎪⎪⎪12-x ≥3-a 2. 又⎝⎛⎭⎫⎪⎪⎪⎪x -a 2+⎪⎪⎪⎪12-x min =⎪⎪⎪⎪12-a 2, 所以⎪⎪⎪⎪12-a 2≥3-a 2,解得a ≥2.所以a 的取值范围是[2,+∞).1.已知函数f (x )=|x -4|+|x -a |(a ∈R)的最小值为a . (1)求实数a 的值; (2)解不等式f (x )≤5.解:(1)f (x )=|x -4|+|x -a |≥|a -4|=a , 从而解得a =2.(2)由(1)知,f (x )=|x -4|+|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +6,x ≤2,2,2<x ≤4,2x -6,x >4.故当x ≤2时,由-2x +6≤5,得12≤x ≤2,当2<x ≤4时,显然不等式成立, 当x >4时,由2x -6≤5,得4<x ≤112,故不等式f (x )≤5的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪12≤x ≤112.2.(2018·石家庄质检)已知函数f (x )=|x -3|+|x +m |(x ∈R). (1)当m =1时,求不等式f (x )≥6的解集;(2)若不等式f (x )≤5的解集不是空集,求实数m 的取值范围. 解:(1)当m =1时,f (x )≥6等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-1,-(x -3)-(x +1)≥6或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <3,-(x -3)+(x +1)≥6 或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥3,(x -3)+(x +1)≥6,解得x ≤-2或x ≥4,所以不等式f (x )≥6的解集为{x |x ≤-2或x ≥4}. (2)∵|x -3|+|x +m |≥|(x -3)-(x +m )|=|m +3|,∴f (x )min =|3+m |,∴|m +3|≤5, 解得-8≤m ≤2,∴实数m 的取值范围为[-8,2].3.(2018·郑州质检)已知函数f (x )=|2x +1|,g (x )=|x |+a . (1)当a =0时,解不等式f (x )≥g (x );(2)若存在x ∈R ,使f (x )≤g (x )成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =0时,由f (x )≥g (x ),得|2x +1|≥|x |, 两边平方整理得3x 2+4x +1≥0, 解得x ≤-1或x ≥-13,故原不等式的解集为(-∞,-1]∪⎣⎡⎭⎫-13,+∞. (2)由f (x )≤g (x ),得a ≥|2x +1|-|x |, 令h (x )=|2x +1|-|x |,则h (x )=⎩⎨⎧-x -1,x ≤-12,3x +1,-12<x <0,x +1,x ≥0,故h (x )min =h ⎝⎛⎭⎫-12=-12, 所以实数a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫-12,+∞. 4.已知函数f (x )=|4x -a |+a 2-4a (a ∈R). (1)当a =1时,求不等式-2≤f (x )≤4的解集;(2)设函数g (x )=|x -1|,若对任意的x ∈R ,f (x )-4g (x )≤6恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)f (x )=|4x -a |+a 2-4a , 当a =1时,f (x )=|4x -1|-3.因为-2≤f (x )≤4,所以1≤|4x -1|≤7,即⎩⎪⎨⎪⎧-7≤4x -1≤7,4x -1≥1或4x -1≤-1,解得-32≤x ≤0或12≤x ≤2,因此-2≤f (x )≤4的解集为⎣⎡⎦⎤-32,0∪⎣⎡⎦⎤12,2. (2)因为f (x )-4g (x )=|4x -a |+a 2-4a -4|x -1|≤|4x -a +4-4x |+a 2-4a =a 2-4a +|4-a |,所以a 2-4a +|4-a |≤6,当a ≥4时,a 2-4a +a -4≤6,得4≤a ≤5, 当a <4时,a 2-4a +4-a ≤6,得5-332≤a <4, 所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤5-332,5.5.设函数f (x )=|x +2|-|x -1|. (1)求不等式f (x )>1的解集;(2)若关于x 的不等式f (x )+4≥|1-2m |有解,求实数m 的取值范围. 解:(1)函数f (x )可化为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x ≤-2,2x +1,-2<x <1,3,x ≥1,当x ≤-2时,f (x )=-3<0,不合题意;当-2<x <1时,f (x )=2x +1>1,得x >0,即0<x <1; 当x ≥1时,f (x )=3>1,即x ≥1.综上,不等式f (x )>1的解集为(0,+∞).(2)关于x 的不等式f (x )+4≥|1-2m |有解等价于(f (x )+4)max ≥|1-2m |,由(1)可知f (x )max =3(也可由|f (x )|=||x +2|-|x -1||≤|(x +2)-(x -1)|=3,得f (x )max =3), 即|1-2m |≤7,解得-3≤m ≤4. 故实数m 的取值范围为[-3,4].6.(2018·东北四市模拟)已知a >0,b >0,函数f (x )=|x +a |+|2x -b |的最小值为1. (1)证明:2a +b =2;(2)若a +2b ≥tab 恒成立,求实数t 的最大值.解:(1)证明:因为-a <b 2,所以f (x )=|x +a |+|2x -b |=⎩⎨⎧-3x -a +b ,x <-a ,-x +a +b ,-a ≤x ≤b 2,3x +a -b ,x >b2,显然f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,b 2上单调递减,在⎝⎛⎭⎫b 2,+∞上单调递增,所以f (x )的最小值为f ⎝⎛⎭⎫b 2=a +b2,所以a +b2=1,即2a +b =2.(2)因为a +2b ≥tab 恒成立,所以a +2bab ≥t 恒成立,a +2b ab =1b +2a =12⎝⎛⎭⎫1b +2a (2a +b ) =12⎝⎛⎭⎫5+2a b +2b a ≥12⎝⎛⎭⎫5+2 2a b ·2b a =92. 当且仅当a =b =23时,a +2b ab 取得最小值92,所以t ≤92,即实数t 的最大值为92.7.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 )的图象与x 轴围成的三角形面积大于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23<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⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪23<x <2. (2)由题设可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1-2a ,x <-1,3x +1-2a ,-1≤x ≤a ,-x +1+2a ,x >a .所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a -13,0,B (2a +1,0),C (a ,a +1),所以△ABC 的面积为23(a +1)2.由题设得23(a +1)2>6,故a >2.所以a 的取值范围为(2,+∞). 8.已知函数f (x )=|3x +2|. (1)解不等式f (x )<4-|x -1|;(2)已知m +n =1(m ,n >0),若|x -a |-f (x )≤1m +1n (a >0)恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)不等式f (x )<4-|x -1|, 即|3x +2|+|x -1|<4.当x <-23时,不等式化为-3x -2-x +1<4,解得-54<x <-23;当-23≤x ≤1时,不等式化为3x +2-x +1<4,解得-23≤x <12;当x >1时,不等式化为3x +2+x -1<4,无解. 综上所述,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-54<x <12.(2)1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n (m +n )=1+1+n m +m n ≥4, 当且仅当m =n =12时等号成立.令g (x )=|x -a |-f (x )=|x -a |-|3x +2|=⎩⎪⎨⎪⎧2x +2+a ,x <-23,-4x -2+a ,-23≤x ≤a ,-2x -2-a ,x >a .∴x =-23时,g (x )max =23+a ,要使不等式恒成立,只需g (x )max =23+a ≤4,解得0<a ≤103,所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,103. 第二节不等式的证明1.基本不等式定理1:如果a ,b ∈R ,那么a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 定理2:如果a ,b >0,那么a +b2≥ab ,当且仅当a =b 时,等号成立,即两个正数的算术平均不小于(即大于或等于)它们的几何平均.定理3:如果a ,b ,c ∈R +,那么a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立. 2.比较法(1)作差法的依据是:a -b >0⇔a >b .(2)作商法:若B >0,欲证A ≥B ,只需证AB ≥1.3.综合法与分析法(1)综合法:一般地,从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立.(2)分析法:从要证的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义,公理或已证明的定理,性质等),从而得出要证的命题成立.1.设t =a +2b ,s =a +b 2+1,则s 与t 的大小关系是( ) A .s ≥t B .s >t C .s ≤tD .s <t解析:选A ∵s -t =b 2-2b +1=(b -1)2≥0,∴s ≥t . 2.已知a ,b ∈R +,且a +b =2,则1a +1b 的最小值为( ) A .1 B .2 C .4D .8解析:选B ∵a ,b ∈R +,且a +b =2, ∴(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b =2+b a +ab≥2+2b a ·ab =4,∴1a +1b ≥4a +b =2,即1a +1b 的最小值为2(当且仅当a =b =1时,等号成立). 3.已知a ,b ,c 是正实数,且a +b +c =1,则1a +1b +1c 的最小值为________. 解析:把a +b +c =1代入1a +1b +1c 中 得a +b +c a +a +b +c b +a +b +cc=3+⎝⎛⎭⎫b a +a b +⎝⎛⎭⎫c a +a c +⎝⎛⎭⎫c b +b c≥3+2+2+2=9,当且仅当a =b =c =13时,等号成立.故1a +1b +1c 的最小值为9. 答案:9考点一 比较法证明不等式 (重点保分型考点——师生共研)比较法证明不等式是高考考查的重点,主要涉及作差比较法和作商比较法,难度适中,有时难度也较大.(2016·全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=⎪⎪⎪⎪x -12+⎪⎪⎪⎪x +12,M 为不等式f (x )<2的解集. (1)求M ;(2)证明:当a ,b ∈M 时,|a +b |<|1+ab |.解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x ≤-12,1,-12<x <12,2x ,x ≥12.当x ≤-12时,由f (x )<2,得-2x <2,解得x >-1;当-12<x<12时,f(x)<2恒成立;当x≥12时,由f(x)<2,得2x<2,解得x<1.所以f(x)<2的解集M={x|-1<x<1}.(2)证明:由(1)知,当a,b∈M时,-1<a<1,-1<b<1,从而(a+b)2-(1+ab)2=a2+b2-a2b2-1=(a2-1)(1-b2)<0.因此|a+b|<|1+ab|.[解题师说]1.作差比较法(1)作差比较法证明不等式的4步骤(2)作差比较法的应用范围当被证的不等式两端是多项式、分式或对数式时,一般使用作差比较法.2.作商比较法(1)作商比较法证明不等式的一般步骤(2)作商比较法的应用范围当被证的不等式两边含有幂式或指数式或乘积式时,一般使用作商比较法.[冲关演练]1.求证:当x ∈R 时,1+2x 4≥2x 3+x 2. 证明:法一:(1+2x 4)-(2x 3+x 2) =2x 3(x -1)-(x +1)(x -1) =(x -1)(2x 3-x -1) =(x -1)(2x 3-2x +x -1) =(x -1)[2x (x 2-1)+(x -1)] =(x -1)2(2x 2+2x +1) =(x -1)2⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +122+12≥0, 所以1+2x 4≥2x 3+x 2. 法二:(1+2x 4)-(2x 3+x 2) =x 4-2x 3+x 2+x 4-2x 2+1 =(x -1)2·x 2+(x 2-1)2≥0, 所以1+2x 4≥2x 3+x 2.2.求证:当a >0,b >0时,a a b b≥(ab )+2a b.证明:∵a ab b(ab )+2a b =⎝⎛⎭⎫a b -2a b,∴当a =b 时,⎝⎛⎭⎫a b -2a b=1,当a >b >0时,ab >1,a -b 2>0,∴⎝⎛⎭⎫a b -2a b>1,当b >a >0时,0<ab <1,a -b 2<0,∴⎝⎛⎭⎫a b -2a b>1,∴a a b b≥(ab )+2a b .考点二 综合法证明不等式 (重点保分型考点——师生共研)综合法证明不等式是每年高考的重点,主要涉及基本不等式的应用,难度适中.[典题领悟](2017·全国卷Ⅱ)已知a >0,b >0,a 3+b 3=2.证明: (1)(a +b )(a 5+b 5)≥4; (2)a +b ≤2.证明:(1)(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 2-b 2)2≥4.(2)∵(a +b )3=a 3+3a 2b +3ab 2+b 3 =2+3ab (a +b )≤2+3(a +b )24(a +b )=2+3(a +b )34,∴(a +b )3≤8,因此a +b ≤2.