复习构想高三文科科一轮复习资料4-5不等式4-5-1
【赢在微点】高三数学(文)一轮复习练习:选4-5-1绝对值不等式(含答案解析)

配餐作业(选修4-5-1) 绝对值不等式1.已知函数f(x)=|x +1|+|x -3|-m 的定义域为R 。
(1)求实数m 的取值范围;(2)若m 的最大值为n ,当正数a 、b 满足23a +b +1a +2b=n 时,求7a +4b 的最小值。
解析:(1)∵函数定义域为R ,∴|x +1|+|x -3|-m≥0恒成立,设函数g(x)=|x +1|+|x -3|,则m 不大于函数g(x)的最小值,又|x +1|+|x -3|≥|(x +1)-(x -3)|=4,即g(x)的最小值为4,∴m≤4。
(2)由(1)知n =4,∴7a +4b =14(6a +2b +a +2b)⎝⎛⎭⎫23a +b +1a +2b = 14⎝ ⎛⎭⎪⎫5++a +2b ++3a +b ≥ 14⎝ ⎛⎭⎪⎫5+2×23a +b a +2b ·a +2b 3a +b =94, 当且仅当a +2b =3a +b ,即b =2a =310时取等号。
∴7a +4b 的最小值为94。
2.(2016·山西四校二联)已知函数f(x)=|x +3|-m ,m >0,f(x -3)≥0的解集为(-∞,-2]∪[2,+∞)。
(1)求m 的值;(2)若∃x ∈R ,f(x)≥|2x -1|-t 2+32t +1成立,求实数t 的取值范围。
解析:(1)∵f(x)=|x +3|-m ,∴f(x -3)=|x|-m≥0,∵m >0,∴x≥m 或x≤-m ,又f(x -3)≥0的解集为(-∞,-2]∪[2,+∞)。
故m =2。
(2)f(x)≥|2x -1|-t 2+32t +1等价于不等式|x +3|-|2x -1|≥-t 2+32t +3,令g(x)=|x +3|-|2x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧ x -4,x≤-3,3x +2,-3<x <12,-x +4,x≥12,故g(x)max =g ⎝⎛⎭⎫12=72,则有72≥-t 2+32t +3, 即2t 2-3t +1≥0,解得t≤12或t≥1, 即实数t 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12∪[1,+∞)。
2019年高考数学一轮复习(文理通用) 选修4-5 不等式选讲 选修4-5 第1讲

• [解析] 解法一:y=|x-4|+|x-6|=|4-x|+|x-6|≥|(4- x)+(x-6)|=2. • 解法二:|x-4|+|x-6|表示在数轴上,x对应的点到4与6 对应点的距离之和,随着x在数轴上的移动易看出|x-4|+ |x-6|≥2,故选A.
5.(2015· 山东)不等式|x-1|-|x-5|<2 的解集是 导学号 58533684 ( A ) A.(-∞,4) C.(1,4) B.(-∞,1) D.(1,5)
选考内容
选修4-5 不等式选讲
第一讲 绝对值不等式
• 五年新课标全国卷试题分析
高考考点分布示例图
命题特点 1.本章在高考中只考查一个大题,以解答题的形式出现, 占10分. 2.高考主要考查绝对值不等式的解法,求含绝对值的函数 的值域及求含参数的绝对值不等式中参数的取值范围 , 不等式的证明等,结合集合的运算、函数的图象和性质、 恒成立问题及基本不等式、绝对值不等式的应用成为命 题的热点,主要考查学生的基本运算能力与推理论证能 力以及数形结合思想、分类讨论思想. 3.从命题趋势来看,估计2019年高考,绝对值不等式问题 仍然是考查的热点问题,不等式的证明更是不可缺少,
1.下列结论正确的个数为 导学号 58533680 ( D ) (1)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当 a>b>0 时等号成立. (2)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当 ab≤0 时等号成立. (3)|ax+b|≤c 的解等价于-c≤ax+b≤c. (4)若|x|>c 的解集为 R,则 c≤0. (5)不等式|x-1|+|x+2|<2 的解集为∅. A.0 C.2 B.1 D.3
[ 解析]
(1)原不等式等价于
1<x-2≤3 或-3≤x-2<-1, 解得 3<x≤5 或-1≤x<1. 所以原不等式的解集是{x|-1≤x<1 或 3<x≤5}. (2)方法一:原不等式可化为|2x+1|>2|x-1|, 两边平方得 4x2+4x+1>4(x2-2x+1), 1 解得 x>4, 1 所以原不等式的解集为{x|x>4}.
高三数学(文)湘教一轮复习精品学案: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(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 )≥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:①|ax +b |≤c ⇔-c ≤ax +b ≤c ; ②|ax +b |≥c ⇔ax +b ≥c 或ax +b ≤-c .(3)|x -a |+|x -b |≥c (c >0)和|x -a |+|x -b |≤c (c >0)型不等式的解法: ①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.1.对于绝对值三角不等式,易忽视等号成立的条件.对|a +b |≥|a |-|b |,当且仅当a >-b >0时,等号成立,对|a |-|b |≤|a -b |≤|a |+|b |,如果a <-b <0当且仅当|a |≥|b |且ab ≥0时左边等号成立,当且仅当ab ≤0时右边等号成立.2.形如|x -a |+|x -b |≥c (c >0)的不等式解法在讨论时应注意分类讨论点处的处理及c 的符号判断,若c <0则不等式解集为R.[试一试]1.已知不等式|2x -t |+t -1<0的解集为(-12,12),求t 的值.解:|2x -t |<1-t ,t -1<2x -t <1-t , 2t -1<2x <1,t -12<x <12,∴t =0.2.设不等式|x +1|-|x -2|>k 的解集为R ,求实数k 的取值范围.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.法二 令y =|x +1|-|x -2|,则y =⎩⎨⎧-3,x ≤-1,2x -1,-1<x <23,x ≥2,,要使|x +1|-|x -2|>k 恒成立,从图像中可以看出,只要k <-3即可.故k 的取值范围为k <-3.含绝对值不等式的常用解法1.基本性质法:对a ∈R +,|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.[练一练]1.在实数范围内,解不等式|2x -1|+|2x +1|≤6. 解:法一 分类讨论去绝对值号解不等式.当x >12时,原不等式转化为4x ≤6⇒x ≤32;当-12≤x ≤12时,原不等式转化为2≤6,恒成立;当x <-12时,原不等式转化为-4x ≤6⇒x ≥-32.综上知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32.法二 利用几何意义求解.原不等式可化为⎪⎪⎪⎪x -12+⎪⎪⎪⎪x +12≤3,其几何意义为数轴上到12,-12两点的距离之和不超过3的点的集合,数形结合知,当x =32或x =-32时,到12,-12两点的距离之和恰好为3,故当-32≤x ≤32时,满足题意,则原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32.2.若存在实数x 使|x -a |+|x -1|≤3成立,求实数a 的取值范围. 解:利用绝对值不等式的性质求解. ∵|x -a |+|x -1|≥|(x -a )-(x -1)|=|a -1|, 要使|x -a |+|x -1|≤3有解,可使|a -1|≤3,∴-3≤a -1≤3,∴-2≤a ≤4.绝对值不等式的解法1.解:原不等式等价于|x -2|>|x -1|,则(x -2)2>(x -1)2,解得x <32.2.(2013·西安质检)若关于x 的不等式|x -a |<1的解集为(1,3),求实数a 的值. 解:原不等式可化为a -1<x <a +1,又知其解集为(1,3),所以通过对比可得a =2. 3.如果关于x 的不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集不是空集,求实数a 的取值范围. 解:注意到||x -3|-|x -4||≤|(x -3)-(x -4)|=1,-1≤|x -3|-|x -4|≤1.若不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集是空集,则有|x -3|-|x -4|≥a 对任意的x ∈R 都成立,即有(|x -3|-|x -4|)min ≥a ,a ≤-1.因此,由不等式|x -3|-|x -4|<a 的解集不是空集可得,实数a 的取值范围是a >-1. [类题通法]利用零点分类讨论法解绝对值不等式时,注意分类讨论时要不重不漏.绝对值不等式的证明[典例] ,不等式f (x )<4M . (1)求M ;(2)当a ,b ∈M 时,证明:2|a +b |<|4+ab |. [解] (1)f (x )=|x +1|+|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x <-1,2,-1≤x ≤1,2x ,x >1,当x <-1时,由-2x <4,得-2<x <-1;当-1≤x ≤1时,f (x )=2<4,∴-1≤x ≤1; 当x >1时,由2x <4,得1<x <2,∴M =(-2,2).(2)证明:a ,b ∈M 即-2<a <2,-2<b <2.∵4(a +b )2-(4+ab )2=4(a 2+2ab +b 2)-(16+8ab +a 2b 2)=(a 2-4)·(4-b 2)<0,∴4(a +b )2<(4+ab )2,∴2|a +b |<|4+ab |.解:由f (x )≥0知a ≤|x +1|+|x -1|, 又|x +1|+|x -1|≥|(x +1)-(x -1)|=2,∴a ≤2. 故a 的取值范围为(2,+∞). [类题通法]证明绝对值不等式主要有三种方法(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,数形结合进行证明. [针对训练](2014·乌鲁木齐高三诊断性测验)设函数f (x )=|x -1|+|x -2|. (1)求证:f (x )≥1; (2)若f (x )=a 2+2a 2+1成立,求x 的取值范围.解:(1)证明:f (x )=|x -1|+|x -2|≥|(x -1)-(x -2)|=1.(2)∵a 2+2a 2+1=a 2+1+1a 2+1=a 2+1+1a 2+1≥2,∴要使f (x )=a 2+2a 2+1成立,需且只需|x -1|+|x -2|≥2, 即⎩⎪⎨⎪⎧ x <1,1-x +2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x <2,x -1+2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x -1+x -2≥2,解得x ≤12或x ≥52,故x 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12∪⎣⎡⎭⎫52,+∞. 