2018-2019学年高中新创新一轮复习理数:第七章 不 等 式2含解析
(新课标)2019届高考数学一轮复习第七章不等式7.1不等关
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集合与常用逻辑用语 不 等 式
考纲链接
7.1 不等关系与不等式
1.不等关系 2.一元二次不等式 (1)会从实际问题的情境中抽象出一元二次不等式模型. (2)通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系. (3)会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图. 3.二元一次不等式组与简单线性规划问题 (1)会从实际情境中抽象出二元一次不等式组. (2)了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组. (3)会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决. a+b 4.基本不等式: ab≤ (a≥0,b≥0) 2 (1)了解基本不等式的证明过程. (2)会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.
2
类型二
不等式的性质
)
(2016· 贵州模拟)若 a,b 都是实数,则 “ a- b>0”是“a -b >0”的( A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条t;0 得 a>b≥0, 由 a -b >0 得 a >b ,即|a|>|b|,所以“ a- b>0”是 “a2-b2>0”的充分不必要条件.故选 A.
)
B.-2<a-b<-1 D.-1<a-b<1
解:-1<a<1,-1<-b<1⇒-2<a-b <2.又 a<b,则-2<a-b<0.故选 A.
(2016· 四川成都模拟)若 a<b<0, 则下 列不等式中一定成立的是( 1 1 A. < a b 1 1 C.a+ <b+ b a ) 1 1 B. 2 < 2 b b+1 D. < a a+1
a b
解:因为 a<b<0,所以 b-a>0,ab>0, 1 1 b- a - = > 0,因此 A 错误;由函数 f( x) a b ab x a b 1 1 1 = 2 是 减 函 数 知 2 > 2 , B 错误;由 a+1 -b+1 = (a - b)1+ 1 < 0 知 C 正 b a ab 确.或用特值法,取 a=-2,b=-1,排除 A, B,D.故选 C.
2018版高考数学人教A版 理科大一轮复习配套讲义第七章
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基础巩固题组 (建议用时:30分钟)一、选择题1.(2016·北京卷)若x ,y 满足⎩⎨⎧2x -y ≤0,x +y ≤3,x ≥0,则2x +y 的最大值为()A.0B.3C.4D.5解析 画出可行域,如图中阴影部分所示,令z =2x +y ,则y =-2x +z ,当直线y =-2x +z 过点A (1,2)时,z 最大,z max =4.答案 C2.(2016·泰安模拟)不等式组⎩⎨⎧y ≤-x +2,y ≤x -1,y ≥0所表示的平面区域的面积为()A.1B.12C.13D.14解析 作出不等式组对应的区域为△BCD ,由题意知x B =1,x C =2.由⎩⎨⎧y =-x +2,y =x -1,得y D =12,所以S △BCD =12×(x C-x B )×12=14. 答案 D3.(2017·广州二测)不等式组⎩⎨⎧x -y ≤0,x +y ≥-2,x -2y ≥-2的解集记为D ,若(a ,b )∈D ,则z =2a -3b 的最小值是( ) A.-4B.-1C.1D.4解析 画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当a =-2,b =0,z =2a -3b 取得最小值-4. 答案 A4.(2016·山东卷)若变量x ,y 满足⎩⎨⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是()A.4B.9C.10D.12解析 作出不等式组所表示的平面区域,如图(阴影部分)所示,x 2+y 2表示平面区域内的点到原点的距离的平方,由图易知平面区域内的点A (3,-1)到原点的距离最大.所以x 2+y 2的最大值为32+(-1)2=10. 答案 C5.x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0.若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为( ) A.12或-1B.2或12C.2或1D.2或-1解析 如图,由y =ax +z 知z 的几何意义是直线在y 轴上的截距,故当a >0时,要使z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则a =2;当a <0时,要使z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则a =-1. 答案 D6.(2016·浙江卷)在平面上,过点P 作直线l 的垂线所得的垂足称为点P 在直线l 上的投影.由区域⎩⎨⎧x -2≤0,x +y ≥0,x -3y +4≥0中的点在直线x +y -2=0上的投影构成的线段记为AB ,则|AB |=( ) A.2 2B.4C.3 2D.6解析 由不等式组画出可行域,如图中的阴影部分所示.因为直线x +y -2=0与直线x +y =0平行,所以可行域内的点在直线x +y -2=0上的投影构成的线段的长|AB |即为|CD |.易得C (2,-2),D (-1,1),所以|AB |=|CD |=(2+1)2+(-2-1)2=3 2.答案 C7.(2017·石家庄质检)已知x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x ≥1,y ≥-1,4x +y ≤9,x +y ≤3,若目标函数z =y -mx (m >0)的最大值为1,则m 的值是( ) A.-209B.1C.2D.5解析 作出可行域,如图所示的阴影部分.化目标函数z =y -mx (m >0)为y =mx +z ,由图可知,当直线y =mx +z 过A 点时,直线在y 轴的截距最大,由⎩⎨⎧x =1,x +y =3,解得⎩⎨⎧x =1,y =2,即A (1,2),∴2-m =1,解得m =1.故选B. 答案 B8.(2017·贵州黔东南模拟)若变量x 、y 满足约束条件⎩⎨⎧x -y +1≤0,y ≤1,x >-1,则(x -2)2+y 2的最小值为( ) A.322B. 5C.92D.5解析 作出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示.设z =(x -2)2+y 2,则z 的几何意义为区域内的点到定点D (2,0)的距离的平方, 由图知C 、D 间的距离最小,此时z 最小. 由⎩⎨⎧y =1,x -y +1=0得⎩⎨⎧x =0,y =1,即C (0,1), 此时z min =(x -2)2+y 2=4+1=5,故选D. 答案 D 二、填空题9.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +y -2≥0,x -y -2≤0,y ≥1,则目标函数z =x +2y 的最小值为________.解析 由线性约束条件画出可行域(如图所示).由z =x +2y ,得y =-12x +12z ,12z 的几何意义是直线y =-12x +12z 在y 轴上的截距,要使z 最小,需使12z 最小,易知当直线y =-12x +12z 过点A (1,1)时,z 最小,最小值为3. 答案 310.(2017·滕州模拟)已知O 是坐标原点,点M 的坐标为(2,1),若点N (x ,y )为平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,x ≥12,y ≥x 上的一个动点,则OM→·ON →的最大值是________.解析 依题意,得不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示,其中A ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,C (1,1).设z =OM→·ON →=2x +y ,当目标函数z =2x +y 过点C (1,1)时,z =2x +y 取得最大值3. 答案 311.(2017·衡水中学月考)若直线y =2x 上存在点(x ,y )满足约束条件⎩⎨⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥m ,则实数m 的最大值为________.解析约束条件⎩⎨⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥m表示的可行域如图中阴影部分所示.当直线x =m 从如图所示的实线位置运动到过A 点的虚线位置时,m 取最大值. 解方程组⎩⎨⎧x +y -3=0,y =2x 得A 点坐标为(1,2).∴m 的最大值为1. 答案 112.已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧2x +y ≥0,x -y ≥0,0≤x ≤a ,设b =x -2y ,若b 的最小值为-2,则b 的最大值为________.解析 作出不等式组满足的可行域如图阴影部分所示.作出直线l 0:x -2y =0,∵y =x 2-b2,∴当l 0平移至A 点处时b 有最小值,b min =-a , 又b min =-2,∴a =2,当l 0平移至B (a ,-2a )时,b 有最大值b max =a -2×(-2a )=5a =10.答案 10能力提升题组 (建议用时:15分钟)13.某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A 原料1千克、B 原料2千克;生产乙产品1桶需耗A 原料2千克、B 原料1千克.每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元.公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A 、B 原料都不超过12千克.通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( ) A.1 800元 B.2 400元 C.2 800元D.3 100元解析 设每天生产甲种产品x 桶,乙种产品y 桶,则根据题意得x 、y 的约束条件为⎩⎨⎧x ≥0,x ∈N ,y ≥0,y ∈N ,x +2y ≤12,2x +y ≤12.设获利z 元,则z =300x +400y . 画出可行域如图.画直线l :300x +400y =0,即3x +4y =0. 平移直线l ,从图中可知,当直线过点M 时, 目标函数取得最大值. 由⎩⎨⎧x +2y =12,2x +y =12,解得⎩⎨⎧x =4,y =4, 即M 的坐标为(4,4),∴z max =300×4+400×4=2 800(元),故选C. 答案 C14.(2017·许昌监测)设实数x ,y 满足⎩⎨⎧2x +y -2≤0,x -y +1≥0,x -2y -1≤0,则y -1x -1的最小值是()A.-5B.-12C.12D.5解析 作出不等式对应的平面区域如图中阴影部分所示,则w =y -1x -1的几何意义是区域内的点P (x ,y )与定点A (1,1)所在直线的斜率,由图象可知当P 位于点⎝ ⎛⎭⎪⎫13,43时,直线AP 的斜率最小,此时w =y -1x -1的最小值为43-113-1=-12,故选B.答案 B15.已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +2y -3≤0,x +3y -3≥0,y -1≤0,若目标函数z =ax +y (其中a >0)仅在点(3,0)处取得最大值,则a 的取值范围是________. 解析 画出x 、y 满足约束条件的可行域如图所示, 要使目标函数z =ax +y 仅在点(3,0)处取得最大值,则直线y =-ax +z 的斜率应小于直线x +2y -3=0的斜率,即-a <-12,∴a >12. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞16.(2015·浙江卷)若实数x ,y 满足x 2+y 2≤1,则|2x +y -4|+|6-x -3y |的最大值是________.解析 ∵x 2+y 2≤1,∴2x +y -4<0,6-x -3y >0,∴|2x +y -4|+|6-x -3y |=4-2x -y +6-x -3y =10-3x -4y . 令z =10-3x -4y ,如图,设OA 与直线-3x -4y =0垂直;∴直线OA 的方程为y =43x ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =43x ,x 2+y 2=1,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,∴当z =10-3x -4y 过点A 时,z 取最大值, z max =10-3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35-4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45=15.答案 15。
2018-2019学年高中新创新一轮复习理数江苏专版:课时
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课时达标检测(九) 指数与指数函数[练基础小题——强化运算能力]1.下列函数中,满足“f (x +y )=f (x )·f (y )”的单调递增函数的序号是________. ①f (x )=x 3;②f (x )=3x;③f (x )=x 12;④f (x )=⎝⎛⎭⎫12x .解析:根据各选项知,②④中的指数函数满足f (x +y )=f (x )·f (y ).又f (x )=3x 是增函数,所以②正确.答案:② 2.函数f (x )=2|x-1|的大致图象是________.(填序号)解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≥1,⎝⎛⎭⎫12x -1,x <1,易知f (x )在[1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减,故②正确.答案:②3.(2018·江苏省赣榆高级中学模拟)函数f (x )=a |x+1|(a >0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f (-4)与f (1)的关系是________.解析:由题意知a >1,f (-4)=a 3,f (1)=a 2,由y =a t (a >1)的单调性知a 3>a 2,所以f (-4)>f (1).答案:f (-4)>f (1)4.若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,且a ≠1)满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是________.解析:由f (1)=19得a 2=19,又a >0,所以a =13,因此f (x )=⎝⎛⎭⎫13|2x -4|.因为g (x )=|2x -4|在[2,+∞)上单调递增,所以f (x )的单调递减区间是[2,+∞).答案:[2,+∞)5.(2018·南京摸底)已知函数f (x )=a x a x +1+b tan x +x 2(a >0,a ≠1),若f (1)=3,则f (-1)=________.解析:f (-x )+f (x )=a xa x +1+a -xa -x +1+2x 2=1+2x 2,所以f (-1)=1+2-f (1)=0.答案:0[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.已知a =20.2,b =0.40.2,c =0.40.75,则a ,b ,c 的大小关系是________.解析:由0.2<0.75<1,并结合指数函数的图象可知0.40.2>0.40.75,即b >c ;因为a =20.2>1,b =0.40.2<1,所以a >b .综上,a >b >c .答案:a >b >c2.已知奇函数y =⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,g (x ),x <0.如果f (x )=a x (a >0,且a ≠1)对应的图象如图所示,那么g (x )=________.解析:由题图知f (1)=12,∴a =12,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x ,由题意得g (x )=-f (-x )=-⎝⎛⎭⎫12-x = -2x .答案:-2x3.设函数y =f (x )的图象与y =2x+a的图象关于直线y =-x 对称,且f (-2)+f (-4)=1,则a =________.解析:设(x ,y )为y =f (x )图象上任意一点,则(-y ,-x )在y =2x+a的图象上,所以有-x =2-y +a,从而有-y +a =log 2(-x )(指数式与对数式的互化),所以y =a -log 2(-x ),即f (x )=a -log 2(-x ),所以f (-2)+f (-4)=(a -log 22)+(a -log 24)=(a -1)+(a -2)=1,解得a =2.答案:24.(2018·豫晋冀三省调研)设函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在x ∈[-1,1]上的最大值与最小值之和为g (a ),则函数g (a )的取值范围是________.解析:f (x )在x ∈[-1,1]上的最大值和最小值在两端点处取得,∴g (a )=f (1)+f (-1)=a +1a ,又a >0,且a ≠1,所以g (a )=a +1a >2.答案:(2,+∞)5.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是________. 解析:当a <0时,不等式f (a )<1可化为⎝⎛⎭⎫12a -7<1,即⎝⎛⎭⎫12a <8,即⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12-3,因为0<12<1,所以函数y =⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,所以a >-3,此时-3<a <0;当a ≥0时,不等式f (a )<1可化为a <1,所以0≤a <1.故a 的取值范围是(-3,1).答案:(-3,1)6.(2018·张家港市四校联考)已知a >0,且a ≠1,f (x )=x 2-a x .当x ∈(-1,1)时,均有f (x )<12,则实数a 的取值范围是________.解析:当x ∈(-1,1)时,均有f (x )<12,即a x >x 2-12在(-1,1)上恒成立,令g (x )=a x ,m (x )=x 2-12,由图象知:当0<a <1时,g (1)≥m (1),即a ≥1-12=12,此时12≤a <1;当a >1时,g (-1)≥m (1),即a -1≥1-12=12,此时1<a ≤2.综上,12≤a <1或1<a ≤2. 答案:⎣⎡⎭⎫12,1∪(1,2]7.已知函数f (x )=e x -e -x e x +e-x ,若f (a )=-12,则f (-a )=________.解析:∵f (a )=e a -e -a e a +e -a =-12.∴f (-a )=e -a -e a e -a +e a =-e a -e -a e a +e-a =-⎝⎛⎭⎫-12=12. 答案:128.若函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,2],则实数a =________. 解析:当a >1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为增函数,则a 2-1=2,∴a =±3.又∵a >1,∴a = 3.当0<a <1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为减函数,又∵f (0)=0≠2,∴0<a <1不成立.综上可知,a = 3.答案: 39.(2018·安徽十校联考)已知max(a ,b )表示a ,b 两数中的最大值.若f (x )=max{e |x |,e |x -2|},则f (x )的最小值为________.解析:由于f (x )=max{e |x |,e|x -2|}=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≥1,e 2-x ,x <1.当x ≥1时,f (x )≥e ,且当x =1时,取得最小值e ;当x <1时,f (x )>e.故f (x )的最小值为f (1)=e.答案:e10.(2018·信阳质检)若不等式(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x<1对一切x ∈(-∞,-1]恒成立,则实数m 的取值范围是________.解析:(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x <1可变形为m 2-m <⎝⎛⎭⎫12x +⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫12x 2.设t =⎝⎛⎭⎫12x ,则原条件等价于不等式m 2-m <t +t 2在t ≥2时恒成立.显然t +t 2在t ≥2时的最小值为6,所以m 2-m <6,解得-2<m <3.答案:(-2,3) 二、解答题11.已知函数f (x )=2a ·4x -2x -1.(1)当a =1时,求函数f (x )在x ∈[-3,0]的值域;(2)若关于x 的方程f (x )=0有解,求a 的取值范围. 解:(1)当a =1时,f (x )=2·4x -2x -1=2(2x )2-2x -1, 令t =2x ,因为x ∈[-3,0],则t ∈⎣⎡⎦⎤18,1.故y =2t 2-t -1=2⎝⎛⎭⎫t -142-98,t ∈⎣⎡⎦⎤18,1,故值域为⎣⎡⎦⎤-98,0. (2)关于x 的方程2a (2x )2-2x -1=0有解,等价于方程2am 2-m -1=0(m >0)在 (0,+∞)上有解.记g (m )=2am 2-m -1,m >0,当a =0时,g (m )=0的解为m =-1<0,不成立.当a <0时,g (m )的图象开口向下,对称轴m =14a <0,则g (m )在(0,+∞)上单调递减,且图象过点(0,-1),不成立.当a >0时,g (m )的图象开口向上,对称轴m =14a >0,则g (m )在⎝⎛⎦⎤0,14a 上单调递减,在⎣⎡⎭⎫14a ,+∞上单调递增,且图象过点(0,-1),必有一个根为正, 所以,a >0.综上所述,a 的取值范围是(0,+∞).12.(2018·连云港月考)设函数f (x )=ka x -a -x (a >0,a ≠1)是奇函数.(1)求常数k 的值;(2)若a >1,试判断f (x )的单调性,并用定义法加以证明;(3)若已知f (1)=83,且函数g (x )=a 2x +a -2x -2mf (x )在区间[1,+∞)上的最小值为-2,求实数m 的值.解:(1)因为函数f (x )=ka x -a -x (a >0,a ≠1)是奇函数,所以f (-x )+f (x )=0对于任意x ∈R 恒成立,即(ka -x -a x )+(ka x -a -x )=0;(k -1)(a x +a -x )=0恒成立,所以k -1=0,即k =1.(2)a >1时,f (x )=a x -a -x 在R 上为增函数.理由如下:设x 1<x 2则f (x 1)-f (x 2)=(ax 1-a -x 1)-(ax 2-a -x 2)=(ax 1-ax 2)(ax 1+x 2+1)ax 1+x 2.因为a >1,x 1<x 2,所以0<ax 1<ax 2,ax 1+x 2>0, 所以f (x 1)<f (x 2),即f (x )=a x -a -x 在R 上为增函数.(3)由f (1)=83得a -1a =83,即a =3或a =-13(舍).所以f(x)=3x-3-x,g(x)=32x+3-2x-2m(3x-3-x)=(3x-3-x)2-2m(3x-3-x)+2.设t=3x-3-x,x∈[1,+∞),则t=3x-3-x在[1,+∞)上为增函数,即t≥8 3,所以y=t2-2mt+2,t≥83,对称轴为t=m.当m≤83时,y min=⎝⎛⎭⎫832-163m+2=-2,解得m=2512.当m≥83时,y min=m2-2m2+2=-2,所以m=-2或m=2(均舍去).综上m=2512.。
高三数学理科一轮复习试卷详解_第7单元不等式
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高三单元滚动检测卷·数学考生注意:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共4页.2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间120分钟,满分150分. 4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整.单元检测七 不等式第Ⅰ卷一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(·深圳第二次调研)设0<a <b <1,则下列不等式成立的是( ) A .a 3>b 3 B.1a <1b C .a b >1D .lg(b -a )<02.已知(a 2-1)x 2-(a -1)x -1<0的解集是R ,则实数a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,-35∪(1,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-35,1 C.⎣⎡⎦⎤-35,1 D.⎝⎛⎦⎤-35,1 3.(·江西百所重点中学诊断)已知m >0,n >0,且2m +3n =5,则2m +3n 的最小值是( )A .25 B.52 C .4D .54.(·合肥第二次质检)已知f (x )是偶函数,当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )=x sin x ,若a =f (cos 1),b =f (cos 2),c =f (cos 3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .b <a <c C .c <b <aD .b <c <a5.某公司一年购买某种货物400 t ,每次都购买x t ,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值为( ) A .20 B .40 C .60D .806.(·北京)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤0,x +y ≤1,x ≥0,则z =x +2y 的最大值为( )A .0B .1 C.32D .27.(·湖北七市联考)若不等式x 2+2x <a b +16ba 对任意a ,b ∈(0,+∞)恒成立,则实数x 的取值范围是( ) A .(-2,0) B .(-∞,-2)∪(0,+∞) C .(-4,2)D .(-∞,-4)∪(2,+∞)8.在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0(a 为常数)所表示的平面区域的面积等于4,则a 的值为( ) A .-5 B .3 C .5D .79.若不等式|x -m |<1成立的充分不必要条件是13<x <12,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-12,13 B.⎣⎡⎦⎤-12,43 C.⎣⎡⎦⎤12,43D .(-1,3)10.(·渭南模拟)若直线ax +by =1过点A (b ,a ),则以坐标原点O 为圆心,OA 为半径的圆的面积的最小值为( ) A .π B .2π C .4πD.π211.(·浙江杭州二中第一次月考)若关于x 的不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则实数a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎭⎫-235,+∞ B.⎣⎡⎦⎤-235,1 C .(1,+∞)D .(-∞,-1)12.(·郑州第一次质量预测)定义在(-1,1)上的函数f (x )满足:f (x )-f (y )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x -y 1-xy ,当x ∈(-1,0)时,有f (x )>0.若P =f ⎝⎛⎭⎫15+f ⎝⎛⎭⎫111,Q =f ⎝⎛⎭⎫12,R =f (0),则P ,Q ,R 的大小关系为( ) A .R >Q >P B .R >P >Q C .P >R >QD .Q >P >R第Ⅱ卷二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上) 13.设a ∈R ,若x >0时均有[(a -1)x -1](x 2-ax -1)≥0,则a =________. 14.(·四川资阳第一次诊断)已知点A 是不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +1≤0,x +y -3≤0,x ≥1所表示的平面区域内的一个动点,点B (-1,1),O 为坐标原点,则OA →·OB →的取值范围是____________.15.(·青岛第一次模拟)已知x ,y 均为正实数,且xy =x +y +3,则xy 的最小值为________. 16.(·湖南师大附中第三次月考)设正实数a ,b 满足等式2a +b =1,且有2ab -4a 2-b 2≤t -12恒成立,则实数t 的取值范围是____________. 三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(10分)(·河北高阳中学第二次模拟考试)已知集合A ={x |(x -2)[x -(3a +1)]<0},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x -2a x -(a 2+1)<0. (1)当a =2时,求A ∩B ;(2)求使B ⊆A 的实数a 的取值范围.18.(12分)已知a ,b 是正常数,x ,y ∈R +,且a +b =10,a x +b y =1,x +y 的最小值为18,求a ,b 的值.19.(12分)解关于x 的不等式ax 2-(2a +1)x +2<0(a ∈R ).20.(12分)如图所示,建立平面直角坐标系xOy ,x 轴在地平面上,y 轴垂直于地平面,单位长度为1 km ,某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y =kx -120(1+k 2)x 2 (k >0)表示的曲线上,其中k 与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标. (1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2 km ,试问它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.21.(12分)(·江西宜春四校联考)变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1.(1)设z =yx ,求z 的最小值;(2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围.22.(12分)已知函数f (x )=ln x -14x +34x -1,g (x )=-x 2+2bx -4,若对任意的x 1∈(0,2),x 2∈[1,2],不等式f (x 1)≥g (x 2)恒成立,求实数b 的取值范围.答案解析1.D [对于A ,构造幂函数y =x 3,其在R 上为单调递增函数,因为0<a <b <1,根据其单调性可知a 3<b 3,故A 错误;对于B ,1a -1b =b -a ab ,因为0<a <b <1,所以ab >0,b -a >0,故1a -1b =b -a ab >0,所以1a >1b ,故B 错误;对于C ,构造指数函数y =a x ,因为0<a <b <1,所以a b <1,故C 错误;对于D ,构造对数函数y =lg x ,因为0<a <b <1,所以0<b -a <1,故lg(b -a )<0,故D 正确.]2.D [a =1显然满足题意,a =-1时不满足题意,若a ≠±1,则该不等式为一元二次不等式,则必有a 2<1,且Δ=(a -1)2+4(a 2-1)<0,解得-35<a <1.综上可知-35<a ≤1.]3.D [因为m >0,n >0,2m +3n =5,所以(2m +3n )·(2m +3n )=13+6⎝⎛⎭⎫m n +n m ≥13+12m n ·n m=25(当且仅当m =n =1时等号成立),所以2m +3n≥5,故选D.]4.B [由于函数为偶函数,故b =f (cos 2)=f (-cos 2),c =f (cos 3)=f (-cos 3),由于x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ′(x )=sin x +x cos x >0,即函数在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上为增函数,据单位圆三角函数线易得0≤-cos 2<cos 1<-cos 3≤π2,根据函数单调性可得f (-cos 2)<f (cos 1)<f (-cos 3),故选B.]5.A [某公司一年购买某种货物400 t ,每次都购买x t ,则需要购买400x 次,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,一年的总运费与总存储费用之和为⎝⎛⎭⎫400x ·4+4x 万元,400x ·4+4x ≥160,当且仅当1 600x =4x ,即x =20时,一年的总运费与总存储费用之和最小.]6.D [可行域如图所示.目标函数化为y =-12x +12z ,当直线y =-12x +12z 过点A (0,1)时,z 取得最大值2.]7.C [x 2+2x <⎝⎛⎭⎫a b +16b a min ,而a b +16b a≥2a b ·16b a =8,当且仅当a b =16ba,即a =4b 时,等号成立.因此x 2+2x <8,即x 2+2x -8<0,解不等式得-4<x <2.]8.D [直线ax -y +1=0过点(0,1),作出可行域如图知可行域由点A (1,0),B (1,a +1),C (0,1)组成的三角形的内部(包括边界),且a >-1,则其面积等于12×(a +1)×1=4,解得a =7.]9.B [根据题意,得不等式|x -m |<1的解集是m -1<x <m +1,设此命题为p ,命题13<x <12为q ,则p 的充分不必要条件是q ,即q 表示的集合是p 表示的集合的真子集,则有⎩⎨⎧m -1≤13,m +1≥12,(等号不同时成立).解得-12≤m ≤43.]10.A [因为直线ax +by =1过点A (b ,a ),所以2ab =1,因为|OA |=a 2+b 2,所以以坐标原点O 为圆心,OA 为半径的圆的面积为π(a 2+b 2)≥2πab =π,当且仅当a =b 时等号成立,故选A.]11.A [x 2+ax -2>0在[1,5]上有解可转化为a >2x -x 在[1,5]上有解.而⎝⎛⎭⎫2x -x min =25-5=-235,∴a >-235.]12.B [令x =y =0,得f (0)-f (0)=f (0)=0,再令x =0,可得f (0)-f (y )=f (-y )⇒-f (y )=f (-y ),即函数为奇函数.若-1<x <y <1,则x -y 1-xy <0,故由已知得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -y 1-xy >0,即f (x )-f (y )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x -y 1-xy >0,故函数在区间(-1,1)上为减函数.又P =f ⎝⎛⎭⎫15+f ⎝⎛⎭⎫111=f ⎝⎛⎭⎫15-f ⎝⎛⎭⎫-111=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫15+1111+15×111=f ⎝⎛⎭⎫27,而0<27<12,由单调性可得R =f (0)>f ⎝⎛⎭⎫27=P >f ⎝⎛⎭⎫12=Q ,故选B.] 13.32解析 对a 进行分类讨论,通过构造函数,利用数形结合解决.(1)当a =1时,不等式可化为:x >0时均有x 2-x -1≤0,由二次函数的图象知,显然不成立,∴a ≠1.(2)当a <1时,∵x >0, ∴(a -1)x -1<0,不等式可化为 x >0时均有x 2-ax -1≤0,∵二次函数y =x 2-ax -1的图象开口向上,∴不等式x 2-ax -1≤0在x ∈(0,+∞)上不能均成立, ∴a <1不成立.