[解题师说]1.综合法证明不等式的方法(1)综合法证明不等式,要着力分析已知与求证之间,不等式的左右两端之间的差异与联系.合理进行转换,恰当选择已知不等式,这是证明的关键;(2)在用综合法证明不等式时,不等式的性质和基本不等式是最常用的.在运用这些性质时,要注意性质成立的前提条件.2.综合法证明时常用的不等式 (1)a 2≥0. (2)|a |≥0.(3)a 2+b 2≥2ab ,它的变形形式有a 2+b 2≥2|ab |;a 2+b 2≥-2ab ;(a +b )2≥4ab ; a 2+b 2≥12(a +b )2;a 2+b 22≥⎝⎛⎭⎫a +b 22.(4)a +b2≥ab ,它的变形形式有a +1a ≥2(a >0);ab +b a ≥2(ab >0); a b +ba≤-2(ab <0). (5)(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2.[冲关演练]1.已知a >0,b >0,a +b =1,求证: (1)1a +1b +1ab ≥8; (2)⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b ≥9. 证明:(1)∵a +b =1,a >0,b >0, ∴1a +1b +1ab =1a +1b +a +b ab =2⎝⎛⎭⎫1a +1b=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b a +a +b b =2⎝⎛⎭⎫b a +a b +4 ≥4b a ·a b +4=8,当且仅当a =b =12时,等号成立, ∴1a +1b +1ab≥8. (2)∵⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b =1a +1b +1ab +1, 由(1)知1a +1b +1ab ≥8. ∴⎝⎛⎭⎫1+1a ⎝⎛⎭⎫1+1b ≥9. 2.已知函数f (x )=2|x +1|+|x -2|. (1)求f (x )的最小值m ;(2)若a ,b ,c 均为正实数,且满足a +b +c =m ,求证:b 2a +c 2b +a 2c ≥3.解:(1)当x <-1时,f (x )=-2(x +1)-(x -2)=-3x ∈(3,+∞); 当-1≤x <2时,f (x )=2(x +1)-(x -2)=x +4∈[3,6); 当x ≥2时,f (x )=2(x +1)+(x -2)=3x ∈[6,+∞). 综上,f (x )的最小值m =3.(2)证明:因为a ,b ,c 均为正实数,且满足a +b +c =3, 所以b 2a +c 2b +a 2c +(a +b +c ) =⎝⎛⎭⎫b 2a +a +⎝⎛⎭⎫c 2b +b +⎝⎛⎭⎫a2c +c ≥2⎝⎛⎭⎫b 2a ·a +c 2b ·b +a 2c ·c =2(a +b +c ), 当且仅当a =b =c =1时,取“=”, 所以b 2a +c 2b +a 2c ≥a +b +c ,即b 2a +c 2b +a 2c ≥3.考点三 分析法证明不等式 (重点保分型考点——师生共研)分析法证明不等式是高考考查的重点,常与充要条件等综合考查,难度中等及以上.[典题领悟]已知函数f (x )=|x +1|.(1)求不等式f (x )<|2x +1|-1的解集M ; (2)设a ,b ∈M ,证明:f (ab )>f (a )-f (-b ). 解:(1)由题意,|x +1|<|2x +1|-1, ①当x ≤-1时,不等式可化为-x -1<-2x -2, 解得x <-1; ②当-1<x <-12时,不等式可化为x +1<-2x -2, 此时不等式无解;③当x ≥-12时,不等式可化为x +1<2x ,解得x >1. 综上,M ={x |x <-1或x >1}.(2)证明:因为f (a )-f (-b )=|a +1|-|-b +1|≤|a +1-(-b +1)|=|a +b |, 所以要证f (ab )>f (a )-f (-b ), 只需证|ab +1|>|a +b |, 即证|ab +1|2>|a +b |2,即证a 2b 2+2ab +1>a 2+2ab +b 2, 即证a 2b 2-a 2-b 2+1>0, 即证(a 2-1)(b 2-1)>0.因为a ,b ∈M ,所以a 2>1,b 2>1,所以(a 2-1)(b 2-1)>0成立,所以原不等式成立.[解题师说]1.分析法的应用条件当所证明的不等式不能使用比较法,且和重要不等式(a 2+b 2≥2ab )、基本不等式⎝⎛⎭⎫ab ≤a +b 2,a >0,b >0没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.2.用分析法证“若A 则B ”这个命题的模式 为了证明命题B 为真,只需证明命题B 1为真,从而有… 只需证明命题B 2为真,从而有… ……只需证明命题A 为真,而已知A 为真,故B 必真.[冲关演练]已知a >0,b >0,2c >a +b ,求证:c -c 2-ab <a <c +c 2-ab .证明:要证c -c 2-ab <a <c +c 2-ab , 即证-c 2-ab <a -c <c 2-ab , 即证|a -c |<c 2-ab , 即证(a -c )2<c 2-ab ,即证a 2-2ac <-ab .因为a >0,所以只要证a -2c <-b ,即证a +b <2c .由已知条件知,上式显然成立,所以原不等式成立.1.设a ,b ,c ∈R +,且a +b +c =1.(1)求证:2ab +bc +ca +c 22≤12; (2)求证:a 2+c 2b +b 2+a 2c +c 2+b 2a≥2. 证明:(1)因为1=(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca ≥4ab +2bc +2ca +c 2,所以2ab +bc +ca +c 22=12(4ab +2bc +2ca +c 2)≤12. (2)因为a 2+c 2b ≥2ac b ,b 2+a 2c ≥2ab c ,c 2+b 2a ≥2bc a, 所以a 2+c 2b +b 2+a 2c +c 2+b 2a ≥⎝⎛⎭⎫ac b +ab c +⎝⎛⎭⎫ab c +bc a +⎝⎛⎭⎫ac b +bc a =a ⎝⎛⎭⎫c b +b c +b ⎝⎛⎭⎫a c +c a +c ⎝⎛⎭⎫a b +b a ≥2a +2b +2c =2. 2.若a >0,b >0,且1a +1b=ab . (1)求a 3+b 3的最小值;(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6?并说明理由.解:(1)由ab =1a +1b ≥2ab, 得ab ≥2,且当a =b =2时等号成立.故a 3+b 3≥2a 3b 3≥42,且当a =b =2时等号成立.所以a3+b3的最小值为4 2.(2)由(1)知,2a+3b≥26ab≥4 3.由于43>6,从而不存在a,b,使得2a+3b=6.3.设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d,求证:(1)若ab>cd,则a+b>c+d;(2)a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件.证明:(1)因为(a+b)2=a+b+2ab,(c+d)2=c+d+2cd,由题设a+b=c+d,ab>cd,得(a+b)2>(c+d)2.因此a+b>c+d.(2)①必要性: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>c+d.②充分性:若a+b>c+d,则(a+b)2>(c+d)2,即a+b+2ab>c+d+2cd.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|.综上,a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件.4.已知定义在R上的函数f(x)=|x+1|+|x-2|的最小值为a.(1)求a的值;(2)若p,q,r是正实数,且满足p+q+r=a,求证:p2+q2+r2≥3. 解:(1)因为|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,当且仅当-1≤x ≤2时,等号成立,所以f (x )的最小值等于3,即a =3.(2)证明:由(1)知p +q +r =3,又因为p ,q ,r 是正实数,所以(p 2+q 2+r 2)(12+12+12)≥(p ×1+q ×1+r ×1)2=(p +q +r )2=9,即p 2+q 2+r 2≥3.5.已知函数f (x )=|x -1|.(1)解不等式f (2x )+f (x +4)≥8;(2)若|a |<1,|b |<1,a ≠0,求证:f (ab )|a |>f ⎝⎛⎭⎫b a . 解:(1)f (2x )+f (x +4)=|2x -1|+|x +3|=⎩⎨⎧ -3x -2,x <-3,-x +4,-3≤x <12,3x +2,x ≥12,当x <-3时,由-3x -2≥8,解得x ≤-103; 当-3≤x <12时,-x +4≥8无解; 当x ≥12时,由3x +2≥8,解得x ≥2. 所以不等式f (2x )+f (x +4)≥8的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≤-103或x ≥2. (2)证明:f (ab )|a |>f ⎝⎛⎭⎫b a 等价于f (ab )>|a |f ⎝⎛⎭⎫b a , 即|ab -1|>|a -b |.因为|a |<1,|b |<1,所以|ab -1|2-|a -b |2=(a 2b 2-2ab +1)-(a 2-2ab +b 2)=(a 2-1)(b 2-1)>0,所以|ab -1|>|a -b |.故所证不等式成立.6.(2018·武昌调研)设函数f (x )=|x -2|+2x -3,记f (x )≤-1的解集为M .(1)求M ;(2)当x ∈M 时,证明:x [f (x )]2-x 2f (x )≤0.解:(1)由已知,得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x ≤2,3x -5,x >2. 当x ≤2时,由f (x )=x -1≤-1,解得x ≤0,此时x ≤0;当x >2时,由f (x )=3x -5≤-1,解得x ≤43,显然不成立. 故f (x )≤-1的解集为M ={x |x ≤0}.(2)证明:当x ∈M 时,f (x )=x -1,于是x [f (x )]2-x 2f (x )=x (x -1)2-x 2(x -1)=-x 2+x=-⎝⎛⎭⎫x -122+14. 令g (x )=-⎝⎛⎭⎫x -122+14, 则函数g (x )在(-∞,0]上是增函数,∴g (x )≤g (0)=0.故x [f (x )]2-x 2f (x )≤0.7.已知a ,b 都是正实数,且a +b =2,求证:a 2a +1+b 2b +1≥1. 证明:∵a >0,b >0,a +b =2,∴a 2a +1+b 2b +1-1=a 2(b +1)+b 2(a +1)-(a +1)(b +1)(a +1)(b +1)=a 2b +a 2+b 2a +b 2-ab -a -b -1(a +1)(b +1)=a 2+b 2+ab (a +b )-ab -(a +b )-1(a +1)(b +1)=a 2+b 2+2ab -ab -3(a +1)(b +1)=(a +b )2-3-ab (a +1)(b +1)=1-ab (a +1)(b +1). ∵a +b =2≥2ab ,∴ab ≤1.∴1-ab (a +1)(b +1)≥0. ∴a 2a +1+b 2b +1≥1. 8.设函数f (x )=x -|x +2|-|x -3|-m ,若∀x ∈R ,1m-4≥f (x )恒成立. (1)求实数m 的取值范围;(2)求证:log (m +1)(m +2)>log (m +2)(m +3).解:(1)∵∀x ∈R ,1m -4≥f (x )恒成立,∴m +1m ≥x -|x +2|-|x -3|+4恒成立.令g (x )=x -|x +2|-|x -3|+4=⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +3,x <-2,x -1,-2≤x ≤3,-x +5,x >3.∴函数g (x )在(-∞,3]上是增函数,在(3,+∞)上是减函数,∴g (x )max =g (3)=2,∴m +1m ≥g (x )max =2,即m +1m -2≥0⇒m 2-2m +1m=(m -1)2m ≥0, ∴m >0,综上,实数m 的取值范围是(0,+∞).(2)证明:由m >0,知m +3>m +2>m +1>1,即lg(m +3)>lg(m +2)>lg(m +1)>lg 1=0.∴要证log (m +1)(m +2)>log (m +2)(m +3).只需证lg (m +2)lg (m +1)>lg (m +3)lg (m +2), 即证lg(m +1)·lg(m +3)<lg 2(m +2),又lg(m +1)·lg(m +3)< ⎣⎢⎡⎦⎥⎤lg (m +1)+lg (m +3)2 2 =[lg (m +1)(m +3)]24<[lg (m 2+4m +4)]24=lg 2(m +2), ∴log (m +1)(m +2)>log (m +2)(m +3)成立.。
人教版高中数学选修4-5-不等式选讲(绝对值不等式)ppt课件
x 3、 解不等式|x+3|-|2x-1|< +1. 2
x 解 ①当 x<-3 时,原不等式化为-(x+3)-(1-2x)< +1,解得 x<10, 2 ∴x<-3. 1 x 2 ②当-3≤x< 时,原不等式化为(x+3)-(1-2x)< +1,解得 x<- , 2 2 5 2 ∴-3≤x<- . 5 1 x ③当 x≥ 时,原不等式化为(x+3)-(2x-1)< +1,解得 x>2,∴x>2. 2 2 2 综上可知,原不等式的解集为xx<-5,或x>2 .
第三节
绝对值不等式
[最新考纲] 1.理解绝对值的几何意义;理解绝对值三角不等式的代数 证明和几何意义,并了解其等号成立的条件;能利用绝对 值三角不等式证明一些简单的绝对值不等式. 2.掌握|ax+b|≤c,|ax+b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c型不等式 的解法.
1.绝对值三角不等式 (1)定理1:如果a,b是实数,则|a+b| ≤ |a|+|b| ,当且仅当 时,等号成立; ab≥0 (2)定理2:如果a,b,c是实数,则|a-c|≤ , |a-b|+|b-c| 当且仅当 时,等号成立. (a- b)(b-c)≥0 (3)性质: ________≤| a±b|≤________;
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
法三:(数形结合法)将原不等式转化为|x-1|+|x+2|-5≥0.
-2x-6,x≤-2, 令 f(x)=|x-1|+|x+2|-5,则 f(x)=-2,-2<x<1, 2x-4,x≥1.