绝对值不等式的综合应用[典例] +a |,g (x )=x +(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{x |0<x<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. [类题通法]1.研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.2.对于求y =|x -a |+|x -b |或y =|x +a |-|x -b |型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.形如y =|x -a |+|x -b |的函数只有最小值,形如y =|x -a |-|x -b |的函数既有最大值又有最小值.[针对训练](2013·辽宁模拟)已知f (x )=|x +a |+|x -2|.(1)当a =-1时,解关于x 的不等式f (x )>5;(2)已知关于x 的不等式f (x )+a <2 014(a 是常数)的解集是非空集合,求实数a 的取值范围. 解:(1)构造函数g (x )=|x -1|+|x -2|-5, 则g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -2(x ≤1),-4(1<x <2),2x -8(x ≥2).令g (x )>0,则x <-1或x >4,∴原不等式的解集为(-∞,-1)∪(4,+∞). (2)∵f (x )+a =|x +a |+|x -2|+a ≥|a +2|+a ,又关于x 的不等式f (x )+a <2 014的解集是非空集合, ∴|a +2|+a <2 014,解得a<1 006.[课堂练通考点]1.(2013·江西高考改编)在实数范围内,解不等式||x -2|-1|≤1. 解:依题意得-1≤|x -2|-1≤1,即|x -2|≤2,解得0≤x ≤4. 故x 的取值范围是[0,4].2.(2013·重庆高考改编)若关于实数x 的不等式|x -5|+|x +3|<a 无解,求实数a 的取值范围.解:|x -5|+|x +3|≥|(x -5)-(x +3)|=8,故a ≤8.3.(2014·南昌模拟)若对任意的a ∈R ,不等式|x |+|x -1|≥|1+a |-|1-a |恒成立,求实数x 的取值范围.解:由|1+a |-|1-a |≤2得|x |+|x -1|≥2,当x <0时,-x +1-x ≥2,x ≤-12;当0≤x ≤1时,x +1-x ≥2,无解;当x >1时,x +x -1≥2,x ≥32.综上,x ≤-12或x ≥32.故实数x 的取值范围是-∞,-12∪32,+∞.4.(2014·西安检测)已知函数f (x )=|x -2|,g (x )=-|x +3|+m .若函数f (x )的图象恒在函数g (x )图象的上方,求m 的取值范围.解:函数f (x )的图象恒在函数g (x )图象的上方,即为|x -2|>-|x +3|+m 对任意实数x 恒成立,即|x -2|+|x +3|>m 恒成立.因为对任意实数x 恒有|x -2|+|x +3|≥|(x -2)-(x +3)|=5,所以m <5,即m 的取值范围是(-∞,5).5.(2013·辽宁模拟)已知实数t ,若存在t ∈[12,3]使得不等式|t -1|-|2t -5|≥|x -1|+|x -2|成立,求实数x 的取值范围.解:∵t ∈[12,3],∴|t -1|-|2t -5|=⎩⎨⎧-t +4,t ≥52,3t -6,1<t <52,t -4,t ≤1,可得其最大值为32.∴只需解不等式|x -1|+|x -2|≤32即可,当x ≥2时,可解得2≤x ≤94,当1<x <2时不等式恒成立,当x ≤1时可解得34≤x ≤1,综上可得x 的取值范围为[34,94].[课下提升考能]1.(2013·福建高考)设不等式|x -2|<a (a ∈N *)的解集为A ,且32∈A ,12∉A .(1)求a 的值;(2)求函数f (x )=|x +a |+|x -2|的最小值. 解:(1)因为32∈A ,且12∉A ,所以⎪⎪⎪⎪32-2<a , 且⎪⎪⎪⎪12-2≥a ,解得12<a ≤32.又因为a ∈N *,所以a =1.(2)因为|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,当且仅当(x +1)(x -2)≤0,即-1≤x ≤2时取到等号. 所以f (x )的最小值为3.2.(2014·哈师大附中模拟)设函数f (x )=|x -a |+2x ,其中a >0. (1)当a =2时,求不等式f (x )≥2x +1的解集;(2)若x ∈(-2,+∞)时,恒有f (x )>0,求a 的取值范围. 解:(1)a =2时,|x -2|+2x ≥2x +1,∴|x -2|≥1,∴x ≥3或x ≤1. ∴不等式的解集为(-∞,1]∪[3,+∞).(2)依题意,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -a ,x ≥a ,x +a ,x <a ,∵a >0,∴当x >-2时,f (x )≥x +a >-2+a ,要使f (x )>0,只需-2+a ≥0即可,∴a ≥2.故a 的取值范围为[2,+∞). 3.已知函数f (x )=|x -1|.(1)解关于x 的不等式f (x )+x 2-1>0;(2)若g (x )=-|x +3|+m ,f (x )<g (x )的解集非空,求实数m 的取值范围. 解:(1)由题意原不等式可化为:|x -1|>1-x 2, 即x -1>1-x 2或x -1<x 2-1, 由x -1>1-x 2得x >1或x <-2; 由x -1<x 2-1得x >1或x <0. 综上,原不等式的解为x >1或x <0.(2)原不等式等价于|x -1|+|x +3|<m 的解集非空. 令h (x )=|x -1|+|x +3|,即h (x )min <m ,又|x -1|+|x +3|≥|x -1-x -3|=4,所以h (x )min =4, 所以m >4.4.设函数f (x )=|x +1|+|x +2|-a . (1)当a =5时,求函数f (x )的定义域;(2)若函数f (x )的定义域为R ,试求a 的取值范围.解:(1)当a =5时,f (x )=|x +1|+|x +2|-5,由|x +1|+|x +2|-5≥0得⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,2x -2≥0,或⎩⎪⎨⎪⎧ -2≤x <-1,-4≥0,或⎩⎪⎨⎪⎧x <-2,-8-2x ≥0,解得x ≥1或x ≤-4.即函数f (x )的定义域为{x |x ≥1或x ≤-4}.(2)由题可知|x +1|+|x +2|-a ≥0恒成立,即a ≤|x +1|+|x +2|恒成立,而|x +1|+|x +2|≥|(x +1)-(x +2)|=1,所以a ≤1,即a 的取值范围为(-∞,1].5.(2013·郑州模拟)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:(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)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].6.(2013·河北模拟)设二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R )满足下列条件: ①当x ∈R 时,f (x )的最小值为0,且f (x -1)=f (-x -1)恒成立; ②当x ∈(0,5)时,x ≤f (x )≤2|x -1|+1恒成立. (1)求f (1)的值; (2)求f (x )的解析式;(3)求最大的实数m (m >1),使得存在实数t ,当x ∈[1,m ]时,f (x +t )≤x 恒成立. 解:(1)在②中令x =1,有1≤f (x )≤1,故f (1)=1.(2)由①知二次函数的图象关于直线x =-1对称,且开口向上,故设此二次函数为f (x )=a (x +1)2(a >0).因为f (1)=1,所以a =14,所以f (x )=14(x +1)2.(3)f (x )=14(x +1)2的图象开口向上,而y =f (x +t )的图象是由y =f (x )的图象向左或向右平移|t |个单位得到的,要在区间[1,m ]上使得y =f (x +t )的图象在y =x 的图象下方,且m 最大,则1和m 应当是方程14(x +t +1)2=x的两个根.令x =1代入方程,得t =0或-4.当t =0时,方程的解为x 1=x 2=1(这与m >1矛盾,舍去); 当t =-4时,方程的解为x 1=1,x 2=9,所以m =9.又当t =-4时,对任意x ∈[1,9],y =f (x -4)-x =14(x -3)2-x =14(x 2-10x +9)=14(x -5)2-4≤0,即f (x -4)≤x 恒成立.所以最大的实数m 为9.第二节不等式的证明1.不等式证明的方法 (1)比较法: ①求差比较法:知道a >b ⇔a -b >0,a <b ⇔a -b <0,因此要证明a >b 只要证明a -b >0即可,这种方法称为求差比较法.②求商比较法:由a >b >0⇔a b >1且a >0,b >0,因此当a >0,b >0时,要证明a >b ,只要证明ab >1即可,这种方法称为求商比较法.(2)综合法:利用某些已经证明过的不等式和不等式的性质,推导出所要证明的不等式,这种方法叫综合法.即“由因导果”的方法.(3)分析法:证明不等式时,有时可以从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的充分条件,把证明不等式转化为判定这些充分条件是否具备的问题,如果能够肯定这些充分条件都已经具备,那么就可以判定原不等式成立,这种方法叫作分析法.即“执果索因”的方法.(4)反证法和放缩法:①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,这种方法叫作反证法.②证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值放大或缩小,简化不等式,从而达到证明的目的,这种方法叫作放缩法.2.几个常用基本不等式 (1)柯西不等式:①柯西不等式的代数形式:设a 1,a 2,b 1,b 2均为实数,则(a 21+a 22)(b 21+b 22)≥(a 1b 1+a 2b 2)2(当且仅当a 1b 2=a 2b 1时,等号成立).②柯西不等式的向量形式:设α,β为平面上的两个向量,则|α||β|≥|α·β|. ③二维形式的三角不等式:设x 1,y 1,x 2,y 2∈R ,那么 x 21+y 21+x 22+y 22≥(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2.④柯西不等式的一般形式:设a 1,a 2,…,a n ,b 1,b 2,…,b n 为实数,则(a 21+a 22+…+a 2n )(b 21+b 22+…+b 2n )≥(a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n )2,当且仅当b i =0或存在一个数k ,使a i =kb i (i=1,2,…,n )时,等号成立.