(3)当a >1时,令f (x )=(a -1)x -1,g (x )=x 2-ax -1,两函数的图象均过定点(0,-1), ∵a >1,∴f (x )在x ∈(0,+∞)上单调递增, 且与x 轴交点为⎝⎛⎭⎫1a -1,0,即当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a -1时,f (x )<0,当x ∈⎝⎛⎭⎫1a -1,+∞时,f (x )>0.又∵二次函数g (x )=x 2-ax -1的对称轴为x =a2>0,则只需g (x )=x 2-ax -1与x 轴的右交点与点⎝⎛⎭⎫1a -1,0重合,如图所示,则命题成立,即⎝⎛⎭⎫1a -1,0在g (x )图象上,所以有⎝⎛⎭⎫1a -12-aa -1-1=0, 整理得2a 2-3a =0,解得a =32,a =0(舍去).综上可知a =32.14.[-1,1]解析 作出不等式组表示的平面区域,如图所示.设A (x ,y ),z =OA →·OB →=-x +y ,则y =x +z 表示斜率为1,纵截距为z 的一组平行直线,平移直线y =x +z ,知当直线过点D (2,1)时,直线y =x +z 的截距最小,z min =-2+1=-1;当直线y =x +z 过点E (1,2)时,直线y =x +z 的截距最大,z max =-1+2=1,所以OA →·OB →的取值范围是[-1,1].15.9解析 因为x ,y 均为正实数,且xy =x +y +3,所以xy =x +y +3≥2xy +3,解得xy ≥3或xy ≤-1(舍去),所以xy ≥9,当且仅当x =y =3时取等号.故xy 的最小值为9. 16.⎣⎡⎭⎫22,+∞ 解析 ∵2a +b =1,∴4a 2+b 2=(2a +b )2-4ab =1-4ab .而2a +b =1≥22ab ,∴ab ≤24,当且仅当2a =b ,即a =14,b =12时等号成立.∴2ab -4a 2-b 2=2ab +4ab -1,令ab =u ∈⎝⎛⎦⎤0,24,f (u )=4u 2+2u -1,∴f (u )的最大值为f ⎝⎛⎭⎫24=2-12,故只需t -12≥2-12,即t ≥22. 17.解 (1)当a =2时,A =(2,7),B =(4,5), ∴A ∩B =(4,5). (2)B =(2a ,a 2+1),当a <13时,A =(3a +1,2),要使B ⊆A ,必须⎩⎪⎨⎪⎧2a ≥3a +1,a 2+1≤2,此时a =-1; 当a =13时,A =∅,使B ⊆A 的a 不存在;当a >13时,A =(2,3a +1),要使B ⊆A ,必须⎩⎪⎨⎪⎧2a ≥2,a 2+1≤3a +1,此时1≤a ≤3.综上可知,使B ⊆A 的实数a 的取值范围为[1,3]∪{-1}. 18.解 ∵x +y =(x +y )⎝⎛⎭⎫a x +b y =a +b +bx y +ayx ≥a +b +2ab ,当且仅当bx 2=ay 2时等号成立. ∴x +y 的最小值为a +b +2ab =18. 又a +b =10.∴2ab =8,∴ab =16.由a +b =10,ab =16可得a =2,b =8或a =8,b =2. 19.解 原不等式可化为(ax -1)(x -2)<0.(1)当a >0时,原不等式可以化为a (x -2)(x -1a )<0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x-2)(x -1a )<0.因为方程(x -2)(x -1a )=0的两个根分别是2,1a ,所以当0<a <12时,2<1a ,则原不等式的解集是{x |2<x <1a };当a =12时,原不等式的解集是∅;当a >12时,1a <2,则原不等式的解集是{x |1a<x <2}.(2)当a =0时,原不等式为-(x -2)<0,解得x >2,即原不等式的解集是{x |x >2}.(3)当a <0时,原不等式可以化为a (x -2)(x -1a )<0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x-2)(x -1a )>0,由于1a <2,故原不等式的解集是{x |x <1a 或x >2}.综上所述,当a <0时,不等式的解集为{x |x <1a或x >2};当a=0时,不等式的解集为{x |x >2};当0<a <12时,不等式的解集为{x |2<x <1a };当a =12时,不等式的解集为∅;当a >12时,不等式的解集为{x |1a <x <2}.20.解 (1)令y =0,得kx -120(1+k 2)x 2=0. 由实际意义和题设条件知x >0,k >0,由x =20k 1+k 2=20k +1k ≤202=10,当且仅当k =1时取等号.所以炮的最大射程为10 km.(2)因为a >0,所以炮弹可击中目标⇔存在k >0,使3.2=ka -120(1+k 2)a 2成立⇔关于k 的方程a 2k 2-20ak +a 2+64=0有正根⇔Δ=(-20a )2-4a 2(a 2+64)≥0⇔0<a ≤6. 所以当a 不超过6 km 时,可击中目标.21.解 由约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,作出(x ,y )的可行域如图中阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,3x +5y -25=0,解得A (1,225). 由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,解得C (1,1). 由⎩⎪⎨⎪⎧ x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B (5,2). (1)∵z =y x =y -0x -0,∴z 的值即是可行域中的点与原点O 连线的斜率.观察图形可知z min =k OB =25. (2)z =x 2+y 2的几何意义是可行域上的点到原点O 的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到原点的距离中,d min =|OC |=2,d max =|OB |=29,故z 的取值范围是[2,29].(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中,d min =1-(-3)=4,d max =(-3-5)2+(2-2)2=8.故z 的取值范围是[16,64].22.解 问题等价于f (x )在(0,2)上的最小值恒大于或等于g (x )在[1,2]上的最大值.因为f (x )=ln x -14x +34x-1, 所以f (x )的定义域为(0,+∞),所以f ′(x )=1x -14-34x 2=4x -x 2-34x 2. 若f ′(x )>0,则x 2-4x +3<0,解得1<x <3,故函数f (x )的单调递增区间是[1,3],同理得f (x )的单调递减区间是(0,1]和[3,+∞),故在区间(0,2)上,x =1是函数f (x )的极小值点,这个极小值点是唯一的,故也是最小值点,所以f (x )min =f (1)=-12.由于函数g (x )=-x 2+2bx -4,x ∈[1,2].当b <1时,g (x )max =g (1)=2b -5;当1≤b ≤2时,g (x )max =g (b )=b 2-4;当b >2时,g (x )max =g (2)=4b -8.故问题等价于⎩⎪⎨⎪⎧ b <1,-12≥2b -5或⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤b ≤2,-12≥b 2-4或⎩⎪⎨⎪⎧b >2,-12≥4b -8. 解第一个不等式组得b <1,解第二个不等式组得1≤b ≤142,第三个不等式组无解. 综上所述,b 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,142.。
2018-2019学年高中新创新一轮复习文数江苏专版讲义:第七章+不+等+式+Word版含答案

第七章 不 等 式(1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b (a ,b ∈R ),a -b =0⇔a =b (a ,b ∈R ),a -b <0⇔a <b (a ,b ∈R ).(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab >1⇔a >b (a ∈R ,b >0),ab =1⇔a =b (a ∈R ,b >0),a b <1⇔a <b (a ∈R ,b >0).2.不等式的基本性质(1)倒数的性质①a >b ,ab >0⇒1a <1b .②a <0<b ⇒1a <1b .③a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d .④0<a <x <b 或a<x<b<0⇒1b<1x<1a.(2)有关分数的性质若a>b>0,m>0,则:①ba<b+ma+m;ba>b-ma-m(b-m>0).②ab>a+mb+m;ab<a-mb-m(b-m>0).考点贯通抓高考命题的“形”与“神”比较两个数(式)的大小[例1](1)已知a1,a2∈(0,1),记M=a1a2,N=a1+a2-1,则M与N的大小关系是________.(2)若a=ln 22,b=ln 33,则a________b(填“>”或“<”).[解析](1)M-N=a1a2-(a1+a2-1)=a1a2-a1-a2+1=(a1-1)(a2-1),又∵a1∈(0,1),a2∈(0,1),∴a1-1<0,a2-1<0.∴(a1-1)(a2-1)>0,即M-N>0.∴M>N.(2)易知a,b都是正数,ba=2ln 33ln 2=log89>1,所以b>a.[答案](1)M>N(2)<[方法技巧]比较两个数(式)大小的两种方法不等式的性质[例2](1)(2018·f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,则f(-2)的取值范围是________.(2)下列命题:①若a>b,c>d,则ac>bd;②若ac >bc ,则a >b ; ③若a c 2<bc2,则a <b ;④若a >b ,c >d ,则a -c >b -d . 其中正确命题的序号是________.(3)(2018·兴化八校联考)“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”的________条件. [解析] (1)由题意知f (-1)=a -b ,f (1)=a +b ,f (-2)=4a -2b .设m (a +b )+n (a -b )=4a -2b ,则⎩⎪⎨⎪⎧ m +n =4,m -n =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =3,∴f (-2)=(a +b )+3(a-b )=f (1)+3f (-1).∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4,∴5≤f (-2)≤10,即f (-2)的取值范围为[5,10].(2)取a =2,b =1,c =-1,d =-2,可知①错误;当c <0时,ac >bc ⇒a <b ,∴②错误;∵a c 2<bc2,∴c ≠0,又c 2>0,∴a <b ,③正确;取a =c =2,b =d =1,可知④错误.(3)x 1>3,x 2>3⇒x 1+x 2>6,x 1x 2>9;反之不成立,例如x 1=12,x 2=20,x 1+x 2=412>6,x 1x 2=10>9,但x 1<3.故“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”的充分不必要条件.[答案] (1)[5,10] (2)③ (3)充分不必要 [方法技巧]不等式性质应用问题的常见类型及解题策略(1)不等式成立问题.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.(2)与充分、必要条件相结合问题.用不等式的性质分别判断p ⇒q 和q ⇒p 是否正确,要注意特殊值法的应用.(3)与命题真假判断相结合问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.. 解析:由题意得,B 2-A 2=-2ab ≤0,且A ≥0,B ≥0,可得A ≥B . 答案:A ≥B2.[考点二]若m <0,n >0且m +n <0,则下列不等式中成立的序号是________. ①-n <m <n <-m ;②-n <m <-m <n ;③m <-n <-m <n ;④m <-n <n <-m .解析:法一:(特殊值法)令m =-3,n =2分别代入各不等式中检验即可.法二:m +n <0⇒m <-n ⇒n <-m ,又由于m <0<n ,故m <-n <n <-m 成立. 答案:④3.[考点二]若a >0>b >-a ,c <d <0,则下列结论:①ad >bc ;②a d +bc <0;③a -c >b -d ;④a (d -c )>b (d -c )中,成立的个数是________.解析:∵a >0>b ,c <d <0,∴ad <0,bc >0,∴ad <bc ,故①不成立.∵a >0>b >-a ,∴a >-b >0,∵c <d <0,∴-c >-d >0,∴a (-c )>(-b )(-d ),∴ac +bd <0,∴ad +b c =ac +bd cd <0,故②成立.∵c <d ,∴-c >-d ,∵a >b ,∴a +(-c )>b +(-d ),a -c >b -d ,故③成立.∵a >b ,d -c >0,∴a (d -c )>b (d -c ),故④成立.成立的个数为3.答案:34.[考点二]设a ,b 是实数,则“a >b >1”是“a +1a >b +1b ”的________条件. 解析:因为a +1a -⎝⎛⎭⎫b +1b =(a -b )(ab -1)ab ,若a >b >1,显然a +1a -⎝⎛⎭⎫b +1b =(a -b )(ab -1)ab >0,则充分性成立;当a =12,b =23时,显然不等式a +1a >b +1b 成立,但a >b >1不成立,所以必要性不成立.答案:充分不必要突破点(二) 一元二次不等式)1.三个“二次”之间的关系一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a >0)的解集 {x |x <x 1或x >x 2}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠-b 2a R一元二次不等式ax 2+bx +c <0(a >0)的解集{x |x 1<x <x 2} ∅ ∅(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0. (2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.考点贯通抓高考命题的“形”与“神”一元二次不等式的解法[例1] 解下列不等式: (1)-3x 2-2x +8≥0; (2)0<x 2-x -2≤4;(3)ax 2-(a +1)x +1<0(a >0).[解] (1)原不等式可化为3x 2+2x -8≤0, 即(3x -4)(x +2)≤0.解得-2≤x ≤43,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-2≤x ≤43. (2)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-x -2>0,x 2-x -2≤4⇔⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -6≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ (x -2)(x +1)>0,(x -3)(x +2)≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x >2或x <-1,-2≤x ≤3.借助于数轴,如图所示,原不等式的解集为{}x |-2≤x <-1或2<x ≤3. (3)原不等式变为(ax -1)(x -1)<0, 因为a >0,所以a ⎝⎛⎭⎫x -1a (x -1)<0. 所以当a >1,即1a <1时,解为1a <x <1; 当a =1时,解集为∅;当0<a <1,即1a >1时,解为1<x <1a .综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1<x <1a ; 当a =1时,不等式的解集为∅;当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1a<x <1.[方法技巧]解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无实根时可直接写出解集,确定方程有两个实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.上全部在x 轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴下方.另外,常转化为求二次函数的最值或用分离参数求最值.考法(一) 在实数集R 上恒成立[例2] 已知不等式mx 2-2x -m +1<0,是否存在实数m 使得对所有的实数x ,不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解] 不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方.当m =0时,1-2x <0,则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数, 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4m (1-m )<0, 不等式组的解集为空集,即m 无解.综上可知不存在这样的实数m 使不等式恒成立. 考法(二) 在某区间上恒成立[例3] 设函数f (x )=mx 2-mx -1(m ≠0),若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.[解] 要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,则mx 2-mx +m -6<0,即m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.法一:令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)=m -6<0.所以m <6,则m <0.综上所述,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪0<m <67或m <0. 法二:因为x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.因为m ≠0,所以m 的取值范围是mm <0或0<m <67.考法(三) 在参数的某区间上恒成立时求变量范围[例4] 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.[解] 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4,则原问题转化为关于m 的一次函数问题. 由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0, 解得x <1或x >3.故当x 的取值范围是(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.[易错提醒]解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.1.[考点一](2018·常州月考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x ≥0,x 2,x <0,则不等式f (x 2)>f (3-2x )的解集是________.解析:当x ≤32时,原不等式化为x 2>3-2x ,解得x <-3或1<x ≤32;当x >32时,原不等式化为x 2>(3-2x )2,解得32<x <3. 综上,x <-3或1<x <3.答案:(-∞,-3)∪(1,3)2.[考点一]已知不等式x 2-2x -3<0的解集为A ,不等式x 2+x -6<0的解集为B ,不等式x 2+ax +b <0的解集为A ∩B ,则a +b 等于________.解析:由题意得,A ={x |-1<x <3},B ={x |-3<x <2},∴A ∩B ={x |-1<x <2},由根与系数的关系可知,a =-1,b =-2,则a +b =-3.答案:-33.[考点二·考法(一)](2018·无锡期初测试)定义在R 上的运算:x *y =x (1-y ),若不等式(x -y )*(x +y )<1对一切实数x 恒成立,则实数y 的取值范围是________.解析:∵(x -y )*(x +y )=(x -y )(1-x -y )=x -x 2-y +y 2<1.∴ -y +y 2<x 2-x +1,要使该不等式对一切实数x 恒成立,则需有-y +y 2<(x 2-x +1)min =34,解得-12<y <32.答案:⎝⎛⎭⎫-12,32 4.[考点二·考法(二)]若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是________.解析:原不等式为(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.答案:[-4,3]5.[考点二·考法(三)]要使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,当|a |≤1时恒成立,则x 的取值范围为________.解析:将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以①若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.②若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0,解得x <2或x >4.答案:(-∞,2)∪(4,+∞)1.若a >b >0,则下列不等式成立的序号有________. ①1a <1b;②|a |>|b |; ③a +b <2ab ;④⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b.解析:∵a >b >0,∴1a <1b ,且|a |>|b |,a +b >2ab ,又f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,∴⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b.答案:①②④2.(2018·启东中学月考)若不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为________.解析:当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].答案:(-3,0]3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3<0,2x 2-7x +6>0的解集是________.解析:∵x 2-4x +3<0,∴1<x <3.又∵2x 2-7x +6>0,∴(x -2)(2x -3)>0,∴x <32或x >2,∴原不等式组的解集为⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3). 答案:⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3) 4.已知关于x 的不等式ax 2+2x +c >0的解集为-13,12,则不等式-cx 2+2x -a >0的解集为________.解析:依题意知,⎩⎨⎧-13+12=-2a ,-13×12=ca ,∴解得a =-12,c =2,∴不等式-cx 2+2x -a>0,即为-2x 2+2x +12>0,即x 2-x -6<0,解得-2<x <3.所以不等式的解集为(-2,3).答案:(-2,3)[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.设集合A ={x |x 2+x -6≤0},集合B 为函数y =1x -1的定义域,则A ∩B =________. 解析:A ={x |x 2+x -6≤0}={x |-3≤x ≤2},由x -1>0得x >1,即B ={x |x >1},所以A ∩B ={x |1<x ≤2}.答案:{x |1<x ≤2}2.已知a ,b ,c ∈R ,则下列命题正确的序号是________.①ac 2>bc 2⇒a >b ;②a c >bc ⇒a >b ;③ ⎭⎪⎬⎪⎫a >b ab <0⇒1a >1b ;④⎭⎪⎬⎪⎫a >b ab >0⇒1a >1b . 解析:当ac 2>bc 2时,c 2>0,所以a >b ,故①正确;当c <0时,a c >bc ⇒a <b ,故②错误;因为1a -1b =b -aab >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ ab >0,a <b 或⎩⎪⎨⎪⎧ab <0,a >b ,故④错误,③正确.答案:①③3.已知a >0,且a ≠1,m =aa 2+1,n =a a +1,则m ,n 的大小关系是________. 解析:由题易知m >0,n >0,两式作商,得m n =a (a 2+1)-(a +1)=a a (a -1),当a >1时,a (a -1)>0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n ;当0<a <1时,a (a -1)<0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n .综上,对任意的a >0,a ≠1,都有m >n .答案:m >n4.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________.解析:不等式x 2-2x -3≤0的解集为[-1,3],假设⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(a +1)≤0的解集为空集,则不等式x 2+4x -(a +1)≤0的解集为集合{x |x <-1或x >3}的子集,因为函数f (x )=x 2+4x -(a +1)的图象的对称轴方程为x =-2,所以必有f (-1)=-4-a >0,即a <-4,则使⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不为空集的a 的取值范围是a ≥-4. 答案:[-4,+∞)5.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值范围是________. 解析:由Δ=a 2+8>0,知方程恒有两个不等实根,又知两根之积为负,所以方程必有一正根、一负根.于是不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故a的取值范围为⎝⎛⎭⎫-235,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-235,+∞ 6.(2018·无锡中学模拟)在R 上定义运算:⎝⎛⎭⎫a c b d =ad -bc ,若不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1对任意实数x 恒成立,则实数a 的最大值为________.解析:由定义知,不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1等价于x 2-x -(a 2-a -2)≥1,∴x 2-x +1≥a 2-a 对任意实数x 恒成立.∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34≥34,∴a 2-a ≤34,解得-12≤a ≤32,则实数a 的最大值为32.答案:327.(2018·姜堰中学月考)若关于x 的不等式(2x -1)2<kx 2的解集中整数恰好有2个,则实数k 的取值范围是________.解析:因为原不等式等价于(-k +4)x 2-4x +1<0,从而方程(-k +4)x 2-4x +1=0的判别式Δ=4k >0,且有4-k >0,故0<k <4.又原不等式的解集为12+k <x <12-k,且14<12+k <12,则1,2一定为所求的整数解,所以2<12-k≤3,得k 的取值范围为⎝⎛⎦⎤94,259. 答案:⎝⎛⎦⎤94,2598.若0<a <1,则不等式(a -x )⎝⎛⎭⎫x -1a >0的解集是________. 解析:原不等式为(x -a )⎝⎛⎭⎫x -1a <0,由0<a <1得a <1a ,∴a <x <1a. 答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪a <x <1a 9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax ,x ≥0,bx 2-3x ,x <0为奇函数,则不等式f (x )<4的解集为________.解析:若x >0,则-x <0,则f (-x )=bx 2+3x .因为f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即bx 2+3x =-x 2-ax ,可得a =-3,b =-1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3x ,x ≥0,-x 2-3x ,x <0.当x ≥0时,由x 2-3x <4解得0≤x <4;当x <0时,由-x 2-3x <4解得x <0,所以不等式f (x )<4的解集为(-∞,4).答案:(-∞,4)10.(2018·盐城中学月考)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≤0时,f (x )=-x 2-3x ,则不等式f (x -1)>-x +4的解集是________.解析:由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-3x ,x ≤0,x 2-3x ,x >0,f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2-3(x -1),x -1≤0,(x -1)2-3(x -1),x -1>0, 即f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-x +2,x ≤1,x 2-5x +4,x >1,所以不等式f (x -1)>-x +4可化为⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-x +2>-x +4,x ≤1,或⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x +4>-x +4,x >1,解得x >4. 答案:(4,+∞) 二、解答题11.已知f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6. (1)解关于a 的不等式f (1)>0;(2)若不等式f (x )>b 的解集为(-1,3),求实数a ,b 的值. 解:(1)∵f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6, ∴f (1)=-3+a (6-a )+6=-a 2+6a +3>0, 即a 2-6a -3<0,解得3-23<a <3+2 3. ∴不等式的解集为{a |3-23<a <3+23}. (2)∵f (x )>b 的解集为(-1,3),∴方程-3x 2+a (6-a )x +6-b =0的两根为-1,3, ∴⎩⎨⎧-1+3=a (6-a )3,-1×3=-6-b3,解得⎩⎨⎧a =3±3,b =-3.故a 的值为3+3或3-3,b 的值为-3. 12.已知函数f (x )=x 2-2ax -1+a ,a ∈R. (1)若a =2,试求函数y =f (x )x (x >0)的最小值;(2)对于任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立,试求a 的取值范围. 解:(1)依题意得y =f (x )x =x 2-4x +1x =x +1x -4. 因为x >0,所以x +1x ≥2.当且仅当x =1x 时,即x =1时,等号成立. 所以y ≥-2.所以当x =1时,y =f (x )x 的最小值为-2. (2)因为f (x )-a =x 2-2ax -1,所以要使得“对任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立”只要“x 2-2ax -1≤0在[0,2]恒成立”.不妨设g (x )=x 2-2ax -1,则只要g (x )≤0在[0,2]上恒成立即可.所以⎩⎪⎨⎪⎧ g (0)≤0,g (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧0-0-1≤0,4-4a -1≤0,解得a ≥34.则a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫34,+∞. 第二节二元一次不等式(组) 与简单的线性规划问题本节主要包括3个知识点:1.二元一次不等式(组)表示的平面区域;2.简单的线性规划问题;3.线性规划的实际应用.基础联通抓主干知识的“源”与“流”不等式 表示区域Ax +By +C >0 直线Ax +By +C =0某一侧的所有点组成的平面区域不包括边界直线 Ax +By +C ≥0 包括边界直线不等式组各个不等式所表示平面区域的公共部分以上简称为“直线定界,特殊点定域”.考点贯通抓高考命题的“形”与“神”求平面区域的面积1.求平面区域的面积,要先作出不等式组表示的平面区域,然后根据区域的形状求面积. 2.求平面区域的面积问题,平面区域形状为三角形的居多,尤其当△ABC 为等腰直角三角形(A 为直角)时,点B 到直线AC 的距离即△ABC 的腰长|AB |.由点到直线的距离公式求得|AB |,面积便可求出.[例1] 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域的面积为________.[解析]不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域如图所示(阴影部分),△ABC 的面积即所求.求出点A ,B ,C 的坐标分别为A (1,2),B (2,2),C (3,0),则△ABC 的面积为S =12×(2-1)×2=1.[答案] 1 [方法技巧]解决求平面区域面积问题的方法步骤(1)画出不等式组表示的平面区域;(2)判断平面区域的形状,并求得直线的交点坐标、图形的边长、相关线段的长(三角形的高、四边形的高)等,若为规则图形则利用图形的面积公式求解;若为不规则图形则利用割补法求解.[提醒] 求面积时应考虑圆、平行四边形等图形的对称性.根据平面区域满足的条件求参数表示的区域的分界线是一条变动的直线,此时要根据参数的取值范围确定这条直线的变化趋势、倾斜角度、上升还是下降、是否过定点等,确定区域的可能形状,进而根据题目要求求解;如果是一条曲线与平面区域具有一定的位置关系,可以考虑对应的函数的变化趋势,确定极限情况求解;如果目标函数中含有参数,则要根据这个目标函数的特点考察参数变化时目标函数与平面区域的关系,在运动变化中求解.[例2] 若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a表示的平面区域是一个三角形,则a 的取值范围是________.[解析] 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0表示的平面区域如图所示(阴影部分).由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x ,2x +y =2,得A 23,23;由⎩⎪⎨⎪⎧y =0,2x +y =2,得B (1,0).若原不等式组表示的平面区域是一个三角形,则直线x +y =a 中a 的取值范围是0<a ≤1或a ≥43.[答案] (0,1]∪⎣⎡⎭⎫43,+∞ [易错提醒]此类问题的难点在于参数取值范围的不同导致平面区域或者曲线位置的改变,解答的思路可能会有变化,所以求解时要根据题意进行必要的分类讨论及对特殊点、特殊值的考虑.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]设动点P (x ,y )在区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,x +y ≤4上,过点P 任作直线l ,设直线l 与区域Ω的公共部分为线段AB ,则以AB 为直径的圆的面积的最大值为________.解析:作出不等式组所表示的可行域如图中阴影部分所示,则根据图形可知,AB 长度的最大值为4,则以AB 为直径的圆的面积为最大值S =π×⎝⎛⎭⎫422=4π.答案:4π2.