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,+∞).
|a|-|b| |a|+|b|
高考数学总复习选修4-5 不等式选讲第1课时 绝对值不等式(含答案)
选修4-5 不等式选讲第1课时 绝对值不等式(理科专用)1. 解不等式:|2x -1|<3.解:|2x -1|<3Þ-3<2x -1<3Þ-1<x <2.2. 若关于x 的不等式|x +1|-|x -2|<a 2-4a 有实数解,求实数a 的取值范围.解:∵ ||x +1|-|x -2||≤|(x +1)-(x -2)|=3,∴ -3≤|x +1|-|x -2|≤3.由不等式a 2-4a>|x +1|-|x -2|有实数解,知a 2-4a>-3,解得a>3或a<1.3. 不等式|2-x|+|x +1|≤a 对于任意x ∈[0,5]恒成立的实数a 的集合是多少?解:当x ∈[0,2]时,|2-x|+|x +1|=2-x +x +1=3,当x ∈[2,5]时,|2-x|+|x +1|=x -2+x +1=2x -1≤9,综上可得|2-x|+|x +1|≤9,∴ a ≥9.4. 解不等式:|2x +1|-|x -4|<2.解:① 当x ≥4时,2x +1-(x -4)<2,∴ x ∈Æ;② 当-12≤x<4时,2x +1+x -4<2, ∴ -12≤x<53; ③ 当x<-12时,-2x -1+x -4<2. ∴ -7<x<-12. 综上,该不等式的解集为⎝⎛⎭⎪⎫-7,53. 5. 若f(x)=||x -t +||5-x 的最小值为3,求实数t 的值.解:由f ()x =||x -t +||5-x ≥|(x -t)+(5-x)|=||5-t =3,解得t =2或8.6. 若对任意x ∈R ,||2-x +||3+x ≥a 2-4a 恒成立,求实数a 的取值范围.解:||2-x +||3+x ≥5,要||2-x +||3+x ≥a 2-4a 恒成立,即5≥a 2-4a ,解得-1≤a ≤5.7. 设a ∈R ,函数f(x)=ax 2+x -a(-1≤x ≤1).(1) 若|a|≤1,求证:|f(x)|≤54; (2) 求使函数f(x)最大值为178时a 的值. (1) 证明:∵ |x|≤1,|a|≤1,∴ |f(x)|=|a(x 2-1)+x|≤|a(x 2-1)|+|x|=|a|·|x 2-1|+|x|≤|x 2-1|+|x|=|1-x 2|+|x|=1-|x|2+|x|=-⎝⎛⎭⎪⎫|x|-122+54≤54. (2) 解:当a =0时,f(x)=x(-1≤x ≤1)的最大值是f(1)=1,从而a ≠0,故知f(x)是二次函数.∵ f(±1)=±1,∴ f(x)=ax 2+x -a(-1≤x ≤1)有最大值178⎩⎪⎨⎪⎧-1<-12a <1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a =178,即⎩⎪⎨⎪⎧a<-12,(a +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫a +18=0,∴ a =-2. 8. 已知f(x)=x 2-x +c 定义在区间[0,1]上,x 1、x 2∈[0,1],且x 1≠x 2,求证:(1) f(0)=f(1);(2) |f(x 2)-f(x 1)|<|x 1-x 2|.证明:(1) ∵ f(0)=c ,f(1)=c ,∴ f(0)=f(1).(2) |f(x 2)-f(x 1)|=|x 22-x 2+c -x 21+x 1-c|=|x 2-x 1|·|x 2+x 1-1|. ∵ 0≤x 1≤1,0≤x 2≤1,0<x 1+x 2<2(x 1≠x 2),∴ -1<x 1+x 2-1<1,∴ |x 2+x 1-1|<1,∴ |f(x 2)-f(x 1)|<|x 1-x 2|.9. 如图,O 为数轴的原点,A 、B 、M 为数轴上的三点,C 为线段OM 上的动点,设x 表示C 与原点的距离,y 表示C 到A 距离的4倍与C 到B 距离的6倍的和.(1) 将y 表示成x 的函数;(2) 要使y 的值不超过70,x 应该在什么范围内取值?解:(1) y =4|x -10|+6|x -20|,0≤x ≤30.(2) 依题意,x 满足⎩⎪⎨⎪⎧4|x -10|+6|x -20|≤70,0≤x ≤30, 解不等式组,其解集为[9,23],所以x ∈[9,23].10. 设f (x)= x 2-x +1,实数a 满足|x -a|<1,求证:| f (x)-f (a)|<2(|a|+1). 证明:∵ f(x)=x 2-x +1,|x -a|<1,∴ ||f (x )-f (a )=||x 2-x -a 2+a=||x -a ·||x +a -1<||x +a -1=||(x -a )+2a -1≤||x -a +||2a -1<1+||2a +1=2(||a +1).11. 已知函数f(x)=log 2(|x +1|+|x -2|-m)(1) 当m =5时,求函数f(x)的定义域;(2) 若关于x 的不等式f(x)≥1的解集是R ,求m 的取值范围.解:(1) 由题设知|x +1|+|x -2|>5, 不等式的解集是三个不等式组:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x +1+x -2>5或⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x<2,x +1-x +2>5或⎩⎪⎨⎪⎧x<-1,-x -1-x +2>5解集的并集,解得函数f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(3,+∞).(2) 不等式f(x)≥1即|x +1|+|x -2|>m +2.∵ x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,要使不等式|x +1|+|x -2|≥m +2的解集是R ,∴ m +2≤3,∴ m 的取值范围是(-∞,1].。
《选修4-5--不等式选讲》知识点详解+例题+习题(含详细答案)
选修4-5不等式选讲最新考纲:1.理解绝对值的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:(1)|a +b|≤|a|+|b|(a,b∈R).(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|(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-c|+|x-b|≥a.3.了解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.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、反证法、放缩法、数学归纳法.ab≤0且|a ab≥0且|a定理2:如果a、b为正数,则≥,当且仅当a=b时,等号成立.定理3:如果a、b、c为正数,则≥,当且仅当a=b=c时,等号成立.定理4:(一般形式的算术—几何平均值不等式)如果a1、a2、…、a n为n个正数,则≥,当且仅当a1=a2=…=a n时,等号成立.4.柯西不等式(1)柯西不等式的代数形式:设a,b,c,d为实数,则(a2+b2)·(c2+d2)≥(ac+bd)2,当且仅当ad=bc时等号成立.(2)若a i,b i(i∈N*)为实数,则()()≥(i b i)2,当且仅当b i=0(i=1,2,…,n)或存在一个数k,使得a i=kb i(i=1,2,…,n)时,等号成立.(3)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|,当且仅当这两个向量同向或反向时等号成立.1(1)(2)(3)|(4)(5)[2AC[[答案] A3.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是() A.|a+b|+|a-b|>2 B.|a+b|+|a-b|<2C.|a+b|+|a-b|=2 D.不能比较大小[解析]|a+b|+|a-b|≤|2a|<2.[答案] B4.若a,b,c∈(0,+∞),且a+b+c=1,则++的最大值为()A.1 B.C. D.2[∴([5[为-2≤a[解|(1)(2)把这些根由小到大排序,它们把定义域分为若干个区间.(3)在所分区间上,去掉绝对值符号组成若干个不等式,解这些不等式,求出它们的解集.(4)这些不等式解集的并集就是原不等式的解集.解绝对值不等式的关键是恰当的去掉绝对值符号.(1)(2015·山东卷)不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是()A.(-∞,4) B.(-∞,1)C.(1,4) D.(1,5)(2)(2014·湖南卷)若关于x的不等式|ax-2|<3的解集为,则a=________.[解题指导]切入点:“脱掉”绝对值符号;关键点:利用绝对值的性质进行分类讨论.[解析](1)当x<1时,不等式可化为-(x-1)+(x-5)<2,即-4<2,显然成立,所以此时不等当当(2)当当当[对点训练已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|.(1)当a=-3时,求不等式f(x)≥3的解集;(2)若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a的取值范围.[解](1)当a=-3时,f(x)=当x≤2时,由f(x)≥3得-2x+5≥3,解得x≤1;当2<x<3时,f(x)≥3无解;当x≥3时,由f(x)≥3得2x-5≥3,解得x≥4;所以f(x)≥3的解集为{x|x≤1或x≥4}.(2)f(x)≤|x-4|?|x-4|-|x-2|≥|x+a|.当?4右|x 1.是(2)[[解析](1)∵|x-1|+|x+2|≥|(x-1)-(x-2)|=3,∴a2+a+2≤3,解得≤a≤.即实数a的取值范围是.(2)解法一:根据绝对值的几何意义,设数x,-1,2在数轴上对应的点分别为P,A,B,则原不等式等价于P A-PB>k恒成立.∵AB=3,即|x+1|-|x-2|≥-3.故当k<-3时,原不等式恒成立.解法二:令y=|x+1|-|x-2|,则y=要使|x+1|-|x-2|>k恒成立,从图象中可以看出,只要k<-3即可.故k<-3满足题意.[答案](1)(2)(-∞,-3)解含参数的不等式存在性问题,只要求出存在满足条件的x即可;不等式的恒成立问题,可转化为最值问题,即f(x)<a恒成立?a>f(x)max,f(x)>a恒成立?a<f(x)min.(1)(2)[解-a?a-3≤x≤3.故(2)f不等式的证明方法很多,解题时既要充分利用已知条件,又要时刻瞄准解题目标,既不仅要搞清是什么,还要搞清干什么,只有兼顾条件与结论,才能找到正确的解题途径.应用基本不等式时要注意不等式中等号成立的条件.(2015·新课标全国卷Ⅱ)设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d,证明:(1)若ab>cd,则+>+;(2)+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.[解题指导]切入点:不等式的性质;关键点:不等式的恒等变形.[证明](1)因为(+)2=a+b+2,(+)2=c+d+2,由题设a+b=c+d,ab>cd得(+)2>(+)2.因此+>+.(2)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2,即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.由a+(1)ab+bc+ac≤;(2)++≥1.[证明](1)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca得a2+b2+c2≥ab+bc+ca. 由题设得(a+b+c)2=1,即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1.所以3(ab+bc+ca)≤1,即ab+bc+ca≤.(2)因为+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,故+++(a+b+c)≥2(a+b+c),即++≥a+b+c.所以++≥1.———————方法规律总结————————[12条件.3.[121[解析]|2x-1|<3?-3<2x-1<3?-1<x<2.[答案](-1,2)2.若不等式|kx-4|≤2的解集为{x|1≤x≤3},则实数k=__________.[解析]∵|kx-4|≤2,∴-2≤kx-4≤2,∴2≤kx≤6.∵不等式的解集为{x|1≤x≤3},∴k=2.[答案] 23.不等式|2x+1|+|x-1|<2的解集为________.[解析]当x≤-时,原不等式等价为-(2x+1)-(x-1)<2,即-3x<2,x>-,此时-<x≤-.当-<x<1时,原不等式等价为(2x+1)-(x-1)<2,即x<0,此时-<x<0.当x≥1时,原不等式等价为(2x +1)+(x-1)<2,即3x<2,x<,此时不等式无解,综上,原不等式的解为-<x<0,即原不等式的解集为.[答案]4[[5.[故[6.[3a-1+2a=[7.若关于x的不等式|a|≥|x+1|+|x-2|存在实数解,则实数a的取值范围是__________.[解析]∵f(x)=|x+1|+|x-2|=∴f(x)≥3.要使|a|≥|x+1|+|x-2|有解,∴|a|≥3,即a≤-3或a≥3.[答案](-∞,-3]∪[3,+∞)8.已知关于x的不等式|x-a|+1-x>0的解集为R,则实数a的取值范围是__________.[解析]若x-1<0,则a∈R;若x-1≥0,则(x-a)2>(x-1)2对任意的x∈[1,+∞)恒成立,即(a-1)[(a+1)-2x]>0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,所以(舍去)或对任意的x∈[1,+∞]恒成立,解得a<1.综上,a<1.[答案](-∞,1)9.设a,b,c是正实数,且a+b+c=9,则++的最小值为__________.[=≥2[10.[即∴[11[解析]∵|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|=(|1-x|+|x|)+(|1-y|+|1+y|)≥|(1-x)+x|+|(1-y)+(1+y)|=1+2=3,当且仅当(1-x)·x≥0,(1-y)·(1+y)≥0,即0≤x≤1,-1≤y≤1时等号成立,∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为3.[答案] 312.若不等式|x+1|-|x-4|≥a+,对任意的x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.[解析]只要函数f(x)=|x+1|-|x-4|的最小值不小于a+即可.由于||x+1|-|x-4||≤|(x+1)-(x -4)|=5,所以-5≤|x+1|-|x-4|≤5,故只要-5≥a+即可.当a>0时,将不等式-5≥a+整理,得a2+5a+4≤0,无解;当a<0时,将不等式-5≥a+整理,得a2+5a+4≥0,则有a≤-4或-1≤a<0.综上可知,实数a的取值范围是(-∞,-4]∪[-1,0).[13(1)(2)[解若若若(2)f(x)作出函数f(x)的图象,如图所示.由图象可知,f(x)≥1,∴2a>1,a>,即a的取值范围为.14.(2015·新课标全国卷Ⅰ)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)的图象与x轴围成的三角形面积大于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<x<1;当x≥1时,不等式化为-x+2>0,解得1≤x<2.(2)a+1,0),C(a,a15(1)(2)[解f(x).(2)若a=1,f(x)=2|x-1|,不满足题设条件;若a<1,f(x)=f(x)的最小值为1-a;若a>1,f(x)=f(x)的最小值为a-1.∴对于?x∈R,f(x)≥2的充要条件是|a-1|≥2,∴a的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).16.(2015·福建卷)已知a>0,b>0,c>0,函数f(x)=|x+a|+|x-b|+c的最小值为4.(1)(2)[解又(2)(42=即a当且仅当==,即a=,b=,c=时等号成立.故a2+b2+c2的最小值为.。
高中数学选修4—5 不等式选讲绝对值不等式
栏目索引
2-1 已知x,y∈R,且|x+y|≤ ,|x-y|≤ ,求证:|x+5y|≤1.