(2)平均值不等式:定理:如果a ,b ,c 为正数,则a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立.我们称a +b +c 3为正数a ,b ,c 的算术平均值,3abc 为正数a ,b ,c 的几何平均值,定理中的不等式为三个正数的算术—几何平均值不等式,简称为平均值不等式.2.一般形式的算术—几何平均值不等式:如果a 1,a 2,…,a n 为n 个正数,则a 1+a 2+…+a nn ≥na 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立.1.使用柯西不等式或平均值不等式时易忽视等号成立的条件. 2.易混淆分析法与综合法,分析法是执果索因,综合法是由因导果. [试一试]1.已知x 2+y 2=10,求3x +4y 的最大值. 解:∵(32+42)(x 2+y 2)≥(3x +4y )2, 当且仅当3y =4x 时等号成立,∴25×10≥(3x +4y )2,∴(3x +4y )max =510.2.已知a ,b ,c ∈R +,比较1a +1b +1c 与1ab +1bc +1ac的大小.解:2⎛⎫ ⎪⎝⎭111++a b c =⎛⎫ ⎪⎝⎭11+a b +⎛⎫ ⎪⎝⎭11+b c +⎛⎫ ⎪⎝⎭11+c a +1≥2ab +2bc +2ca .所以1a +1b +1c ≥1ab +1bc +1ac.放缩法证明不等式的技巧(1)放缩法原理简单,但放缩技巧性强,而且应用广泛,常用的放缩法有增项、减项,利用分式的性质、函数的性质、不等式的性质等.其理论依据是不等式的传递性,使用此方法时要注意把握放大或缩小的度.(2)常见的放缩技巧有: ①1k (k -1)>1k 2>1k (k +1)(k ≥2,k ∈N *);②2k -1+k >22k >2k +k +1(k ≥2,且k ∈N *).[练一练]设M =1210+1210+1+1210+2+…+1211-1,试比较M 与1的大小.解:∵210+1>210,210+2>210,…,211-1>210, ∴M =1210+1210+1+1210+2+…+1211-1<个101010102111+…+222=1. 即M <1.比较法证明不等式1.设t =a +解:∵s -t =a +b 2+1-a -2b =b 2-2b +1=(b -1)2≥0,∴s ≥t . 2.已知c >b >a ,求证:a 2b +b 2c +c 2a <ab 2+bc 2+ca 2. 证明:ab 2+bc 2+ca 2-(a 2b +b 2c +c 2a ) =a (b 2-c 2)+b (c 2-a 2)+c (a 2-b 2) =a (b 2-c 2)+b (c 2-b 2+b 2-a 2)+c (a 2-b 2) =a (b 2-c 2)+b (c 2-b 2)+b (b 2-a 2)+c (a 2-b 2)=(c 2-b 2)(b -a )+(b 2-a 2)(b -c ) =(b -a )·(c -b )[b +c -(b +a )] =(b -a )(c -b )(c -a ).∵c >b >a ,∴b -a >0,c -b >0,c -a >0. ∴ab 2+bc 2+ca 2>a 2b +b 2c +c 2a . 即a 2b +b 2c +c 2a <ab 2+bc 2+ca 2.3.求证:当a ,b ∈(0,+∞)时,a a b b≥(ab ) 2a b+.证明:2a b a b a b ab ()+=a2a b -b2b a -=⎝⎛⎭⎫a b 2a b-,当a =b 时,⎝⎛⎭⎫a b 2a b-=1.当a >b >0时,ab >1,a -b 2>0,则⎝⎛⎭⎫a b 2a b->1.当b >a >0时,0<ab <1,a -b 2<0,则⎝⎛⎭⎫a b 2a b->1.综上可知,当a ,b ∈(0,+∞)时,a a b b≥(ab )a +b2成立.[类题通法]对于多项式的大小比较问题通常可以用比较法,而比较法中最常用的是作差法和作商法.作差法中作差后的关键是对差的符号进行判断,通常运用配方、因式分解等方法,作商法要注意两式的符号.[典例] (1)已知a ,b ,c 均为正数,且a +b +c =1,求证:1a +1b +1c ≥9.(2)已知a >b >c ,且a +b +c =0,求证:b 2-ac <3a .[证明] (1)法一 1a +1b +1c =(a +b +c )111a b c ⎛⎫⎪⎝⎭++≥3·3abc ·3·31abc =9(当且仅当a=b =c =13时等号成立).法二1a +1b +1c =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.)(2)要证b 2-ac <3a ,只需证b 2-ac <3a 2. ∵a +b +c =0,只需证b 2+a (a +b )<3a 2, 只需证2a 2-ab -b 2>0, 只需证(a -b )(2a +b )>0, 只需证(a -b )(a -c )>0. ∵a >b >c ,∴a -b >0,a -c >0.∴(a -b )(a -c )>0显然成立,故原不等式成立.证明:⎝⎭⎫a +1a 2+⎝⎭⎫b +1b 2+⎝⎭⎫c +1c 2 =13(12+12+12)·222111a b c a b c⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦+++++ ≥13⎣⎡⎦⎤1×⎝⎛⎭⎫a +1a +1×⎝⎛⎭⎫b +1b +1×⎝⎛⎭⎫c +1c 2 =13⎣⎡⎦⎤1+(a +b +c )⎝⎛⎭⎫1a +1b +1c 2 =13⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫3+b a +a b +c b +b c +c a +a c 2 ≥13⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫3+2 b a ·a b+2 c b ·b c+2 a c ·c a 2 =13×(1+9)2=1003. 当且仅当a =b =c =13时,等号成立.[类题通法]分析法与综合法常常结合使用,实际是以分析法为主,借助综合法,使证明的问题明朗化.[针对训练]已知a>0,b>0,2c>a+b,求证:c-c2-ab<a<c+c2-ab.证明:法一(分析法)要证c-c2-ab<a<c+c2-ab,即证-c2-ab<a-c<c2-ab,即证|a-c|<c2-ab,即证(a-c)2<c2-ab,即证a2-2ac<-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.法二(综合法)因为a+b<2c,所以a-2c<-b.又因为a>0,所以a2-2ac<-ab,所以(a-c)2<c2-ab,所以|a-c|<c2-ab,所以-c2-ab<a-c<c2-ab,所以c-c2-ab<a<c+c2-ab.放缩法证明不等式[典例]个正数x1,x2,x3,…,n x1+x2+x3+…+x n=1.求证:1x1-x31+1x2-x32+1x3-x33+…+1x n-x3n>4.[证明]∵0<x i<1,∴1x i-x3i >1x i,其中i=1,2,3,…,n,∴1x 1-x 31+1x 2-x 32+1x 3-x 33+…+1x n -x 3n >1x 1+1x 2+1x 3+…+1x n ≥n n 1x 1x 2x 3…x n . ∵ nx 1x 2x 3…x n ≤x 1+x 2+x 3+…+x n n =1n ,∴n1x 1x 2x 3…x n≥n ,∴1x 1-x 31+1x 2-x 32+1x 3-x 33+…+1x n -x 3n >n 2≥22=4, ∴1x 1-x 31+1x 2-x 32+1x 3-x 33+…+1x n -x 3n >4. [类题通法]放缩法证明不等式时,常见的放缩依据和技巧是不等式的传递性.缩小分母、扩大分子,分式值增大;缩小分子、扩大分母,分式值减小;每一次缩小其和变小,但需大于所求;每一次扩大其和变大,但需小于所求,即不能放缩不够或放缩过头.[针对训练]设n 是正整数,求证:12≤1n +1+1n +2+…+12n <1.证明:由2n ≥n +k >n (k =1,2,…,n ),得12n ≤1n +k <1n .当k =1时,12n ≤1n +1<1n ;当k =2时,12n ≤1n +2<1n ;…当k =n 时,12n ≤1n +n <1n,∴12=n 2n ≤1n +1+1n +2+…+12n <n n=1. 柯西不等式求最值[典例] (2014·南通模拟)若正数a ,b ,c 满足a +b +c =1,求13a +2+13b +2+13c +2的最小值.[解] 由柯西不等式知:⎝ ⎛⎭⎪⎫13a +2+13b +2+13c +2[(3a +2)+(3b +2)+(3c +2)]≥ ⎝ ⎛⎭⎪⎫13a +2×3a +2+13b +2×3b +2+13c +2×3c +22=32=9.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫13a +2+13b +2+13c +2[3(a +b +c )+6]≥9, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫13a +2+13b +2+13c +2×9≥9. ∴13a +2+13b +2+13c +2≥1. 当且仅当3a +2=3b +2=3c +2,即a =b =c =13时,取到最小值1.[类题通法]利用柯西不等式求最值的一般结构为:(a 21+a 22+…+a 2n )⎝⎛⎭⎫1a 21+1a 22+…+1a 2n≥(1+1+…+1)2=n 2.在使用柯西不等式时,要注意右边为常数且应注意等号成立的条件.[针对训练]已知实数a ,b ,c ,d 满足a +b +c +d =3,a 2+2b 2+3c 2+6d 2=5,求证:1≤a ≤2. 证明:由柯西不等式得(2b 2+3c 2+6d 2)⎝⎛⎭⎫12+13+16≥(b +c +d )2, 即2b 2+3c 2+6d 2≥(b +c +d )2,由已知可得2b 2+3c 2+6d 2=5-a 2,b +c +d =3-a , ∴5-a 2≥(3-a )2,即1≤a ≤2. 当且仅当2b 12=3c 13=6d16,即2b =3c =6d 时等号成立.[课堂练通考点]1.(2013·陕西高考改编)已知a ,b ,m ,n 均为正数,且a +b =1,mn =2,求(am +bn )(bm +an )的最小值.解:(am +bn )(bm +an )=ab (m 2+n 2)+mn (a 2+b 2)≥2abmn +mn (a 2+b 2)=4ab +2(a 2+b 2)=2(2ab +a 2+b 2)=2(a +b )2=2(当且仅当m =n =2时取等号).即所求最小值为2.2.已知x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),试利用柯西不等式判断a 2+b 2与(x +y )2的大小关系.解:∵x 2a 2+y 2b2=1,∴a 2+b 2=(a 2+b 2)⎝⎛⎭⎫x 2a 2+y 2b 2≥⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫a ·x a +⎝⎛⎭⎫b ·y b 2=(x +y )2. 