[考点二]若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x +2y -2≥0,x -y +2m ≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m 的值为________.解析:作出可行域,如图中阴影部分所示,易求A ,B ,C ,D 的坐标分别为A (2,0),B (1-m,1+m ),C 2-4m 3,2+2m3,D (-2m,0).S△ABC=S △ADB -S △ADC =12|AD |·|y B -y C |=12(2+2m )⎝⎛⎭⎫1+m -2+2m 3=(1+m )⎝⎛⎭⎫1+m -23=43,解得m =1或m =-3(舍去).答案:13.[考点一]不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.答案:44.[考点二]若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥a的整点(x ,y )恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a 的值为________.解析:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a =0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a =-1时,增加了(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)共5个整点,此时,整点的个数共9个,故整数a =-1.答案:-1突破点(二) 简单的线性规划问题1.线性规划中的基本概念名称意义约束条件由变量x,y组成的不等式(组)线性约束条件由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式(组)目标函数关于x,y的函数解析式,如z=2x+3y等线性目标函数关于x,y的一次函数解析式可行解满足线性约束条件的解(x,y)可行域所有可行解组成的集合最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解线性规划问题在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题在确定线性约束条件和线性目标函数的前提下,用图解法求最优解的步骤概括为“画、移、求、答”.即考点贯通抓高考命题的“形”与“神”线性目标函数的最值[例1](1)(2017·山东高考)已知x,y满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x-y+3≤0,3x+y+5≤0,x+3≥0,则z=x+2y的最大值是________.(2)(2017·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -3≤0,2x -3y +3≥0,y +3≥0,则z =2x +y 的最小值是________.[解析] (1)作出满足约束条件的可行域如图中阴影部分所示,将直线y =-x 2+z2进行平移,显然当该直线过点A 时z 取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y +5=0,x +3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =4,即A (-3,4),所以z max =-3+8=5.(2)法一:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.易求得可行域的顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),当直线z =2x +y 过点B (-6,-3)时,z 取得最小值,z min =2×(-6)-3=-15.法二:易求可行域顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),分别代入目标函数,求出对应的z 的值依次为1,-15,9,故最小值为-15.[答案] (1)5 (2)-15 [方法技巧]求解线性目标函数最值的常用方法线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,若可行域是一个封闭的图形,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值;若可行域不是封闭图形还是需要借助截距的几何意义来求最值.非线性目标函数的最值[例2] (1)(2018·无锡期初测试)已知变量x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≤-x +3,y ≥2x 则yx -2的取值范围是________.(2)若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是________.[解析] (1)画出可行域如图所示,yx -2等价于点(x ,y )到点(2,0)连线的斜率,又k AB =-2,k BO =0,从而yx -2∈[-2,0].(2)作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.x 2+y 2表示平面区域内点到原点距离的平方,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,2x -3y =9得A (3,-1),由图易得(x 2+y 2)max =|OA |2=32+(-1)2=10.[答案] (1)[-2,0] (2)10 [方法技巧]非线性目标函数最值问题的常见类型及求法(1)距离平方型:目标函数为z =(x -a )2+(y -b )2时,可转化为可行域内的点(x ,y )与点(a ,b )之间的距离的平方求解.(2)斜率型:对形如z =ay +bcx +d(ac ≠0)型的目标函数,可利用斜率的几何意义来求最值,即先变形为z =ac·y -⎝⎛⎭⎫-b a x -⎝⎛⎭⎫-d c 的形式,将问题化为求可行域内的点(x ,y )与点⎝⎛⎭⎫-d c ,-b a 连线的斜率的a c 倍的取值范围、最值等.(3)点到直线距离型:对形如z =|Ax +By +C |型的目标函数,可先变形为z =A 2+B 2·|Ax +By +C |A 2+B 2的形式,将问题化为求可行域内的点(x ,y )到直线Ax +By +C =0的距离的A 2+B 2倍的最值.线性规划中的参数问题[例3] 已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≤2,y ≥0.若z =ax +y 的最大值为4,则a =________.[解析] 画出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,若z =ax +y 的最大值为4,则最优解为x =1,y =1或x =2,y =0,经检验知x =2,y =0符合题意,∴2a +0=4,此时a =2.[答案] 2 [方法技巧]求解线性规划中含参问题的两种基本方法(1)把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或范围;(2)先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一](2017·全国卷Ⅰ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0,则z =3x -2y 的最小值为________.解析:画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0所表示的可行域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y =32x -z 2过点A 时,在y轴上的截距最大,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =1,2x +y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.∴z min =-5. 答案:-52.[考点二]已知(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1,则k =yx +1的最大值为________. 解析:如图,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1表示的平面区域为△AOB 的边界及其内部区域,k =yx +1=y -0x -(-1)表示平面区域内的点(x ,y )和点(-1,0)连线的斜率.由图知,平面区域内的点(0,1)和点(-1,0)连线的斜率最大,所以k max =1-00-(-1)=1.答案:13.[考点一](2018·银川模拟)设z =x +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥0,x -y ≤0,0≤y ≤k ,若z 的最大值为6,则z 的最小值为________.解析:作出实数x ,y 满足的平面区域,如图中阴影部分所示,由图知,当目标函数z =x +y 经过点C (k ,k )时,取得最大值,且z max =k +k =6,得k =3.当目标函数z =x +y 经过点B (-6,3)时,取得最小值,且z min =-6+3=-3.答案:-34.[考点三](2018·苏州月考)设x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,3x -y -6≤0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (a>0,b >0)的最大值为2,则2a +3b 的最小值为________.解析:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)取得最大值2,即2a +3b =1,而2a +3b (2a +3b )=13+6⎝⎛⎭⎫b a +a b ≥25.答案:255.[考点二]设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3,则z =(x +1)2+y 2的最大值为________.解析:作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3表示的平面区域,如图中阴影部分所示.(x +1)2+y 2可看作点(x ,y )到点P (-1,0)的距离的平方,由图可知可行域内的点A 到点P (-1,0)的距离最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =3,x -y +5=0,得A 点的坐标为(3,8),代入z =(x +1)2+y 2,得z max =(3+1)2+82=80. 答案:80突破点(三) 线性规划的实际应用基础联通抓主干知识的“源”与“流”解线性规划应用题的一般步骤考点贯通抓高考命题的“形”与“神”线性规划的实际应用[典例] 生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900 元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为________元.[解析] 设生产A 产品x 件,B 产品y 件,由已知可得约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *,即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.目标函数为z =2 100x +900y ,由约束条件作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分.作直线2 100x +900y =0,即7x +3y =0并上下平移,易知当直线经过点M 时,z 取得最大值,联立⎩⎪⎨⎪⎧10x +3y =900,5x +3y =600,解得B (60,100).则z max =2 100×60+900×100=216 000(元). [答案] 216 000 [方法技巧]1.某校今年计划招聘女教师a 名,男教师b 名,若a ,b 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2a -b ≥5,a -b ≤2,a <7,设这所学校今年计划招聘教师最多x 名,则x =________.解析:如图所示,画出约束条件所表示的区域,即可行域,作直线b +a =0,并平移,结合a ,b ∈N ,可知当a =6,b =7时,a +b 取最大值,故x =6+7=13.答案:132.A ,B 两种规格的产品需要在甲、乙两台机器上各自加工一道工序才能成为成品.已知A 产品需要在甲机器上加工3小时,在乙机器上加工1小时;B 产品需要在甲机器上加工1小时,在乙机器上加工3小时.在一个工作日内,甲机器至多只能使用11小时,乙机器至多只能使用9小时.A 产品每件利润300元,B 产品每件利润400元,则这两台机器在一个工作日内创造的最大利润是________元.解析:设生产A 产品x 件,B 产品y 件,则x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤11,x +3y ≤9,x ∈N ,y ∈N ,生产利润为z =300x +400y .画出可行域,如图中阴影部分(包含边界)内的整点,显然z =300x +400y 在点M 或其附近的整数点处取得最大值,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y =11,x +3y =9,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,则z max =300×3+400×2=1 700.故最大利润是1 700元.答案:1 7003.某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为________万元.解析:设每天生产甲、乙产品分别为x 吨、y 吨,每天所获利润为z 万元,则有⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,z =3x +4y ,作出可行域如图阴影部分所示,由图形可知,当直线z =3x +4y 经过点A (2,3)时,z 取最大值,最大值为3×2+4×3=18.答案:184.制订投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且还要考虑可能出现的亏损,某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能出的最大盈利率分别为100%和50%,可能的最大亏损率分别为30%和10%,投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元,问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元才能使可能的盈利最大?解:设分别向甲、乙两项目投资x 万元,y 万元,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤10,0.3x +0.1y ≤1.8,x ≥0,y ≥0,目标函数z =x +0.5y ,作出可行域如图所示,作直线l 0:x +0.5y =0,并作平行于直线l 0的一组直线x +0.5y =z ,z ∈R ,与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的M 点,且与直线x +0.5y =0的距离最大,这里M 点是直线x +y =10和0.3x +0.1y =1.8的交点,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =10,0.3x +0.1y =1.8,解得x =4,y =6,此时z =1×4+0.5×6=7(万元) ∵ 7>0,∴当x =4,y =6时z 取得最大值.∴投资人用4万元投资甲项目,6万元投资乙项目,才能在确保亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大.[课时达标检测]重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考1.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于________.解析:平面区域如图中阴影部分所示.解⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =4,3x +y =4得A (1,1),易得B (0,4),C ⎝⎛⎭⎫0,43,|BC |=4-43=83.∴S △ABC =12×83×1=43. 答案:432.若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤0,x +y ≤1,x ≥0,则z =x +2y 的最大值为________.解析:作出不等式组所表示的平面区域,如图所示.作直线x +2y =0并上下平移,易知当直线过点A (0,1)时,z =x +2y 取最大值,即z max =0+2×1=2.答案:23.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,y +2≥0,x +y +2≥0,则(x +2)2+(y +3)2的最小值为________.解析:不等式组表示的可行域如图阴影部分所示,由题意可知点P (-2,-3)到直线x +y +2=0的距离为|-2-3+2|2=32,所以(x +2)2+(y +3)2的最小值为⎝⎛⎭⎫322=92. 答案:924.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目标函数z =3x -y 的最大值为________.解析:根据约束条件作出可行域如图中阴影部分所示,∵z =3x -y ,∴y =3x -z ,当该直线经过点A (2,2)时,z 取得最大值,即z max =3×2-2=4.答案:45.(2018·常州月考)已知实数x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≥0,x ≤1,则y -⎝⎛⎭⎫12x的最大值为________.解析:令z =y -⎝⎛⎭⎫12x ,作出不等式组对应的区域,作出指数函数y =⎝⎛⎭⎫12x,平移函数y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象,可知当函数y =⎝⎛⎭⎫12x +z 的图象经过点A 时z 取最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x =1,得A (1,1),所以x =y =1时,y -⎝⎛⎭⎫12x 取最大值12. 答案:12[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.(2018·东台中学月考)在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0(a 为常数)所表示的平面区域的面积等于2,则a =________.解析:不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0,所围成的区域如图所示.则A (1,0),B (0,1),C (1,1+a ),且a >-1, ∵ S △ABC =2,∴ 12(1+a )×1=2,解得a =3.答案:32.(2018·江苏八市高三质检)已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x +y ≤4,-2x +y +c ≥0,目标函数z=6x +2y 的最小值是10,则z 的最大值是________.解析:由z =6x +2y ,得y =-3x +z2,作出不等式组所表示可行域的大致图形如图中阴影部分所示,由图可知当直线y =-3x +z2经过点C 时,直线的纵截距最小,即z =6x +2y 取得最小值10,由⎩⎪⎨⎪⎧ 6x +2y =10,x =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-1,即C (2,-1),将其代入直线方程-2x +y +c =0,得c =5,即直线方程为-2x +y +5=0,平移直线3x +y =0,当直线经过点D 时,直线的纵截距最大,此时z 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧ -2x +y +5=0,x +y =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1,即D (3,1),将点D 的坐标代入目标函数z =6x +2y ,得z max =6×3+2=20.答案:203.(2017·浙江高考)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +y -3≥0,x -2y ≤0,则z =x +2y 的取值范围是________.解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由z =x +2y ,得y =-12x +z 2,∴z 2是直线y =-12x +z 2在y 轴上的截距,根据图形知,当直线y =-12x +z 2过A 点时,z 2取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y =0,x +y -3=0,得x=2,y =1,即A (2,1),此时,z =4,∴z =x +2y 的取值范围是[4,+∞).答案:[4,+∞)4.(2018·安徽江南十校联考)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y ≥0,x +y -4≤0,y ≥12x 2,则z =y -x 的取值范围为________.解析:作出可行域如图所示,设直线l :y =x +z ,平移直线l ,易知当l 过直线3x -y =0与x +y -4=0的交点(1,3)时,z 取得最大值2;当l 与抛物线y =12x 2相切时,z 取得最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧z =y -x ,y =12x 2,消去y 得x 2-2x -2z =0,由Δ=4+8z =0,得z =-12,故-12≤z ≤2.答案:⎣⎡⎦⎤-12,2 5.在平面上,过点P 作直线l 的垂线所得的垂足称为点P 在直线l 上的投影.由区域⎩⎪⎨⎪⎧x -2≤0,x +y ≥0,x -3y +4≥0中的点在直线x +y -2=0上的投影构成的线段记为AB ,则|AB |=________.解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,过点C ,D 分别作直线x +y -2=0的垂线,垂足分别为A ,B ,则四边形ABDC 为矩形,由⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,x +y =0得C (2,-2).由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4=0,x +y =0得D (-1,1).所以|AB |=|CD |=(2+1)2+(-2-1)2=3 2.答案:3 26.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥-1,2x -y ≤2,目标函数z =ax +2y 仅在点(1,0)处取得最小值,则实数a 的取值范围是________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,当a =0时,显然成立.。
2018年高考新课标数学理一轮考点突破课件:第七章 不等式 7-2 精品

2 (2016·青海模拟)不等式(a-2)x + 2(a-2)x-4<0, 对一切 x∈R 恒成立,则实数 a 的取值范围是( ) A.(-∞,2] B.(-2,2] C.(-2,2) D.(-∞,2)
a-2<0, 解:当 a≠2 时,有 所以-2<a<2.当 a=2 Δ<0,
时,原式化为-4<0,恒成立.所以-2<a≤2.故选 B.
f(x)g(x)≤0, f(x) ≤0 ⇔ g(x) g(x)≠0.
自查自纠: 1.(1)同解不等式 (2)同解变形 b b x|x< 2. x|x>a a=0,b<0 a 3.(1)一元二次 (2)解集 (3)两边 中间 (4)①{x|x<x1或x>x2} b ②x x≠-2a ③∅
解关于 x 的不等式:(m -4)x<m+2.
解:(1)当 m -4=0 即 m=-2 或 m=2 时, ①当 m=-2 时,原不等式的解集为∅, ②当 m=2 时,原不等式的解集为 R. 1 (2)当 m -4>0,即 m<-2 或 m>2 时,x< . m-2 1 2 (3)当 m -4<0,即-2<m<2 时,x> . m-2
-∞,-1 解:由(a+b)x<3b-2a 的解集为 , 3
3b-2a 1 得 a+b>0,且 =- , a+b 3 从而 a=2b,则 a+b=3b>0,即 b>0, 将 a=2b 代入(a-3b)x+b-2a>0, 得-bx-3b>0,x<-3,故填{x|x<-3}.
点拨: 一般地,一元一次不等式都可以化为 ax > b(a≠0) 的形 3b-2a 1 式.挖掘隐含条件 a+b>0 且 =- 是解本题的关键. a+b 3
(4)一元二次不等式的解:
2018版高考数学(人教A版理科)一轮复习真题演练集训:第七章 不等式7-3含答案
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真题演练集训1.在锐角三角形ABC中,若sin A=2sin B sin C,则tan A tan B tan C的最小值是________.答案:8解析:由sin A=sin(B+C)=2sin B sin C,得sin B cos C+cos B sin C=2sin B sin C,两边同时除以cos B cos C,得tan B+tan C=2tan B tan C,令tan B+tan C=2tan B tan C=m,因为△ABC是锐角三角形,所以2tan B tan C>2错误!,则tan B tan C>1,m>2。
又在三角形中有tan A tan B tan C=-tan(B+C)tan B tan C=-错误!·错误!m=错误!=m-2+错误!+4≥2错误!+4=8,当且仅当m-2=错误!,即m=4时等号成立,故tan A tan B tan C的最小值为8。
2.要制作一个容积为4 m3,高为1 m的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________(单位:元).答案:160解析:设该容器的总造价为y元,长方体的底面矩形的长为x m,因为无盖长方体的容积为4 m3,高为1 m,所以长方体的底面矩形的宽为错误!m,依题意,得y=20×4+10错误!=80+20错误!≥80+20×2错误!=160,当且仅当x=错误!,即x=2时等号成立,所以该容器的最低总造价为160元.3.设a+b=2,b〉0,则当a=________时,错误!+错误!取得最小值.答案:-2解析:∵a+b=2,∴错误!+错误!=错误!+错误!=错误!+错误!=错误!+错误!+错误!≥错误!+2 错误!=错误!+1。
当且仅当错误!=错误!且a〈0,即b=-2a,a=-2时,错误!+错误!取得最小值.课外拓展阅读基本(均值)不等式在压轴题中的应用关于基本(均值)不等式的高考试题,它可以涉及的知识点很多,尤其是在数列、解析几何中运用时,难度一般较大,需要有较强的分析问题及解决问题的能力.1.与数列搭配基本不等式在数列解答题中多出现在第(2)问中,常见的是比较大小或证明不等式,问题的求解需要有较强的运算能力.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,公差d≠0,a1=1,且a1,a2,a7成等比数列.(1)求数列{a n}的前n项和S n;(2)设b n=错误!,数列{b n}的前n项和为T n,求证:2T n-9b n-1+18>错误!(n〉1).(1)根据等差数列和等比数列的性质易求;(2)中数列{b n}满足b n=错误!,这是一个等差数列的前n项和与一个关于n的一次函数之比,数列{b n}极可能也是一个等差数列,求出其和后,根据不等式的有关知识解决.(1) 因为a1,a2,a7成等比数列,所以a错误!=a1a7,即(a1+d)2=a1(a1+6d).又a1=1,d≠0,所以d=4.所以S n=na1+错误!d=n+2n(n-1)=2n2-n.(2)因为b n=2S n2n-1=错误!=2n,所以{b n}是首项为2,公差为2的等差数列.所以T n=错误!=n2+n.所以2T n-9b n-1+18=2n2+2n-18(n-1)+18=2n2-16n+36=2(n2-8n+16)+4=2(n-4)2+4≥4,当且仅当n=4时等号成立.①错误!=错误!=错误!=错误!≤错误!=4,当且仅当n=错误!,即n=3时等号成立.②又①②中等号不可能同时取到,所以2T n-9b n-1+18〉错误!(n〉1).温馨提示本题在求解时注意,两次放缩取等号的条件不一致,最后结果不能取等号.2.与函数、导数共现在函数的解答题中出现的基本(均值)不等式一般都与导数有密切的联系,在多数情况下问题的求解需要构造新的函数,通过合理转化,巧妙放缩去完成.求解这类问题一般难度较大,在高考中常以压轴题的形式出现,需要较强的综合能力.已知h(x)=ln(x+1)-错误!。
2019届高考数学人教A版理科第一轮复习课件第七章不等式、推理与证明7.4
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考点1
考点2
考点3
(2)证明 ①在△PAB中,因为E,F分别为PA,AB的中点,所以EF∥PB. 又因为EF⊄平面PBC,PB⊂平面PBC, 所以直线EF∥平面PBC. ②如图,连接BD. 因为AB=AD,∠BAD=60°, 所以△ABD为正三角形. 因为F是AB的中点,所以DF⊥AB. 因为平面PAB⊥平面ABCD,DF⊂平面ABCD,平面PAB∩平面 ABCD=AB, 所以DF⊥平面PAB. 又因为DF⊂平面DEF, 所以平面DEF⊥平面PAB.
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2.间接证明 间接证明是不同于直接证明的又一类证明方法 ,反证法是一种常用 的间接证明方法. 不成立 (即在原命题的条件下, (1)反证法的定义:假设原命题 矛盾,因此说明假设错 结论不成立),经过正确的推理,最后得出 误,从而证明 原命题成立 的证明方法. (2)用反证法证明的一般步骤:①反设——假设命题的结论不成立; ②归谬——根据假设进行推理,直到推出矛盾为止;③结论——断 言假设不成立,从而肯定原命题的结论成立.
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知识梳理
双基自测
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续 内容 综合法 证明 由因导果 思路 分析法 执果索因
表
证明 P⇒Q1 → Q1⇒Q2 →…→ Qn⇒Q 个明显 流程 成立的条件 文字 因为……所以…… 表达 或由……得……
Q⇐P1 → P1⇐P2 →…→ 得到一
要证……只需证…… 即证……
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知识梳理
双基自测
关闭
因为“方程x3+ax+b=0至少有一个实根”等价于“方程x3+ax+b=0的实
根的个数大于或等于1”,所以要做的假设是“方程x3+ax+b=0没有实 A
2018-2019学年高中新创新一轮复习:选修7 Unit 1 高考试卷分块专练 含解析

选修7 Unit 1 高考试卷分块专练(安排3课时作业)练(一)阅读理解提速练(限时35分钟)第一节(共15小题;每小题2分,满分30分)AA Way to Make Your Old, Slow Computer Like-New AgainIs your computer painfully slow? Have you considered buying a new faster computer but the price of even a basic one discourages you? Well, fortunately, there's a new device that has recently hit the market and it's absolutely giving old, slow computers lightning fast speed again. The clever new device is saving people hundreds (even thousands) but the big computer companies aren't happy about it!*What Is It?It's called Xtra-PC and if you have an old, slow computer, it is exactly what you've been waiting for.Xtra-PC is a small thumb drive you simply plug into your computer's USB port and it instantly transforms your old computer to a like-new one. It works with any computer (Mac or Windows) laptop, desktop, and netbook made in 2004 or later.*How Does It Work?Super easy! All you have to do is ...*Plug It In — Simply plug Xtra-PC into a USB port while your computer is turned off.*Turn Your Computer On — Select Boot from USB and bingo, you're good to go.*Enjoy the New PC — In less than 15 minutes, you'll be shocked at the difference in the performance of your computer.*What Can I Do with My Like-New Computer?*Surf the web*Share on social media*Write emails*Watch videos*Play games*Safely shop online*And more!*How Much Is This Going to Cost Me?This is not a joke. Xtra-PC is only $ 24.99! And they offer a 30-day money back guarantee. There honestly is no good reason not to try Xtra-PC.You can get Xtra-PC direct from the company's website. Make sure to buy it from theofficial site as there are many knockoffs on the market today.语篇解读:本文主要介绍了一款让老而慢的电脑焕然一新的设备。
2018版高考数学全国人教B版理大一轮复习课件:第七章

规律方法
(1) 应用均值不等式解题一定要注意应用的前
提:“一正”“二定”“三相等”.所谓“一正”是指正
数,“二定 ” 是指应用均值不等式求最值时,和或积为
定值,“三相等”是指满足等号成立的条件. (2) 在利用均值不等式求最值时,要根据式子的特征灵活 变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用均值不 等式.
(2)不等式 a2+b2≥2ab 成立的条件是 a,b∈R; a+b 不等式 2 ≥ ab成立的条件是 a≥0,b≥0. 1 (3)函数 y=x+x 值域是(-∞,-2]∪[2,+∞),没有最小值. 4 (4)函数 f(x)=sin x+sin x的最小值为-5. x y (5)x>0 且 y>0 是y+x≥2 的充分条件. 解析
2 s 是 (简记:和定积最大). _____ 4
诊断自测 1.判断正误(在括号内打“√”或“×”) 精彩PPT展示
a+ b (1)当 a≥0,b≥0 时, 2 ≥ ab.( ) a+b 2 2 (2)两个不等式 a +b ≥2ab 与 ≥ ab成立的条件是相同 2 的.( ) 1 (3)函数 y=x+x 的最小值是 2.( ) 4 (4)函数 f(x)=sin x+sin x的最小值为 2.( ) x y (5)x>0 且 y>0 是y+x≥2 的充要条件.( )
解析
)
B.1+ 3
C.3
D.4
当 x>2 时,x-2>0, 1 (x-2)× +2=4, x -2
1 f(x)=(x-2)+ +2≥2 x-2
1 当且仅当 x-2= (x>2),即 x=3 时取等号, x-2 即当 f(x)取得最小值时,即 a=3,选 C.