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证明 因为|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|,
所以|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|≤|3(x+y)|+|2(x-y)|=3|x+y|+2|x-y|≤3× +2× =1, 即|x+5y|≤1.
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=1时取等号). (2)f(x)+f(2x)=|x-a|+|2x-a|,a<0. 当x≤a时, f(x)+f(2x)=a-x+a-2x=2a-3x,则f(x)+f(2x)≥-a;
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当a<x< 时, f(x)+f(2x)=x-a+a-2x=-x,则- <f(x)+f(2x)<-a;
当2<x<5时,-3<2x-7<3, 所以-3≤f(x)≤3. (2)由(1)可知, 当x≤2时, f(x)≥x2-8x+15的解集为空集; 当2<x<5时, f(x)≥x2-8x+15的解集为{x|5- 3 ≤x<5};
当x≥5时, f(x)≥x2-8x+15的解集为{x|5≤x≤6}.
综上,不等式f(x)≥x2-8x+15的解集为{x|5- 3 ≤x≤6}.
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当x≥ 时,由f(x)<2得2x<2,解得x<1,∴ ≤x<1.
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所以f(x)<2的解集M={x|-1<x<1}.
(2)证明:由(1)知,当a,b∈M时,-1<a<1,-1<b<1,从而(a+b)2-(1+ab)2=a2+b2-a2 b2-1=(a2-1)(1-b2)<0, 因此|a+b|<|1+ab|.
绝对值不等式
2.两个等价关系 (1)|x|<a⇔-a<x<a(a >0). (2)|x|>a⇔x<-a或x>a(a >0). 3.一个关键 解绝对值不等式的关键是去掉绝对值符号.
4.一个口诀 解含绝对值的不等式的基本思路可概括为十二字口诀 “找零点,分区间,逐个解,并起来”.
【教材母题变式】
1.已知x,y∈R,且|x+y|≤
当x∈(-∞,-1)时,g(x)单调递减,f(x)单调递增,
且g(-1)=f(-1)=2. 综上所述,f(x)≥g(x)的解集为 [1, 17 1].
2
②依题意得:-x2+ax+4≥2在[-1,1]恒成立.
即x2-ax-2≤0在[-1,1]恒成立.
则只需
12 a
12
•1 2
a 1
解0,得-1≤a≤1.
≤|x-a|+|2a-1|<1+|2a-1|≤1+|2a|+1 =2(|a|+1), 即|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).
【技法点拨】 绝对值不等式性质的应用 利用不等式|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R)和|a-b|≤|ac|+|c-b|(a,b∈R),通过确定适当的a,b,利用整体思 想或使函数、不等式中不含变量,可以(1)求最值. (2)证明不等式.
解得x<3,
又因为x<-2,所以x<-2;
(ⅱ)当-2≤x≤ 时1 ,f(x)=1-2x-x-2=-3x-1,
2
令-3x-1>0,解得x<-1 ,
3
又因为-2≤x≤ 1,所以-2≤x<- ; 1
(全国通用)高考数学一轮复习 不等式选讲 第一节 绝对值不等式习题 理 选修4-5-人教版高三选修4
选修4-5 不等式选讲第一节绝对值不等式[基础达标]一、填空题(每小题5分,共25分)1.若不等式A={x||3x+2|>1},B={x||x-2|≤3},则A∩B=.【解析】解不等式|3x+2|>1得3x+2<-1或3x+2>1,解得x<-1或x>-,则A=;解不等式|x-2|≤3得-3≤x-2≤3,则-1≤x≤5,则B={x|-1≤x≤5},所以A∩B=.2.(2015·某某统测)不等式|x-2|+|x+1|≤5的解集为.[-2,3]【解析】不等式|x-2|+|x+1|≤5⇔解得-2≤x<-1或-1≤x≤2或2<x≤3,所以不等式|x-2|+|x+1|≤5的解集为[-2,3].3.(2015·某某巴蜀中学三诊)已知关于x的不等式|x+2|+|x-2|≤a2解集为空集,则a的取值X围为.(-2,2)【解析】由关于x的不等式|x+2|+|x-2|≤a2解集为空集,得关于x的不等式|x+2|+|x-2|>a2解集为R,则(|x+2|+|x-2|)min>a2.又|x+2|+|x-2|≥|(x+2)-(x-2)|=4,所以a2<4,-2<a<2.4.若关于x的不等式|x-a|+|x-1|≥a恒成立,则实数a的取值X围是.【解析】由题意可得(|x-a|+|x-1|)min≥a,又|x-a|+|x-1|≥|1-a|,所以|a-1|≥a,则a-1≤-a,a≤.5.(2015·某某三模)若对于实数x,y有|1-x|≤2,|y+1|≤1,则|2x+3y+1|的最大值为.7【解析】由|2x+3y+1|=|2(x-1)+3(y+1)|≤2|x-1|+3|y+1|≤7,得|2x+3y+1|的最大值为7.二、解答题(每小题10分,共50分)6.(2015·某某高考)解不等式x+|2x+3|≥2.【解析】原不等式可化为解得x≤-5或x≥-.综上,原不等式的解集是.7.(2015·东北三省四市二模)设函数f(x)=|2x+2|-|x-2|.(1)求不等式f(x)>2的解集;(2)若对于∀x∈R,f(x)≥t2-t恒成立,某某数t的取值X围.【解析】(1)f(x)=当x<-1时,-x-4>2,x<-6,∴x<-6;当-1≤x<2时,3x>2,x>,∴<x<2;当x≥2时,x+4>2,x>-2,∴x≥2.综上所述.(2)易得f(x)min=f(-1)=-3,若对于∀x∈R,f(x)≥t2-t恒成立,则只需f(x)min=-3≥t2-t⇒2t2-7t+6≤0⇒≤t≤2,综上所述≤t≤2.8.(2015·某某实验中学质检)设函数f(x)=|x-1|+|x-3|.(1)求不等式f(x)>2的解集;(2)若不等式f(x)≤a的解集非空,某某数a的取值X围.【解析】(1)函数f(x)=方程f(x)=2的根为x1=,x2=3,由函数f(x)的图象知f(x)>2的解集为.(2)设g(x)=a,g(x)表示过点,斜率为a的直线,f(x)≤a的解集非空,即y=f(x)的图象在g(x)图象下方有图象,或与g(x)图象有交点,由图象可知a<-或a≥.9.已知函数f(x)=|2x-1|+|2x+5|,且f(x)≥m恒成立.(1)求m的取值X围;(2)当m取最大值时,解关于x的不等式|x-3|-2x≤2m-8.【解析】(1)f(x)=当-≤x≤时,函数有最小值6,所以m≤6.(2)当m取最大值6时,原不等式等价于|x-3|-2x≤4,等价于可得x≥3或-≤x<3.所以原不等式的解集为.10.(2015·某某模拟)已知函数f(x)=|x-1|+|x+a|.(1)当a=2时,解不等式f(x)≥4;(2)若a>0,且∀x∈R,f(x)≥5恒成立,求a的取值X围.【解析】(1)当a=2时,f(x)=|x-1|+|x+2|,由f(x)≥4得|x-1|+|x+2|≥4.当x≤-2时,不等式化为-x-2-x+1≥4,其解集为.当-2<x≤1时,不等式化为x+2-x+1≥4,其解集为⌀.当x>1时,不等式化为x+2+x-1≥4,其解集为.综上得f(x)≥4的解集为.(2)因为a>0,所以f(x)=|x-1|+|x+a|=因此f(x)的最小值为a+1,由f(x)≥5恒成立,即a+1≥5恒成立,解得a≥4,所以当a>0时,对于∀x∈R,使f(x)≥5恒成立的a的取值X围是[4,+∞).[高考冲关]1.(5分)集合A=[1,5],集合B={x∈R‖x+3|+|x-2|≤a+2},且A⊆B,则实数a的取值X围是.[9,+∞)【解析】由题意可得当x∈[1,5]时,关于x的不等式|x+3|+|x-2|≤a+2恒成立,则(|x+3|+|x-2|)max≤a+2,又|x+3|+|x-2|=所以当x=5时,|x+3|+|x-2|取得最大值11,故a+2≥11,解得a≥9.2.(5分)(2015·某某调研)设函数f(x)=|x-1|+|2x-a|,若关于x的不等式f(x)≥a2+1对x∈R恒成立,则实数a的取值X围是.[-2,0]【解析】当<1,a<2时,f(x)=f(x)min=f=-a+1≥a2+1,解得-2≤a≤0;当>1,a>2时,f(x)=f(x)min=f a-1≥a2+1,无解;当a=2时,不成立.综上可得实数a的取值X围是[-2,0].3.(10分)(2015·某某测试)设函数f(x)=|x-1+a|+|x-a|.(1)若a≥2,x∈R,证明f(x)≥3;(2)若f(1)<2,求a的取值X围.【解析】(1)|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|,又a≥2,故|2a-1|≥3,所以此时f(x)≥3.(2)f(1)=|a|+|1-a|,当a≤0时,f(1)=(-a)+(1-a)=1-2a,由f(1)<2,得1-2a<2,即-<a≤0;当0<a≤1时,f(1)=a+(1-a)=1<2恒成立,故0<a≤1;当a>1时,f(1)=a+(a-1)=2a-1,由f(1)<2,得2a-1<2,解得1<a<.综上a的取值X围是.4.(10分)(2015·某某监测)(1)已知a和b是任意非零实数.证明:≥4;(2)若不等式|2x+1|-|x+1|>k(x-1)-恒成立,某某数k的取值X围.【解析】(1)∵|2a+b|+|2a-b|≥|2a+b+2a-b|=4|a|,∴≥4.(2)记h(x)=|2x+1|-|x+1|=如图,若不等式|2x+1|-|x+1|>k(x-1)-恒成立,则函数h(x)的图象在直线g(x)=k(x-1)-的上方,又g(x)的图象恒过定点,即g(x)的图象只能在图中阴影区域内,可得k∈.5.(10分)(2015·某某二中二模)已知函数f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2.(1)解不等式|g(x)|<5;(2)若对任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,某某数a的取值X围.【解析】(1)由‖x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5,∴-7<|x-1|<3,-2<x<4,∴不等式|g(x)|<5的解集为(-2,4).(2)∵对任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,∴{y|y=f(x)}⊆{y|y=g(x)},又f(x)=|2x-a|+|2x+3|≥|(2x-a)-(2x+3)|=|a+3|,g(x)=|x-1|+2≥2,则|a+3|≥2,解得a≥-1或a≤-5,即实数a的取值X围为(-∞,-5]∪[-1,+∞).。
选修4-5 不等式选讲 第一讲 不等关系与基本不等式
②对任意实数a和b,有 ||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
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(2)绝对值不等式的解法 解含有绝对值的不等式,关键在于利用绝对值的意义,设法去 掉绝对值符号,把它转化为一个或几个普通不等式或不等
式组,常用的方法有定义法、平方法、公式法等.
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2.平均值不等式 定理1:对任意实数a,b,有a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取“=” 号).
4.若a, b,c R,a b, 则下列不等式成立的是 ________ . 1 1 a b 2 2 3 3 ① ; ②a b ; ③a b ; ④ 2 2 ; a b c 1 c 1 a b ⑤a c b c ; ⑥ 2. b a 解析 : 若a b, 则a 3 b3 , ③成立
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[点评]利用平均值不等式可以求最值问题,但要注意不同的重 要不等式的变式形式,求得的值域范围是不同的,我们在选 择重要不等式时要恰当的放缩,并要注意判断“等号”是 否成立.
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考向精测 1.若不等式|x+1|+|x-3|≥ 的取值范围是________.
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变式3 : (2010 江苏)设a、b是非负实数, 求证 : a 3 b3≥ ab (a 2 b 2 ).