故a 2+b 2≥(x +y )2. 3.设x ,y ,z 均为实数,求2x +y -z x 2+2y 2+z 2的最大值.解:由柯西不等式知(x 2+2y 2+z 2)2()⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦2221++-≥(2x +y -z )2⇒(2x +y -z )x 2+2y 2+z 2≤222. 当且仅当x2=2y =-z >0时等号成立.即所求最大值为222. 4.(2013·全国卷Ⅱ)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. [课下提升考能]1.已知x ,y ,z ∈R ,若x 4+y 4+z 4=1,求证:x 2+y 2+z 2≤ 3.证明:x ,y ,z ∈R ,且x 4+y 4+z 4=1为定值,利用柯西不等式得到 (x 2+y 2+z 2)2≤(12+12+12)[(x 2)2+(y 2)2+(z 2)2]. 从而(x 2+y 2+z 2)2≤3⇒x 2+y 2+z 2≤ 3. 当且仅当x 21=y 21=z 21时取“=”号,又x 4+y 4+z 4=1,所以x 2=y 2=z 2=33时取“=”号. 2.(2014·大连模拟)已知a >0,b >0,c >0,a +b >c . 求证:a 1+a +b 1+b >c1+c. 证明:∵a >0,b >0,∴a 1+a >a 1+a +b ,b 1+b >b 1+a +b . ∴a1+a +b1+b >a +b1+a +b . 而函数f (x )=x 1+x =1-11+x在(0,+∞)上递增,且a +b >c ,∴f (a +b )>f (c ), 则a +b1+a +b >c 1+c ,所以a 1+a +b 1+b >c 1+c ,故原不等式成立.3.已知a ≥b >0,求证:2a 3-b 3≥2ab 2-a 2b .证明:2a 3-b 3-(2ab 2-a 2b )=2a (a 2-b 2)+b (a 2-b 2)=(a 2-b 2)(2a +b )=(a -b )(a +b )(2a +b ).因为a ≥b >0,所以a -b ≥0,a +b >0,2a +b >0, 从而(a -b )(a +b )(2a +b )≥0, 即2a 3-b 3≥2ab 2-a 2b .4.已知a ,b ,c ∈R +,求证:b 2a +c 2b +a 2c≥cb a+a c b+b a c.证明:∵a ,b ,c ∈R +,∴b 2a +c 2b ≥2b 2a ·c 2b =2c b a, 同理,c 2b +a 2c≥2ac b ,a 2c +b 2a≥2b a c , 三式相加可得b 2a +c 2b +a 2c≥cb a+a c b+b a c. 5.已知f (x )=1+x 2,a ≠b ,求证|f (a )-f (b )|<|a -b |. 证明:∵|f (a )-f (b )|=|1+a 2-1+b 2|=|a 2-b 2|1+a 2+1+b2=|a -b ||a +b |1+a 2+1+b2.又|a +b |≤|a |+|b |=a 2+b 2<1+a 2+1+b 2.∴|a +b |1+a 2+1+b2<1.∵a ≠b ,∴|a -b |>0,∴|f (a )-f (b )|<|a -b |.6.设a ,b ,c 均为正实数,求证:12a +12b +12c ≥1b +c +1c +a +1a +b .证明:∵a ,b ,c 均为正实数,∴12⎝⎛⎭⎫12a +12b ≥12ab ≥1a +b,当且仅当a =b 时等号成立; 12⎝⎛⎭⎫12b +12c ≥12bc ≥1b +c,当且仅当b =c 时等号成立; 12⎝⎛⎭⎫12c +12a ≥12ca ≥1c +a,当且仅当c =a 时等号成立; 三个不等式相加即得12a +12b +12c ≥1b +c +1c +a +1a +b ,当且仅当a =b =c 时等号成立.。
高考数学一轮复习 选考部分选修4—5不等式选讲教学案

选修4—5 不等式选讲考纲要求1.理解绝对值的几何意义,并能利用含绝对值不等式的几何意义证明以下不等式: (1)|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 .3.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.1.含____________的不等式叫作绝对值不等式.2.解含有绝对值的不等式关键是去掉绝对值符号,基本方法有如下几种:(1)分段讨论:根据|f (x )|=⎩⎪⎨⎪⎧f x,f x ≥0,-f x ,f x <0去掉绝对值符号.(2)利用等价不等式:|ax +b |≤c (c >0)⇔________; |ax +b |≥c (c >0)⇔__________.(3)两端同时平方:即运用移项法则,使不等式两边都变为非负数...,再平方,从而去掉绝对值符号.3.定理1:如果a ,b 是实数,则|a +b |≤|a |+|b |,当且仅当______时,等号成立. 4.定理2:如果a ,b ,c 是实数,那么|a -c |≤|a -b |+|b -c |,当且仅当__________时,等号成立.5.|x -a |的几何意义:数轴上表示数x 与a 的两点间的______.6.形如|x -a |+|x -b |≥c (a ≠b )与|x -a |+|x -b |≤c (a ≠b )的绝对值不等式的解法主要有三种:(1)运用绝对值的几何意义; (2)零点分区间讨论法;(3)构造分段函数,结合函数图像求解.7.重要绝对值不等式:||a |-|b ||≤|a ±b |≤________. 使用时(特别是求最值)要注意等号成立的条件,即 |a +b |=|a |+|b |⇔ab ≥0; |a -b |=|a |+|b |⇔ab ≤0;|a |-|b |=|a +b |⇔b (a +b )≤0; |a |-|b |=|a -b |⇔b (a -b )≥0;注:|a |-|b |=|a +b |⇔|a |=|a +b |+|b |⇔|(a +b )-b |=|a +b |+|b |⇔b (a +b )≤0.同理可得|a |-|b |=|a -b |⇔b (a -b )≥0.1.(2012天津高考)集合A ={ x ∈R |}|x -2|≤5中的最小整数为__________. 2.若存在实数x 满足|x -3|+|x -m |<5,则实数m 的取值范围为__________.3.设函数f (x )=|x +1|+|x -a |(a >0).若不等式f (x )≥5的解集为(-∞,-2]∪[3,+∞),则a 的值为__________.4.若不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1x >|a -2|+1对于一切非零实数x 均成立,则实数a 的取值范围是__________.5.设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|,f (x )>2的解集为__________;若不等式a >f (x )有解,则实数a 的取值范围是__________.一、含有一个绝对值的不等式的解法【例1】已知f (x )=|ax +1|(a ∈R ),不等式f (x )≤3的解集为{x |-2≤x ≤1},则a =__________;若⎪⎪⎪⎪⎪⎪fx -2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2≤k 恒成立,则k 的取值范围是__________. 方法提炼1.解含绝对值的不等式的关键是去掉绝对值符号.对于只含有一个绝对值的不等式,可先将其转化成形如|ax +b |≤c ,|ax +b |≥c 的形式,再根据绝对值的意义,去掉绝对值符号,转化为不含绝对值符号的不等式(或不等式组)求解;也可利用绝对值的几何意义或函数图像法求解.2.已知不等式的解集求字母的值,可先用字母表示解集,再与原解集对比即得字母的值.请做演练巩固提升1二、含有两个绝对值的不等式的解法【例2】 设函数f (x )=|x -1|+|x -a |,若a =-1,则不等式f (x )≥3的解集为__________;若f (x )≥2,则a 的取值范围是__________.方法提炼1.解含两个绝对值符号的不等式,可先将其转化为|x -a |+|x -b |≥c 的形式,对于这种绝对值符号里是一次式的不等式,一般有三种解法,分别是“零点划分法”“利用绝对值的几何意义法”和“利用函数图像法”.此外,有时还可采用平方法去绝对值,它只有在不等式两边均为正的情况下才能使用.2.绝对值不等式|x -a |≥c (c >0)表示数轴上到点a 的距离不小于c 的点的集合;反之,绝对值|x -a |<c (c >0)表示数轴上到点a 的距离小于c 的点的集合.3.“零点划分法”是解绝对值不等式的最基本方法,一般步骤是: (1)令每个绝对值符号里的代数式等于零,求出相应的根;(2)把这些根按由小到大进行排序,n 个根把数轴分为n +1个区间;(3)在各个区间上,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.请做演练巩固提升2三、利用绝对值的几何意义或含绝对值的函数图像解不等式【例3】 已知函数f (x )=|x -8|-|x -4|,则不等式|x -8|-|x -4|>2的解集为_______.方法提炼1.不等式|x -a |+|x -b |≥c 表示数轴上到两个定点a ,b 的距离之和不小于c 的点的集合;反之,不等式|x -a |+|x -b |<c 表示数轴上到两个定点a ,b 的距离之和小于c 的点的集合.2.构造形如f (x )=|x -a |+|x -b |的函数,通过去掉绝对值,将其转化成分段函数,利用其图像求解不等式,体现了函数与方程的思想.请做演练巩固提升3等价转化思想在解含绝对值不等式中的应用【典例】 已知函数f (x )=|x +a |+|x -2|.(1)当a =-3时,不等式f (x )≥3的解集为__________;(2)若f (x )≤|x -4|的解集包含[1,2],则a 的取值范围为__________. 解析:(1)当a =-3时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +5,x ≤2,1,2<x <3,2x -5,x ≥3.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}∪{x |x ≥4}. (2)f (x )≤|x -4|⇔|x -4|-|x -2|≥|x +a |.当x∈[1,2]时,|x-4|-|x-2|≥|x+a|⇔4-x-(2-x)≥|x+a|⇔-2-a≤x≤2-a.由条件得-2-a≤1且2-a≥2,即-3≤a≤0.故满足条件的a的取值范围为[-3,0].答案:(1){x|x≤1或x≥4}(2)[-3,0]答题指导:1.本题第(1)问较简单,一般用零点划分法就可以转化,第(2)问容易犯直接求解f(x)≤|x-4|的解集的错误,应该是利用[1,2]是其解集而将绝对值先去掉再转化为[1,2]⊆[-2-a,2-a]这一问题,注意不要弄反.2.等价转化思想在数学中是一重要的数学思想方法之一,应用其思想的关键是强调“等价”两字,转化的目的是使问题简单化.1.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满足的绝对值不等式是__________.2.