答案 C
5.(教材改编)一段长为30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜 园 , 墙 长 18 m , 则 这 个 矩 形 的 长 为 ______m , 宽 为 ________m时菜园面积最大.
2018版高考数学(理)一轮复习文档:第七章7.2 一元二次不等式及其解法含解析
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1.“三个二次”的关系判别式Δ=b2-4acΔ>0Δ=0Δ〈0二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0 (a>0)的根有两相异实根x1,x2(x1〈x2)有两相等实根x1=x2=-错误!没有实数根2。
常用结论(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)〈0型不等式的解法【知识拓展】(1)错误!〉0(〈0)⇔f(x)·g(x)〉0(〈0).(2)错误!≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0。
以上两式的核心要义是将分式不等式转化为整式不等式.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若不等式ax2+bx+c〈0的解集为(x1,x2),则必有a〉0.( √) (2)若不等式ax2+bx+c〉0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.(√)(3)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.(×)(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a〈0且Δ=b2-4ac≤0.(×)(5)若二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,则不等式ax2+bx+c<0的解集一定不是空集.(√)1.(教材改编)不等式x2-3x-10>0的解集是( )A.(-2,5)B.(5,+∞)C.(-∞,-2) D.(-∞,-2)∪(5,+∞)答案D解析解方程x2-3x-10=0得x1=-2,x2=5,由于y=x2-3x-10的图象开口向上,所以x2-3x-10〉0的解集为(-∞,-2)∪(5,+∞).2.设集合M={x|x2-3x-4<0},N={x|0≤x≤5},则M∩N等于()A.(0,4]B.[0,4)C.[-1,0) D.(-1,0]答案B解析∵M={x|x2-3x-4<0}={x|-1<x〈4},∴M∩N=[0,4).3.(教材改编)y=log2(3x2-2x-2)的定义域是________________.答案(-∞,错误!)∪(错误!,+∞)解析由题意,得3x2-2x-2〉0,令3x2-2x-2=0得x1=错误!,x2=错误!,∴3x2-2x-2〉0的解集为(-∞,错误!)∪(错误!,+∞).4.(教材改编)若关于x的不等式ax2+bx+2〉0的解集是(-错误!,错误!),则a+b=________.答案-14解析∵x1=-错误!,x2=错误!是方程ax2+bx+2=0的两个根,∴错误!解得错误!∴a+b=-14.5.不等式x2+ax+4≤0的解集不是空集,则实数a的取值范围是________________.答案(-∞,-4]∪[4,+∞)解析∵x2+ax+4≤0的解集不是空集,则x2+ax+4=0一定有解.∴Δ=a2-4×1×4≥0,即a2≥16,∴a≥4或a≤-4.题型一一元二次不等式的求解命题点1 不含参的不等式例1 求不等式-2x2+x+3〈0的解集.解化-2x2+x+3<0为2x2-x-3>0,解方程2x2-x-3=0得x1=-1,x2=错误!,∴不等式2x2-x-3〉0的解集为(-∞,-1)∪(错误!,+∞),即原不等式的解集为(-∞,-1)∪(错误!,+∞).命题点2 含参不等式例2 解关于x的不等式:x2-(a+1)x+a〈0.解由x2-(a+1)x+a=0,得(x-a)(x-1)=0,∴x1=a,x2=1,①当a>1时,x2-(a+1)x+a〈0的解集为{x|1<x〈a},②当a=1时,x2-(a+1)x+a<0的解集为∅,③当a<1时,x2-(a+1)x+a<0的解集为{x|a〈x〈1}.引申探究将原不等式改为ax2-(a+1)x+1〈0,求不等式的解集.解若a=0,原不等式等价于-x+1<0,解得x>1.若a<0,原不等式等价于(x-错误!)(x-1)〉0,解得x<错误!或x〉1。
高考新创新一轮复习理数江苏专版教师用书:第七章+不等式
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第七章 不 等 式(1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b (a ,b ∈R ),a -b =0⇔a =b (a ,b ∈R ),a -b <0⇔a <b (a ,b ∈R ).(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab >1⇔a >b (a ∈R ,b >0),ab =1⇔a =b (a ∈R ,b >0),a b <1⇔a <b (a ∈R ,b >0).2.不等式的基本性质(1)倒数的性质①a >b ,ab >0⇒1a <1b .②a <0<b ⇒1a <1b .③a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d .④0<a <x <b 或a<x <b <0⇒1b <1x <1a.(2)有关分数的性质若a >b >0,m >0,则:①b a <b +m a +m ;b a >b -m a -m (b -m >0).②a b >a +m b +m ;a b <a -mb -m (b -m >0).[例1] (1)已知a 1,a 2∈(0,1),记M =a 1a 2,N =a 1+a 2-1,则M 与N 的大小关系是________.(2)若a =ln 22,b =ln 33,则a ________b (填“>”或“<”).[解析] (1)M -N =a 1a 2-(a 1+a 2-1)=a 1a 2-a 1-a 2+1=(a 1-1)(a 2-1),又∵a 1∈(0,1),a 2∈(0,1),∴a 1-1<0,a 2-1<0.∴(a 1-1)(a 2-1)>0,即M -N >0.∴M >N .(2)易知a ,b 都是正数,b a =2ln 33ln 2=log 89>1,所以b >a .[答案] (1)M >N (2)<[方法技巧] 比较两个数(式)大小的两种方法[例2] (1)(2018·f (-1)≤2,2≤f (1)≤4,则f (-2)的取值范围是________.(2)下列命题:①若a >b ,c >d ,则ac >bd ; ②若ac >bc ,则a >b ; ③若a c 2<bc2,则a <b ;④若a >b ,c >d ,则a -c >b -d . 其中正确命题的序号是________.(3)(2018·兴化八校联考)“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”的________条件. [解析] (1)由题意知f (-1)=a -b ,f (1)=a +b ,f (-2)=4a -2b .设m (a +b )+n (a -b )=4a -2b ,则⎩⎪⎨⎪⎧ m +n =4,m -n =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =3,∴f (-2)=(a +b )+3(a -b )=f (1)+3f (-1).∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4,∴5≤f (-2)≤10,即f (-2)的取值范围为[5,10].(2)取a =2,b =1,c =-1,d =-2,可知①错误;当c <0时,ac >bc ⇒a <b ,∴②错误;∵a c 2<bc2,∴c ≠0,又c 2>0,∴a <b ,③正确;取a =c =2,b =d =1,可知④错误.(3)x 1>3,x 2>3⇒x 1+x 2>6,x 1x 2>9;反之不成立,例如x 1=12,x 2=20,x 1+x 2=412>6,x 1x 2=10>9,但x 1<3.故“x 1>3且x 2>3”是“x 1+x 2>6且x 1x 2>9”的充分不必要条件.[答案] (1)[5,10] (2)③ (3)充分不必要 [方法技巧]不等式性质应用问题的常见类型及解题策略(1)不等式成立问题.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.(2)与充分、必要条件相结合问题.用不等式的性质分别判断p ⇒q 和q ⇒p 是否正确,要注意特殊值法的应用.(3)与命题真假判断相结合问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]设a ,b ∈[0,+∞),A =a +b ,B =a +b ,则A ,B 的大小关系是________. 解析:由题意得,B 2-A 2=-2ab ≤0,且A ≥0,B ≥0,可得A ≥B . 答案:A ≥B2.[考点二]若m <0,n >0且m +n <0,则下列不等式中成立的序号是________. ①-n <m <n <-m ;②-n <m <-m <n ;③m <-n <-m <n ;④m <-n <n <-m .解析:法一:(特殊值法)令m =-3,n =2分别代入各不等式中检验即可.法二:m +n <0⇒m <-n ⇒n <-m ,又由于m <0<n ,故m <-n <n <-m 成立. 答案:④3.[考点二]若a >0>b >-a ,c <d <0,则下列结论:①ad >bc ;②a d +bc <0;③a -c >b -d ;④a (d -c )>b (d -c )中,成立的个数是________.解析:∵a >0>b ,c <d <0,∴ad <0,bc >0,∴ad <bc ,故①不成立.∵a >0>b >-a ,∴a >-b >0,∵c <d <0,∴-c >-d >0,∴a (-c )>(-b )(-d ),∴ac +bd <0,∴ad +b c =ac +bdcd <0,故②成立.∵c <d ,∴-c >-d ,∵a >b ,∴a +(-c )>b +(-d ),a -c >b -d ,故③成立.∵a >b ,d -c >0,∴a (d -c )>b (d -c ),故④成立.成立的个数为3.答案:34.[考点二]设a ,b 是实数,则“a >b >1”是“a +1a >b +1b ”的________条件. 解析:因为a +1a -⎝⎛⎭⎫b +1b =(a -b )(ab -1)ab ,若a >b >1,显然a +1a -⎝⎛⎭⎫b +1b =(a -b )(ab -1)ab >0,则充分性成立;当a =12,b =23时,显然不等式a +1a >b +1b 成立,但a >b >1不成立,所以必要性不成立.答案:充分不必要突破点(二) 一元二次不等式)1.三个“二次”之间的关系(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.[例1] 解下列不等式: (1)-3x 2-2x +8≥0; (2)0<x 2-x -2≤4;(3)ax 2-(a +1)x +1<0(a >0).[解] (1)原不等式可化为3x 2+2x -8≤0, 即(3x -4)(x +2)≤0.解得-2≤x ≤43,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-2≤x ≤43. (2)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-x -2>0,x 2-x -2≤4⇔⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -6≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ (x -2)(x +1)>0,(x -3)(x +2)≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x >2或x <-1,-2≤x ≤3.借助于数轴,如图所示,原不等式的解集为{}x |-2≤x <-1或2<x ≤3. (3)原不等式变为(ax -1)(x -1)<0, 因为a >0,所以a ⎝⎛⎭⎫x -1a (x -1)<0. 所以当a >1,即1a <1时,解为1a <x <1;当a =1时,解集为∅;当0<a <1,即1a >1时,解为1<x <1a .综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1<x <1a ; 当a =1时,不等式的解集为∅;当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪1a <x <1.[方法技巧]解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无实根时可直接写出解集,确定方程有两个实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.由一元二次不等式恒成立求参数范围上全部在x 轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴下方.另外,常转化为求二次函数的最值或用分离参数求最值.考法(一) 在实数集R 上恒成立[例2] 已知不等式mx 2-2x -m +1<0,是否存在实数m 使得对所有的实数x ,不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解] 不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方.当m =0时,1-2x <0,则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数, 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4m (1-m )<0, 不等式组的解集为空集,即m 无解.综上可知不存在这样的实数m 使不等式恒成立. 考法(二) 在某区间上恒成立[例3] 设函数f (x )=mx 2-mx -1(m ≠0),若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.[解] 要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,则mx 2-mx +m -6<0,即m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.法一:令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)=m -6<0.所以m <6,则m <0.综上所述,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪0<m <67或m <0. 法二:因为x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.因为m ≠0,所以m 的取值范围是mm <0或0<m <67.考法(三) 在参数的某区间上恒成立时求变量范围[例4] 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.[解] 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4,则原问题转化为关于m 的一次函数问题. 由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0, 解得x <1或x >3.故当x 的取值范围是(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.[易错提醒]解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.1.[考点一](2018·常州月考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x ≥0,x 2,x <0,则不等式f (x 2)>f (3-2x )的解集是________.解析:当x ≤32时,原不等式化为x 2>3-2x ,解得x <-3或1<x ≤32;当x >32时,原不等式化为x 2>(3-2x )2,解得32<x <3. 综上,x <-3或1<x <3.答案:(-∞,-3)∪(1,3)2.[考点一]已知不等式x 2-2x -3<0的解集为A ,不等式x 2+x -6<0的解集为B ,不等式x 2+ax +b <0的解集为A ∩B ,则a +b 等于________.解析:由题意得,A ={x |-1<x <3},B ={x |-3<x <2},∴A ∩B ={x |-1<x <2},由根与系数的关系可知,a =-1,b =-2,则a +b =-3.答案:-33.[考点二·考法(一)](2018·无锡期初测试)定义在R 上的运算:x *y =x (1-y ),若不等式(x -y )*(x +y )<1对一切实数x 恒成立,则实数y 的取值范围是________.解析:∵(x -y )*(x +y )=(x -y )(1-x -y )=x -x 2-y +y 2<1.∴ -y +y 2<x 2-x +1,要使该不等式对一切实数x 恒成立,则需有-y +y 2<(x 2-x +1)min =34,解得-12<y <32.答案:⎝⎛⎭⎫-12,32 4.[考点二·考法(二)]若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是________.解析:原不等式为(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.答案:[-4,3]5.[考点二·考法(三)]要使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,当|a |≤1时恒成立,则x 的取值范围为________.解析:将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以①若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.②若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0,解得x <2或x >4.答案:(-∞,2)∪(4,+∞)1.若a >b >0,则下列不等式成立的序号有________. ①1a <1b;②|a |>|b |; ③a +b <2ab ;④⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b.解析:∵a >b >0,∴1a <1b ,且|a |>|b |,a +b >2ab ,又f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,∴⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12b.答案:①②④2.(2018·启东中学月考)若不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为________.解析:当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].答案:(-3,0]3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3<0,2x 2-7x +6>0的解集是________.解析:∵x 2-4x +3<0,∴1<x <3.又∵2x 2-7x +6>0,∴(x -2)(2x -3)>0,∴x <32或x >2,∴原不等式组的解集为⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3). 答案:⎝⎛⎭⎫1,32∪(2,3) 4.已知关于x 的不等式ax 2+2x +c >0的解集为-13,12,则不等式-cx 2+2x -a >0的解集为________.解析:依题意知,⎩⎨⎧-13+12=-2a ,-13×12=ca ,∴解得a =-12,c =2,∴不等式-cx 2+2x -a>0,即为-2x 2+2x +12>0,即x 2-x -6<0,解得-2<x <3.所以不等式的解集为(-2,3).答案:(-2,3)[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.设集合A ={x |x 2+x -6≤0},集合B 为函数y =1x -1的定义域,则A ∩B =________. 解析:A ={x |x 2+x -6≤0}={x |-3≤x ≤2},由x -1>0得x >1,即B ={x |x >1},所以A ∩B ={x |1<x ≤2}.答案:{x |1<x ≤2}2.已知a ,b ,c ∈R ,则下列命题正确的序号是________. ①ac 2>bc 2⇒a >b ;②a c >bc ⇒a >b ;③⎭⎪⎬⎪⎫a >b ab <0⇒1a >1b ;④⎭⎪⎬⎪⎫a >b ab >0⇒1a >1b. 解析:当ac 2>bc 2时,c 2>0,所以a >b ,故①正确;当c <0时,a c >bc⇒a <b ,故②错误;因为1a -1b =b -aab >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ ab >0,a <b 或⎩⎪⎨⎪⎧ab <0,a >b ,故④错误,③正确. 答案:①③3.已知a >0,且a ≠1,m =aa 2+1,n =a a +1,则m ,n 的大小关系是________.解析:由题易知m >0,n >0,两式作商,得m n =a (a 2+1)-(a +1)=a a (a -1),当a >1时,a (a -1)>0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n ;当0<a <1时,a (a -1)<0,所以a a (a-1)>a 0=1,即m >n .综上,对任意的a >0,a ≠1,都有m >n .答案:m >n4.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________.解析:不等式x 2-2x -3≤0的解集为[-1,3],假设⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(a +1)≤0的解集为空集,则不等式x 2+4x -(a +1)≤0的解集为集合{x |x <-1或x >3}的子集,因为函数f (x )=x 2+4x -(a +1)的图象的对称轴方程为x =-2,所以必有f (-1)=-4-a >0,即a <-4,则使⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -3≤0,x 2+4x -(1+a )≤0的解集不为空集的a 的取值范围是a ≥-4. 答案:[-4,+∞)5.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值范围是________. 解析:由Δ=a 2+8>0,知方程恒有两个不等实根,又知两根之积为负,所以方程必有一正根、一负根.于是不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故a的取值范围为⎝⎛⎭⎫-235,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-235,+∞ 6.(2018·无锡中学模拟)在R 上定义运算:⎝⎛⎭⎫a c b d =ad -bc ,若不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1对任意实数x 恒成立,则实数a 的最大值为________.解析:由定义知,不等式⎝⎛⎭⎫x -1a +1 a -2x ≥1等价于x 2-x -(a 2-a -2)≥1,∴x 2-x +1≥a 2-a 对任意实数x 恒成立.∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34≥34,∴a 2-a ≤34,解得-12≤a ≤32,则实数a 的最大值为32.答案:327.(2018·姜堰中学月考)若关于x 的不等式(2x -1)2<kx 2的解集中整数恰好有2个,则实数k 的取值范围是________.解析:因为原不等式等价于(-k +4)x 2-4x +1<0,从而方程(-k +4)x 2-4x +1=0的判别式Δ=4k >0,且有4-k >0,故0<k <4.又原不等式的解集为12+k <x <12-k,且14<12+k <12,则1,2一定为所求的整数解,所以2<12-k≤3,得k 的取值范围为⎝⎛⎦⎤94,259. 答案:⎝⎛⎦⎤94,2598.若0<a <1,则不等式(a -x )⎝⎛⎭⎫x -1a >0的解集是________. 解析:原不等式为(x -a )⎝⎛⎭⎫x -1a <0,由0<a <1得a <1a ,∴a <x <1a. 答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪a <x <1a 9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax ,x ≥0,bx 2-3x ,x <0为奇函数,则不等式f (x )<4的解集为________.解析:若x >0,则-x <0,则f (-x )=bx 2+3x .因为f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即bx 2+3x =-x 2-ax ,可得a =-3,b =-1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3x ,x ≥0,-x 2-3x ,x <0.当x ≥0时,由x 2-3x <4解得0≤x <4;当x <0时,由-x 2-3x <4解得x <0,所以不等式f (x )<4的解集为(-∞,4).答案:(-∞,4)10.(2018·盐城中学月考)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≤0时,f (x )=-x 2-3x ,则不等式f (x -1)>-x +4的解集是________.解析:由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-3x ,x ≤0,x 2-3x ,x >0,f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2-3(x -1),x -1≤0,(x -1)2-3(x -1),x -1>0, 即f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-x +2,x ≤1,x 2-5x +4,x >1,所以不等式f (x -1)>-x +4可化为⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-x +2>-x +4,x ≤1,或⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x +4>-x +4,x >1,解得x >4. 答案:(4,+∞) 二、解答题11.已知f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6. (1)解关于a 的不等式f (1)>0;(2)若不等式f (x )>b 的解集为(-1,3),求实数a ,b 的值. 解:(1)∵f (x )=-3x 2+a (6-a )x +6, ∴f (1)=-3+a (6-a )+6=-a 2+6a +3>0, 即a 2-6a -3<0,解得3-23<a <3+2 3. ∴不等式的解集为{a |3-23<a <3+23}. (2)∵f (x )>b 的解集为(-1,3),∴方程-3x 2+a (6-a )x +6-b =0的两根为-1,3, ∴⎩⎨⎧-1+3=a (6-a )3,-1×3=-6-b3,解得⎩⎨⎧a =3±3,b =-3.故a 的值为3+3或3-3,b 的值为-3. 12.已知函数f (x )=x 2-2ax -1+a ,a ∈R.(1)若a =2,试求函数y =f (x )x(x >0)的最小值; (2)对于任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立,试求a 的取值范围.解:(1)依题意得y =f (x )x =x 2-4x +1x =x +1x-4.因为x >0,所以x +1x≥2.当且仅当x =1x 时,即x =1时,等号成立.所以y ≥-2. 所以当x =1时,y =f (x )x的最小值为-2. (2)因为f (x )-a =x 2-2ax -1,所以要使得“对任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立”只要“x 2-2ax -1≤0在[0,2]恒成立”.不妨设g (x )=x 2-2ax -1,则只要g (x )≤0在[0,2]上恒成立即可.所以⎩⎪⎨⎪⎧ g (0)≤0,g (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧0-0-1≤0,4-4a -1≤0,解得a ≥34.则a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫34,+∞.以上简称为“直线定界,特殊点定域”.考点贯通抓高考命题的“形”与“神”求平面区域的面积 1. 2.求平面区域的面积问题,平面区域形状为三角形的居多,尤其当△ABC 为等腰直角三角形(A 为直角)时,点B 到直线AC 的距离即△ABC 的腰长|AB |.由点到直线的距离公式求得|AB |,面积便可求出.[例1] 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域的面积为________.[解析]不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域如图所示(阴影部分),△ABC 的面积即所求.求出点A ,B ,C 的坐标分别为A (1,2),B (2,2),C (3,0),则△ABC 的面积为S =12×(2-1)×2=1.[答案] 1 [方法技巧]解决求平面区域面积问题的方法步骤(1)画出不等式组表示的平面区域;(2)判断平面区域的形状,并求得直线的交点坐标、图形的边长、相关线段的长(三角形的高、四边形的高)等,若为规则图形则利用图形的面积公式求解;若为不规则图形则利用割补法求解.[提醒] 求面积时应考虑圆、平行四边形等图形的对称性.根据平面区域满足的条件求参数表示的区域的分界线是一条变动的直线,此时要根据参数的取值范围确定这条直线的变化趋势、倾斜角度、上升还是下降、是否过定点等,确定区域的可能形状,进而根据题目要求求解;如果是一条曲线与平面区域具有一定的位置关系,可以考虑对应的函数的变化趋势,确定极限情况求解;如果目标函数中含有参数,则要根据这个目标函数的特点考察参数变化时目标函数与平面区域的关系,在运动变化中求解.[例2] 若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a 表示的平面区域是一个三角形,则a 的取值范围是________.[解析] 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0表示的平面区域如图所示(阴影部分).由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x ,2x +y =2,得A 23,23;由⎩⎪⎨⎪⎧y =0,2x +y =2,得B (1,0).若原不等式组表示的平面区域是一个三角形,则直线x +y =a 中a 的取值范围是0<a ≤1或a ≥43.[答案] (0,1]∪⎣⎡⎭⎫43,+∞ [易错提醒]此类问题的难点在于参数取值范围的不同导致平面区域或者曲线位置的改变,解答的思路可能会有变化,所以求解时要根据题意进行必要的分类讨论及对特殊点、特殊值的考虑.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]设动点P (x ,y )在区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,x +y ≤4上,过点P 任作直线l ,设直线l 与区域Ω的公共部分为线段AB ,则以AB 为直径的圆的面积的最大值为________.解析:作出不等式组所表示的可行域如图中阴影部分所示,则根据图形可知,AB 长度的最大值为4,则以AB 为直径的圆的面积为最大值S =π×⎝⎛⎭⎫422=4π.答案:4π2.[考点二]若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x +2y -2≥0,x -y +2m ≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m 的值为________.解析:作出可行域,如图中阴影部分所示,易求A ,B ,C ,D 的坐标分别为A (2,0),B (1-m,1+m ),C 2-4m 3,2+2m3,D (-2m,0).S△ABC=S △ADB -S △ADC =12|AD |·|y B -y C |=12(2+2m )⎝⎛⎭⎫1+m -2+2m 3=(1+m )⎝⎛⎭⎫1+m -23=43,解得m =1或m =-3(舍去).答案:13.[考点一]不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.答案:44.[考点二]若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥a的整点(x ,y )恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a 的值为________.解析:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a=0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a=-1时,增加了(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)共5个整点,此时,整点的个数共9个,故整数a=-1.答案:-1突破点(二)简单的线性规划问题在确定线性约束条件和线性目标函数的前提下,用图解法求最优解的步骤概括为“画、移、求、答”.即线性目标函数的最值[例1] (1)(2017·山东高考)已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +3≤0,3x +y +5≤0,x +3≥0,则z =x +2y 的最大值是________.(2)(2017·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -3≤0,2x -3y +3≥0,y +3≥0,则z =2x +y 的最小值是________.[解析] (1)作出满足约束条件的可行域如图中阴影部分所示,将直线y =-x 2+z2进行平移,显然当该直线过点A 时z 取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y +5=0,x +3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =4,即A (-3,4),所以z max =-3+8=5.(2)法一:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.易求得可行域的顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),当直线z =2x +y 过点B (-6,-3)时,z 取得最小值,z min =2×(-6)-3=-15.法二:易求可行域顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),分别代入目标函数,求出对应的z 的值依次为1,-15,9,故最小值为-15.[答案] (1)5 (2)-15 [方法技巧]求解线性目标函数最值的常用方法线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,若可行域是一个封闭的图形,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值;若可行域不是封闭图形还是需要借助截距的几何意义来求最值.非线性目标函数的最值[例2] (1)(2018·无锡期初测试)已知变量x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≤-x +3,y ≥2x 则yx -2的取值范围是________.