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证明 :由a, b是非负实数, 作差得 a 3 b3 ab a 2 b 2 a 2 a ( a b ) b2 b ( b a ) ( a b )(( a )5 ( b )5 ). 当a≥b时, a≥ b , 从而( a )5≥( b )5 , 得( a b )(( a )5 ( b )5)≥0; 当a b时, a b , 从而( a )5 ( b )5 , 得( a b )(( a )5 ( b )5 ) 0. 所以a 3 b3≥ ab (a 2 b 2 ).
选修4-5 不等式选讲 第一节 绝对值不等式
第一节绝对值不等式1.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.2.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+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)型不等式的解法法一: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. 法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类计论的思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.1.不等式|x -2|>x -2的解集是________. 解析:原不等式同解于x -2<0,即x <2. 答案:x <22.已知|x -a |<b 的解集为{x |2<x <4},则实数a 等于________. 解析:由|x -a |<b 得a -b <x <a +b ,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a -b =2,a +b =4,解得a =3,b =1.答案:33.若不等式|8x +9|<7和不等式ax 2+bx >2的解集相等,则实数a 、b 的值分别为________.解析:据题意可得|8x +9|<7⇒-2<x <-14,故由{x |-2<x <-14}是二次不等式的解集可知x 1=-2,x 2=-14是一元二次方程ax 2+bx -2=0的两根,根据根与系数关系可知x 1x 2=-2a =12⇒a =-4,x 1+x 2=-b a =-94⇒b =-9.答案:a =-4,b =-94.不等式|2x -1|<3的解集为________. 解析:原不等式可化为-3<2x -1<3, 解得-1<x <2.故所求解集为{x |-1<x <2}. 答案:{x |-1<x <2}5.(2011年陕西)若关于x 的不等式|a |≥|x +1|+|x -2|存在实数解,则实数a 的取值范围是______________.解析:令y =|x +1|+|x -2|,由题意知应|a |≥y min ,而y =|x +1|+|x -2|≥|x +1-x +2|=3,∴a ≥3或a ≤-3.答案:(-∞,-3]∪[3,+∞)例1 解不等式|x -1|+|x +2|<5.【解析】 法一:分别求|x -1|,|x +2|的零点,即1,-2. 由-2,1把数轴分成三部分:x <-2,-2≤x ≤1,x >1. 当x <-2时,原不等式即1-x -2-x <5, 解得-3<x <-2;当-2≤x ≤1时,原不等式即1-x +2+x <5, 因为3<5,恒成立,即-2≤x ≤1; 当x >1时,原不等式即x -1+2+x <5, 解得1<x <2.综上,原不等式的解集为{x |-3<x <2}.法二:不等式|x -1|+|x +2|<5的几何意义为数轴上到-2,1两个点的距离之和小于5的点组成的集合,而-2,1两个端点之间的距离为3,由于分布在-2,1以外的点到-2,1的距离在-2,1外部的距离要计算两次,而在-2,1内部的距离则只计算一次,因此只要找出-2左边到-2的距离等于5-32=1的点-3,以及1右边到1的距离等于5-32=1的点2,这样就得到原不等式的解集为{x |-3<x <2}.【点评】 含绝对值的不等式的解法应想法去掉绝对值符号,转化为不含绝对值的方法求解.其方法有:(1)利用公式或平方法转化;(2)利用绝对值的定义转化;(3)利用数形结合思想转化;(4)利用“零点分段法”等.1.(2011年课标全国)设函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a >0. (1)当a =1时,求不等式f (x )≥3x +2的解集; (2)若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值. 解析:(1)当a =1时,f (x )≥3x +2 可化为|x -1|≥2. 由此可得x ≥3或x ≤-1.故不等式f (x )≥3x +2的解集为{x |x ≥3或x ≤-1}. (2)由f (x )≤0得|x -a |+3x ≤0. 此不等式化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥a ,x -a +3x ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤a ,a -x +3x ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥a ,x ≤a 4或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤a ,x ≤-a 2.因为a >0,所以不等式组的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤-a 2.由题设可得-a2=-1,故a =2.例2 已知函数f (x )=1+x 2,设a ,b ∈R ,且a ≠b , 求证:|f (a )-f (b )|<|a -b |.【证明】 证法一:|f (a )-f (b )|<|a -b | ⇔|1+a 2-1+b 2|<|a -b |⇔(1+a 2-1+b 2)2<(a -b )2⇔2+a 2+b 2-2(1+a 2)(1+b 2)<a 2+b 2-2ab⇔1+ab <(1+a 2)(1+b 2).①当ab ≤-1时,式①显然成立;当ab >-1时,式①⇔(1+ab )2<(1+a 2)(1+b 2) ⇐2ab <a 2+b 2.②∵a ≠b ,∴②式成立,故原不等式成立. 证法二:当a =-b 时,原不等式显然成立; 当a ≠-b 时,∵|1+a 2-1+b 2| =|(1+a 2)-(1+b 2)|1+a 2+1+b 2<|a 2-b 2||a |+|b |≤|(a +b )(a -b )||a +b |=|a -b |,∴原不等式成立.证法三:设x =(1,a ),y =(1,b ),则|x |=1+a 2,|y |=1+b 2,x -y =(0,a -b ),|x -y |=|a -b |,而||x |-|y ||≤|x -y |,∴|1+a 2-1+b 2|≤|a -b |,又a ≠b , 即|f (a )-f (b )|<|a -b |.证法四:设y =1+x 2(x ∈R ),则y =1+x 2表示双曲线y 2-x 2=1上支的部分.其渐近线为y =±x ,设A (a ,f (a )),B (b ,f (b ))为曲线y =1+x 2上两不同的点.则|k AB |<1,即⎪⎪⎪⎪⎪⎪f (b )-f (a )b -a <1.∴|f (a )-f (b )|<|a -b |.【点评】 (1)证法一用的是分析法;(2)证法二是综合法,其证明中用到的技巧有:①分子有理化,②不等式|a |+|b |≥|a +b |,③放缩法;(3)证法三用的是构造向量,利用向量不等式;(4)证法四是数形结合思想.2.(2010年广东卷)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是平面直角坐标系xOy 上的两点,现定义由点A 到点B 的一种折线距离ρ(A ,B )为ρ(A ,B )=|x 2-x 1|+|y 2-y 1|.对于平面xOy 上给定的不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),(1)若点C (x ,y )是平面xOy 上的点,试证明:ρ(A ,C )+ρ(C ,B )≥ρ(A ,B ); (2)在平面xOy 上是否存在点C (x ,y ),同时满足 ①ρ(A ,C )+ρ(C ,B )=ρ(A ,B );②ρ(A ,C )=ρ(C ,B ). 若存在,请求出所有符合条件的点;若不存在,请予以证明. 解析:证明:∵ρ(A ,C )=|x -x 1|+|y -y 1|, ρ(C ,B )=|x 2-x |+|y 2-y |. ρ(A ,B )=|x 2-x 1|+|y 2-y 1|,∴ρ(A ,C )+ρ(C ,B )=|x -x 1|+|y -y 1|+|x 2-x |+|y 2-y | =(|x -x 1|+|x 2-x |)+(|y -y 1|+|y 2-y |) ≥|(x -x 1)+(x 2-x )|+|(y -y 1)+(y 2-y )| =|x 2-x 1|+|y 2-y 1|=ρ(A ,B ).(2)注意到点A (x 1,y 1)与点B (x 2,y 2)不同,下面分三种情形讨论. ①若x 1=x 2,则y 1≠y 2,由条件②得 |x -x 1|+|y -y 1|=|x 2-x |+|y 2-y |, 即|y -y 1|=|y -y 2|,∴y =y 1+y 22.由条件①得|x -x 1|+|y -y 1|+|x 2-x |+|y 2-y |=|x 2-x 1|+|y 2-y 1|.∴2|x -x 1|+12|y 2-y 1|+12|y 2-y 1|=|y 2-y 1|,∴|x -x 1|=0, ∵x =x 1.因此,所求的点C 为(x 1,y 1+y 22)②若y 1=y 2,则x 1≠x 2,类似于①, 可得符合条件的点C 为(x 1+x 22,y 1).③当x 1≠x 2,且y 1≠y 2时,不妨设x 1<x 2.(ⅰ)若y 1<y 2,则由(1)中的证明知,要使条件①成立,当且仅当(x -x 1)(x 2-x )≥0与(y -y 1)(y 2-y )≥0同时成立,故x 1≤x ≤x 2且y 1≤y ≤y 2.从而由条件②,得x +y =12(x 1+x 2+y 1+y 2).此时所求点C 的全体为M =⎩⎨⎧(x ,y )|x +y =12(x 1+x 2+y 1+y 2),x 1≤x ≤x 2}且y 1≤y ≤y 2.(ⅱ)若y 1>y 2,类似地由条件①可得x 1≤x ≤x 2且y 2≤y ≤y 1,从而由条件②得x -y =12(x 1+x 2-y 1-y 2).此时所求点的全体为N =⎩⎨⎧(x ,y )|x -y =12(x 1+x 2-y 1-y 2),x 1≤x ≤x 2}且y 2≤y ≤y 1.例3 设函数f (x )=|x -1|+|x -a |. (1)设a =-1,解不等式f (x )≥3;(2)如果∀x ∈R ,f (x )≥2,求a 的取值范围.【解析】 (1)当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|,由f (x )≥3得|x -1|+|x +1|≥3. ①x ≤-1时,不等式化为1-x -1-x ≥3, 即-2x ≥3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1f (x )≥3,的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-32. ②当-1<x ≤1时,不等式化为 1-x +x +1≥3,不可能成立.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧-1<x ≤1,f (x )≥3的解集为∅.③当x >1时,不等式化为 x -1+x +1≥3,即2x ≥3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x >1,f (x )≥3的解集为⎣⎡⎭⎫32,+∞. 综上得,f (x )≥3的解集为⎝⎛⎦⎤-∞,-32∪⎣⎡⎭⎫32,+∞. (2)若a =1,f (x )=2|x -1|,不满足题设条件. 若a <1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +a +1, x ≤a ,1-a , a <x <1,2x -(a +1), x ≥1.即,f (x )的最小值为1-a . 若a >1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +a +1, x ≤1,a -1, 1<x <a ,2x -(a +1), x ≥a .即,f (x )的最小值为a -1.所以∀x ∈R ,f (x )≥2的充要条件是|a -1|≥2,从而a 的取值范围为(-∞,-1)∪[3,+∞).【点评】 如果一个不等式中含有两个(或两个以上)的绝对值符号,应考虑用零点分段讨论法去掉绝对值符号,这时实质是将原不等式转化为n 个不等式组,把每个不等式组的解求出后,取它们的并集得到原不等式的解集.3.已知函数f (x )=|x -a |.(1)若不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},求实数a 的值;(2)在①的条件下,若f (x )+f (x +5)≥m 对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围.解析:(1)由f (x )≤3得|x -a |≤3, 解得a -3≤x ≤a +3.又已知不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},所以⎩⎪⎨⎪⎧a -3=-1,a +3=5,解得a =2.(2)法一:当a =2时,f (x )=|x -2|. 设g (x )=f (x )+f (x +5),于是g (x )=|x -2|+|x +3|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -1,x <-3;5,-3≤x ≤2;2x +1,x >2.所以当x <-3时,g (x )>5; 当-3≤x ≤2时,g (x )=5; 当x >2时,g (x )>5. 综上可得,g (x )的最小值为5.从而,若f (x )+f (x +5)≥m ,即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立,则m 的取值范围为(-∞,5].法二:当a =2时,f (x )=|x -2|. 设g (x )=f (x )+f (x +5).由|x -2|+|x +3|≥|(x -2)-(x +3)|=5(当且仅当-3≤x ≤2时等号成立)得,g (x )的最小值为5.从而,若f (x )+f (x +5)≥m ,即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立,则m 的取值范围为(-∞,5].一、填空题 1.不等式⎪⎪⎪⎪x -2x >x -2x 的解集是________.解析:由绝对值的意义知,原不等式同解于x -2x <0,即x (x -2)<0,∴0<x <2. 答案:(0,2)2.设集合A ={x ||x -a |<1,x ∈R },B ={x ||x -b |>2,x ∈R }.若A ⊆B ,则实数a ,b 必满足________.解析:由|x -a |<1得a -1<x <a +1. 由|x -b |>2得x <b -2或x >b +2.∵A ⊆B ,∴a -1≥b +2或a +1≤b -2, 即a -b ≥3或a -b ≤-3,∴|a -b |≥3. 答案:|a -b |≥33.已知不等式|x -m |+|x |≥1的解集为R ,则实数m 的取值范围是________. 解析:由绝对值不等式的几何意义知|x -m |+|x |≥|(x -m )-x |=|m |,故|m |≥1,∴m ≥1或m ≤-1.答案:(-∞,-1]∪[1,+∞)4.若关于x 的不等式|x +1|+k <x 有解,则实数k 的取值范围是________. 解析:∵|x +1|+k <x , ∴k <x -|x +1|.若不等式有解则需k <(x -|x +1|)max . 设f (x )=x -|x +1|,则f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-1,x ≥-1,2x +1,x <-1.