(2012陕西高考)若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是______________.3.对于x∈R,不等式|x+10|-|x-2|≥8的解集为________.4.设不等式|2x-1|<1的解集为M,则集合M=__________,若a,b∈M,则ab+1与a+b的大小关系是__________.参考答案基础梳理自测知识梳理1.绝对值符号2.(2)-c ≤ax +b ≤c ax +b ≤-c 或ax +b ≥c 3.ab ≥04.(a -b )(b -c )≥0 5.距离 7.|a |+|b | 基础自测1.-3 解析:∵|x -2|≤5, ∴-5≤x -2≤5,∴-3≤x ≤7,∴集合A 中的最小整数为-3.2.(-2,8) 解析:存在实数x 满足|x -3|+|x -m |<5⇔(|x -3|+|x -m |)min <5,即|m -3|<5,解得-2<m <8.3.2 解析:由题意,知f (-2)=f (3)=5,即1+|2+a |=4+|3-a |=5,解得a =2.4.(1,3) 解析:∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1x ≥2,∴|a -2|+1<2,即|a -2|<1,解得1<a <3.5.⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <-7或x >53 a >-92解析:原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-12,-(2x +1)+(x -4)>2或⎩⎪⎨⎪⎧-12<x ≤4,(2x +1)+(x -4)>2或⎩⎪⎨⎪⎧x >4,(2x +1)-(x -4)>2.解得x <-7或53<x ≤4或x >4.所以原不等式的解集为{x |x <-7或x >53}.由题意知a >f (x )min ,又f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x -5,x ≤-12,3x -3,-12<x ≤4,x +5,x >4.所以f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-92. 所以a >-92.考点探究突破【例1】 2 k ≥1 解析:由|ax +1|≤3得-4≤ax ≤2. 又f (x )≤3的解集为{x |-2≤x ≤1}, 所以当a ≤0时,不合题意.当a >0时,-4a ≤x ≤2a,得a =2.记h (x )=f (x )-2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,则h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x ≤-1,-4x -3,-1<x <-12,-1,x ≥-12,所以|h (x )|≤1,因此k ≥1. 【例2】 ⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤-32或x ≥32 (-∞,1]∪[3,+∞)解析:当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|,由f (x )≥3得|x -1|+|x +1|≥3,(方法一)由绝对值的几何意义知不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤-32或x ≥32.(方法二)不等式可化为⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1,-2x ≥3或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x ≤1,2≥3或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,2x ≥3.所以不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≤-32或x ≥32.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,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 .f (x )的最小值为a -1.所以对于任意的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,+∞).【例3】 {x |x <5} 解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,x ≤4,-2x +12,4<x ≤8,-4,x >8.图像如下:不等式|x -8|-|x -4|>2,即f (x )>2,由-2x +12=2得x =5.由函数f (x )的图像可知,原不等式的解集为{x |x <5}. 演练巩固提升1.|a -b |≥3 解析:由题意可得集合A ={x |a -1<x <a +1},集合B ={x |x <b -2,或x >b +2},又因为A ⊆B ,所以有a +1≤b -2,或b +2≤a -1,即a -b ≤-3,或a -b ≥3,即|a -b |≥3.2.-2≤a ≤4 解析:由绝对值不等式的几何意义可知,数轴上点x 到a 点与1点的距离的和小于等于3.由图可得-2≤a ≤4.3.{x |x ≥0} 解析:令y =|x +10|-|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧-12, x ≤-10,2x +8,-10<x <2,12, x ≥2.则可画出其函数图像如图所示:由图像可以观察出使y ≥8的x 的取值范围为[0,+∞). ∴|x +10|-|x -2|≥8的解集为{x |x ≥0}. 4.{x |0<x <1} ab +1>a +b解析:由|2x -1|<1,得-1<2x -1<1,解得0<x <1. 所以M ={x |0<x <1}.由a ,b ∈M ,得0<a <1,0<b <1.所以(ab +1)-(a +b )=(a -1)(b -1)>0. 故ab +1>a +b .。
高三数学第一轮复习:4-5 第一章 不等式的基本性质(理)人教实验B版 知识精讲

高三数学第一轮复习:4-5 第一章 不等式的基本性质(理)人教实验B 版【本讲教育信息】一. 教学内容:4-5 / 第一章 / 不等式的基本性质、基本不等式;不等式的解法二. 教学目的:1、巩固不等式的基本性质、拓展基本不等式相关知识;2、掌握一元一次不等式、一元二次不等式及绝对值不等式的解法三. 教学重点、难点基本不等式的知识拓展;绝对值不等式的解法四. 知识分析【不等式的基本性质】1、不等式的基本性质:对于任意的实数a ,b ,有000a b a b a b a b a b a b ->⇔>⎧⎪-=⇔=⎨⎪-<⇔<⎩,这三条基本性质是差值比较法的理论依据.2、不等式的性质包括“单向性”和“双向性”两个方面. 【单向性】(1)c a c b ,b a >⇒>>(2)d b c a d c ,b a +>+⇒>> (3)bc ac 0c ,b a >⇒>> (4)bc ac 0c ,b a <⇒<>(5)bd ac 0d c ,0b a >⇒>>>>(6)n n b a R n ,0b a >⇒∈>>+ 【双向性】(1)000a b a b a b a b a b a b ->⇔>⎧⎪-=⇔=⎨⎪-<⇔<⎩(2)a b b a >⇔<(3)a b a c b c >⇔+>+单向性主要用于证明不等式;双向性是解不等式的基础(当然也可用于证明不等式),由于单向性(3)、(4)的逆命题都成立,所以它们也可用于解不等式,在应用单向性(6)解无理不等式和形如nx a >的高次不等式时,若n 为偶数时要注意讨论. 3、要注意不等式性质成立的条件.例如,在应用“11,0a b ab a b>>⇒<”这一性质时,有些同学要么是弱化了条件,得11a b a b>⇒<,要么是强化了条件,而得110a b a b>>⇒<【基本不等式】定理1 设R b ,a ∈,则ab 2b a 22≥+,当且仅当b a =时,等号成立。
高考全程复习构想高三文科科一轮4-5不等式选讲4-5-1

答案:C
4.若不等式|3x-b|<4 的解集中的整数有且仅有 1,2,3, 则 b 的取值范围为__________.
说考点
拓展延伸串知识
疑点清源 1.两数和与差的绝对值不等式的性质 |a|-|b|≤|a± b|≤|a|+|b| (1)对绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a± b|≤|a|+|b|中等号 成立的条件要深刻理解,特别是用此定理求函数的最值时. (2)该定理可以强化为:||a|-|b||≤|a± b|≤|a|+|b|, 它经常用于证明含绝对值的不等式.
变式探究 1 已知 α、β 是实数,给出下列四个论断:①|α +β|=|α|+|β|;②|α-β|≤|α+β|;③|α|>2 2,|β|>2 2;④ |α+β|>5.以其中的两个论断为条件, 其余两个论断作为结 论,写出你认为正确的一个命题.
解析:①|α+β|=|α|+|β|⇔α 与 β 同号,故②成立;再由③ 得|α+β|=|α|+|β|>4 2>5,故④成立. ∴①③⇒②④.
答案: ①|a+b|≤|a|+|b| ②ab≤0 ③{x|-a<x<a} ④∅ ⑤∅ ⑥{x|x>a 或 x<-a} ⑦{x|x∈R 且 x≠0} ⑧R
考点自测 1.设 ab<0,a,b∈R,那么正确的是( A.|a+b|>|a-b| B.|a-b|<|a|+|b| C.|a+b|<|a-b| D.|a-b|<||a|-|b||
(2)由 f(x)≤0 得|x-a|+3x≤0. x≥a, 此不等式化为不等式组 x-a+3x≤0,
x≤a, 或 a-x+3x≤0,
高考数学(文)一轮复习课件:选修4-5-1

1.解决含参数的绝对值不等式问题的两种方法 (1)将参数分类讨论,将其转化为分段函数解决. (2)借助于绝对值的几何意义,先求出相应式的最值或值域,然后再根据题目要求,求解 参数的取值范围.
2.不等式恒成立问题的常见类型及其解法 (1)分离参数法 运用“f(x)≤a⇔f(x)max≤a,f(x)≥a⇔f(x)min≥a”可解决恒成立中的参数范围问题. (2)更换主元法 不少含参不等式恒成立问题,若直接从主元入手非常困难或不可能解决时,可转换思维 角度,将主元与参数互换,常可得到简捷的解法. (3)数形结合法 在研究曲线交点的恒成立问题时,若能数形结合,揭示问题所蕴含的几何背景,发挥形 象思维与抽象思维各自的优势,可直观解决问题.
(2)如果 a、b、c 是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|.当且仅当(a-b)(b-c)≥0 时,等号成立.
(3)由绝对值不等式定理还可以推得以下几个不等式
①|a1+a2+…+an|≤|a1|+|a2|+…+|an|. ②||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
③|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|.
由题设得23(a+1)2>6,故 a>2. 所以 a 的取值范围为(2,+∞).