(2)若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是________.[解析] (1)画出可行域如图所示,yx -2等价于点(x ,y )到点(2,0)连线的斜率,又k AB =-2,k BO =0,从而yx -2∈[-2,0].(2)作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.x 2+y 2表示平面区域内点到原点距离的平方,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,2x -3y =9得A (3,-1),由图易得(x 2+y 2)max =|OA |2=32+(-1)2=10.[答案] (1)[-2,0] (2)10 [方法技巧]非线性目标函数最值问题的常见类型及求法(1)距离平方型:目标函数为z =(x -a )2+(y -b )2时,可转化为可行域内的点(x ,y )与点(a ,b )之间的距离的平方求解.(2)斜率型:对形如z =ay +bcx +d (ac ≠0)型的目标函数,可利用斜率的几何意义来求最值,即先变形为z =ac ·y -⎝⎛⎭⎫-ba x -⎝⎛⎭⎫-d c 的形式,将问题化为求可行域内的点(x ,y )与点⎝⎛⎭⎫-d c ,-b a 连线的斜率的ac 倍的取值范围、最值等.(3)点到直线距离型:对形如z =|Ax +By +C |型的目标函数,可先变形为z =A 2+B 2·|Ax +By +C |A 2+B2的形式,将问题化为求可行域内的点(x ,y )到直线Ax +By +C =0的距离的A 2+B 2倍的最值.线性规划中的参数问题[例3] 已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≤2,y ≥0.若z =ax +y 的最大值为4,则a =________.[解析] 画出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,若z =ax +y 的最大值为4,则最优解为x =1,y =1或x =2,y =0,经检验知x =2,y =0符合题意,∴2a +0=4,此时a =2.[答案] 2 [方法技巧]求解线性规划中含参问题的两种基本方法(1)把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或范围;(2)先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一](2017·全国卷Ⅰ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0,则z =3x -2y 的最小值为________.解析:画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0所表示的可行域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y =32x -z 2过点A 时,在y轴上的截距最大,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =1,2x +y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.∴z min =-5. 答案:-52.[考点二]已知(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1,则k =yx +1的最大值为________. 解析:如图,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1表示的平面区域为△AOB 的边界及其内部区域,k =yx +1=y -0x -(-1)表示平面区域内的点(x ,y )和点(-1,0)连线的斜率.由图知,平面区域内的点(0,1)和点(-1,0)连线的斜率最大,所以k max =1-00-(-1)=1.答案:13.[考点一](2018·银川模拟)设z =x +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥0,x -y ≤0,0≤y ≤k ,若z 的最大值为6,则z 的最小值为________.解析:作出实数x ,y 满足的平面区域,如图中阴影部分所示,由图知,当目标函数z =x +y 经过点C (k ,k )时,取得最大值,且z max =k +k =6,得k =3.当目标函数z =x +y 经过点B (-6,3)时,取得最小值,且z min =-6+3=-3.答案:-34.[考点三](2018·苏州月考)设x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,3x -y -6≤0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (a>0,b >0)的最大值为2,则2a +3b的最小值为________.解析:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)取得最大值2,即2a +3b =1,而2a +3b(2a +3b )=13+6⎝⎛⎭⎫b a +a b ≥25. 答案:255.[考点二]设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3,则z =(x +1)2+y 2的最大值为________.解析:作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3表示的平面区域,如图中阴影部分所示.(x +1)2+y 2可看作点(x ,y )到点P (-1,0)的距离的平方,由图可知可行域内的点A 到点P (-1,0)的距离最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =3,x -y +5=0,得A 点的坐标为(3,8),代入z =(x +1)2+y 2,得z max =(3+1)2+82=80. 答案:80突破点(三) 线性规划的实际应用解线性规划应用题的一般步骤考点贯通抓高考命题的“形”与“神”线性规划的实际应用 [典例] 生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900 元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为________元.[解析] 设生产A 产品x 件,B 产品y 件,由已知可得约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *,即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.目标函数为z =2 100x +900y ,由约束条件作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分.作直线2 100x +900y =0,即7x +3y =0并上下平移,易知当直线经过点M 时,z 取得最大值,联立⎩⎪⎨⎪⎧10x +3y =900,5x +3y =600,解得B (60,100).则z max =2 100×60+900×100=216 000(元). [答案] 216 000 [方法技巧]求解线性规划应用题的三个注意点(1)明确问题中的所有约束条件,并根据题意判断约束条件是否能够取到等号. (2)注意结合实际问题的实际意义,判断所设未知数x ,y 的取值范围,特别注意分析x ,y 是否为整数、是否为非负数等.(3)正确地写出目标函数,一般地,目标函数是等式的形式.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.某校今年计划招聘女教师a 名,男教师b 名,若a ,b 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2a -b ≥5,a -b ≤2,a <7,设这所学校今年计划招聘教师最多x 名,则x =________.解析:如图所示,画出约束条件所表示的区域,即可行域,作直线b +a =0,并平移,结合a ,b ∈N ,可知当a =6,b =7时,a +b 取最大值,故x =6+7=13.答案:132.A ,B 两种规格的产品需要在甲、乙两台机器上各自加工一道工序才能成为成品.已知A 产品需要在甲机器上加工3小时,在乙机器上加工1小时;B 产品需要在甲机器上加工1小时,在乙机器上加工3小时.在一个工作日内,甲机器至多只能使用11小时,乙机器至多只能使用9小时.A 产品每件利润300元,B 产品每件利润400元,则这两台机器在一个工作日内创造的最大利润是________元.解析:设生产A 产品x 件,B 产品y 件,则x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤11,x +3y ≤9,x ∈N ,y ∈N ,生产利润为z =300x +400y .画出可行域,如图中阴影部分(包含边界)内的整点,显然z =300x +400y 在点M 或其附近的整数点处取得最大值,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y =11,x +3y =9,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,则z max =300×3+400×2=1 700.故最大利润是1 700元.答案:1 7003.某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为________万元.解析:设每天生产甲、乙产品分别为x 吨、y 吨,每天所获利润为z 万元,则有⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,z =3x +4y ,作出可行域如图阴影部分所示,由图形可知,当直线z =3x +4y 经过点A (2,3)时,z 取最大值,最大值为3×2+4×3=18.答案:184.制订投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且还要考虑可能出现的亏损,某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能出的最大盈利率分别为100%和50%,可能的最大亏损率分别为30%和10%,投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元,问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元才能使可能的盈利最大?解:设分别向甲、乙两项目投资x 万元,y 万元,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤10,0.3x +0.1y ≤1.8,x ≥0,y ≥0,目标函数z =x +0.5y ,作出可行域如图所示,作直线l 0:x +0.5y =0,并作平行于直线l 0的一组直线x +0.5y =z ,z ∈R ,与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的M 点,且与直线x +0.5y =0的距离最大,这里M 点是直线x +y =10和0.3x +0.1y =1.8的交点,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =10,0.3x +0.1y =1.8,解得x =4,y =6,此时z =1×4+0.5×6=7(万元) ∵ 7>0,∴当x =4,y =6时z 取得最大值. ∴投资人用4万元投资甲项目,6万元投资乙项目,才能在确保亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大.1.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于________.解析:平面区域如图中阴影部分所示.解⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =4,3x +y =4得A (1,1),易得B (0,4),C ⎝⎛⎭⎫0,43,|BC |=4-43=83.∴S △ABC =12×83×1=43. 答案:432.若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤0,x +y ≤1,x ≥0,则z =x +2y 的最大值为________.解析:作出不等式组所表示的平面区域,如图所示.作直线x +2y =0并上下平移,易知当直线过点A (0,1)时,z =x +2y 取最大值,即z max =0+2×1=2.答案:23.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,y +2≥0,x +y +2≥0,则(x +2)2+(y +3)2的最小值为________.解析:不等式组表示的可行域如图阴影部分所示,由题意可知点P (-2,-3)到直线x +y +2=0的距离为|-2-3+2|2=32,所以(x +2)2+(y +3)2的最小值为⎝⎛⎭⎫322=92.答案:924.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目标函数z =3x -y 的最大值为________.解析:根据约束条件作出可行域如图中阴影部分所示,∵z =3x -y ,∴y =3x -z ,当该直线经过点A (2,2)时,z 取得最大值,即z max =3×2-2=4.答案:45.(2018·常州月考)已知实数x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≥0,x ≤1,则y -⎝⎛⎭⎫12x的最大值为________.解析:令z =y -⎝⎛⎭⎫12x ,作出不等式组对应的区域,作出指数函数y =⎝⎛⎭⎫12x,平移函数y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象,可知当函数y =⎝⎛⎭⎫12x +z 的图象经过点A 时z 取最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x =1,得A (1,1),所以x =y =1时,y -⎝⎛⎭⎫12x 取最大值12. 答案:12[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.(2018·东台中学月考)在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0(a 为常数)所表示的平面区域的面积等于2,则a =________.解析:不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0,所围成的区域如图所示.则A (1,0),B (0,1),C (1,1+a ),且a >-1, ∵ S △ABC =2,∴ 12(1+a )×1=2,解得a =3.答案:32.(2018·江苏八市高三质检)已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x +y ≤4,-2x +y +c ≥0,目标函数z=6x +2y 的最小值是10,则z 的最大值是________.解析:由z =6x +2y ,得y =-3x +z2,作出不等式组所表示可行域的大致图形如图中阴影部分所示,由图可知当直线y =-3x +z2经过点C 时,直线的纵截距最小,即z =6x +2y 取得最小值10,由⎩⎪⎨⎪⎧ 6x +2y =10,x =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-1,即C (2,-1),将其代入直线方程-2x +y +c =0,得c =5,即直线方程为-2x +y +5=0,平移直线3x +y =0,当直线经过点D 时,直线的纵截距最大,此时z 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧ -2x +y +5=0,x +y =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1,即D (3,1),将点D 的坐标代入目标函数z =6x +2y ,得z max =6×3+2=20.答案:203.(2017·浙江高考)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +y -3≥0,x -2y ≤0,则z =x +2y 的取值范围是________.解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由z =x +2y ,得y =-12x +z 2,∴z 2是直线y =-12x +z 2在y 轴上的截距,根据图形知,当直线y =-12x +z 2过A 点时,z 2取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y =0,x +y -3=0,得x=2,y =1,即A (2,1),此时,z =4,∴z =x +2y 的取值范围是[4,+∞).答案:[4,+∞)4.(2018·安徽江南十校联考)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y ≥0,x +y -4≤0,y ≥12x 2,则z =y -x 的取值范围为________.解析:作出可行域如图所示,设直线l :y =x +z ,平移直线l ,易知当l 过直线3x -y =0与x +y -4=0的交点(1,3)时,z 取得最大值2;当l 与抛物线y =12x 2相切时,z 取得最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧z =y -x ,y =12x 2,消去y 得x 2-2x -2z =0,由Δ=4+8z =0,得z =-12,故-12≤z ≤2.答案:⎣⎡⎦⎤-12,2 5.在平面上,过点P 作直线l 的垂线所得的垂足称为点P 在直线l 上的投影.由区域⎩⎪⎨⎪⎧x -2≤0,x +y ≥0,x -3y +4≥0中的点在直线x +y -2=0上的投影构成的线段记为AB ,则|AB |=________.解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,过点C ,D 分别作直线x +y -2=0的垂线,垂足分别为A ,B ,则四边形ABDC 为矩形,由⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,x +y =0得C (2,-2).由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4=0,x +y =0得D (-1,1).所以|AB |=|CD |=(2+1)2+(-2-1)2=3 2.答案:3 26.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥-1,2x -y ≤2,目标函数z =ax +2y 仅在点(1,0)处取得最小值,则实数a 的取值范围是________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,当a=0时,显然成立.当a >0时,直线ax +2y -z =0的斜率k =-a2>k AC =-1,a <2.当a <0时,k =-a2<k AB =2,∴ a >-4.综上可得-4<a <2.答案:(-4,2)7.若直线y =2x 上存在点(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥m ,则实数m 的最大值为________.解析:约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥m表示的可行域如图中阴影部分所示.当直线x =m 从如图所示的实线位置运动到过A 点的虚线位置时,m 取最大值.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,y =2x得A 点坐标为(1,2),∴m的最大值是1.答案:18.(2018·如东中学月考)当实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1时,1≤ax +y ≤4恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1所表示的区域如图所示,由1≤ax +y ≤4得,a ≥0,且在(1,0)点取得最小值,在(2,1)取得最大值,故a ≥1,2a +1≤4,故a 取值范围为⎣⎡⎦⎤1,32. 答案:⎣⎡⎦⎤1,32 9.已知x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y -2≤0,x +3≥0,x -y -1≤0,则x +y -6x -4的取值范围是________.解析:不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y -2≤0,x +3≥0,x -y -1≤0表示的平面区域如图所示,因为x +y -6x -4=x -4+y -2x -4=1+y -2x -4,而y -2x -4表示平面区域内的点与点A (4,2)连线的斜率,由图知斜率的最小值为0,最大值为k AB =-4-2-3-4=67,所以1+y -2x -4的取值范围是⎣⎡⎦⎤1,137,即x +y -6x -4的取值范围是⎣⎡⎤1,137. 答案:⎣⎡⎦⎤1,137 10.实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,2x -y -5≤0,x +y -4≥0,则z =|x +2y -4|的最大值为________.解析:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示. z =|x +2y -4|=|x +2y -4|5·5,即其几何含义为阴影区域内的点到直线x +2y -4=0的距离的5倍.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2=0,2x -y -5=0,得B 点坐标为(7,9),显然点B 到直线x +2y -4=0的距离最大,此时z max =21.答案:21 二、解答题11.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥-1,2x -y ≤2.(1)求目标函数z =12x -y +12的最值;(2)若目标函数z =ax +2y 仅在点(1,0)处取得最小值,求a 的取值范围.。
2018届高三数学(理)一轮复习考点规范练:第七章 不等式、推理与证明37 Word版含解析
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考点规范练37数学归纳法基础巩固1.在用数学归纳法证明等式1+2+3+…+2n=n(2n+1)时,当n=1时的左边等于()A.1B.2C.3D.42.欲用数学归纳法证明:对于足够大的正整数n,总有2n>n3,则验证不等式成立所取的第一个n 的最小值应该是()A.1B.9C.10D.n>10,且n∈N*3.在数列{a n}中,已知a1=1,当n≥2时,a n-a n-1=2n-1,依次计算a2,a3,a4后,猜想a n的表达式是()A.3n-2B.n2C. D.4n-34.用数学归纳法证明“n3+(n+1)3+(n+2)3,n∈N*,能被9整除”,要利用归纳假设证当n=k+1(k∈N*)时的情况,只需展开()A.(k+3)3B.(k+2)3C.(k+1)3D.(k+1)3+(k+2)35.对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:(1)当n=1时,<1+1,不等式成立.(2)假设当n=k(k∈N*且k≥1)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,=(k+1)+1,所以当n=k+1时,不等式成立,则上述证法()A.过程全部正确B.n=1验得不正确C.归纳假设不正确D.从n=k到n=k+1的推理不正确6.凸n多边形有f(n)条对角线,则凸(n+1)边形的对角线的条数f(n+1)为()A.f(n)+n+1B.f(n)+nC.f(n)+n-1D.f(n)+n-2 〚导学号37270344〛7.由下列不等式:1>,1+>1,1++…+,1++…+>2,……你能得到一个怎样的一般不等式?并加以证明.8.(2016浙江宁波期中)请用数学归纳法证明:1+3+6+…+(n∈N*).9.设a>0,f(x)=,令a1=1,a n+1=f(a n),n∈N*.(1)写出a2,a3,a4的值,并猜想数列{a n}的通项公式;(2)用数学归纳法证明你的结论.〚导学号37270345〛能力提升10.利用数学归纳法证明不等式1++…+<f(n)(n≥2,n∈N*)的过程,由n=k到n=k+1时,左边增加了()A.1项B.k项C.2k-1项D.2k项11.在数列{a n}中,a1=,且S n=n(2n-1)a n,通过求a2,a3,a4,猜想a n的表达式为()A. B.C. D. 〚导学号37270346〛12.若f(n)=12+22+32+…+(2n)2,则f(k+1)与f(k)的递推关系式是.13.(2016安徽黄山中学期中)用数学归纳法证明:2n+2·3n+5n-4(n∈N*)能被25整除.〚导学号37270347〛高考预测14.已知f(n)=1++…+(n∈N*),经计算得f(4)>2,f(8)>,f(16)>3,f(32)>,则其一般结论为.参考答案考点规范练37数学归纳法1.C解析在用数学归纳法证明等式1+2+3+…+2n=n(2n+1)时,当n=1时的左边=1+2=3.2.C解析210=1 024>103.故选C.3.B解析∵a1=1,a n-a n-1=2n-1(n≥2),∴a2=4,a3=9,a4=16.可猜想a n=n2,故选B.4.A解析假设n=k(k∈N*)时,k3+(k+1)3+(k+2)3能被9整除,当n=k+1时,(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3为了能用上面的归纳假设证明,只需将(k+3)3展开,让其出现k3即可.故选A.5.D解析在n=k+1时,没有应用n=k时的假设,故推理错误.6.C解析边数增加1,顶点也相应增加1个,它与它不相邻的(n-2)个顶点连接成对角线,原来的一条边也成为对角线,因此,对角线增加(n-1)条.故选C.7.解一般结论:1++…+(n∈N*),证明如下:(1)当n=1时,由题设条件知命题成立.(2)假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即1++…+当n=k+1时,1++…++…++…++…+∴当n=k+1时不等式成立.根据(1)和(2)可知猜想对任何n∈N*都成立.8.证明(1)当n=1时,左边=1,右边==1,等式成立;(2)假设n=k时,结论成立,即1+3+6+…+,则n=k+1时,等式左边=1+3+6+…+,故n=k+1时,等式成立.由(1)(2)可知,1+3+6+…+(n∈N*).9.(1)解∵a1=1,∴a2=f(a1)=f(1)=;a3=f(a2)=;a4=f(a3)=猜想a n=(n∈N*).(2)证明①易知当n=1时,猜想正确.②假设当n=k(k∈N*)时,猜想正确,即a k=,则a k+1=f(a k)==故n=k+1时,猜想正确.由①②知,对于任何n∈N*,都有a n=10.D解析1++…+=+…+,共增加了2k项.11.C解析由a1=,S n=n(2n-1)a n,得S2=2(2×2-1)a2,即a1+a2=6a2.解得a2=,S3=3(2×3-1)a3,即+a3=15a3.解得a3=同理可得a4=,故猜想a n的表达式为12.f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2解析∵f(k)=12+22+…+(2k)2,∴f(k+1)=12+22+…+(2k)2+(2k+1)2+(2k+2)2,∴f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2.13.证明(1)当n=1时,21+2·31+5×1-4=25,能被25整除,命题成立.(2)假设当n=k(k∈N*)时,2k+2·3k+5k-4能被25整除.则当n=k+1时,原式=2k+3·3k+1+5(k+1)-4=6×2k+2·3k+5(k+1)-4=6[(2k+2·3k+5k-4)-5k+4]+5(k+1)-4=6(2k+2·3k+5k-4)-30k+24+5k+5-4 =6(2k+2·3k+5k-4)-25(k-1).∵6(2k+2·3k+5k-4)和-25(k-1)都能被25整除,∴当n=k+1时,命题仍成立.综上(1)(2)可知,2n+2·3n+5n-4(n∈N*)能被25整除.14.f(2n)>(n≥2,n∈N*)解析因为f(22)>,f(23)>,f(24)>,f(25)>,所以当n≥2时,有f(2n)>故填f(2n)>(n≥2,n∈N*).。
2018版高考数学(人教A版理科)一轮复习真题演练集训:第七章 不等式7-2含答案

真题演练集训1.若变量x ,y 满足错误!则x 2+y 2的最大值是( )A .4B .9C .10D .12 答案:C 解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,设P (x ,y )为平面区域内任意一点,则x 2+y 2表示|OP |2。
显然,当点P 与点A 重合时,x 2+y 2取得最大值,由错误!解得错误!故A (3,-1).所以x 2+y 2的最大值为32+(-1)2=10.故选C 。
2.若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y ≤0,x +y ≤3,,x ≥0,则2x +y 的最大值为( )A .0B .3C .4D .5 答案:C解析:不等式组错误!表示的可行域如图中阴影部分所示,由错误!解得错误!故当目标函数z =2x +y 经过点A (1,2)时,z 取得最大值,z max =2×1+2=4。
故选C.3.某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( ) 甲 乙 原料限额A(吨)3212B(吨)128A.12万元B.16万元C.17万元D.18万元答案:D解析:设每天生产甲、乙产品分别为x吨、y吨,每天所获利润为z万元,则有错误!目标函数为z=3x+4y,作出可行域如图中阴影部分所示,由图形可知,当直线z=3x+4y经过点A(2,3)时,z取最大值,最大值为3×2+4×3=18(万元).4.不等式组错误!的解集记为D,有下面四个命题:p1:∀(x,y)∈D,x+2y≥-2;p2:∃(x,y)∈D,x+2y≥2;p3:∀(x,y)∈D,x+2y≤3;p4:∃(x,y)∈D,x+2y≤-1。
其中的真命题是()A.p2,p3B.p1,p4C.p1,p2D.p1,p3答案:C解析:作出不等式组表示的可行域,如图中阴影部分所示.由错误!得交点A(2,-1).目标函数的斜率k=-错误!〉-1,观察直线x+y=1与直线x+2y=0的倾斜程度,可知u=x+2y过点A时取得最小值0错误!.结合题意知p1,p2正确.5.若x,y满足约束条件错误!则z=x+y的最大值为________.答案:错误!解析:约束条件对应的平面区域是以点错误!,(0,1)和(-2,-1)为顶点的三角形,当目标函数y=-x +z经过点错误!时,z取得最大值错误!.课外拓展阅读非线性目标函数最值的求解类型1 斜率型非线性规划问题的最值(值域)目标函数形式一般为z=错误!(ac≠0),求解步骤为(1)需先弄清其几何意义,z=错误!·错误!表示的是可行域内的点(x,y)与点错误!所连直线的斜率的错误!倍.(2)数形结合,确定定点错误!,观察可行域的范围.(3)确定可行域内的点(x,y),看(x,y)取何值时,斜率最大(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最大值);(x,y)取何值时,斜率最小(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最小值);通常在三角形或四边形的边界交点处取得最值.已知变量x,y满足约束条件错误!则f(x,y)=错误!的取值范围是________.作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,f(x,y)=错误!=错误!.令错误!=k ,则g (k )=错误!=2-错误!.而k =错误!表示可行域内的点P (x ,y )与坐标原点O 的连线的斜率,观察图形可知,k OA ≤k ≤k OB ,而k OA =错误!=错误!,k OB =错误!=3, 所以13≤k ≤3, 即错误!≤f (x ,y )≤错误!。
2018年高考数学课标通用理科一轮复习真题演练:第七章