由解析式可以看出f (x )max =-1,∴k <-1. 答案:(-∞,-1)5.已知关于x 的不等式|x -1|+|x +a |≤8的解集不是空集,则a 的最小值是________. 解析:由|x -1|+|x +a |≥|1-x +x +a |=|a +1|知|a +1|≤8,故-9≤a ≤7,因此a 的最小值是-9.答案:-96.若不等式|x -a |+|x -2|≥1对任意实数x 均成立,则实数a 的取值范围为________. 解析:由|x -a |+|x -2|≥|(x -a )-(x -2)|=|a -2|. ∴|a -2|≥1解之得a ≤1或a ≥3. 答案:(-∞,1]∪[3,+∞)7.不等式||x +3|-|x -3||>3的解集为________.解析:由绝对值不等式的含义得到:x 到-3和3的距离之差的绝对值大于3, 结合数轴不难得出x >32或x <-32,故x ∈{x |x >32或x <-32}.答案:{x |x >32或x <-32}8.(2011年江西)对于实数x ,y ,若|x -1|≤1,|y -2|≤1,则|x -2y +1|的最大值为________. 解析:法一:|x -1|≤1⇒0≤x ≤2,|y -2|≤1⇒1≤y ≤3,可得可行域如图(阴影部分).∵|x -2y +1|=5,|x -2y +1|5.其中z =|x -2y +1|5为点(x ,y )到直线x -2y +1=0的距离.当(x ,y )为(0,3)时z 取得最大值|0-2×3+1|5=55. 故|x -2y +1|max =5.法二:|x -2y +1|=|(x -1)-2(y -2)-2|≤|x -1|+2|y -2|+2≤1+2+2=5,当且仅当x =0,y =3时,|x -2y +1|取最大值为5.答案:59.给出下列四个命题:①若log a (a 2+4)≤log a (4a )<0,则a 的取值范围是(1,+∞); ②函数f (x )=log 2(x 2-5x +1)的单调递减区间为(-∞,52);③不等式|x |+|log 2 x |>|x +log 2 x |的解集为(0,1); ④若|a +b |<-c (a ,b ,c ∈R ),则|a |<|b |-c . 以上四个命题中,正确命题的序号为________. 解析:对于①,由于a 2+4≥4a且log a (a 2+4)≤log a (4a ),∴0<a <1,∴①错; 对于②,由x 2-5x +1>0, 得x >5+212或x <5-212,∴f (x )=log 2(x 2-5x +1)的递减区间为 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,5-212,故②错; 对于③,必有x >0且log 2 x <0, ∴0<x <1故③正确.对于④,∵|a |-|b |≤|a +b |<-c , ∴|a |<|b |-c ,故④正确. 答案:③④ 三、解答题10.(2011年江苏)解不等式x +|2x -1|<3.解析:法一:原不等式可化为|2x -1|<3-x .∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -1<3-x 2x -1>x -3,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x <43x >-2.∴原不等式的解集是{x |-2<x <43} 法二:原不等式可化为⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -1≥0,x +(2x -1)<3或⎩⎪⎨⎪⎧2x -1<0,x -(2x -1)<3. 解得12≤x <43或-2<x <12. 所以原不等式的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-2<x <43. 11.(2011年福建)设不等式|2x -1|<1的解集为M .(1)求集合M :(2)若a ,b ∈M ,试比较ab +1与a +b 的大小.解析:(1)由|2x -1|<1得-1<2x -1<1,解得0<x <1,所以M ={x |0<x <1}.(2)由(1)和a ,b ∈M 可知0<a <1,0<b <1.所以(ab +1)-(a +b )=(a -1)(b -1)>0,故ab +1>a +b .12.已知二次函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的定义域为[-1,1],且|f (x )|的最大值为M .(1)试证明|1+b |≤M ;(2)试证明M ≥12; (3)当M =12时,试求出f (x )的解析式. 解析:证明:(1)∵M ≥|f (-1)|=|1-a +b |,M ≥|f (1)|=|1+a +b |,∴2M ≥|1-a +b |+|1+a +b |≥|(1-a +b )+(1+a +b )|=2|1+b |,∴|1+b | ≤M .(2)证明:依题意,M ≥|f (-1)|,M ≥|f (0)|,M ≥|f (1)|,又|f (-1)|=|1-a +b |,|f (1)|=|1+a +b |,|f (0)|=|b |,∴4M ≥|f (-1)|+2|f (0)|+|f (1)|=|1-a +b |+2|b |+|1+a +b |≥|(1-a +b )-2b +(1+a +b )|=2,∴M ≥12. (3)当M =12时,|f (0)|=|b |≤12,-12≤b ≤12① 同理-12≤1+a +b ≤12② -12≤1-a +b ≤12③ ②+③得-32≤b ≤-12④ 由①④得b =-12,当b =-12时,分别代入②③得⎩⎪⎨⎪⎧ -1≤a ≤00≤a ≤1⇒a =0,因此f (x )=x 2-12.。
选修4-5不等式选讲
根据课程标准,本专题介绍一些重 要的不等式和它们的证明、数学归纳法 和它的简单应用。
本专题的内容是在初中阶段掌握了 不等式的基本概念,学会了一元一次不 等式、一元一次不等式组的解法,多数 学生在学习高中必修课五个模块的基础 上展开的.作为一个选修专题,教科书 在内容的呈现上保持了相对的完整性.
第二部分讨论了有关绝对值不等式的性质及 绝对值不等式的解法.绝对值是与实数有关 的一个基本而重要的概念,讨论关于绝对值 的不等式具有重要的意义.
• 绝对值三角不等式是一个基本的结论,教 科书首先引导学生借助于实数在数轴上的 表示和绝对值的几何意义,探究归纳出绝 对值三角不等式,接着联系向量形式的三 角不等式,得到绝对值三角不等式的几何 解释,最后用代数方法给出证明.这样, 数形结合,引导学生多角度认识这个不等 式,逐步深化对它的理解.利用绝对值三 角不等式可以解决一种特殊形式的函数的 极值问题,教科书安排了一个这样的实际 问题。
• 课程标准对于本专题的几个教学内容都明 确的教学要求,如:对于解含有绝对值的 不等式,只要求能解几种特殊类型的不等 式,不要求学生会解各种类型的含有绝对 值的不等式。对于数学归纳法证明不等式 的要求也只要求会证明一些简单问题。只 要求通过一些简单问题了解证明不等式的 基本方法,会利用所学的不等式证明一些 简单不等式,等等。
数学归纳法证明一些简单问题。 7.会用数学归纳法证明贝努利不等式:
(1+x)n >1+nx(x>-1,n为正整数)。
了解当n为实数时贝努利不等式也成立。
• 8.会用上述不等式证明一些简单问 题。能够利用平均值不等式、柯西 不等式求一些特定函数的极值。
• 9.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、反证法、放缩法。
人教版全国高考选修4-5 不等式选讲培优辅导讲义
选修4-5 不等式选讲第一节绝对值不等式考点点击1.理解绝对值不等式的几何意义,并能利用绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:(1)|a+b|≤|a|+|b|;(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|。
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。
理清基础1.绝对值三角不等式定理1:如果a,b是实数,那么|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当__________时,等号成立。
定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-b|≤|a-c|+|c-b|,当且仅当____________时,等号成立。
2.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:①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c。
总结归纳3种方法——求解绝对值不等式的方法形如|x-a|+|x-b|≥c(或≤c)型的不等式主要有如下解法:(1)零点分段讨论法:利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(-∞,a],(a,b],(b,+∞)(此处设a<b)三个部分,在每个部分上去掉绝对值号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集。
(2)几何法:利用|x-a|+|x-b|>c(c>0)的几何意义:数轴上到点x1=a和x2=b的距离之和大于c的点的集合。
(3)图象法:作出函数y1=|x-a|+|x-b|和y2=c的图象,结合图象求解。
考点一含绝对值不等式的解法【例1】解不等式|x-1|+|x+2|≥5。
►归纳提升解绝对值不等式的注意点解含绝对值的不等式时,若两个绝对值中x的系数为1(或可化为1),可选用几何法或图象法求解较为简洁。
若x的系数不全为1,则选用零点分段讨论法求解,同时注意端点值的取舍。
强化训练1解不等式|x+3|-|2x-1|<x2+1。
考点二含参数的绝对值不等式问题【例2】已知不等式|x+1|-|x-3|>a。
选修4-5不等式选讲
第一节绝对值不等式考纲要求:1.理解绝对值不等式的几何意义,并能利用绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:(1)|a+b|≤|a|+|b|;(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|.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.1.绝对值不等式的解法(1)|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.(2)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合思想;法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.2.绝对值三角不等式(1)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.(2)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.[自我查验]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(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.()答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√2.若关于x 的不等式|x -a |<1的解集为(1,3),则实数a 的值为________. 解析:由|x -a |<1,则-1<x -a <1, ∴a -1<x <a +1,∴a =2. 答案:23.设不等式|x +1|-|x -2|>k 的解集为R ,则实数k 的取值范围为____________. 解析:∵||x +1|-|x -2||≤3, ∴-3≤|x +1|-|x -2|≤3, ∴k <(|x +1|-|x -2|)的最小值, 即k <-3. 答案:(-∞,-3)4.f (x )=|2-x |+|x -1|的最小值为________. 解析:∵|2-x |+|x -1|≥|2-x +x -1|=1, ∴f (x )min =1. 答案:15.若|x -1|≤1,|y -2|≤1,则|x -2y +1|的最大值为________. 解析:|x -2y +1|=|(x -1)-2(y -2)-2|≤|x -1|+2|y -2|+2=5. 答案:5[典题1] (2015·新课标全国卷Ⅰ)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 )的图象与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围. [听前试做] (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23<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⎝⎛⎭⎫23,2.(2)由题设可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1-2a ,x <-1,3x +1-2a ,-1≤x ≤a ,-x +1+2a ,x >a .所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为A ⎝⎛⎭⎫2a -13,0,B (2a +1,0),C (a ,a +1),△ABC 的面积为23(a +1)2. 由题设得23(a +1)2>6,故a >2. 所以a 的取值范围为(2,+∞).含绝对值不等式的常用解法(1)基本性质法:对a ∈(0,+∞),|x |<a ⇔-a <x <a ,|x |>a ⇔x <-a 或x >a . (2)平方法:两边平方去掉绝对值符号.(3)零点分区间法(或叫定义法):含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分区间法脱去绝对值符号,将其转化为与之等价的不含绝对值符号的不等式(组)求解.(4)几何法:利用绝对值的几何意义,画出数轴,将绝对值转化为数轴上两点的距离求解. (5)数形结合法:在直角坐标系中作出不等式两边所对应的两个函数的图象,利用函数图象求解.(2016贵阳模拟)已知函数f (x )=|2x +1|+|2x -3|. (1)求不等式f (x )≤6的解集;(2)若关于x 的不等式f (x )<|a -1|的解集非空,求实数a 的取值范围. 解:(1)不等式f (x )≤6,即|2x +1|+|2x -3|≤6, ∴①⎩⎪⎨⎪⎧x <-12,-2x -1+3-2x ≤6,或②⎩⎪⎨⎪⎧ -12≤x ≤32,2x +1+3-2x ≤6,或③⎩⎪⎨⎪⎧x >32,2x +1+2x -3≤6,解①得-1≤x <-12,解②得-12≤x ≤32,解③得32<x ≤2, 即不等式的解集为[-1,2].(2)∵f (x )=|2x +1|+|2x -3|≥|(2x +1)-(2x -3)|=4,即f (x )的最小值等于4,∴|a -1|>4,解此不等式得a <-3或a >5. 故实数a 的取值范围为(-∞,-3)∪(5,+∞).[典题2] 设不等式-2<|x -1|-|x +2|<0的解集为M ,a ,b ∈M .(1)证明:⎪⎪⎪⎪13a +16b <14;(2)比较|1-4ab |与2|a -b |的大小,并说明理由. [听前试做] (1)证明:记f (x )=|x -1|-|x +2| =⎩⎪⎨⎪⎧3,x ≤-2,-2x -1,-2<x <1,-3,x ≥1.由-2<-2x -1<0,解得-12<x <12, 则M =⎝⎛⎭⎫-12,12. 所以⎪⎪⎪⎪13a +16b ≤13|a |+16|b |<13×12+16×12=14.(2)由(1)得a 2<14,b 2<14. 因为|1-4ab |2-4|a -b |2=(1-8ab +16a 2b 2)-4(a 2-2ab +b 2) =(4a 2-1)(4b 2-1)>0, 所以|1-4ab |2>4|a -b |2, 故|1-4ab |>2|a -b |.证明绝对值不等式的三种方法(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,利用数形结合进行证明.