绝对值不等式的常见题型及求解策略 1.|ax+b|≤c,|ax+b|≥c 型不等式的解法 (1)c>0,则|ax+b|≤c 可转化为-c≤ax+b≤c,|ax+b|≥c 可转化为 ax+b≥c 或 ax+b≤ -c,然后根据 a,b 的取值求解即可. (2)c<0,则|ax+b|≤c 根据几何意义可得解集为∅,|ax+b|≥c 的解集为 R. (3)c=0,则|ax+b|≤0 可转化为 ax+b=0,然后根据 a,b 的取值求解即可;|ax+b|≥0 的解集为 R.
2019年高三一轮总复习理科数学:选修4-5-1绝对值不等式

(2)不等式 f(x)≥x2-x+m 等价为 f(x)-x2+x≥m, 令 g(x)=f(x)-x2+x,则 g(x)≥m 的解集非空只需要 g(x)max≥m.
而 g(x)=- -xx22+ +x3-x-31,,x≤--1<1,x<2, -x2+x+3,x≥2.
①当 x≤-1 时,g(x)max=g(-1)=-1-1-3=-5; ②当-1<x<2 时,g(x)max=g32=-322+3×23-1=45; ③当 x≥2 时,g(x)max=g(2)=-22+2+3=1. 综上,g(x)max=45,故 m≤54.
综上知,原不等式的解集为x-32≤x≤32
.
解法二:原不等式可化为x-12+x+12≤3, 其几何意义为数轴上到12,-12两点的距离之和不超过 3 的点的集合,数形结合知,
当 x=32或 x=-23时,到12,-21两点的距离之和恰好为 3,故当-32≤x≤32时,满足题
Thank you for watching
考点频 命题趋势
率
解绝对值不等 式是本专题 在高考中的
5年28 重点考查内 考 容,其中以
2
基础自主梳理
「基础知识填一填」
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.
2019高三一轮总复习
数 学(理)
提高效率 ·创造未来 ·铸就辉煌
选修部分
选修4-5 不等式选讲
第一节 绝对值不等式
栏
高考一轮总复习数学(文)课件 选修4-5-1appt版本

(2)因为当 x>0 时,g(x)=ax+1x-1≥2 a-1,当且仅 当 x= aa时“=”成立,所以 g(x)min=2 a-1,
当 x>0 时,f(x)=1--32,x, x>02<,x≤2, 所以 f(x)∈[-3,1),所以 2 a-1≥1,即 a≥1 为所求.
5.[2017·银川模拟]已知函数 f(x)=|x+1|,g(x)=2|x|+ a.
(2)存在 x0∈R,使得 f(x0)≥12g(x0), 即存在 x0∈R,使得|x0+1|≥|x0|+a2, 即存在 x0∈R,使得a2≤|x0+1|-|x0|.
-1,x≤-1,
设 h(x)=|x+1|-|x|=2x+1,-1<x≤0, 1,x>0,
最大值为 1,因而a2≤1,即 a≤2.
-5x+a-3,x≤-12, h(x)=-x+a-1,-12<x<a2,
3x-a-1,x≥a2.
h(x)min=ha2=a2-1,令a2-1≥0,得 a≥2.
4.已知函数 f(x)=|x-2|-|x+1|. (1)解不等式 f(x)>1; (2)当 x>0 时,函数 g(x)=ax2-xx+1(a>0)的最小值总大 于函数 f(x),试求实数 a 的取值范围. 解 (1)当 x>2 时,原不等式可化为 x-2-x-1>1,此 时不成立;当-1≤x≤2 时,原不等式可化为 2-x-x-1>1, 即-1≤x<0;当 x<-1 时,原不等式可化为 2-x+x+1>1, 即 x<-1. 综上,原不等式的解集是{x|x<0}.
则 h(x) 的
6.[2017·太原模拟]已知函数 f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x) =|x-1|+2.
高考数学(文)一轮复习 选修4-5-1绝对值不等式

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板块一
板块二
板块三
高考一轮总复习 ·数学(文)
4.|x-a|+|x-b|的几何意义是表示数轴上的点 x 到点 a, b 的距离之和.( √ )
5 . 不 等 式 |a - b|≤|a| + |b| 等 号 成 立 的 条 件 是 ab≤0.( √ )
Байду номын сангаас
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板块一
板块二
板块三
高考一轮总复习 ·数学(文)
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(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,+∞).
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(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)图象法:作出函数 y1=|x-a|+|x-b|和 y2=c 的图象, 结合图象求解.
+a3=a.
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(2)[2017·忻州模拟]已知|2x-3|≤1 的解集为[m,n]. ①求 m+n 的值; ②若|x-a|<m,求证:|x|<|a|+1.
[解] ①由不等式|2x-3|≤1 可化为-1≤2x-3≤1,得 1≤x≤2,∴m=1,n=2,m+n=3.
2020高考数学文科大一轮复习导学案:选修4-5 不等式选讲4-5.1 Word版含答案

姓名,年级:时间:选修4-5 不等式选讲错误!错误!知识点一绝对值三角不等式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.1.判断正误(1)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当a〉b〉0时等号成立.(×)(2)对|a |-|b |≤|a -b |当且仅当|a |≥|b |时等号成立.( × )(3)对|a -b |≤|a |+|b |当且仅当ab ≤0时等号成立.( √ )2.(选修4-5P19习题T9改编)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(-∞,-3]∪[3,+∞).解析:由于|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,∴|x +1|+|x -2|的最小值为 3.要使原不等式有解,只需|a |≥3,则a ≥3或a ≤-3.3.设a 〉0,|x -1|<错误!,|y -2|<错误!,求证:|2x +y -4|〈a .证明:因为|x -1|<a 3,|y -2|〈错误!, 所以|2x +y -4|=|2(x -1)+(y -2)|≤2|x -1|+|y -2|〈错误!+错误!=a .故原不等式得证. 知识点二 含绝对值的不等式的解法1.含绝对值的不等式|x |〈a 与|x |>a 的解法2。
|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法(1)|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;(2)|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c。
3.|x-a|+|x-b|≥c(c〉0)和|x-a|+|x-b|≤c (c>0)型不等式的解法法一: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,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.4.(选修4-5P20T7)不等式3≤|5-2x|〈9的解集为( D )A.[-2,1)∪[4,7)B.(-2,1]∪(4,7]C.(-2,-1]∪[4,7) D.(-2,1]∪[4,7)解析:由题意得错误!即错误!解得错误!不等式的解集为(-2,1]∪[4,7).5.不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是( A )A.(-∞,4)B.(-∞,1)C.(1,4) D.(1,5)解析:|x-1|-|x-5|表示数轴上对应的点x到1和5的距离之差.而数轴上满足|x-1|-|x-5|=2的点的数是4,结合数轴可知,满足|x-1|-|x-5|<2的解集是(-∞,4).6.若不等式|kx-4|≤2的解集为{x|1≤x≤3},则实数k=2。
【金牌精品】高考数学(文)一轮复习:选修4-5-1绝对值不等式

课后课时作业[A 组·基础达标练]1.不等式2≤|5-2x |<7的解集为( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,6 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤72,6 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,32∪⎝ ⎛⎦⎥⎤72,6D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,6 答案 A 解析⎩⎨⎧|5-2x |<7|5-2x |≥2⇒⎩⎨⎧-7<5-2x <75-2x ≤-2或5-2x ≥2得⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,6. 2.若不等式|ax +2|<6的解集为(-1,2),则实数a 等于( ) A .-8 B .-4 C .2 D .8答案 B解析 由|ax +2|<6可知-8<ax <4,当a >0时-8a <x <4a ,解集为(-1,2),有⎩⎪⎨⎪⎧-8a =-14a =2,⎩⎨⎧a =8a =2矛盾,故a 不可能大于0,a =0,x∈R 不合题意,a <0时,4a <x <-8a ,解集为(-1,2)有⎩⎪⎨⎪⎧4a =-1-8a =2.⇒a =-4,故选B.3.已知a ∈R ,若关于x 的方程x 2+x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |=0有实根,则a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,14 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,14 D.⎝⎛⎦⎥⎤0,14 答案 A解析 ∵关于x 的方程x 2+x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |=0有实根, ∴Δ=1-4⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |≥0,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |≤14. 当a ≤0时,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |=14-2a ≤14, ∴a =0;当0<a ≤14时,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |=14-a +a ≤14成立, ∴0<a ≤14;当a >14时,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -14+|a |=a -14+a =2a -14≤14,∴a ≤14无解.综上可知0≤a ≤14.4.[2014·江西高考]对任意x ,y ∈R ,|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|的最小值为( )A .1B .2C .3D .4答案 C解析 易知|x -1|+|x |≥1,当且仅当0≤x ≤1时等号成立;|y -1|+|y +1|≥2,当且仅当-1≤y ≤1时等号成立.故|x -1|+|x |+|y -1|+|y +1|≥3.5.[2015·烟台一模]若关于x 的不等式|x -2|+|x +3|<a 的解集为∅,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞,1]B .(-∞,1)C .(-∞,5]D .(-∞,5)答案 C解析 因为|x -2|+|x +3|≥|(x -2)-(x +3)|=5,又关于x 的不等式无解,所以a ≤5.6.[2015·广州一模]若关于x 的不等式|x -1|+|x +m |>3的解集为R ,则实数m 的取值范围是( )A .(-∞,-4)∪(2,+∞)B .(-∞,-4)∪(1,+∞)C .(-4,2)D .[-4,1]答案 A解析 由题意知,不等式|x -1|+|x +m |>3恒成立,即函数f (x )=|x -1|+|x +m |的最小值大于3,根据不等式的性质可得|x -1|+|x +m |≥|(x -1)-(x +m )|=|m +1|,故只要满足|m +1|>3即可,所以m +1>3或m +1<-3,解得m 的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).7.[2016·佛山质量检测]不等式x +3>|2x -1|的解集为________.答案 ⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-23<x <4 解析不等式等价于⎩⎨⎧2x -1≥0x +3>2x -1或⎩⎨⎧2x -1<0x +3>1-2x ,解得12≤x <4,或-23<x <12,故不等式解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-23<x <4. 8.[2015·烟台二模]若不等式log 2(|x +1|+|x -2|-m )≥2恒成立,则实数m 的取值范围是________.答案 (-∞,-1]解析 由题意可知|x +1|+|x -2|-m ≥4恒成立,即m ≤(|x +1|+|x -2|-4)min .又因|x +1|+|x -2|-4≥|(x +1)-(x -2)|-4=-1,故m ≤-1. 9.若关于x 的不等式|2x -1|+|x +2|≥a 2+12a +2对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12 解析 令f (x )=|2x -1|+|x +2|, 则①当x <-2时,f (x )=-2x +1-x -2=-3x -1>5; ②当-2≤x ≤12时,f (x )=-2x +1+x +2=-x +3, 故52≤f (x )≤5; ③当x >12时,f (x )=2x -1+x +2=3x +1>52.综合①②③可知f (x )≥52,所以要使不等式恒成立,则需 a 2+12a +2≤52,解得-1≤a ≤12.10.不等式|x -1|<4-|x +2|的解集是________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,32解析 依题意,不等式|x -1|<4-|x +2|等价于⎩⎨⎧x ≤-2-(x -1)<4+(x +2)或⎩⎨⎧-2<x ≤1-(x -1)<4-(x +2)或⎩⎪⎨⎪⎧x >1x -1<4-(x +2), 解得-52<x ≤-2或-2<x ≤1或1<x <32.