真题演练集训1.[2016·山东卷]若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是( )A .4B .9C .10D .12答案:C解析:作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,设P (x ,y )为平面区域内任意一点,则x 2+y 2表示|OP |2.显然,当点P 与点A 重合时,x 2+y 2取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,2x -3y =9,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =-1,故A (3,-1).所以x 2+y 2的最大值为32+(-1)2=10.故选C.2.[2016·北京卷]若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x +y ≤3,x ≥0,则2x +y 的最大值为( )A .0B .3C .4D .5答案:C解析:不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x +y ≤3,x ≥0表示的可行域如图中阴影部分所示,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y =0,x +y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,故当目标函数z =2x +y 经过点A (1,2)时,z 取得最大值,z max =2×1+2=4.故选C.3.[2015·陕西卷]某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( )A.12C .17万元D .18万元答案:D解析:设每天生产甲、乙产品分别为x 吨、y 吨,每天所获利润为z 万元,则有⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,目标函数为z =3x +4y ,作出可行域如图中阴影部分所示,由图形可知,当直线z =3x +4y 经过点A (2,3)时,z 取最大值,最大值为3×2+4×3=18(万元).4.[2014·新课标全国卷Ⅰ]不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -2y ≤4的解集记为D ,有下面四个命题:p 1:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≥-2; p 2:∃(x ,y )∈D ,x +2y ≥2; p 3:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≤3; p 4:∃(x ,y )∈D ,x +2y ≤-1. 其中的真命题是( ) A .p 2,p 3 B .p 1,p 4 C .p 1,p 2 D .p 1,p 3答案:C解析:作出不等式组表示的可行域,如图中阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,x -2y =4,得交点A (2,-1). 目标函数的斜率k =-12>-1,观察直线x +y =1与直线x +2y =0的倾斜程度,可知u =x +2y 过点A 时取得最小值0⎝ ⎛⎭⎪⎫y =-x 2+u 2,u 2表示纵截距.结合题意知p 1,p 2正确.5.[2016·新课标全国卷Ⅲ]若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x -2y ≤0,x +2y -2≤0,则z =x +y 的最大值为________.答案:32解析:约束条件对应的平面区域是以点⎝⎛⎭⎪⎫1,12,(0,1)和(-2,-1)为顶点的三角形,当目标函数y =-x +z 经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12时,z 取得最大值32.课外拓展阅读非线性目标函数最值的求解类型1 斜率型非线性规划问题的最值(值域) 目标函数形式一般为z =ay +bcx +d(ac ≠0),求解步骤为(1)需先弄清其几何意义,z =a c ·y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-b a x -⎝⎛⎭⎪⎫-d c 表示的是可行域内的点(x ,y )与点⎝⎛⎭⎪⎫-d c ,-b a 所连直线的斜率的ac 倍.(2)数形结合,确定定点⎝⎛⎭⎪⎫-dc ,-b a ,观察可行域的范围.(3)确定可行域内的点(x ,y ),看(x ,y )取何值时,斜率最大(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最大值);(x ,y )取何值时,斜率最小(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最小值);通常在三角形或四边形的边界交点处取得最值.[典例1]已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -4≥0,x -y +2≥0,2x -y -5≤0,则f (x ,y )=x +2y2x +y的取值范围是________.[思路分析][解析]作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示, f (x ,y )=x +2y2x +y=1+2·y x 2+y x. 令y x =k ,则g (k )=1+2k 2+k =2-32+k.而k =yx 表示可行域内的点P (x ,y )与坐标原点O 的连线的斜率,观察图形可知,k OA ≤k ≤k OB ,而k OA =1-03-0=13,k OB =3-01-0=3,所以13≤k ≤3, 即57≤f (x ,y )≤75.[答案] ⎣⎢⎡⎦⎥⎤57,75类型2 距离型非线性规划问题的最值(值域)1.目标函数形式为z =(x -a )2+(y -b )2时,求解步骤为: (1)其表示的是可行域内的点(x ,y )与点(a ,b )之间的距离的平方. (2)数形结合,确定定点(a ,b ),观察可行域的范围.(3)确定可行域内的点(x ,y ),看(x ,y )取何值时,距离最大(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最大值);(x ,y )取何值时,距离最小(注意若可行域不含边界点,有可能取不到最小值);通常在三角形、四边形的边界交点处或定点(a ,b )到可行域边界直线的垂足处取得.2.目标函数形如z =|Ax +By +C |时,一般步骤为:(1)将z =|Ax +By +C |=A 2+B 2·|Ax +By +C |A 2+B 2,问题转化为求可行域内的点(x ,y )到直线Ax +By +C =0的距离的A 2+B 2倍的最值.(2)确定可行域,通过数形结合的方法求出所求的最值.[典例2] 设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3,则z =(x +1)2+y 2的最大值为( )A .80B .4 5C .25 D.172[思路分析]作出可行域→结合目标函数的几何意义:两点间距离的平方→数形结合,求得z 的最大值[解析]作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3表示的平面区域,如图中阴影部分所示.(x +1)2+y 2可看作点(x ,y )到点P (-1,0)的距离的平方,由图可知,可行域内的点A 到点P (-1,0)的距离最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =3,x -y +5=0,得点A 的坐标为(3,8),代入z =(x +1)2+y 2,得z max =(3+1)2+82=80. [答案] A[典例3]实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,2x -y -5≤0,x +y -4≥0,则z =|x +2y-4|的最大值为________.[思路分析][解析] 解法一:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.z =|x +2y -4|=|x +2y -4|5·5,即其几何意义为阴影区域内的点到直线x +2y -4=0的距离的5倍.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2=0,2x -y -5=0,得点B 的坐标为(7,9), 显然点B 到直线x +2y -4=0的距离最大, 此时z max =21.解法二:由图可知,阴影区域内的点都在直线x +2y -4=0的上方,显然此时有x +2y -4>0,于是目标函数等价于z =x +2y -4,即转化为简单的线性规划问题,显然当直线经过点B 时,目标函数取得最大值,z max =21.[答案] 21 技巧点拨解决这类问题时,需充分把握好目标函数的几何意义,在几何意义的基础上加以处理.。
2018-2019学年高中新创新一轮复习理数通用版:第七章 不 等 式2 含解析-

第七章⎪⎪⎪不 等 式第一节 不等式的性质及一元二次不等式本节主要包括2个知识点: 1.不等式的性质; 2.一元二次不等式.突破点(一) 不等式的性质[基本知识]1.比较两个实数大小的方法 (1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b (a ,b ∈R ),a -b =0⇔a =b (a ,b ∈R ),a -b <0⇔a <b (a ,b ∈R ).(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab>1⇔a >b (a ∈R ,b >0),ab =1⇔a =b (a ∈R ,b >0),a b <1⇔a <b (a ∈R ,b >0).2.不等式的基本性质3.(1)倒数的性质①a >b ,ab >0⇒1a <1b .②a <0<b ⇒1a <1b .③a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d .④0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a . (2)有关分数的性质若a >b >0,m >0,则:①b a <b +m a +m ;b a >b -m a -m (b -m >0).②a b >a +m b +m ;a b <a -mb -m(b -m >0).[基本能力]1.判断题(1)a >b >0,c >d >0⇒a d >bc .( )(2)若a c >bc ,则a >b .( )(3)若a >b ,c >d ,则ac >bd .( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× 2.填空题(1)若ab >0,且a >b ,则1a 与1b 的大小关系是________. 答案:1a <1b(2)a ,b ∈R ,a <b 和1a <1b 同时成立的条件是________.解析:若ab <0,由a <b 两边同除以ab 得,1b >1a ,即1a <1b ;若ab >0,则1a >1b .∴a <b 和1a <1b 同时成立的条件是a <0<b .答案:a <0<b(3)已知a +b >0,则a b 2+b a 2与1a +1b的大小关系是________________.解析:a b 2+b a 2-⎝⎛⎭⎫1a +1b =a -b b 2+b -a a 2=(a -b )·⎝⎛⎭⎫1b 2-1a 2=(a +b )(a -b )2a 2b 2.∵a +b >0,(a -b )2≥0,∴(a +b )(a -b )2a 2b 2≥0.∴a b 2+b a2≥1a +1b .答案:a b 2+b a 2≥1a +1b(4)设M =2a (a -2),N =(a +1)(a -3),则M 与N 的大小关系为M ________N . 答案:>[全析考法][例1] (1)已知x ∈R ,m =(x +1)⎝⎛⎭⎫x 2+x 2+1,n =⎝⎛⎭⎫x +12(x 2+x +1),则m ,n 的大小关系为( ) A .m ≥n B .m >n C .m ≤nD .m <n(2)若a =ln 22,b =ln 33,则a ____b (填“>”或“<”).(3)已知等比数列{a n }中,a 1>0,q >0,前n 项和为S n ,则S 3a 3与S 5a 5的大小关系为________.[解析] (1)m =x 3+3x 22+3x2+1,n =x 3+3x 22+3x 2+12,m -n =12>0,故m >n .(2)易知a ,b 都是正数,b a =2ln 33ln 2=log 89>1,所以b >a .(3)当q =1时,S 3a 3=3,S 5a 5=5,所以S 3a 3<S 5a 5.当q >0且q ≠1时,S 3a 3-S 5a 5=a 1(1-q 3)a 1q 2(1-q )-a 1(1-q 5)a 1q 4(1-q )=q 2(1-q 3)-(1-q 5)q 4(1-q )=-q -1q 4<0, 所以S 3a 3<S 5a 5.综上可知S 3a 3<S 5a 5.[答案] (1)B (2)< (3)S 3a 3<S 5a 5[方法技巧] 比较大小的常用方法注意 事项只要判断差的符号(正负号),至于差的值究竟是什么无关紧要,通常将差化为完全平方式的形式或者多个因式积的形式作商时结果与“1”比较大小,注意分母的正负,如果a ,b 均小于0,所得结论与“商值比较原理”中的结论相反解题 关键利用通分、因式分解、配方等变形,变形是为了更有利于判断符号利用分母(或分子)有理化、指数恒等变换、对数恒等变换等变形不等式的性质[例2] (1)(2018·河南六市模拟)若1a <1b <0,则下列结论不正确的是( )A .a 2<b 2B .ab <b 2C .a +b <0D .|a |+|b |>|a +b |(2)(2018·泰安调研)设a ,b ∈R ,若p :a <b ,q :1b <1a <0,则p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件(3)(2018·山东烟台期中)下列四个命题中,为真命题的是( ) A .若a >b ,则ac 2>bc 2 B .若a >b ,c >d ,则a -c >b -d C .若a >|b |,则a 2>b 2 D .若a >b ,则1a <1b[解析] (1)∵1a <1b <0,∴b <a <0,∴b 2>a 2,ab <b 2,a +b <0,∴A ,B ,C 均正确.∵b <a <0,∴|a |+|b |=|a +b |,故D 错误.(2)当a <b 时,1b <1a <0不一定成立;当1b <1a <0时,a <b <0.综上可得,p 是q 的必要不充分条件,故选B. (3)当c =0时,A 不成立;2>1,3>-1,而2-3<1-(-1),故B 不成立;a =2,b =-1时,D 不成立;由a >|b |知a >0,所以a 2>b 2,故选C.[答案] (1)D (2)B (3)C [方法技巧]不等式性质应用问题的常见类型及解题策略(1)利用不等式性质比较大小.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.(2)与充要条件相结合的问题.用不等式的性质分别判断p ⇒q 和q ⇒p 是否正确,要注意特殊值法的应用. (3)与命题真假判断相结合的问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.[全练题点]1.[考点一]设a ,b ∈[0,+∞),A =a +b ,B =a +b ,则A ,B 的大小关系是( ) A .A ≤B B .A ≥B C .A <BD .A >B解析:选B 由题意得,A 2-B 2=2ab ≥0,且A ≥0,B ≥0,可得A ≥B . 2.[考点二](2018·安徽淮北一中模拟)若a <b <0,给出下列不等式: ①a 2+1>b 2;②|1-a |>|b -1|;③1a +b >1a >1b. 其中正确的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3解析:选D 由于a <b <0,所以|a |>|b |>0,a 2>b 2,故a 2+1>b 2,①正确;-a >-b >0,-a +1>-b +1>1,故|1-a |>|b -1|,②正确;a +b <a <b <0,所以1a +b >1a >1b,③正确.故3个不等式均正确.3.[考点一]若x >y >1,0<a <b <1,则下列各式中一定成立的是( ) A .x a >y b B .x a <y b C .a x <b yD .a x >b y解析:选C 易知函数y =a x (0<a <1)在R 上单调递减,因为x >y >1,0<a <b <1,所以a x <a y <b y .故选C. 4.[考点二](2018·河南三市调研)若x ,y ∈R ,则x >y 的一个充分不必要条件是( ) A .|x |>|y | B .x 2>y 2 C.x >yD .x 3>y 3解析:选C 由|x |>|y |,x 2>y 2未必能推出x >y ,排除A ,B ;由x >y 可推出x >y ,反之,未必成立,而x 3>y 3是x >y 的充要条件,故选C.突破点(二) 一元二次不等式[基本知识]1.三个“二次”之间的关系判别式Δ=b 2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象2.(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.[基本能力]1.判断题(1)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( )(2)若方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)没有实数根,则不等式ax 2+bx +c >0的解集为空集.( ) (3)若不等式ax 2+bx +c ≥0对x ∈R 恒成立,则其判别式Δ≤0.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× 2.填空题(1)不等式-x 2+2x -3>0的解集为________. 答案:∅(2)不等式ax 2+bx +2>0的解集是⎝⎛⎭⎫-12,13,则a +b 的值是________. 解析:由题意知-12,13是ax 2+bx +2=0的两根,所以⎩⎨⎧14a -12b +2=0,19a +13b +2=0,解得a =-12,b =-2.所以a +b =-14.答案:-14(3)若不等式mx 2+2mx +1>0的解集为R ,则m 的取值范围是________. 解析:①当m =0时,1>0显然成立.②当m ≠0时,由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=4m 2-4m <0,得0<m <1.由①②知0≤m <1. 答案:[0,1)[全析考法]解一元二次不等式的方法和步骤[例1] (1)(2018·石家庄一模)不等式2x 2-x -3>0的解集是( ) A.⎝⎛⎭⎫-32,1 B .(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫32,+∞ C.⎝⎛⎭⎫-1,32 D.⎝⎛⎭⎫-∞,-32∪(1,+∞) (2)(2018·江西八校联考)已知定义域为R 的函数f (x )在(2,+∞)上单调递减,且y =f (x +2)为偶函数,则关于x 的不等式f (2x -1)-f (x +1)>0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,-43∪(2,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-43,2 C.⎝⎛⎭⎫-∞,43∪(2,+∞) D.⎝⎛⎭⎫43,2(3)(2018·青岛模拟)求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集.[解析] (1)2x 2-x -3>0可因式分解为(x +1)(2x -3)>0,解得x >32或x <-1,∴不等式2x 2-x -3>0的解集是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫32,+∞.故选B.(2)∵y =f (x +2)为偶函数,∴y =f (x )的图象关于x =2对称.又∵f (x )在(2,+∞)上单调递减,∴由f (2x -1)-f (x +1)>0得f (2x -1)>f (x +1),∴|2x -1-2|<|x +1-2|,∴(2x -3)2<(x -1)2,即3x 2-10x +8<0,(x -2)(3x -4)<0,解得43<x <2,故选D.(3)原不等式可化为12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0, 令(4x +a )(3x -a )=0, 解得x 1=-a 4,x 2=a3.当a >0时,不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,-a 4∪⎝⎛⎭⎫a3,+∞; 当a =0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞); 当a <0时,不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,a 3∪⎝⎛⎭⎫-a4,+∞. [答案] (1)B (2)D[方法技巧]解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无实根时可直接写出解集,确定方程有两个实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.由一元二次不等式恒成立求参数范围考法(一) 在实数集R 上恒成立[例2] (1)(2018·山西平遥中学月考)若不等式-x 2+2ax <3x +a 2恒成立,则a 的取值范围为( ) A .(0,1) B .⎝⎛⎭⎫34,+∞ C.⎝⎛⎭⎫0,34 D .⎝⎛⎭⎫-∞,34 (2)(2018·湖南湘潭一中模拟)若不等式(m +1)x 2-(m -1)x +3(m -1)<0对任意实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(-∞,-1)C.⎝⎛⎭⎫-∞,-1311 D .⎝⎛⎭⎫-∞,-1311∪(1,+∞) [解析] (1)由题意得-x 2+2ax <3x +a 2恒成立,即x 2+(3-2a )x +a 2>0恒成立.所以Δ=(3-2a )2-4a 2<0,解得a >34,故选B.(2)分情况讨论,①当m =-1时,不等式化为2x -6<0,即x <3,显然不对任意实数x 恒成立.②当m ≠-1时,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m +1<0,Δ<0,所以m <-1311.故选C.[答案] (1)B (2)C考法(二) 在某区间上恒成立[例3] (2018·湖北沙市中学月考)已知函数f (x )=mx 2-mx -1.若对于任意的x ∈[1,3],f (x )<5-m 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,67 B .(-∞,1) C .(1,5)D .(1,+∞)[解析] 因为f (x )<-m +5⇔m (x 2-x +1)<6,而x 2-x +1>0,所以将不等式变形为m <6x 2-x +1,即不等式m <6x 2-x +1对于任意x ∈[1,3]恒成立,所以只需求6x 2-x +1在[1,3]上的最小值即可.记g (x )=6x 2-x +1,x ∈[1,3],记h (x )=x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34,显然h (x )在x ∈[1,3]上为增函数.所以g (x )在[1,3]上为减函数,所以g (x )min =g (3)=67,所以m <67.故选A.[答案] A [方法技巧]解决一元二次不等式在某区间恒成立问题常转化为求二次函数的最值问题或用分离参数法求最值问题.考法(三) 在参数的区间上恒成立时求变量范围[例4] 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围. [解] 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0,解得x <1或x >3.故当x ∈(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.[方法技巧]解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.[全练题点]1.[考点一](2018·山东日照联考)一元二次不等式ax 2+bx +c >0的解集为(α,β)(α>0),则不等式cx 2+bx +a >0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫1α,1β B .⎝⎛⎭⎫-1α,-1β C.⎝⎛⎭⎫1β,1αD .⎝⎛⎭⎫-1β,-1α 解析:选C 因为不等式ax 2+bx +c >0的解集为(α,β),所以a <0且α+β=-b a ,αβ=ca .所以不等式cx 2+bx +a >0可化为αβx 2-(α+β)x +1<0,所以(αx -1)(βx -1)<0,即⎝⎛⎭⎫x -1α⎝⎛⎭⎫x -1β<0,所以不等式的解集是⎝⎛⎭⎫1β,1α,故选C.h2.[考点二·考法(一)](2018·汕头一模)已知关于x 的不等式kx 2-6kx +k +8≥0对任意的x ∈R 恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .[0,1]B .(0,1]C .(-∞,0)∪(1,+∞)D .(-∞,0]∪[1,+∞)解析:选A 当k =0时,不等式kx 2-6kx +k +8≥0化为8≥0,其对任意的x ∈R 恒成立;当k <0时,不等式kx 2-6kx +k +8≥0不能恒成立;当k >0时,要使不等式kx 2-6kx +k +8≥0对任意的x ∈R 恒成立,对于方程kx 2-6kx +k +8=0,需Δ=36k 2-4(k 2+8k )≤0,得0<k ≤1.综上,实数k 的取值范围是[0,1],故选A.3.[考点一](2018·吉林省实验中学月考)不等式4x -2≤x -2的解集是( ) A .(-∞,0]∪(2,4] B .[0,2)∪[4,+∞) C .[2,4)D .(-∞,2)∪(4,+∞)解析:选B 将原不等式移项通分得4-(x -2)2x -2≤0,于是原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x -2>0,(x -2)2≥4或⎩⎪⎨⎪⎧x -2<0,(x -2)2≤4,解得x ≥4或0≤x <2.故选B.4.[考点二·考法(二)]若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是( ) A .[-4,1]B .[-4,3]C .[1,3]D .[-1,3]解析:选B 原不等式为(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.5.[考点二·考法(三)]要使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,|a |≤1恒成立,则x 的取值范围为________. 解析:将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以①若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.②若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0,解得x <2或x >4.答案:(-∞,2)∪(4,+∞)[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2014·全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x -3≥0},B ={x |-2≤x <2},则A ∩B =( ) A .[-2,-1] B .[-1,2) C .[-1,1]D .[1,2)解析:选A A ={x |x ≤-1或x ≥3},故A ∩B =[-2,-1],故选A.2.(2014·全国卷Ⅱ)设集合M ={0,1,2},N ={x |x 2-3x +2≤0},则M ∩N =( ) A .{1}B .{2}C .{0,1}D .{1,2}解析:选D N ={x |x 2-3x +2≤0}={x |1≤x ≤2},又M ={0,1,2},所以M ∩N ={1,2}. 3.(2013·全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x >0},B ={x |-5<x <5},则( ) A .A ∩B =∅ B .A ∪B =R C .B ⊆AD .A ⊆B解析:选B 集合A ={x |x >2或x <0},所以A ∪B ={x |x >2或x <0}∪{x |-5<x <5}=R ,故选B.[课时达标检测][小题对点练——点点落实]对点练(一) 不等式的性质1.(2018·安徽合肥质检)下列三个不等式:①x +1x ≥2(x ≠0);②c a <c b (a >b >c >0);③a +m b +m >a b (a ,b ,m >0且a <b ),恒成立的个数为( )A .3B .2C .1D .0解析:选B 当x <0时,①不成立;由a >b >c >0得1a <1b ,所以c a <c b 成立,所以②恒成立;a +m b +m -a b =m (b -a )b (b +m ),由a ,b ,m >0且a <b 知a +m b +m -ab>0恒成立,故③恒成立,所以选B.2.若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A .ac >bd B .ac <bd C .ad <bcD .ad >bc解析:选B 根据c <d <0,有-c >-d >0,由于a >b >0,故-ac >-bd ,ac <bd ,故选B. 3.已知实数a ,b 满足关系a 2=b 2-b +1,则下列结论正确的是( ) A .若a <1,b <12,则a >bB .若a <1,b <12,则a <bC .若a >1,b >12,则a >bD .若a >1,b >12,则a <b解析:选D 由题意知,a 2=b 2-b +1=⎝⎛⎭⎫b -122+34,对于A ,取a =-1,b =0,a >b 不成立;对于B ,取a =578,b =18,a <b 不成立;对于C ,取a =3,b =2,a >b 不成立;对于D ,若a >1,则b 2-b >0,又b >12,得b >1,1-b <0,所以a 2=b 2-b +1<b 2,则a <b ,故选D.4.若0<a <b ,且a +b =1,则a ,12,2ab ,a 2+b 2中最大的数为( )A .aB .12C .2abD .a 2+b 2解析:选D 因为0<a <b ,且a +b =1,所以a <12,a 2+b 2>(a +b )22=12,2ab =2a (1-a )=-2⎝⎛⎭⎫a -122+12<12,所以a ,12,2ab ,a 2+b 2中最大的数为a 2+b 2.5.(2018·山西康杰中学月考)设a >b >1,则下列不等式成立的是( ) A .a ln b >b ln a B .a ln b <b ln a C .a e b <b e aD .a e b >b e a解析:选C 观察A ,B 两项,实际上是在比较ln b b 和ln a a 的大小,引入函数y =ln xx ,x >1.则y ′=1-ln x x 2,可见函数y =ln x x 在(1,e)上单调递增,在(e ,+∞)上单调递减.函数y =ln xx 在(1,+∞)上不单调,所以函数在x =a 和x =b 处的函数值无法比较大小.对于C ,D 两项,引入函数f (x )=e xx ,x >1,则f ′(x )=x e x -e x x 2=(x -1)e x x 2>0,所以函数f (x )=e x x 在(1,+∞)上单调递增,又因为a >b >1,所以f (a )>f (b ),即e a a >e bb ,所以a e b <b e a ,故选C.6.已知函数f (x )=ax +b,0<f (1)<2,-1<f (-1)<1,则2a -b 的取值范围是________.解析:设2a -b =mf (1)+nf (-1)=(m -n )·a +(m +n )b ,则⎩⎪⎨⎪⎧m -n =2,m +n =-1,解得m =12,n =-32,∴2a -b =12f (1)-32f (-1),∵0<f (1)<2,-1<f (-1)<1,∴0<12f (1)<1,-32<-32f (-1)<32,则-32<2a -b <52. 答案:⎝⎛⎭⎫-32,52 7.若a >b >0,给出以下几个不等式: ①b a <b +5a +5;②lg a +b 2<lg a +lg b 2; ③a +1b >b +1a;④a -b >a -b .其中正确的是________.(请填写所有正确的序号)解析:因为a >b >0,所以b +5a +5-b a =5(a -b )a (a +5)>0,①正确;lg a +lg b 2=lg ab <lg a +b 2,②不正确;因为a +1b -⎝⎛⎭⎫b +1a =a -b +a -b ab>0,所以③正确;(b +a -b )2=a +2b (a -b )>a ,所以④不正确.答案:①③对点练(二) 一元二次不等式1.(2018·信阳一模)已知关于x 的不等式x 2-ax -6a 2>0(a <0)的解集为(-∞,x 1)∪(x 2,+∞),且x 2-x 1=52,则a =( )A .- 5B .-32C .- 2D .-52解析:选C 关于x 的不等式x 2-ax -6a 2>0(a <0)可化简为(x +2a )(x -3a )>0,因为a <0,所以-2a >3a ,所以解不等式得x >-2a 或x <3a ,所以x 1=3a ,x 2=-2a .又x 2-x 1=52,所以-5a =52,所以a =- 2.2.设实数a ∈(1,2),关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为( ) A .(3a ,a 2+2) B .(a 2+2,3a ) C .(3,4)D .(3,6)解析:选B 由x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0,得(x -3a )·(x -a 2-2)<0,∵a ∈(1,2),∴3a >a 2+2,∴关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为(a 2+2,3a ).故选B.3.(2018·河北石家庄二中月考)在R 上定义运算☆:a ☆b =ab +2a +b ,则满足x ☆(x -2)<0的实数x 的取值范围为( )A .(0,2)B .(-2,1)C .(-∞,-2)∪(1,+∞)D .(-1,2)解析:选B 根据定义得x ☆(x -2)=x (x -2)+2x +(x -2)=x 2+x -2<0,解得-2<x <1,所以实数x 的取值范围为(-2,1),故选B.4.(2018·河南洛阳诊断)若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5] 上有解,则a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-235,+∞ B .⎣⎡⎦⎤-235,1 C .(1,+∞)D .⎝⎛⎦⎤-∞,-235 解析:选A 由Δ=a 2+8>0知方程恒有两个不等实根,又因为x 1x 2=-2<0,所以方程必有一正根,一负根,对应二次函数图象的示意图如图.所以不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故选A.5.(2018·重庆凤鸣山中学月考)若不存在整数x 满足不等式(kx -k 2-4)(x -4)<0,则实数k 的取值范围是________.解析:容易判断k =0或k <0时,均不符合题意,所以k >0.所以原不等式即为k ⎝⎛⎭⎪⎫x -k 2+4k (x -4)<0,等价于⎝⎛⎭⎪⎫x -k 2+4k (x -4)<0,依题意应有3≤k 2+4k ≤5且k >0,所以1≤k ≤4.答案:[1,4]6.(2018·辽宁沈阳模拟)若不等式mx 2+2mx -4<2x 2+4x 对任意x 均成立,则实数m 的取值范围是________. 解析:不等式等价于(m -2)x 2+2(m -2)x -4<0,①当m =2时,上式为-4<0,对任意的x ,不等式都成立; ②当m -2<0时,Δ=4(m -2)2+16(m -2)<0,∴-2<m <2. 综合①②,得m ∈(-2,2]. 答案:(-2,2][大题综合练——迁移贯通]1.(2018·黑龙江虎林一中期中)已知f (x )=2x 2+bx +c ,不等式f (x )<0的解集是(0,5). (1)求f (x )的解析式;(2)若对于任意的x ∈[-1,1],不等式f (x )+t ≤2恒成立,求t 的取值范围. 解:(1)∵f (x )=2x 2+bx +c ,不等式f (x )<0的解集是(0,5),∴0和5是方程2x 2+bx +c =0的两个根,由根与系数的关系知,-b 2=5,c2=0,∴b =-10,c =0,f (x )=2x 2-10x .(2)f (x )+t ≤2恒成立等价于2x 2-10x +t -2≤0恒成立, ∴2x 2-10x +t -2的最大值小于或等于0. 设g (x )=2x 2-10x +t -2,则由二次函数的图象可知g (x )=2x 2-10x +t -2在区间[-1,1]上为减函数, ∴g (x )max =g (-1)=10+t , ∴10+t ≤0,即t ≤-10. ∴t 的取值范围为(-∞,-10].2.已知函数f (x )=ax 2+2ax +1的定义域为R . (1)求a 的取值范围; (2)若函数f (x )的最小值为22,解关于x 的不等式x 2-x -a 2-a <0. 解:(1)∵函数f (x )=ax 2+2ax +1的定义域为R ,∴ ax 2+2ax +1≥0恒成立, 当a =0时,1≥0恒成立. 当a ≠0时,需满足题意,则需⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=(2a )2-4a ≤0,解得0<a ≤1,综上可知,a 的取值范围是[0,1]. (2)f (x )=ax 2+2ax +1=a (x +1)2+1-a ,由题意及(1)可知0<a ≤1, ∴当x =-1时,f (x )min =1-a ,由题意得,1-a =22,∴a =12, ∴不等式x 2-x -a 2-a <0可化为x 2-x -34<0.解得-12<x <32,∴不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-12,32. 3.(2018·江西八校联考)已知函数f (x )=x 2-2ax -1+a ,a ∈R . (1)若a =2,试求函数y =f (x )x (x >0)的最小值;(2)对于任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立,试求a 的取值范围.解:(1)依题意得y =f (x )x =x 2-4x +1x =x +1x-4.因为x >0,所以x +1x ≥2. 当且仅当x =1x 时,即x =1时,等号成立. 所以y ≥-2.所以当x =1时,y =f (x )x 的最小值为-2. (2)因为f (x )-a =x 2-2ax -1,所以要使得“∀x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立”, 只要“x 2-2ax -1≤0在[0,2]恒成立”. 不妨设g (x )=x 2-2ax -1,则只要g (x )≤0在[0,2]上恒成立即可.所以⎩⎪⎨⎪⎧ g (0)≤0,g (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧0-0-1≤0,4-4a -1≤0,解得a ≥34.则a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫34,+∞.第二节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题本节主要包括3个知识点:1.二元一次不等式(组)表示的平面区域; 简单的线性规划问题; 3.线性规划的实际应用.突破点(一) 二元一次不等式(组)表示的平面区域[基本知识]1.二元一次不等式(组)表示的平面区域2.以上简称为“直线定界,特殊点定域”.[基本能力]1.判断题(1)不等式Ax +By +C >0表示的平面区域一定在直线Ax +By +C =0的上方.( )(2)不等式x 2-y 2<0表示的平面区域是一、三象限角的平分线和二、四象限角的平分线围成的含有y 轴的两块区域.( )答案:(1)× (2)√ 2.