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 )|. ∴由绝对值不等式的性质,得|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|≤|3(x +y )|+|2(x -y )| =3|x +y |+2|x -y |≤3×16+2×14=1. 即|x +5y |≤1.[典题3] 设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |(a >0). (1)证明:f (x )≥2;(2)若f (3)<5,求a 的取值范围.[听前试做] (1)证明:由a >0,有f (x )=⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |≥⎪⎪⎪⎪x +1a -x -a=1a+a ≥2.当且仅当“a =1”时等号成立.所以f (x )≥2.(2)f (3)=⎪⎪⎪⎪3+1a +|3-a |.当a >3时,f (3)=a +1a , 由f (3)<5得3<a <5+212. 当0<a ≤3时,f (3)=6-a +1a , 由f (3)<5得1+52<a ≤3. 综上,a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫1+52,5+212.解决含参数的绝对值不等式问题,常将参数分类讨论,将原问题转化为分段函数问题进行解决.已知函数f (x )=|2x -1|+|2x +a |,g (x )=x +3. (1)当a =-2时,求不等式f (x )<g (x )的解集;(2)设a >-1,且当x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12时,f (x )≤g (x ),求 a 的取值范围. 解:(1)当a =-2时,不等式f (x )<g (x )化为|2x -1|+|2x -2|-x -3<0. 设函数y =|2x -1|+|2x -2|-x -3,则y =⎩⎨⎧-5x ,x<12,-x -2,12≤x ≤1,3x -6,x >1.其图象如图所示.从图象可知,当且仅当x ∈(0,2)时,y <0.所以原不等式的解集是(0,2).(2)当x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12时,f (x )=1+a . 不等式f (x )≤g (x )化为1+a ≤x +3.所以x ≥a -2对x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12都成立.故-a 2≥a -2,即a ≤43.从而a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-1,43.—————————————[课堂归纳——感悟提升]——————————————[方法技巧]1.|ax +b |≤c ,|ax +b |≥c (c >0)型不等式的解法(1)若c >0,则|ax +b |≤c 等价于-c ≤ax +b ≤c ,|ax +b |≥c 等价于ax +b ≥c 或ax +b ≤-c ,然后根据a ,b 的值解出即可.(2)若c <0,则|ax +b |≤c 的解集为∅,|ax +b |≥c 的解集为R .2.|x -a |+|x -b |≥c (或≤c )(c >0),|x -a |-|x -b |≤c (或≥c )(c >0)型不等式的解法 (1)可通过零点分区间法或利用绝对值的几何意义进行求解.零点分区间法的一般步骤: ①令每个绝对值符号的代数式为零,并求出相应的根; ②将这些根按从小到大排列,把实数集分为若干个区间;③由所分区间去掉绝对值符号得若干个不等式,解这些不等式,求出解集; ④取各个不等式解集的并集就是原不等式的解集. (2)利用绝对值的几何意义由于|x -a |+|x -b |与|x -a |-|x -b |分别表示数轴上与x 对应的点到a ,b 对应的点的距离之和与距离之差,因此对形如|x -a |+|x -b |≤c (c >0)或|x -a |-|x -b |≥c (c >0)的不等式,利用绝对值的几何意义求解更直观.3.|f (x )|>g (x ),|f (x )|<g (x )(g (x )>0)型不等式的解法 (1)|f (x )|>g (x )⇔f (x )>g (x )或f (x )<-g (x ). (2)|f (x )|<g (x )⇔-g (x )<f (x )<g (x ).[易错防范]在分类讨论含多个绝对值的不等式时,分类应做到不重不漏;在某个区间上解出不等式后,不要忘了与前提条件求交集.1.(2016·沈阳模拟)设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|. (1)解不等式f (x )>0;(2)若f (x )+3|x -4|>m 对一切实数x 均成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)当x ≥4时,f (x )=2x +1-(x -4)=x +5>0,得x >-5,所以x ≥4. 当-12≤x <4时,f (x )=2x +1+x -4=3x -3>0,得x >1,所以1<x <4. 当x <-12时,f (x )=-x -5>0,得x <-5, 所以x <-5.综上,原不等式的解集为(-∞,-5)∪(1,+∞).(2)f (x )+3|x -4|=|2x +1|+2|x -4|≥|2x +1-(2x -8)|=9, 当-12≤x ≤4时等号成立,所以m <9,即m 的取值范围为(-∞,9). 2.(2016·南宁模拟)已知函数f (x )=|x -a |. (1)若f (x )≤m 的解集为[-1,5],求实数a ,m 的值; (2)当a =2且0≤t ≤2时,解关于x 的不等式f (x )+t ≥f (x +2). 解:(1)∵|x -a |≤m ,∴-m +a ≤x ≤m +a . ∵-m +a =-1,m +a =5, ∴a =2,m =3.(2)f (x )+t ≥f (x +2)可化为|x -2|+t ≥|x |.当x ∈(-∞,0)时,2-x +t ≥-x,2+t ≥0,∵0≤t ≤2,∴x ∈(-∞,0); 当x ∈[0,2)时,2-x +t ≥x ,x ≤1+t 2,0≤x ≤1+t 2,∵1≤1+t 2≤2,∴0≤t <2时,0≤x ≤1+t2,t =2时,0≤x <2;当x ∈[2,+∞)时,x -2+t ≥x ,t ≥2,当0≤t <2时,无解,当t =2时,x ∈[2,+∞),∴当0≤t <2时原不等式的解集为⎝⎛⎦⎤-∞,t 2+1;当t =2时x ∈R .3.(2016·辽宁联考)已知函数f (x )=log 2(|x +1|+|x -2|-m ). (1)当m =7时,求函数f (x )的定义域;(2)若关于x 的不等式f (x )≥2的解集是R ,求m 的取值范围. 解:(1)由题设知:|x +1|+|x -2|>7, 不等式的解集是以下不等式组解集的并集;⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2,x +1+x -2>7或⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x <2,x +1-x +2>7 或⎩⎪⎨⎪⎧x <-1,-x -1-x +2>7, 解得函数f (x )的定义域为(-∞,-3)∪(4,+∞). (2)不等式f (x )≥2,即|x +1|+|x -2|≥m +4,∵x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3, 不等式|x +1|+|x -2|≥m +4的解集是R , ∴m +4≤3,m 的取值范围是(-∞,-1]. 4.(2016·九江模拟)已知函数f (x )=|x -3|-|x -a |. (1)当a =2时,解不等式f (x )≤-12;(2)若存在实数a ,使得不等式f (x )≥a 成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)∵a =2,∴f (x )=|x -3|-|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧1,x ≤2,5-2x ,2<x <3,-1,x ≥3,∴f (x )≤-12等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤2,1≤-12或⎩⎪⎨⎪⎧ 2<x <3,5-2x ≤-12或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥3,-1≤-12, 解得114≤x <3或x ≥3,∴不等式的解集为⎣⎡⎭⎫114,+∞.(2)由不等式性质可知f (x )=|x -3|-|x -a |≤|(x -3)-(x -a )|=|a -3|, ∴若存在实数x ,使得不等式f (x )≥a 成立,则|a -3|≥a ,解得a ≤32, ∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,32.5.(2016·兰州模拟)已知函数f (x )=|2x -a |+a .(1)若不等式f (x )≤6的解集为[-2,3],求实数a 的值;(2)在(1)的条件下,若存在实数n 使f (n )≤m -f (-n )成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)由|2x -a |+a ≤6得|2x -a |≤6-a , ∴a -6≤2x -a ≤6-a ,即a -3≤x ≤3, ∴a -3=-2,∴a =1. (2)由(1)知f (x )=|2x -1|+1, 令φ(n )=f (n )+f (-n ),则φ(n )=|2n -1|+|2n +1|+2=⎩⎪⎨⎪⎧2-4n ,n ≤-12,4,-12<n ≤12,2+4n ,n >12,∴φ(n )的最小值为4,故实数m 的取值范围是[4,+∞).6.(2016·郑州模拟)已知函数f (x )=|3x +2|. (1)解不等式f (x )<4-|x -1|;(2)已知m +n =1(m ,n >0),若|x -a |-f (x )≤1m +1n (a >0)恒成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)不等式f (x )<4-|x -1|,即|3x +2|+|x -1|<4. 当x <-23时,即-3x -2-x +1<4,解得-54<x <-23; 当-23≤x ≤1时,即3x +2-x +1<4,解得-23≤x <12; 当x >1时,即3x +2+x -1<4,无解.综上所述,x ∈⎝⎛⎭⎫-54,12. (2)1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n (m +n )=1+1+n m +mn ≥4,令g (x )=|x -a |-f (x )=|x -a |-|3x +2|=⎩⎨⎧2x +2+a ,x <-23,-4x -2+a ,-23≤x ≤a ,-2x -2-a ,x >a ,∴x =-23时,g (x )max =23+a ,要使不等式恒成立,只需g (x )max =23+a ≤4,即0<a ≤103.故实数a 的取值范围为⎝⎛⎦⎤0,103.第二节 不等式证明的基本方法考纲要求:1.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. (1)柯西不等式的向量形式:|α|·|β|≥|α·β|. (2)(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2. (3)x 1-x 22+y 1-y 22+x 2-x 32+y 2-y 32≥ x 1-x 32+y 1-y 32(通常称为平面三角不等式).2.会用向量递归方法讨论排序不等式.3.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. 4.会用数学归纳法证明贝努利不等式:(1+x )n >1+nx (x >-1,x ≠0,n 为大于1的正整数),了解当n 为大于1的实数时贝努利不等式也成立.5.会用上述不等式证明一些简单问题.能够利用平均值不等式、柯西不等式求一些特定函数的极值.6.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.1.比较法作差比较法与作商比较法的基本原理: (1)作差法:a -b >0⇔a >b . (2)作商法:ab >1⇔a >b (a >0,b >0). 2.综合法与分析法(1)综合法:证明不等式时,从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过推理论证而得出命题成立,综合法又叫顺推证法或由因导果法.(2)分析法:证明命题时,从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立.这是一种执果索因的思考和证明方法.3.反证法先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立,我们把它称为反证法.4.放缩法证明不等式时,通过把所证不等式的一边适当地放大或缩小,以利于化简,并使它与不等式的另一边的不等关系更为明显,从而得出原不等式成立,这种方法称为放缩法.5.数学归纳法数学归纳法证明不等式的一般步骤:(1)证明当n=n0时命题成立;(2)假设当n=k(k∈N*,且k≥n0)时命题成立,证明n=k+1时命题也成立.综合(1)(2)可知,结论对于任意n≥n0,且n0,n∈N*都成立.6.柯西不等式设a,b,c,d均为实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,等号当且仅当ad=bc时成立.[自我查验]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)用反证法证明命题“a,b,c全为0”时假设为“a,b,c全不为0”.()(2)若实数x、y适合不等式xy>1,x+y>-2,则x>0,y>0.()答案:(1)×(2)√2.若m=a+2b,n=a+b2+1,则m与n的大小关系为________.解析:∵n-m=a+b2+1-a-2b=b2-2b+1=(b-1)2≥0,∴n≥m.答案:n≥m[典题1](2015·新课标全国卷Ⅱ)设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d.证明:(1)若ab>cd,则a+b>c+d;(2)a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件.[听前试做](1)因为(a+b)2=a+b+2ab,(c+d)2=c+d+2cd,由题设a+b=c+d,ab>cd,得(a+b)2>(c+d)2.因此a+b>c+d.(2)①必要性: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>c+d.②充分性:若a+b>c+d,则(a+b)2>(c+d)2,即a+b+2ab>c+d+2cd.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 |.综上,a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件.作差比较法证明不等式的步骤(1)作差;(2)变形;(3)判断差的符号;(4)下结论.其中“变形”是关键,通常将差变形成因式连乘积的形式或平方和的形式,再结合不等式的性质判断出差的正负.设a ,b 是非负实数,求证:a 3+b 3≥ab (a 2+b 2). 证明:由a ,b 是非负实数,作差得 a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a ) =(a -b )((a )5-(b )5). 当a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5,得(a -b )((a )5-(b )5)≥0; 当a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5, 得(a -b )((a )5-(b )5)>0. 所以a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).[典题2] 若a >0,b >0,且1a +1b =ab . (1)求a 3+b 3的最小值;(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6并说明理由. [听前试做] (1)由ab =1a +1b ≥2ab ,得ab ≥2,当且仅当a =b =2时等号成立.