因此不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,32. 11.[2016·福建莆田质检]设f (x )=2|x |-|x +3|. (1)求不等式f (x )≤7的解集S ;(2)若关于x 的不等式f (x )+|2t -3|≤0有解,求参数t 的取值范围. 解 (1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +3,x <-3-3x -3,-3≤x ≤0x -3,x >0.当x <-3时,由f (x )≤7得x ≥-4, 则-4≤x <-3;当-3≤x ≤0时,由f (x )≤7得x ≥-103, 则-3≤x ≤0;当x >0时,由f (x )≤7得x ≤10, 则0<x ≤10;综上,不等式的解集S =[-4,10].(2)由f (x )的表达式及一次函数的单调性可知,f (x )在x =0时取得最小值-3,则不等式f (x )+|2t -3|≤0有解只需-3+|2t -3|≤0,解得0≤t ≤3,所以t 的取值范围是[0,3].12.[2015·沈阳一模]设f (x )=|x |+2|x -a |(a >0). (1)当a =1时,解不等式f (x )≤8;(2)若f (x )≥6恒成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)当a =1时,f (x )=|x |+2|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧3x -2,x ≥1-x +2,0<x <1-3x +2,x ≤0,f (x )≤8⇔⎩⎪⎨⎪⎧x ≥13x -2≤8或⎩⎪⎨⎪⎧0<x <1-x +2≤8或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0-3x +2≤8,解得1≤x ≤103或0<x <1或-2≤x ≤0, ∴不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-2≤x ≤103.(2)∵f (x )=|x |+2|x -a |=⎩⎪⎨⎪⎧3x -2a ,x ≥a-x +2a ,0<x <a-3x +2a ,x ≤0.由f (x )的表达式及一次函数的单调性可知,f (x )在x =a 时取得最小值,f (x )min =f (a )=a ,若f (x )≥6恒成立,只需a ≥6, 即a 的取值范围为[6,+∞).。
2021高考北师版(文科)数学一轮复习讲义:选修4-5 第1节 绝对值不等式

选修4-5不等式选讲第一节绝对值不等式[考纲] 1.理解绝对值的几何意义,并了解以下不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R),|a-b|≤|a-c|+|c-b|(a,b,c∈R).2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c.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的解法:不等式a>0a=0a<0|x|<a {x|-a<x<a}∅∅|x|>a {x|x>a或x<-a}{x∈R|x≠0}R(2)|ax①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.(3)|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法①利用绝对值不等式的几何意义求解;②利用零点分段法求解;③构造函数,利用函数的图像求解.1.(思考辨析)判断以下结论的正误.(正确的打“√〞,错误的打“×〞) (1)|x -a |+|x -b |的几何意义是表示数轴上的点x 到点a ,b 的距离之和.( ) (2)不等式|a |-|b |≤|a +b |等号成立的条件是ab ≤0.( ) (3)不等式|a -b |≤|a |+|b |等号成立的条件是ab ≤0.( ) (4)当ab ≥0时,|a +b |=|a |+|b |成立.( ) [答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)√2.(教材改编)假设关于x 的不等式|ax -2|<3的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-53<x <13,那么实数a =________.-3 [依题意,知a ≠0. 又|ax -2|<3⇔-3<ax -2<3, ∴-1<ax <5. 由于|ax -2|<3的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-53<x <13, ∴a <0,5a =-53且-1a =13,那么a =-3.]3.(教材改编)假设关于x 的不等式|a |≥|x +1|+|x -2|存在实数解,那么实数a 的取值范围是________.(-∞,-3]∪[3,+∞) [由于|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3, ∴|x +1|+|x -2|的最小值为3, 要使|a |≥|x +1|+|x -2|有解, 只需|a |≥3,∴a ≥3或a ≤-3.] 4.解不等式x +|2x +3|≥2.[解] 当x ≥-32时,原不等式化为3x +3≥2,3分 解得x ≥-13. 6分当x <-32时,原不等式化为-x -3≥2, 解得x ≤-5. 8分综上,原不等式的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≤-5或x ≥-13. 10分5.(2021·江苏高考)设a >0,|x -1|<a 3,|y -2|<a3,求证:|2x +y -4|<a . [证明] 因为|x -1|<a 3,|y -2|<a 3,所以|2x+y -4|=|2(x -1)+(y -2)|≤2|x -1|+|y -2|<2a 3+a3=a . 故原不等式得证. 10分绝对值不等式的解法(2021·全国卷Ⅰ)函数f (x )=|x +1|-|2x -3|.(1)画出y =f (x )的图像; (2)求不等式|f (x )|>1的解集.图--[解] (1)由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,3分故y =f (x )的图像如下图.6分(2)由f (x )的函数表达式及图像可知, 当f (x )=1时,可得x =1或x =3; 当f (x )=-1时,可得x =13或x =5. 8分 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. 10分[规律方法] 1.此题用零点分段法画出分段函数的图像,结合图像的直观性求出不等式的解集,表达数形结合思想的应用.2.解绝对值不等式的关键是去绝对值符号,零点分段法操作程序是:找零点,分区间,分段讨论.此外还常利用绝对值的几何意义求解.[变式训练1] (2021·吉林实验中学模拟)设函数f (x )=|x -a |. (1)当a =2时,解不等式f (x )≥4-|x -1|;(2)假设f (x )≤1的解集为[0,2],1m +12n =a (m >0,n >0),求证:m +2n ≥4.【导学号:66482488】[解] (1)当a =2时,不等式为|x -2|+|x -1|≥4, ①当x ≥2时,不等式可化为x -2+x -1≥4,解得x ≥72; ②当12<x <72时,不等式可化为2-x +x -1≥4, 不等式的解集为∅;③当x ≤12时,不等式可化为2-x +1-x ≥4,解得x ≤-12.综上可得,不等式的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-12∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,+∞. (2)证明:因为f (x )≤1,即|x -a |≤1,解得a -1≤x ≤a +1,而f (x )≤1的解集是[0,2]. 所以⎩⎨⎧a -1=0,a +1=2,解得a =1,所以1m +12n =1(m >0,n >0), 所以m +2n =(m +2n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +12n=2+m 2n +2nm ≥2+2m 2n ·2n m =4,当且仅当m =2,n =1时取等号.绝对值三角不等式性质的应用对于任意的实数a (a ≠0)和b ,不等式|a +b |+|a -b |≥M ·|a |恒成立,记实数M 的最大值是m .(1)求m 的值;(2)解不等式|x -1|+|x -2|≤m .[解] (1)不等式|a +b |+|a -b |≥M ·|a |恒成立, 即M ≤|a +b |+|a -b ||a |对于任意的实数a (a ≠0)和b 恒成立,只要左边恒小于或等于右边的最小值. 2分因为|a +b |+|a -b |≥|(a +b )+(a -b )|=2|a |, 当且仅当(a -b )(a +b )≥0时等号成立, |a |≥|b |时,|a +b |+|a -b ||a |≥2成立,也就是|a +b |+|a -b ||a |的最小值是2,即m =2. 5分(2)|x -1|+|x -2|≤2.法一:利用绝对值的意义得:12≤x ≤52. 10分 法二:①当x <1时,不等式为-(x -1)-(x -2)≤2, 解得x ≥12,所以x 的取值范围是12≤x <1. ②当1≤x ≤2时,不等式为(x -1)-(x -2)≤2, 得x 的取值范围是1≤x ≤2. 8分③当x >2时,原不等式为(x -1)+(x -2)≤2,2<x ≤52.综上可知,不等式的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12≤x ≤52. 10分[规律方法] 1.(1)利用绝对值不等式性质定理要注意等号成立的条件:当ab ≥0时,|a +b |=|a |+|b |;当ab ≤0时,|a -b |=|a |+|b |;当(a -b )(b -c )≥0时,|a -c |=|a -b |+|b -c |.(2)对于求y =|x -a |+|x -b |或y =|x +a |-|x -b |型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.2.第(2)问易出现解集不全或错误.对于含绝对值的不等式,不管是分段去绝对值符号还是利用几何意义,都要不重不漏.[变式训练2] 对于任意实数a ,b ,|a -b |≤1,|2a -1|≤1,且恒有|4a -3b +2|≤m ,求实数m 的取值范围.[解] 因为|a -b |≤1,|2a -1|≤1, 所以|3a -3b |≤3,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -12≤12,4分所以|4a -3b +2|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪(3a -3b )+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12+52 ≤|3a -3b |+⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -12+52≤3+12+52=6,8分那么|4a -3b +2|的最大值为6,所以m ≥|4a -3b +2|max =6,m 的取值范围是[6,+∞). 10分绝对值不等式的综合应用(1)当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(2)假设f (x )的图像与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. 4分(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 )的图像与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).因此△ABC 的面积S =12|AB |·(a +1)=23(a +1)2. 8分由题设得23(a +1)2>6,故a >2.所以a 的取值范围为(2,+∞). 10分[规律方法] 1.研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.2.第(2)问求解要抓住三点:(1)分段讨论,去绝对值符号,化f (x )为分段函数;(2)数形结合求△ABC 的三个顶点坐标,进而得出△ABC 的面积;(3)解不等式求a 的取值范围.[变式训练3] (2021·全国卷Ⅲ)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,恒有f (x )+g (x )≥3,求实数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}. 4分(2)当x ∈R 时,f (x )+g (x )=|2x -a |+a +|1-2x |≥|(2x -a )+(1-2x )|+a =|1-a |+a ,6分当x=12时等号成立,所以当x∈R时,f (x)+g(x)≥3等价于|1-a|+a≥3.①8分当a≤1时,①等价于1-a+a≥3,无解.当a>1时,①等价于a-1+a≥3,解得a≥2.所以a的取值范围是[2,+∞). 10分[思想与方法]1.绝对值不等式的三种常用解法:零点分段法,几何法(利用绝对值几何意义),构造函数法.前者表达了分类讨论思想,后者表达了数形结合思想的应用.2.不等式恒成立问题、存在性问题都可以转化为最值问题解决.[易错与防范]1.利用绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|求函数最值,要注意其中等号成立的条件.2.形如|x-a|+|x-b|≥c(c>0)的不等式,在讨论时应注意分类讨论点处的处理及c的符号判断,假设c≤0,那么不等式解集为R.。
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3x 3x 解析:方法一:| 2 |≤1⇔-1≤ 2 ≤1 x -4 x -4 3x 2 ≥-1, x -4 ⇔ 3 ≤1 x2-4 x2+3x-4 2 ≥0, x -4 ⇔ 2 x -3x-4 x2-4 ≥0
x+4x+2x-1x-2≥0x≠± 2, ⇔ x+2x+1x-2x-4≥0x≠± 2
答案: ①|a+b|≤|a|+|b| ②ab≤0 ③{x|-a<x<a} ④∅ ⑤∅ ⑥{x|x>a 或 x<-a} ⑦{x|x∈R 且 x≠0} ⑧R
考点自测 1.设 ab<0,a,b∈R,那么正确的是( A.|a+b|>|a-b| B.|a-b|<|a|+|b| C.|a+b|<|a-b| D.|a-b|<||a|-|b||
x≤-4或-2<x≤1或x>2, ⇔ x<-2或-1≤x<2或x≥4.