填空题(1)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于________.答案:43(2)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,2x +y <6所表示的平面区域内的整点个数为________.答案:4(3)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,y ≤kx +3,0≤x ≤3表示的平面区域为一个锐角三角形及其内部,则实数k 的取值范围是________.答案:(0,1)[全析考法]二元一次不等式(组)表示的平面区域[典例] (1)(2018·泰安模拟)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤-x +2,y ≤x -1,y ≥0所表示的平面区域的面积为( )A .1B .12C.13D .14(2)(2018·沈阳质监)已知不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -2≤0,ax -y +2≥0表示的平面区域的面积等于3,则a 的值为________.[解析] (1)作出不等式组对应的区域如图中阴影部分所示,由题意知x B =1,x C =2.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +2,y =x -1,得y D =12,所以S △BCD =12×(x C -x B )×|y D |=14.(2)依据不等式组画出可行域如图中阴影部分所示,由图可知其表示的平面区域为△ABC ,所以S =12×2|AC |=3,所以|AC |=3,即C (2,3),又点C 在直线ax -y +2=0上,得a=12. [答案] (1)D (2)12[方法技巧]解决求平面区域面积问题的方法步骤(1)画出不等式组表示的平面区域;(2)判断平面区域的形状,并求得直线的交点坐标、图形的边长、相关线段的长(三角形的高、四边形的高)等,若为规则图形则利用图形的面积公式求解;若为不规则图形则利用割补法求解.[提醒] 求面积时应考虑圆、平行四边形等图形的对称性.[全练题点]1.已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,kx -y ≤0表示面积为1的直角三角形区域,则实数k 的值为( )A .1B .-1C .0D .-2解析:选A 先作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤4,对应的平面区域,如图.要使阴影部分为直角三角形,当k =0时,此时三角形的面积为12×3×3=92≠1,所以不成立.当k =-1或-2时,不能构成直角三角形区域.当k =1时,由图可知,可构成直角三角区域且面积为1,故选A.2.若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥a 的整点(x ,y )恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a的值为( )A .-3B .-2C .-1D .0解析:选C 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a =0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a =-1时,正好增加(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)共5个整点.3.不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.答案:4突破点(二) 简单的线性规划问题[基本知识]1.线性规划中的基本概念2.简单线性规划问题的图解法在确定线性约束条件和线性目标函数的前提下,用图解法求最优解的步骤概括为“画、移、求、答”.即[基本能力]1.判断题(1)线性目标函数的最优解可能不唯一.()(2)目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.()答案:(1)√(2)×2.填空题(1)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x ≤4,x +y ≥0,则z =x +3y 的最小值为________.答案:-8(2)(2018·南昌调研)设变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -3≥0,2x -y -3≤0,则目标函数z =2x +3y 的最小值为________.答案:7(3)某校今年计划招聘女教师a 名,男教师b 名,若a ,b 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2a -b ≥5,a -b ≤2,a <7,设这所学校今年计划招聘教师最多x 名,则x =________.答案:13[全析考法][例1] (1)(2018·山西太原模拟)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x <2,x +y -1≥0,则z =2x -2y -1的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤53,5 B .[0,5] C.⎣⎡⎭⎫53,5D .⎣⎡⎭⎫-53,5 (2)(2017·黑龙江哈尔滨二模)已知整数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x -3y +5≥0,则z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y的最小值为________. [解析] (1)作出不等式组表示的可行域,如图阴影部分所示,可知2×13-2×23-1≤z <2×2-2×(-1)-1,即z 的取值范围是⎣⎡⎭⎫-53,5.(2)z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y =2-2x ·2-y =2-2x -y .设m =-2x -y ,要使z 最小,则只需m 最小. 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示.由m =-2x -y 得y =-2x -m ,平移可知当直线y =-2x -m 经过点B 时,m 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y =0,x -3y +5=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即B (1,2),此时m =-2-2=-4,所以z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y 的最小值为2-4=116. [答案] (1)D (2)116[方法技巧]求解线性目标函数最值的常用方法线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,若可行域是一个封闭的图形,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值;若可行域不是封闭图形还是需要借助截距的几何意义来求最值.非线性目标函数的最值[例2] (1)(2018·四川资阳期末)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -3≥0,0<x ≤4,则yx 的最大值是________.(2)(2018·河北唐山模拟)设实数x ,y 满足约束条件错误!则z =x 2+y 2的最小值为________.[解析] (1)由题意得,满足条件的可行域如图所示.yx 的几何意义是可行域内的点与原点所在直线的斜率,观察图形易知,当直线过点C (4,1)时,yx 有最大值,最大值为14.(2)作出不等式组表示的平面区域,如图所示.因为z =x 2+y 2表示区域内的点到原点距离的平方,由图知,当区域内的点与原点的连线与直线3x +y -10=0垂直时,z =x 2+y 2取得最小值,所以z min =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫|3×0+0-10|32+122=10,垂足为点(3,1),在平面区域内,所以z =x 2+y 2的最小值为10.[答案] (1)14 (2)10[方法技巧]非线性目标函数最值问题的常见类型及求法1.常见问题形式(1)由可行域求线性约束条件; (2)由最优解或最值求参数的取值范围. 2.处理方法(1)对于形式(1),由可行域的端点写出边界直线的方程,由区域特点确定不等号即可.(2)对于形式(2),解答问题时,必须明确线性目标函数的最值一般在可行域的顶点或边界取得,运用数形结合的思想方法求解.同时,要注意边界直线的斜率与目标函数表示的直线的斜率之间的关系.[例3] (2018·湖北八校联考)若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3≥0,2x -y -3≤0,x -my +1≥0,其中m >0,且x +y 的最大值为9,则实数m =( )A .4B .3C .1D .2[解析] 根据不等式组画出可行域如图中阴影部分所示.设z =x +y ,由⎩⎪⎨⎪⎧x -my +1=0,2x -y -3=0,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3m +12m -1,52m -1.易知当z =x +y 经过点A 时,z 取得最大值,故3m +12m -1+52m -1=9,解得m =1. [答案] C[方法技巧]求解线性规划中含参问题的两种基本方法(1)把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或范围;(2)先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.[全练题点]1.[考点一](2018·山东德州模拟)已知x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -4≥0,x ≤4,则z =4x -y 的最小值为( )A .4B .6C .12D .16解析:选B作出不等式组⎩⎨⎧x -y ≥0,x +y -4≥0,x ≤4表示的区域如图,结合图形可知当动直线z =4x -y 经过点A (2,2)时,动直线y =4x -z 在y 轴的截距最小,z min =4×2-2=6,故选B.2.[考点二]设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,4x +3y ≤12,则x +2y +3x +1的取值范围是( ) A .[1,5] B .[2,6] C .[2,10]D .[3,11]解析:选D 设z =x +2y +3x +1=x +1+2(y +1)x +1=1+2·y +1x +1,设z ′=y +1x +1,则z ′的几何意义为动点P (x ,y )到定点D (-1,-1)的斜率,画出可行域如图中阴影部分所示,易得z ′∈[k DA ,k DB ],则z ′∈[1,5],∴z =1+2·z ′∈[3,11].3.[考点一](2018·浙江宁波九校期末联考)设实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥-2x ,y ≥x ,y +x ≤4,则z =y -4x 的取值范围是________;z =y -4|x |的取值范围是________.解析:作出不等式组表示的平面区域,如图.①当目标函数线z =y -4x 经过点A (2,2)时,z 取得最小值2-4×2=-6;经过点B (-4,8)时,z 取得最大值8-4×(-4)=24,所以z =y -4x 的取值范围是[-6,24].②因为z =y -4|x |=⎩⎪⎨⎪⎧y +4x ,x <0,y -4x ,x ≥0,所以由图知,当x <0时,z 在点B (-4,8)处取得最小值8+4×(-4)=-8,在点C (0,4)处取得最大值4,所以当x <0时,z ∈[-8,4).当x ≥0时,z 在点A (2,2)处取得最小值2-4×2=-6,在点C (0,4)处取得最大值4-4×0=4,所以x ≥0时,z ∈[-6,4].综上,z =y -4|x |的取值范围是[-8,4].答案:[-6,24] [-8,4]4.[考点二](2018·北京朝阳模拟)若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≤0,x ≤0,则x 2+y 2的最小值是________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示. ∵x 2+y 2表示可行域内任意一点P (x ,y )与原点(0,0)距离的平方, ∴当P 在线段AB 上且OP ⊥AB 时,x 2+y 2取得最小值,∴(x 2+y 2)min =⎝⎛⎭⎪⎫|0-0+1|22=12.答案:125.[考点三]已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0,若目标函数z =x +ay (a ≥0)恰好在点(2,2)处取到最大值,则a 的取值范围为________.解析:作出不等式对应的平面区域,如图阴影部分所示,当a =0时,z =x , 即x =z ,此时不成立.故a ≠0.由z =x +ay 得y =-1a x +z a.由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y -8=0,x -3y +4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2,即A (2,2). 要使目标函数z =x +ay (a ≥0)仅在点A (2,2)处取得最大值,则阴影部分区域在直线y =-1a x +z a 的下方, 即目标函数的斜率k =-1a ,满足k >k AC ,即-1a >-3. ∵a >0,∴a >13,即a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫13,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫13,+∞突破点(三) 线性规划的实际应用[全析考法]线性规划的实际应用[典例] (2018·山西运城期中)某工厂生产甲、乙两种产品,生产甲产品1件需消耗A 原料1千克,B 原料2千克;生产乙产品1件需消耗A 原料2千克,B 原料1千克;每件甲产品的利润是300元,每件乙产品的利润是400元,公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A ,B 原料都不超过12千克,通过合理安排计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( )A .1 800元B .2 400元C .2 800元D .3 100元[解析] 设生产甲产品x 件,乙产品y 件,依题意有错误!目标函数z =300x +400y ,作出⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤12,2x +y ≤12的可行域,其中A (0,6),B (4,4),C (6,0),如图所示.由z =300x +400y 得y =-34x +z 400,由图可知,目标函数在点B (4,4)取得最大值,最大值为2 800.所以公司共可获得的最大利润是2 800元.故选C.[答案] C[方法技巧]求解线性规划应用题的三个注意点(1)明确问题中的所有约束条件,并根据题意判断约束条件是否能够取到等号.(2)注意结合实际问题的实际意义,判断所设未知数x ,y 的取值范围,特别注意分析x ,y 是否为整数、是否为非负数等.(3)正确地写出目标函数,一般地,目标函数是等式的形式.[全练题点]1.(2018·云南昆明第三中学月考)某蔬菜收购点租用车辆,将100吨新鲜黄瓜运往某市销售,可供租用的卡车和农用车分别为10辆和20辆.若每辆卡车载重8吨,运费960元,每辆农用车载重2.5吨,运费360元,则蔬菜收购点运完全部黄瓜支出的最低运费为( )A .11 280元B .12 480元C .10 280元D .11 480元解析:选B 设租用的卡车和农用车分别为x 辆和y 辆,运完全部黄瓜支出的运费为z 元,则⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤10,0≤y ≤20,8x +2.5y ≥100,x ∈N *,y ∈N *,目标函数z =960x +360y .如图所示,不等式组表示的平面区域是△ABC 内横坐标和纵坐标均为整数的点,其中A (10,8),B (10,20),C (6.25,20).当直线l :z =960x +360y 经过点A (10,8)时,运费最低,且最低运费为z min =960×10+360×8=12 480(元),故选B.2.(2018·南昌模拟)某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料.已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( )甲 乙 原料限额 A (吨) 3 2 12 B (吨)128A.12万元 C .17万元D .18万元解析:选D 根据题意,设每天生产甲x 吨,乙y 吨,则错误!目标函数为z =3x +4y ,作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线3x +4y =0并平移,易知当直线经过点A (2,3)时,z 取得最大值且z max =3×2+4×3=18,故该企业每天可获得最大利润为18万元,选D.[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2017·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -3≤0,2x -3y +3≥0,y +3≥0,则z =2x +y 的最小值是( )A .-15B .-9C .1D .9解析:选A 作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.易求得可行域的顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),当直线z =2x +y 过点B (-6,-3)时,z 取得最小值,z min =2×(-6)-3=-15.2.(2013·全国卷Ⅱ)已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,x ≥a (x -3).若z =2x +y 的最小值为1,则a =( )A.14 B .12C .1D .2解析:选B 由已知约束条件,作出可行域如图中△ABC 内部及边界部分,由目标函数z =2x +y 的几何意义为直线l :y =-2x +z 在y 轴上的截距,知当直线l 过可2a =1,a =12,故行域内的点B (1,-2a )时,目标函数z =2x +y 的最小值为1,则2-选B.3.(2017·全国卷Ⅰ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0,则z =3x -2y 的最小值为________.解析:画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤032x -z 2过点A 时,在y 所表示的可行域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y =轴上的截距最大,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =1,2x +y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.∴z min =-5.答案:-54.(2015·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为________. 解析:画出可行域如图阴影所示,∵yx 表示过点(x ,y )与原点(0,0)的直线的斜率,∴点(x ,y )在点A 处时yx 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,x +y -4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3.∴A (1,3).∴yx 的最大值为3. 答案:35.(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900 元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为________元.解析:设生产A 产品x 件,B 产品y 件,由已知可得约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.目标函数为z =2 100x +900y ,由约束条件作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.作直线2 100x +900y =0,即7x +3y =0并上下平移,易知当直线经过点M 时,z 取得最大值,联立。
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第七章⎪⎪⎪不 等 式第一节 不等式的性质及一元二次不等式本节主要包括2个知识点: 1.不等式的性质; 2.一元二次不等式.突破点(一) 不等式的性质[基本知识]1.比较两个实数大小的方法 (1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b (a ,b ∈R ),a -b =0⇔a =b (a ,b ∈R ),a -b <0⇔a <b (a ,b ∈R ).(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab >1⇔a >b (a ∈R ,b >0),ab =1⇔a =b (a ∈R ,b >0),a b <1⇔a <b (a ∈R ,b >0).2.不等式的基本性质(1)倒数的性质①a >b ,ab >0⇒1a <1b .②a <0<b ⇒1a <1b .③a >b >0,0<c <d ⇒a c >b d .④0<a <x <b 或a <x <b <0⇒1b <1x <1a . (2)有关分数的性质若a >b >0,m >0,则:①b a <b +m a +m ;b a >b -m a -m (b -m >0).②a b >a +m b +m ;a b <a -m b -m(b -m >0).[基本能力]1.判断题(1)a >b >0,c >d >0⇒a d >bc .( )(2)若a c >bc ,则a >b .( )(3)若a >b ,c >d ,则ac >bd .( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× 2.填空题(1)若ab >0,且a >b ,则1a 与1b 的大小关系是________.答案:1a <1b(2)a ,b ∈R ,a <b 和1a <1b同时成立的条件是________.解析:若ab <0,由a <b 两边同除以ab 得,1b >1a ,即1a <1b ;若ab >0,则1a >1b .∴a <b 和1a <1b同时成立的条件是a <0<b . 答案:a <0<b(3)已知a +b >0,则a b 2+b a2与1a +1b 的大小关系是________________.解析:a b 2+b a 2-⎝⎛⎭⎫1a +1b =a -b b 2+b -a a 2=(a -b )·⎝⎛⎭⎫1b 2-1a 2=(a +b )(a -b )2a 2b 2.∵a +b >0,(a -b )2≥0,∴(a +b )(a -b )2a 2b 2≥0.∴a b 2+b a2≥1a +1b . 答案:a b 2+b a2≥1a +1b(4)设M =2a (a -2),N =(a +1)(a -3),则M 与N 的大小关系为M ________N . 答案:>[全析考法][例1] (1)已知x ∈R ,m =(x +1)⎝⎭x 2+x 2+1,n =⎝⎭⎫x +12(x 2+x +1),则m ,n 的大小关系为( )A .m ≥nB .m >nC .m ≤nD .m <n(2)若a =ln 22,b =ln 33,则a ____b (填“>”或“<”).(3)已知等比数列{a n }中,a 1>0,q >0,前n 项和为S n ,则S 3a 3与S 5a 5的大小关系为________.[解析] (1)m =x 3+3x 22+3x2+1,n =x 3+3x 22+3x 2+12,m -n =12>0,故m >n .(2)易知a ,b 都是正数,b a =2ln 33ln 2=log 89>1,所以b >a .(3)当q =1时,S 3a 3=3,S 5a 5=5,所以S 3a 3<S 5a 5.当q >0且q ≠1时,S 3a 3-S 5a 5=a 1(1-q 3)a 1q 2(1-q )-a 1(1-q 5)a 1q 4(1-q )=q 2(1-q 3)-(1-q 5)q 4(1-q )=-q -1q 4<0,所以S 3a 3<S 5a 5.综上可知S 3a 3<S 5a 5.[答案] (1)B (2)< (3)S 3a 3<S 5a 5[方法技巧] 比较大小的常用方法[例2] (1)(2018·河南六市模拟)若1a <1b <0,则下列结论不正确的是( ) A .a 2<b 2 B .ab <b 2 C .a +b <0D .|a |+|b |>|a +b |(2)(2018·泰安调研)设a ,b ∈R ,若p :a <b ,q :1b <1a <0,则p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件(3)(2018·山东烟台期中)下列四个命题中,为真命题的是( ) A .若a >b ,则ac 2>bc 2 B .若a >b ,c >d ,则a -c >b -d C .若a >|b |,则a 2>b 2 D .若a >b ,则1a <1b[解析] (1)∵1a <1b <0,∴b <a <0,∴b 2>a 2,ab <b 2,a +b <0,∴A ,B ,C 均正确.∵b <a <0,∴|a |+|b |=|a +b |,故D 错误.(2)当a <b 时,1b <1a <0不一定成立;当1b <1a <0时,a <b <0.综上可得,p 是q 的必要不充分条件,故选B.(3)当c =0时,A 不成立;2>1,3>-1,而2-3<1-(-1),故B 不成立;a =2,b =-1时,D 不成立;由a >|b |知a >0,所以a 2>b 2,故选C.[答案] (1)D (2)B (3)C [方法技巧]不等式性质应用问题的常见类型及解题策略(1)利用不等式性质比较大小.熟记不等式性质的条件和结论是基础,灵活运用是关键,要注意不等式性质成立的前提条件.(2)与充要条件相结合的问题.用不等式的性质分别判断p ⇒q 和q ⇒p 是否正确,要注意特殊值法的应用.(3)与命题真假判断相结合的问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.[全练题点]1.[考点一]设a ,b ∈[0,+∞),A =a +b ,B =a +b ,则A ,B 的大小关系是( ) A .A ≤B B .A ≥B C .A <BD .A >B解析:选B 由题意得,A 2-B 2=2ab ≥0,且A ≥0,B ≥0,可得A ≥B . 2.[考点二](2018·安徽淮北一中模拟)若a <b <0,给出下列不等式: ①a 2+1>b 2;②|1-a |>|b -1|;③1a +b >1a >1b .其中正确的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3解析:选D 由于a <b <0,所以|a |>|b |>0,a 2>b 2,故a 2+1>b 2,①正确;-a >-b >0,-a +1>-b +1>1,故|1-a |>|b -1|,②正确;a +b <a <b <0,所以1a +b >1a >1b,③正确.故3个不等式均正确.3.[考点一]若x >y >1,0<a <b <1,则下列各式中一定成立的是( ) A .x a >y b B .x a <y b C .a x <b yD .a x >b y解析:选C 易知函数y =a x (0<a <1)在R 上单调递减,因为x >y >1,0<a <b <1,所以a x <a y <b y .故选C.4.[考点二](2018·河南三市调研)若x ,y ∈R ,则x >y 的一个充分不必要条件是( ) A .|x |>|y | B .x 2>y 2 C.x >yD .x 3>y 3解析:选C 由|x |>|y |,x 2>y 2未必能推出x >y ,排除A ,B ;由x >y 可推出x >y ,反之,未必成立,而x 3>y 3是x >y 的充要条件,故选C.突破点(二) 一元二次不等式[基本知识]1.三个“二次”之间的关系(1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.[基本能力]1.判断题(1)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( )(2)若方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)没有实数根,则不等式ax 2+bx +c >0的解集为空集.( )(3)若不等式ax 2+bx +c ≥0对x ∈R 恒成立,则其判别式Δ≤0.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× 2.填空题(1)不等式-x 2+2x -3>0的解集为________. 答案:∅(2)不等式ax 2+bx +2>0的解集是⎝⎛⎭⎫-12,13,则a +b 的值是________. 解析:由题意知-12,13是ax 2+bx +2=0的两根,所以⎩⎨⎧14a -12b +2=0,19a +13b +2=0,解得a =-12,b =-2.所以a +b =-14.答案:-14(3)若不等式mx 2+2mx +1>0的解集为R ,则m 的取值范围是________. 解析:①当m =0时,1>0显然成立.②当m ≠0时,由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=4m 2-4m <0,得0<m <1.由①②知0≤m <1. 答案:[0,1)[全析考法]解一元二次不等式的方法和步骤[例1] (1)(2018·石家庄一模)不等式2x 2-x -3>0的解集是( ) A.⎝⎛⎭⎫-32,1 B .(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫32,+∞ C.⎝⎛⎭⎫-1,32 D.⎝⎛⎭⎫-∞,-32∪(1,+∞) (2)(2018·江西八校联考)已知定义域为R 的函数f (x )在(2,+∞)上单调递减,且y =f (x +2)为偶函数,则关于x 的不等式f (2x -1)-f (x +1)>0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,-43∪(2,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-43,2 C.⎝⎛⎭⎫-∞,43∪(2,+∞) D.⎝⎛⎭⎫43,2(3)(2018·青岛模拟)求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集.[解析] (1)2x 2-x -3>0可因式分解为(x +1)(2x -3)>0,解得x >32或x <-1,∴不等式2x 2-x -3>0的解集是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫32,+∞.故选B. (2)∵y =f (x +2)为偶函数,∴y =f (x )的图象关于x =2对称.又∵f (x )在(2,+∞)上单调递减,∴由f (2x -1)-f (x +1)>0得f (2x -1)>f (x +1),∴|2x -1-2|<|x +1-2|,∴(2x -3)2<(x -1)2,即3x 2-10x +8<0,(x -2)(3x -4)<0,解得43<x <2,故选D.(3)原不等式可化为12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 解得x 1=-a 4,x 2=a3.当a >0时,不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,-a 4∪⎝⎛⎭⎫a3,+∞; 当a =0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞); 当a <0时,不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,a 3∪⎝⎛⎭⎫-a4,+∞. [答案] (1)B (2)D[方法技巧]解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的实根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无实根时可直接写出解集,确定方程有两个实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.由一元二次不等式恒成立求参数范围考法(一) 在实数集R 上恒成立[例2] (1)(2018·山西平遥中学月考)若不等式-x 2+2ax <3x +a 2恒成立,则a 的取值范围为( )A .(0,1)B .⎝⎛⎭⎫34,+∞ C.⎝⎛⎭⎫0,34 D .⎝⎛⎭⎫-∞,34 (2)(2018·湖南湘潭一中模拟)若不等式(m +1)x 2-(m -1)x +3(m -1)<0对任意实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(-∞,-1)C.⎝⎛⎭⎫-∞,-1311 D .⎝⎛⎭⎫-∞,-1311∪(1,+∞) [解析] (1)由题意得-x 2+2ax <3x +a 2恒成立,即x 2+(3-2a )x +a 2>0恒成立.所以Δ=(3-2a )2-4a 2<0,解得a >34,故选B.(2)分情况讨论,①当m =-1时,不等式化为2x -6<0,即x <3,显然不对任意实数x恒成立.②当m ≠-1时,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m +1<0,Δ<0,所以m <-1311.故选C.[答案] (1)B (2)C考法(二) 在某区间上恒成立[例3] (2018·湖北沙市中学月考)已知函数f (x )=mx 2-mx -1.若对于任意的x ∈[1,3],f (x )<5-m 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,67 B .(-∞,1) C .(1,5)D .(1,+∞)[解析] 因为f (x )<-m +5⇔m (x 2-x +1)<6,而x 2-x +1>0,所以将不等式变形为m <6x 2-x +1,即不等式m <6x 2-x +1对于任意x ∈[1,3]恒成立,所以只需求6x 2-x +1在[1,3]上的最小值即可.记g (x )=6x 2-x +1,x ∈[1,3],记h (x )=x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34,显然h (x )在x ∈[1,3]上为增函数.所以g (x )在[1,3]上为减函数,所以g (x )min =g (3)=67,所以m <67.故选A.[答案] A [方法技巧]解决一元二次不等式在某区间恒成立问题常转化为求二次函数的最值问题或用分离参数法求最值问题.考法(三) 在参数的区间上恒成立时求变量范围[例4] 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.[解] 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0,解得x <1或x >3.故当x ∈(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.[方法技巧]解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.[全练题点]1.[考点一](2018·山东日照联考)一元二次不等式ax 2+bx +c >0的解集为(α,β)(α>0),则不等式cx 2+bx +a >0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫1,1 B .⎝⎛⎭⎫-1,-1C.⎝⎛⎭⎫1β,1αD .⎝⎛⎭⎫-1β,-1α 解析:选C 因为不等式ax 2+bx +c >0的解集为(α,β),所以a <0且α+β=-ba ,αβ=ca .