故a 3+b 3≥2a 3b 3≥42,当且仅当a =b =2时等号成立. 所以a 3+b 3的最小值为4 2. (2)由(1)知,2a +3b ≥26ab ≥4 3.由于43>6,从而不存在a ,b ,使得2a +3b =6.综合法证明不等式的技巧综合法证明不等式,主要从目标式的结构特征探索思路.如果这种特征不足以明确解题方法时,就应从目标式开始,通过“倒推”探索解题思路.已知a ,b ,c 均为正数,且a +b +c =1,求证:1a +1b +1c ≥9.解:1a +1b +1c =(a +b +c )·⎝⎛⎭⎫1a +1b +1c ≥3·3abc ·3·31abc =9当且仅当a =b =c =13时等号成立.[典题3] (2015·陕西高考)已知关于x 的不等式|x +a |<b 的解集为{x |2<x <4}. (1)求实数a ,b 的值; (2)求at +12+bt 的最大值.[听前试做] (1)由|x +a |<b ,得-b -a <x <b -a ,则⎩⎪⎨⎪⎧ -b -a =2,b -a =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =1.(2)-3t +12+t =3·4-t +t ≤[32+12][4-t2+t2]=24-t +t =4, 当且仅当4-t 3=t1,即t =1时等号成立, 故(-3t +12+t )max =4.柯西不等式的常见类型及解题策略(1)求表达式的最值.依据已知条件,利用柯西不等式求最值,注意等号成立的条件; (2)求解析式的值.利用柯西不等式的条件,注意等号成立的条件,进而求得各个量的值,从而求出解析式的值;(3)证明不等式.注意所证不等式的结构特征,寻找柯西不等式的条件,然后证明.已知定义在R 上的函数f (x )=|x +1|+|x -2|的最小值为a . (1)求a 的值;(2)若p ,q ,r 是正实数,且满足p +q +r =a ,求证:p 2+q 2+r 2≥3. 解:(1)因为|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,当且仅当-1≤x ≤2时,等号成立,所以f (x )的最小值等于3,即a =3.(2)证明:由(1)知p+q+r=3,又因为p,q,r是正实数,所以(p2+q2+r2)(12+12+12)≥(p×1+q×1+r×1)2=(p+q+r)2=9,即p2+q2+r2≥3.—————————————[课堂归纳——感悟提升]——————————————[方法技巧]证明不等式的方法和技巧(1)如果已知条件与待证明的结论直接联系不明显,可考虑用分析法;如果待证的命题以“至少”“至多”等方式给出或是否定性命题、唯一性命题,则考虑用反证法;如果待证不等式与自然数有关,则考虑用数学归纳法等.(2)在必要的情况下,可能还需要使用换元法、构造法等技巧简化对问题的表述和证明.尤其是对含绝对值不等式的解法或证明,其简化的基本思路是化去绝对值号,转化为常见的不等式(组)求解.多以绝对值的几何意义或“找零点、分区间、逐个解、并起来”为简化策略,而绝对值三角不等式,往往作为不等式放缩的依据.[易错防范]比较法证明不等式最常用的是差值比较法,其基本步骤是:作差—变形—判断差的符号—下结论.其中“变形”是证明的关键,一般通过因式分解或配方将差式变形为几个因式的积或配成几个代数式平方和的形式,当差式是二次三项式时,有时也可用判别式来判断差值的符号.个别题目也可用柯西不等式来证明.1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边的长分别为a,b,c,证明:(1)1a3+1b3+1c3+abc≥23;(2)πA+πB+πC≥9.证明:(1)因为a,b,c为正实数,由基本(均值)不等式可得1a3+1b3+1c3≥331a3·1b3·1c3,即1a3+1b3+1c3≥3abc,所以1a3+1b3+1c3+abc≥3abc+abc,而3abc+abc≥23abc·abc=23,所以1a3+1b3+1c3+abc≥2 3.当且仅当a=b=c=63时取等号.(2)1A +1B +1C ≥331ABC =33ABC ≥3A +B +C 3=9π,所以πA +πB +πC ≥9,当且仅当A =B =C =π3时取等号.2.(2016·云南模拟)已知a 是常数,对任意实数x ,不等式|x +1|-|2-x |≤a ≤|x +1|+|2-x |都成立.(1)求a 的值;(2)设m >n >0,求证:2m +1m 2-2mn +n 2≥2n +a .解:(1)设f (x )=|x +1|-|2-x |,则f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x ≤-1,2x -1,-1<x <2,3,x ≥2,∴f (x )的最大值为3.∵对任意实数x ,|x +1|-|2-x |≤a 都成立,即f (x )≤a ,∴a ≥3. 设h (x )=|x +1|+|2-x |=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2,则h (x )的最小值为3.∵对任意实数x ,|x +1|+|2-x |≥a 都成立,即h (x )≥a ,∴a ≤3.∴a =3. (2)由(1)知a =3.∵2m +1m 2-2mn +n 2-2n =(m -n )+(m -n )+1m -n 2,且m >n >0,∴(m -n )+(m -n )+1m -n2≥33m -n m -n1m -n2=3,∴2m +1m 2-2mn +n 2≥2n +a .3.设函数f (x )=|x -4|+|x -3|,f (x )的最小值为m . (1)求m 的值;(2)当a +2b +3c =m (a ,b ,c ∈R )时,求a 2+b 2+c 2的最小值.解:(1)法一:f (x )=|x -4|+|x -3|≥|(x -4)-(x -3)|=1,故函数f (x )的最小值为1,即m =1.法二:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -7,x ≥4,1,3≤x <4,7-2x ,x <3.当x ≥4时,f (x )≥1;当x <3时,f (x )>1;当3≤x <4时,f (x )=1,故函数f (x )的最小值为1,即m =1.(2)(a 2+b 2+c 2)(12+22+32)≥(a +2b +3c )2=1, 故a 2+b 2+c 2≥114,当且仅当a =114,b =17,c =314时取等号. 故a 2+b 2+c 2的最小值为114.4.设a ,b ,c 均为正数,且a +b +c =1.证明: (1) ab +bc +ac ≤13; (2) a 2b +b 2c +c 2a ≥1.证明:(1)由a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ca 得a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca .由题设得(a +b +c )2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca =1.所以3(ab +bc +ca )≤1,即ab +bc +ca ≤13. (2)因为a 2b +b ≥2a ,b 2c +c ≥2b ,c 2a +a ≥2c ,故a 2b +b 2c +c 2a +(a +b +c )≥2(a +b +c ),即a 2b +b 2c +c 2a ≥a +b +c .所以a 2b +b 2c +c 2a ≥1. 5.(2016·长春质检)(1)已知a ,b 都是正数,且a ≠b ,求证:a 3+b 3>a 2b +ab 2; (2)已知a ,b ,c 都是正数,求证:a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c ≥abc .证明:(1)(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)=(a +b )(a -b )2. 因为a ,b 都是正数,所以a +b >0. 又因为a ≠b ,所以(a -b )2>0.于是(a +b )(a -b )2>0,即(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)>0, 所以a 3+b 3>a 2b +ab 2.(2)因为b 2+c 2≥2bc ,a 2>0,所以a 2(b 2+c 2)≥2a 2bc .① 同理,b 2(a 2+c 2)≥2ab 2c .② c 2(a 2+b 2)≥2abc 2.③①②③相加得2(a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2)≥2a 2bc +2ab 2c +2abc 2,从而a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2≥abc (a +b+c ).由a ,b ,c 都是正数,得a +b +c >0,因此a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c≥abc .6.设a ,b ,c 为正数且a +b +c =1,求证:⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2+⎝⎛⎭⎫c +1c 2≥1003. 证明:⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2+c +1c 2=13(12+12+12)⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2+⎝⎛⎭⎫c +1c 2≥131×⎝⎛⎭⎫a +1a +1×b +1b +1×⎝⎛⎭⎫c +1c 2=131+1a +1b+1c 2=131+(a +b +c )1a +1b +1c 2≥13×(1+9)2=1003.即原不等式成立.。
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∴-3≤x<-25.
③当 x≥12时,原不等式化为(x+3)-(2x-1)<x2+1,解得 x>2,∴x>2.
综上可知,原不等式的解集为xx<-52,或x>2
.
考点二 含参数的绝对值不等式问题 [典例] 1、(2012·山东卷)若不等式|kx-4|≤2的解集为 {x|1≤x≤3},则实数k=________.
2.绝对值不等式的解法 (1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解法:
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|<a
{x|-a<x<a}
∅
∅
|x|>a {x|x>a,或 x<-a} {x|x∈R,且 x≠0} R
(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法: ①|ax+b|≤c⇔___-__c_≤_a_x_+__b_≤_c__; ②|ax+b|≥c⇔___a_x_+__b_≥_c_或__a_x_+__b_≤_-__c__.
4,x≤4, (4)令 f(x)=|x-8|-|x-4|=-2x+12,4<x≤8,
-4,x>8,
当 x≤4 时,f(x)=4>2; 当 4<x≤8 时,f(x)=-2x+12>2,得 x<5,∴4<x<5; 当 x>8 时,f(x)=-4>2 不成立. 故原不等式的解集为:{x|x<5}.
(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法:
法一: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;
法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想; 法三: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.
考点一 含绝对值不等式的解法
解析:∵|kx-2|≤2,∴-2≤kx-4≤2,∴2≤kx≤6. ∵不等式的解集为{x|1≤x≤3},∴k=2.
考点二 含参数的绝对值不等式问题
[典例] 2、已知不等式|x+1|-|x-3|>a.分别求出下列情形中 a的取值范围:
(1)不等式有解; (2)不等式的解集为R; (3)不等式的解集为∅.
【针对训练】:
1.不等式|x-5|+|x+3|≥10 的解集是( )
A.[-5,7]
B.[-4,6]
C.(-∞,-5]∪[7,+∞)
D.(-∞,-4]∪[6,+∞)
2、资料选修 4 系列 P16[练一练]:1
解析:解法一:当 x≤-3 时,5-x+(-x-3)≥10,∴x≤-4; 当-3<x<5 时,5-x+x+3≥10,8≥10 无解,舍去; 当 x≥5 时,x-5+x+3≥10,∴x≥6. 综上 x∈(-∞,-4]∪[6,+∞). 选 D. 解法二:用特殊值检验,取 x=5 不符合题意,排除 A、B,
解:法一:因为|x+1|-|x-3|表示数轴上的点P(x)与两定点 A(-1),B(3)距离的差,即|x+1|-|x-3|=PA-PB.
[典例] 解下列不等式:
(1)1<|x+1|<3
(2)|x-2|-|x -1|>0
(3)|x-1|+|x+2|≥5
(4)|x-8|-|x-4|>2
解:(1) (-4,-2)∪(0,2)
(2)
(,
3 )
2
平方法
基本性质法
(3)法一:(几何法)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A向 左移动一个单位到点A1,此时A1A+A1B=1+4=5.把点B向右移 动一个单位到点B化为|x-1|+|x+2|-5≥0. -2x-6,x≤-2,
令 f(x)=|x-1|+|x+2|-5,则 f(x)=-2,-2<x<1, 2x-4,x≥1.
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,+∞).
第三节
绝对值不等式
[最新考纲] 1.理解绝对值的几何意义;理解绝对值三角不等式的代数证
明和几何意义,并了解其等号成立的条件;能利用绝对值 三角不等式证明一些简单的绝对值不等式. 2.掌握|ax+b|≤c,|ax+b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解 法.
1.绝对值三角不等式 (1)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; (2)定理2:如果a,b,c是实数,则|a-c|≤ |a-b|+|b-c,| 当且 仅当 (a-b)(b-c)≥时0 ,等号成立. (3)性质:_|_a_|-__|_b_| _≤|a±b|≤___|a_|_+__|b_|;
【规律方法】: 形如|x-a|+|x-b|≥c(或≤c)型的不等式主要有三种解法: (1)分段讨论法:利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(-∞, a],(a,b],(b,+∞)(此处设a<b)三个部分,在每个部分上去掉绝对值 号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集. (2)几何法:利用|x-a|+|x-b|>c(c>0)的几何意义:数轴上到点x1=a和 x2=b的距离之和大于c的全体,|x-a|+|x-b|≥|x-a-(x-b)|=|a-b|. (3)图像法:作出函数y1=|x-a|+|x-b|和y2=c的图像,结合图像求解.
故原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
法二:(零点分段法)
原不等式|x-1|+|x+2|≥5⇔
x≤-2, -x-1-x+2≥5
或--2x<-x1<+1,x+2≥5
或xx≥-11,+x+2≥5, 解得 x≥2 或 x≤-3,
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
取 x=6 符合,排除 C,选 D.
诊断基础知识
突破高频考点
培养解题能力
3、 解不等式|x+3|-|2x-1|<x2+1.
解 ①当 x<-3 时,原不等式化为-(x+3)-(1-2x)<x2+1,解得 x<10,
∴x<-3.
②当-3≤x<12时,原不等式化为(x+3)-(1-2x)<x2+1,解得 x<-25,