∴x≤-4 或-1≤x≤1 或 x≥4. ∴原不等式的解集为{x|x≤-4 或-1≤x≤1 或 x≥4}.
3x 3x 方法二:| 2 |≤1⇔x2-42≤1 x -4 ⇔9x2≤(x2-4)2(x≠± 2) ⇔x4-17x2+16≥0 ⇔x2≤1 或 x2≥16 ⇔x≤-4 或-1≤x≤1 或 x≥4. ∴原不等式的解集为{x|x≤-4 或-1≤x≤1 或 x≥4}.
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: 不等式 a>0 a=0 a<0 |x|<a ③_________ ④________ ⑤________ |x|>a ⑥_________ ⑦________ ⑧________
(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法: ①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c; ②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c 或 ax+b≤-c. (3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等 式的解法. ①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的 思想. ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想. ③通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方 程的思想.
5.已知关于 x 的不等式|x-2|-|x-5|-k>0 的解集为 R, 则实数 k 的范围是__________.
解析:∵||x-2|-|x-5||≤|(x-2)-(x-5)|=3, ∴-3≤|x-2|-|x-5|≤3. ∴|x-2|-|x-5|>k 的解集是 R 时,k<-3. 答案:(-∞,-3)
点评:①|ax+b|≤c 和|ax+b|≥c 型不等式利用|x|>a 或|x| <a(a>0)型不等式的解法,去掉绝对值转化为一次不等式求 解.②|x-a|+|x-b|≥c(或|x-a|+|x-b|≤c)型不等式分类讨论 去掉绝对值符号或利用绝对值的几何意义求解.
变式探究 2
(2013· 福建模拟) 3x 解不等式:| 2 |≤1. x -4
方法二:根据绝对值的几何意义,|x-2|+|x+3|表示数轴 上的点到 2 和-3 的距离之和, 而数轴上-4 和 3 对应的点到 2 和-3 对应的点的距离之和为 7(如图),故{x|x<-4 或 x>3}.
方法三:分别画出函数 y1=|x-2|+|x+3|和 y2=7 的图 象.如图. 2x+1,x≥2, 其中 y1=5,-3≤x<2, -2x-1,x<-3. 令 2x+1=7 得 x=3,令-2x-1=7 得 x=-4, , ∴满足|x-2|+|x+3|>7 的解集为{x|x<-4,或 x>3}.
说基础
课前预习读教材
考点梳理 1.含有绝对值的不等式定理 (1)定理:对任意实数 a 和 b,有①__________,其中等号 成立的条件为 ab≥0. (2)定理中的 b 以-b 代替,则有|a-b|≤|a|+|b|.其中等号 成立的条件为②__________. (3)对任意实数 a 和 b,有||a|-|b||≤|a± b|≤|a|+|b|.
题型三 绝对值不等式的综合应用 例 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:方法一: (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}, a-3=-1, 于是有 解得 a=2. a+3=5,
)
解析:方法一:特殊值法 取 a=1,b=-2,则满足 ab=-2<0, 这样有|a+b|=|1-2|=1, |a-b|=|1-(-2)|=3, |a|+|b|=1+2=3, ||a|-|b||=|1-2|=1, ∴只有选项 C 成立,而 A、B、D 都不成立. 方法二:由 ab<0 得 a,b 异号, 易知|a+b|<|a-b|,|a-b|=|a|+|b|,|a-b|>||a|-|b||, ∴选项 C 成立,A、B、D 均不成立. 答案:C
变式探究 3 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.不等式 1<|x+1|<3 的解集为( A.(0,2) B.(-2,0)∪(2,4) C.(-4,0) D.(-4,-2)∪(0,2)
)
解析:1<|x+1|<3⇔1<x+1<3 或-3<x+1<-1⇔0< x<2 或-4<x<-2. 答案:D
3.不等式|2x-1|<2-3x 的解集是( 1 1 3 A.{x|x<2} B.{x|2≤x<5} 3 3 C.{x|x<5} D.{x|x>5}
题型二 绝对值不等式的解法 例 2 解下列不等式: (1)|2x-3|≤5; (2)|5-4x|>9; (3)|x-2|+|x+3|>7.
解析: (1)∵|2x-3|≤5,∴-5≤2x-3≤5, ∴-2≤2x≤8,∴-1≤x≤4. 即原不等式的解集为{x|-1≤x≤4}. (2)∵|5-4x|>9, ∴4x-5>9 或 4x-5<-9, 7 ∴x>2或 x<-1, 7 ∴原不等式的解集为{x|x<-1 或 x>2}.
(3)方法一: x-2+x+3,x≥2, ∵|x-2|+|x+3|=2-x+x+3,-3≤x<2, 2-x-x-3,x<-3, ∴原不等式可化为 x≥2, -3≤x<2, x<-3, 或 或 2x+1>7, 5>7 -2x-1>7. 解上述不等式得所求不等式的解集为{x|x<-4 或 x>3}.
方法二:(1)同解法一. (2)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]. 点评:①研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定 义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后利用数 形结合解决, 是常用的思想方法. ②f(x)<a 恒成立⇔f(x)max<a; f(x)>a 恒成立⇔f(x)min>a.
变式探究 1 已知 α、β 是实数,给出下列四个论断:①|α +β|=|α|+|β|;②|α-β|≤|α+β|;③|α|>2 2,|β|>2 2;④ |α+β|>5.以其中的两个论断为条件, 其余两个论断作为结 论,写出你认为正确的一个命题.
解析:①|α+β|=|α|+|β|⇔α 与 β 同号,故②成立;再由③ 得|α+β|=|α|+|β|>4 2>5,故④成立. ∴①③⇒②④.
说考点
拓展延伸串知识
疑点清源 1.两数和与差的绝对值不等式的性质 |a|-|b|≤|a± b|≤|a|+|b| (1)对绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a± b|≤|a|+|b|中等号 成立的条件要深刻理解,特别是用此定理求函数的最值时. (2)该定理可以强化为:||a|-|b||≤|a± b|≤|a|+|b|, 它经常用于证明含绝对值的不等式.
(2)由 f(x)≤0 得|x-a|+3x≤0. x≥a, 此不等式化为不等式组 x-a+3x≤0,
x≤a, 或 a-x+3x≤0,
x≥a, x≤a, 即 a 或 a x≤4, x≤-2.
3x-2<2x-1 2x-1<2-3x
)
解 析 : |2x - 1| < 2 - 3x ⇔ 3x - 2 < 2x - 1 < 2 - 3x ⇔ x<1 3 ⇔ 3 ⇔x<5. x<5
答案:C
4.若不等式|3x-b|<4 的解集中的整数有且仅有 1,2,3, 则 b 的取值范围为__________.
选修4-5-1 绝对值不等式
考纲点击 1.理解绝对值的几何意义,并能利用含绝对值不等式的几 何意义证明以下不等式: (1)|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. 3.会用绝对值不等式、基本不等式证明一些简单问题; 能够利用基本不等式求一些特定函数的最值.
(2)当 a=2 时,f(x)=|x-2|, 设 g(x)=f(x)+f(x+5), x<-3, -2x-1, 于是 g(x)=|x-2|+|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].