所以不等式cx 2+bx +a >0可化为αβx 2-(α+β)x +1<0,所以(αx -1)(βx -1)<0,即⎝⎛⎭⎫x -1α⎝⎛⎭⎫x -1β<0,所以不等式的解集是⎝⎛⎭⎫1β,1α,故选C.h2.[考点二·考法(一)](2018·汕头一模)已知关于x 的不等式kx 2-6kx +k +8≥0对任意的x ∈R 恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .[0,1]B .(0,1]C .(-∞,0)∪(1,+∞)D .(-∞,0]∪[1,+∞)解析:选A 当k =0时,不等式kx 2-6kx +k +8≥0化为8≥0,其对任意的x ∈R 恒成立;当k <0时,不等式kx 2-6kx +k +8≥0不能恒成立;当k >0时,要使不等式kx 2-6kx +k +8≥0对任意的x ∈R 恒成立,对于方程kx 2-6kx +k +8=0,需Δ=36k 2-4(k 2+8k )≤0,得0<k ≤1.综上,实数k 的取值范围是[0,1],故选A.3.[考点一](2018·吉林省实验中学月考)不等式4x -2≤x -2的解集是( )A .(-∞,0]∪(2,4]B .[0,2)∪[4,+∞)C .[2,4)D .(-∞,2)∪(4,+∞)解析:选B 将原不等式移项通分得4-(x -2)2x -2≤0,于是原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x -2>0,(x -2)2≥4或⎩⎪⎨⎪⎧x -2<0,(x -2)2≤4,解得x ≥4或0≤x <2.故选B.4.[考点二·考法(二)]若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是( )A .[-4,1]B .[-4,3]C .[1,3]D .[-1,3]解析:选B 原不等式为(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.5.[考点二·考法(三)]要使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,|a |≤1恒成立,则x 的取值范围为________.解析:将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以①若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.②若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0,解得x <2或x >4.答案:(-∞,2)∪(4,+∞)[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2014·全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x -3≥0},B ={x |-2≤x <2},则A ∩B =( ) A .[-2,-1] B .[-1,2) C .[-1,1]D .[1,2)解析:选A A ={x |x ≤-1或x ≥3},故A ∩B =[-2,-1],故选A.2.(2014·全国卷Ⅱ)设集合M ={0,1,2},N ={x |x 2-3x +2≤0},则M ∩N =( ) A .{1}B .{2}C .{0,1}D .{1,2}解析:选D N ={x |x 2-3x +2≤0}={x |1≤x ≤2},又M ={0,1,2},所以M ∩N ={1,2}. 3.(2013·全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x >0},B ={x |-5<x <5},则( ) A .A ∩B =∅ B .A ∪B =R C .B ⊆AD .A ⊆B解析:选B 集合A ={x |x >2或x <0},所以A ∪B ={x |x >2或x <0}∪{x |-5<x <5}=R ,故选B.[课时达标检测][小题对点练——点点落实]对点练(一) 不等式的性质1.(2018·安徽合肥质检)下列三个不等式:①x +1x ≥2(x ≠0);②c a <c b (a >b >c >0);③a +m b +m >a b (a ,b ,m >0且a <b ),恒成立的个数为( )A .3B .2C .1D .0解析:选B 当x <0时,①不成立;由a >b >c >0得1a <1b ,所以c a <c b 成立,所以②恒成立;a +m b +m -a b =m (b -a )b (b +m ),由a ,b ,m >0且a <b 知a +m b +m -ab>0恒成立,故③恒成立,所以选B. 2.若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A .ac >bd B .ac <bd C .ad <bcD .ad >bc解析:选B 根据c <d <0,有-c >-d >0,由于a >b >0,故-ac >-bd ,ac <bd ,故选B. 3.已知实数a ,b 满足关系a 2=b 2-b +1,则下列结论正确的是( ) A .若a <1,b <12,则a >bB .若a <1,b <12,则a <bC .若a >1,b >12,则a >bD .若a >1,b >12,则a <b解析:选D 由题意知,a 2=b 2-b +1=⎝⎛⎭⎫b -122+34,对于A ,取a =-1,b =0,a >b不成立;对于B ,取a =578,b =18,a <b 不成立;对于C ,取a =3,b =2,a >b 不成立;对于D ,若a >1,则b 2-b >0,又b >12,得b >1,1-b <0,所以a 2=b 2-b +1<b 2,则a <b ,故选D.4.若0<a <b ,且a +b =1,则a ,12,2ab ,a 2+b 2中最大的数为( )A .aB .12C .2abD .a 2+b 2解析:选D 因为0<a <b ,且a +b =1,所以a <12,a 2+b 2>(a +b )22=12,2ab =2a (1-a )=-2⎝⎛⎭⎫a -122+12<12,所以a ,12,2ab ,a 2+b 2中最大的数为a 2+b 2. 5.(2018·山西康杰中学月考)设a >b >1,则下列不等式成立的是( ) A .a ln b >b ln a B .a ln b <b ln a C .a e b <b e aD .a e b >b e a解析:选C 观察A ,B 两项,实际上是在比较ln b b 和ln a a 的大小,引入函数y =ln x x ,x >1.则y ′=1-ln x x 2,可见函数y =ln xx 在(1,e)上单调递增,在(e ,+∞)上单调递减.函数y =ln xx 在(1,+∞)上不单调,所以函数在x =a 和x =b 处的函数值无法比较大小.对于C ,D 两项,引入函数f (x )=e x x ,x >1,则f ′(x )=x e x -e x x 2=(x -1)e x x 2>0,所以函数f (x )=e xx 在(1,+∞)上单调递增,又因为a >b >1,所以f (a )>f (b ),即e a a >e bb,所以a e b <b e a ,故选C.6.已知函数f (x )=ax +b,0<f (1)<2,-1<f (-1)<1,则2a -b 的取值范围是________.解析:设2a -b =mf (1)+nf (-1)=(m -n )·a +(m +n )b ,则⎩⎪⎨⎪⎧m -n =2,m +n =-1,解得m =12,n =-32,∴2a -b =12f (1)-32f (-1),∵0<f (1)<2,-1<f (-1)<1,∴0<12f (1)<1,-32<-32f (-1)<32,则-32<2a -b <52.答案:⎝⎛⎭⎫-32,52 7.若a >b >0,给出以下几个不等式:①b a <b +5a +5;②lg a +b 2<lg a +lg b 2; ③a +1b >b +1a ;④a -b >a -b .其中正确的是________.(请填写所有正确的序号)解析:因为a >b >0,所以b +5a +5-b a =5(a -b )a (a +5)>0,①正确;lg a +lg b 2=lg ab <lg a +b2,②不正确;因为a +1b -⎝⎛⎭⎫b +1a =a -b +a -b ab >0,所以③正确;(b +a -b )2=a +2b (a -b )>a ,所以④不正确. 答案:①③对点练(二) 一元二次不等式1.(2018·信阳一模)已知关于x 的不等式x 2-ax -6a 2>0(a <0)的解集为(-∞,x 1)∪(x 2,+∞),且x 2-x 1=52,则a =( )A .- 5B .-32C .- 2D .-52解析:选C 关于x 的不等式x 2-ax -6a 2>0(a <0)可化简为(x +2a )(x -3a )>0,因为a <0,所以-2a >3a ,所以解不等式得x >-2a 或x <3a ,所以x 1=3a ,x 2=-2a .又x 2-x 1=52,所以-5a =52,所以a =- 2.2.设实数a ∈(1,2),关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为( )A .(3a ,a 2+2)B .(a 2+2,3a )C .(3,4)D .(3,6)解析:选B 由x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0,得(x -3a )·(x -a 2-2)<0,∵a ∈(1,2),∴3a >a 2+2,∴关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为(a 2+2,3a ).故选B.3.(2018·河北石家庄二中月考)在R 上定义运算☆:a ☆b =ab +2a +b ,则满足x ☆(x -2)<0的实数x 的取值范围为( )A .(0,2)B .(-2,1)C .(-∞,-2)∪(1,+∞)D .(-1,2)解析:选B 根据定义得x ☆(x -2)=x (x -2)+2x +(x -2)=x 2+x -2<0,解得-2<x <1,所以实数x 的取值范围为(-2,1),故选B.4.(2018·河南洛阳诊断)若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5] 上有解,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-235,+∞ B .⎣⎡⎦⎤-235,1 C .(1,+∞)D .⎝⎛⎦⎤-∞,-235 解析:选A 由Δ=a 2+8>0知方程恒有两个不等实根,又因为x 1x 2=-2<0,所以方程必有一正根,一负根,对应二次函数图象的示意图如图.所以不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-235,故选A.5.(2018·重庆凤鸣山中学月考)若不存在整数x 满足不等式(kx -k 2-4)(x -4)<0,则实数k 的取值范围是________.解析:容易判断k =0或k <0时,均不符合题意,所以k >0.所以原不等式即为k ⎝⎛⎭⎪⎫x -k 2+4k (x -4)<0,等价于⎝⎛⎭⎪⎫x -k 2+4k (x -4)<0,依题意应有3≤k 2+4k ≤5且k >0,所以1≤k ≤4.答案:[1,4]6.(2018·辽宁沈阳模拟)若不等式mx 2+2mx -4<2x 2+4x 对任意x 均成立,则实数m 的取值范围是________.解析:不等式等价于(m -2)x 2+2(m -2)x -4<0,①当m =2时,上式为-4<0,对任意的x ,不等式都成立; ②当m -2<0时,Δ=4(m -2)2+16(m -2)<0,∴-2<m <2. 综合①②,得m ∈(-2,2]. 答案:(-2,2][大题综合练——迁移贯通]1.(2018·黑龙江虎林一中期中)已知f (x )=2x 2+bx +c ,不等式f (x )<0的解集是(0,5). (1)求f (x )的解析式;(2)若对于任意的x ∈[-1,1],不等式f (x )+t ≤2恒成立,求t 的取值范围.解:(1)∵f (x )=2x 2+bx +c ,不等式f (x )<0的解集是(0,5),∴0和5是方程2x 2+bx +c =0的两个根,由根与系数的关系知,-b 2=5,c2=0,∴b =-10,c =0,f (x )=2x 2-10x .(2)f (x )+t ≤2恒成立等价于2x 2-10x +t -2≤0恒成立, ∴2x 2-10x +t -2的最大值小于或等于0. 设g (x )=2x 2-10x +t -2,则由二次函数的图象可知g (x )=2x 2-10x +t -2在区间[-1,1]上为减函数, ∴g (x )max =g (-1)=10+t , ∴10+t ≤0,即t ≤-10. ∴t 的取值范围为(-∞,-10].2.已知函数f (x )=ax 2+2ax +1的定义域为R . (1)求a 的取值范围; (2)若函数f (x )的最小值为22,解关于x 的不等式x 2-x -a 2-a <0. 解:(1)∵函数f (x )=ax 2+2ax +1的定义域为R ,∴ ax 2+2ax +1≥0恒成立, 当a =0时,1≥0恒成立. 当a ≠0时,需满足题意,则需⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=(2a )2-4a ≤0,解得0<a ≤1,综上可知,a 的取值范围是[0,1]. (2)f (x )=ax 2+2ax +1=a (x +1)2+1-a ,由题意及(1)可知0<a ≤1, ∴当x =-1时,f (x )min =1-a ,由题意得,1-a =22,∴a =12,∴不等式x 2-x -a 2-a <0可化为x 2-x -34<0.解得-12<x <32,∴不等式的解集为⎝⎛⎭⎫-12,32. 3.(2018·江西八校联考)已知函数f (x )=x 2-2ax -1+a ,a ∈R . (1)若a =2,试求函数y =f (x )x (x >0)的最小值;(2)对于任意的x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立,试求a 的取值范围.解:(1)依题意得y =f (x )x =x 2-4x +1x =x +1x -4.因为x >0,所以x +1x ≥2. 当且仅当x =1x 时, 即x =1时,等号成立. 所以y ≥-2.所以当x =1时,y =f (x )x 的最小值为-2. (2)因为f (x )-a =x 2-2ax -1,所以要使得“∀x ∈[0,2],不等式f (x )≤a 成立”, 只要“x 2-2ax -1≤0在[0,2]恒成立”. 不妨设g (x )=x 2-2ax -1,则只要g (x )≤0在[0,2]上恒成立即可.所以⎩⎪⎨⎪⎧ g (0)≤0,g (2)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧0-0-1≤0,4-4a -1≤0,解得a ≥34.则a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫34,+∞.第二节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题本节主要包括3个知识点:1.二元一次不等式(组)表示的平面区域; 简单的线性规划问题;3.线性规划的实际应用.突破点(一) 二元一次不等式(组)表示的平面区域[基本知识]1.二元一次不等式(组)表示的平面区域以上简称为“直线定界,特殊点定域”.[基本能力]1.判断题(1)不等式Ax +By +C >0表示的平面区域一定在直线Ax +By +C =0的上方.( ) (2)不等式x 2-y 2<0表示的平面区域是一、三象限角的平分线和二、四象限角的平分线围成的含有y 轴的两块区域.( )答案:(1)× (2)√ 2.填空题(1)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于________.答案:43(2)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,2x +y <6所表示的平面区域内的整点个数为________.答案:4(3)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,y ≤kx +3,0≤x ≤3表示的平面区域为一个锐角三角形及其内部,则实数k的取值范围是________.答案:(0,1)[全析考法][典例] (1)(2018·泰安模拟)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤-x +2,y ≤x -1,y ≥0所表示的平面区域的面积为( )A .1B .12C.13D .14(2)(2018·沈阳质监)已知不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -2≤0,ax -y +2≥0表示的平面区域的面积等于3,则a的值为________.[解析] (1)作出不等式组对应的区域如图中阴影部分所示,由题意知x B =1,x C =2.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +2,y =x -1,得y D =12,所以S △BCD =12×(x C -x B )×|y D |=14.(2)依据不等式组画出可行域如图中阴影部分所示,由图可知其表示的平面区域为△ABC ,所以S =12×2|AC |=3,所以|AC |=3,即C (2,3),又点C在直线ax -y +2=0上,得a =12.[答案] (1)D (2)12[方法技巧]解决求平面区域面积问题的方法步骤(1)画出不等式组表示的平面区域;(2)判断平面区域的形状,并求得直线的交点坐标、图形的边长、相关线段的长(三角形的高、四边形的高)等,若为规则图形则利用图形的面积公式求解;若为不规则图形则利用割补法求解.[提醒] 求面积时应考虑圆、平行四边形等图形的对称性.[全练题点]1.已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,kx -y ≤0表示面积为1的直角三角形区域,则实数k 的值为( )A .1B .-1C .0D .-2解析:选A 先作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤4,对应的平面区域,如图.要使阴影部分为直角三角形,当k =0时,此时三角形的面积为12×3×3=92≠1,所以不成立.当k =-1或-2时,不能构成直角三角形区域.当k =1时,由图可知,可构成直角三角区域且面积为1,故选A.2.若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥a 的整点(x ,y )恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a 的值为( )A .-3B .-2C .-1D .0解析:选C 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a =0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a =-1时,正好增加(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)共5个整点.3.不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.答案:4突破点(二) 简单的线性规划问题[基本知识]1.线性规划中的基本概念2.简单线性规划问题的图解法在确定线性约束条件和线性目标函数的前提下,用图解法求最优解的步骤概括为“画、移、求、答”.即[基本能力]1.判断题(1)线性目标函数的最优解可能不唯一.( )(2)目标函数z =ax +by (b ≠0)中,z 的几何意义是直线ax +by -z =0在y 轴上的截距.( )答案:(1)√ (2)×2.填空题(1)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x ≤4,x +y ≥0,则z =x +3y 的最小值为________.答案:-8(2)(2018·南昌调研)设变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -3≥0,2x -y -3≤0,则目标函数z =2x +3y 的最小值为________.答案:7(3)某校今年计划招聘女教师a 名,男教师b 名,若a ,b 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2a -b ≥5,a -b ≤2,a <7,设这所学校今年计划招聘教师最多x 名,则x =________.答案:13[全析考法][例1] (1)(2018·山西太原模拟)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x <2,x +y -1≥0,则z =2x -2y -1的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤53,5 B .[0,5] C.⎣⎡⎭⎫53,5D .⎣⎡⎭⎫-53,5 (2)(2017·黑龙江哈尔滨二模)已知整数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x -3y +5≥0,则z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y的最小值为________.[解析] (1)作出不等式组表示的可行域,如图阴影部分所示,可知2×13-2×23-1≤z <2×2-2×(-1)-1,即z 的取值范围是⎣⎡⎭⎫-53,5.(2)z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y =2-2x ·2-y =2-2x -y . 设m =-2x -y ,要使z 最小,则只需m 最小. 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示.由m =-2x -y 得y =-2x -m ,平移可知当直线y =-2x -m 经过点B 时,m 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y =0,x -3y +5=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即B (1,2),此时m =-2-2=-4,所以z =4-x ·⎝⎛⎭⎫12y 的最小值为2-4=116.[答案] (1)D (2)116[方法技巧]求解线性目标函数最值的常用方法线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,若可行域是一个封闭的图形,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值;若可行域不是封闭图形还是需要借助截距的几何意义来求最值.非线性目标函数的最值[例2] (1)(2018·四川资阳期末)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -3≥0,0<x ≤4,则y x 的最大值是________.(2)(2018·河北唐山模拟)设实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -2y -5≤0,x +y -4≤0,3x +y -10≥10,则z =x 2+y 2的最小值为________.[解析] (1)由题意得,满足条件的可行域如图所示.yx 的几何意义是可行域内的点与原点所在直线的斜率,观察图形易知,当直线过点C (4,1)时,y x 有最大值,最大值为14.(2)作出不等式组表示的平面区域,如图所示.因为z =x 2+y 2表示区域内的点到原点距离的平方,由图知,当区域内的点与原点的连线与直线3x +y -10=0垂直时,z =x 2+y 2取得最小值,所以z min =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫|3×0+0-10|32+122=10,垂足为点(3,1),在平面区域内,所以z =x 2+y 2的最小值为10.[答案] (1)14 (2)10[方法技巧]非线性目标函数最值问题的常见类型及求法 距离目标函数为z =(x -a )2+(y -b )2时,可转化为可行域内的点(x ,y )与点1.(1)由可行域求线性约束条件; (2)由最优解或最值求参数的取值范围. 2.处理方法(1)对于形式(1),由可行域的端点写出边界直线的方程,由区域特点确定不等号即可. (2)对于形式(2),解答问题时,必须明确线性目标函数的最值一般在可行域的顶点或边界取得,运用数形结合的思想方法求解.同时,要注意边界直线的斜率与目标函数表示的直线的斜率之间的关系.[例3] (2018·湖北八校联考)若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3≥0,2x -y -3≤0,x -my +1≥0,其中m >0,且x +y 的最大值为9,则实数m =( )A .4B .3C .1D .2[解析] 根据不等式组画出可行域如图中阴影部分所示.设z =x +y ,由⎩⎪⎨⎪⎧x -my +1=0,2x -y -3=0,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3m +12m -1,52m -1.易知当z =x +y 经过点A 时,z 取得最大值,故3m +12m -1+52m -1=9,解得m =1.[答案] C[方法技巧]求解线性规划中含参问题的两种基本方法(1)把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或范围;(2)先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.[全练题点]1.[考点一](2018·山东德州模拟)已知x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y -4≥0,x ≤4,则z =4x -y 的最小值为( )A .4B .6C .12D .16解析:选B作出不等式组⎩⎨⎧x -y ≥0,x +y -4≥0,x ≤4表示的区域如图,结合图形可知当动直线z =4x -y 经过点A (2,2)时,动直线y =4x -z 在y 轴的截距最小,z min =4×2-2=6,故选B.2.[考点二]设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,4x +3y ≤12,则x +2y +3x +1的取值范围是( ) A .[1,5] B .[2,6] C .[2,10]D .[3,11]解析:选D 设z =x +2y +3x +1=x +1+2(y +1)x +1=1+2·y +1x +1,设z ′=y +1x +1,则z ′的几何意义为动点P (x ,y )到定点D (-1,-1)的斜率,画出可行域如图中阴影部分所示,易得z ′∈[k DA ,k DB ],则z ′∈[1,5],∴z =1+2·z ′∈[3,11].3.[考点一](2018·浙江宁波九校期末联考)设实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥-2x ,y ≥x ,y +x ≤4,则z =y -4x 的取值范围是________;z =y -4|x |的取值范围是________.解析:作出不等式组表示的平面区域,如图.①当目标函数线z=y -4x 经过点A (2,2)时,z 取得最小值2-4×2=-6;经过点B (-4,8)时,z 取得最大值8-4×(-4)=24,所以z =y -4x 的取值范围是[-6,24].②因为z =y -4|x |=⎩⎪⎨⎪⎧y +4x ,x <0,y -4x ,x ≥0,所以由图知,当x <0时,z 在点B (-4,8)处取得最小值8+4×(-4)=-8,在点C (0,4)处取得最大值4,所以当x <0时,z ∈[-8,4).当x ≥0时,z 在点A (2,2)处取得最小值2-4×2=-6,在点C (0,4)处取得最大值4-4×0=4,所以x ≥0时,z ∈[-6,4].综上,z =y -4|x |的取值范围是[-8,4].答案:[-6,24] [-8,4]4.[考点二](2018·北京朝阳模拟)若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≤0,x ≤0,则x 2+y 2的最小值是________.解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示. ∵x 2+y 2表示可行域内任意一点P (x ,y )与原点(0,0)距离的平方, ∴当P 在线段AB 上且OP ⊥AB 时,x 2+y 2取得最小值,∴(x 2+y 2)min =⎝⎛⎭⎪⎫|0-0+1|22=12.答案:125.[考点三]已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0,若目标函数z =x +ay (a ≥0)恰好在点(2,2)处取到最大值,则a 的取值范围为________.解析:作出不等式对应的平面区域,如图阴影部分所示,当a =0时,z =x , 即x =z ,此时不成立.故a ≠0.由z =x +ay 得y =-1a x +z a .由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y -8=0,x -3y +4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2,即A (2,2). 要使目标函数z =x +ay (a ≥0)仅在点A (2,2)处取得最大值,则阴影部分区域在直线y =-1a x +z a 的下方,即目标函数的斜率k =-1a ,满足k >k AC ,即-1a >-3. ∵a >0,∴a >13,即a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫13,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫13,+∞突破点(三) 线性规划的实际应用[全析考法][典例] (2018·山西运城期中)某工厂生产甲、乙两种产品,生产甲产品1件需消耗A 原料1千克,B 原料2千克;生产乙产品1件需消耗A 原料2千克,B 原料1千克;每件甲产品的利润是300元,每件乙产品的利润是400元,公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A ,B 原料都不超过12千克,通过合理安排计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( )A .1 800元B .2 400元C .2 800元D .3 100元[解析] 设生产甲产品x 件,乙产品y 件,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤12,2x +y ≤12,x ,y ∈N ,目标函数z =300x +400y ,作出⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤12,2x +y ≤12的可行域,其中A (0,6),B (4,4),C (6,0),如图所示.由z =300x +400y 得y =-34x +z 400,由图可知,目标函数在点B (4,4)取得最大值,最大值为2 800.所以公司共可获得的最大利润是2 800元.故选C.[答案] C[方法技巧]求解线性规划应用题的三个注意点(1)明确问题中的所有约束条件,并根据题意判断约束条件是否能够取到等号. (2)注意结合实际问题的实际意义,判断所设未知数x ,y 的取值范围,特别注意分析x ,y 是否为整数、是否为非负数等.(3)正确地写出目标函数,一般地,目标函数是等式的形式.[全练题点]1.(2018·云南昆明第三中学月考)某蔬菜收购点租用车辆,将100吨新鲜黄瓜运往某市销售,可供租用的卡车和农用车分别为10辆和20辆.若每辆卡车载重8吨,运费960元,每辆农用车载重2.5吨,运费360元,则蔬菜收购点运完全部黄瓜支出的最低运费为( )A .11 280元B .12 480元C .10 280元D .11 480元解析:选B 设租用的卡车和农用车分别为x 辆和y 辆,运完全部黄瓜支出的运费为z元,则⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤10,0≤y ≤20,8x +2.5y ≥100,x ∈N *,y ∈N *,目标函数z =960x +360y .如图所示,不等式组表示的平面区域是△ABC 内横坐标和纵坐标均为整数的点,其中A (10,8),B (10,20),C (6.25,20).当直线l :z =960x +360y 经过点A (10,8)时,运费最低,且最低运费为z min =960×10+360×8=12 480(元),故选B.2.(2018·南昌模拟)某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料.已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( )A.12万元 C .17万元D .18万元解析:选D 根据题意,设每天生产甲x 吨,乙y 吨,则⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,3x +2y ≤12,x +2y ≤8,目标函数为z =3x +4y ,作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线3x +4y =0并平移,易知当直线经过点A (2,3)时,z 取得最大值且z max =3×2+4×3=18,故该企业每天可获得最大利润为18万元,选D.[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2017·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -3≤0,2x -3y +3≥0,y +3≥0,则z =2x +y 的最小值是( )A .-15B .-9C .1D .9解析:选A 作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.易求得可行域的顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),当直线z =2x +y 过点B (-6,-3)时,z 取得最小值,z min =2×(-6)-3=-15.2.(2013·全国卷Ⅱ)已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,x ≥a (x -3).若z =2x +y 的最小值为1,则a =( )A.14 B .12C .1D .2解析:选B 由已知约束条件,作出可行域如图中△ABC 内部及边界部分,由目标函数z =2x +y 的几何意义为直线l :y =-2x +z 在y 轴上的截距,知当直线l 过可行域内的点B (1,-2a )时,目标函数z =2x +y 的最小值为1,则2-2a =1,a =12,故选B.3.(2017·全国卷Ⅰ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0,则z =3x -2y 的最小值为________.解析:画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0所表示的可行域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y =32x -z 2过点A 时,在y 轴上的截距最大,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =1,2x +y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.∴z min =-5.答案:-54.(2015·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为________. 解析:画出可行域如图阴影所示,∵yx 表示过点(x ,y )与原点(0,0)的直线的斜率,∴点(x ,y )在点A 处时yx最大.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x +y -4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3. ∴A (1,3).∴yx 的最大值为3. 答案:35.(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900 元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为________元.解析:设生产A 产品x 件,B 产品y 件,由已知可得约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *.目标函数为z =2 100x +900y ,。