2013届高考数学第一轮基础复习课件12-3不等式选讲

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答案:D
|x-a|±|x-b|<c及|x-a|±|x-b|>c型不等式 解法
[例 2] (2011·宝鸡质检)不等式|x+1|+|x-2|≤4 的解 集为________.
分析:用分段讨论、构造函数、数形结合法求解均可, 但数形结合最简便.
解析:解法一:1°当 x≤-1 时,不等式化为-x-1 -x+2≤4,∴x≥-32,∴-32≤x≤-1;
误区警示 1.使用均值不等式求最值时,必须满足“一正、二 定、三相等”的条件,且注意变形配凑技巧. 2 . 不 等 式 定 理 中 的 条 件 要 准 确 把 握 , 如 a2 + b2≥2ab(a,b∈R),a+b≥2 ab(a,b∈R+)等.
3.含绝对值三角不等式|a|-|b|≤||a|-|b||≤|a±b|≤|a| +|b|中等号成立的条件应注意,|a+b|=|a|+|b|中 a·b≥0, 而|a-b|=|a|+|b|中 a·b≤0 等.
推论 2:设 C 为常数,且 a1、a2、…、an 为 n 个正数, 则当 a1+a2+…+an=nC 时,a1a2…an≤Cn 且等号成立 ⇔a1=a2=…=an.
2.定理 2(调和平均数不等式)
设 a1 、 a2 、 … 、 an 为 正 数 , 则 n a1a2…an ≥a11+a12+n …+a1n,等号成立⇔a1=a2=…=an.
三、含绝对值不等式解法 ①|ax+b|≤c(c>0)⇔-c≤ax+b≤c, |ax+b|≥c(c>0)⇔ax+b≥c 或 ax+b≤-c, ②|x-a|+|x-b|≤c,|x-a|+|x-b|≥c 型不等式解 法.
解法 1(分类讨论思想):S1 令每个绝对值符号里的 一次式为 0,求出相应的根.
第三节
不等式选讲
重点难点 重点:不等式的性质、基本不等式、含绝对值不等 式的解法和不等式的基本证明方法. 难点:1.含绝对值的三角不等式; 2.不等式的基本证明方法. 3.应用柯西不等式、排序不等式证明不等式的证明 思路.
知识归纳 一、不等式的性质及数学归纳法前面已复习过不再 赘述 二、几个重要的不等式 1.基本不等式 ①定理 1 a2+b2≥2ab(a,b∈R),当且仅当 a=b 时 取等号.
※七、平均值不等式
1.定理 1(平均值不等式) 设 a1、a2、a3、…、an 为 n 个正数,则
a1+a2+…+an≥n n
a1a2…an
等号成立⇔a1=a2=…=an.
即 n 个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
推论 1:设 a1、a2、…、an 为 n 个正数,且 a1a2…an =1,则 a1+a2+…+an≥n,等号成立⇔a1=a2=…=an =1.
2°当-1<x≤2 时,不等式化为 x+1-x+2≤4,即 3≤4 恒成立,∴-1<x≤2;
3°当 x>2 时,不等式化为 x+1+x-2≤4,
∴x≤52,∴2<x≤52. 综合 1°,2°,3°知,-32≤x≤52, 即不等式解集为[-32,52].
解法二:在数轴上到点-1 和 2 距离的和为 4 的点为 -32,52,故使|x+1|+|x-2|≤4 的点 x 在-32和52之间,
∴-32≤x≤52.
答案:[-32,52]
(2011·江西文,15)对于 x∈R,不等式|x+10|-|x -2|≥8 的解集为________.
解 析 : 令 y = |x + 10| - |x - 2| =
-12, x≤-10, 2x+8,-10<x<2, 12, x≥2.
则可画出函数图象如图所示:
解法 3(数形结合思想):利用绝对值的几何意义求解, |x-a|+|x-b|表示数轴上点 P(x)到点 A(a)、B(b)距离的 和.关键找出到 A、B 两点距离之和为 c 的点,“≤”取 中间,“≥”取两边.
注意这里 c≥|a-b|,若 c<|a-b|,则|x-a|+|x-b|≤c 的解集为∅,|x-a|+|x-b|≥c 解集为 R.
(2)定理 2(向量形式) 设 α、β 为平面上的两个向量, 则
|α||β|≥|α·β|. 当 α 及 β 为非零向量时,上式中等号成立⇔向量 α 和 β 共线⇔存在实数 λ≠0,使得 α=λβ. 当 α 或 β 为零向量时,上面结果仍成立.
(3)定理 3 设 a1、a2、b1、b2 为实数,则 a21+a22+ b21+b22≥ a1+b12+a2+b22,等号成立⇔存在非负实 数 λ 及 μ,使 μa1=λb1,μa2=λb2.
x∈R}.若 A⊆B,则实数 a,b 必满足( )
A.|a+b|≤3
B.|a+b|≥3
C.|a-b|≤3
D.|a-b|≥3
解析:由题意可得集合 A={x|a-1<x<a+1},集合 B ={x|x<b-2 或 x>b+2},又因为 A⊆B,所以有 a+1≤b -2 或 b+2≤a-1,即 a-b≤-3 或 a-b≥3.因此选 D.
分析:依据|ax+b|<c 不等式解法求出 x 的取值范 围,与 1<x<3 比较求出 a,或依据方程的根与不等式解t;x<a+1, 又知其解集为(1,3),所以通过对比可得 a=2.
答案:2
(理)设集合 A={x||x-a|<1,x∈R},B={x||x-b|>2,
|ax+b|<c及|ax+b|>c型不等式解法
[例 1] (2011·甘肃兰州一中月考)解关于 x 的不等式 |ax-1|>a+1(a>-1).
分析:这是|ax+b|>c(c>0)型不等式,先去掉绝对值号 等价转化为一元一次不等式,由于含字母系数 a,故须分 类讨论.
解析:|ax-1|>a+1⇔ax-1>a+1,或 ax-1<-a- 1⇔ax>a+2,或 ax<-a.
(5)定理 5(三角不等式的向量形式) 设 α、β、γ 为平面向量,则|α-β|+|β-γ|≥|α-γ|, 当 α-β、β-γ 为非零向量时,上式中等号成立⇔存在正 常数 λ,使 α-β=λ(β-γ)⇔向量 α-β 与 β-γ 同向.
六、排序不等式 设 a1≤a2≤…≤an,b1≤b2≤…≤bn 为两组实数,c1、 c2、…、cn 为 b1、b2、…、bn 的任一排列,则有 a1bn+a2bn -1+…+anb1≤a1c1+ a2c2+…+ancn≤a1b1+a2b2+…+ anbn,等号成立(反序和等于顺序和)⇔a1=a2=…=an 或 b1=b2=…=bn. 即反序和≤乱序和≤顺序和.
②定理 2(基本不等式) a+2 b≥ ab(a,b∈R+),仅 当 a=b 时取等号.
③定理 3(平均值不等式) a+3b+c≥3 abc(a,b,c ∈R+),当且仅当 a=b=c 时取等号.
n1(a1+a2+…+an)≥n a1a2…an(ai∈R+,i=1,2,…, n),当且仅当 a1=a2=…=an 时取等号.
4.用比商法证明不等式应注意:
AB>1⇒A>B. B>0
AB>1⇒A<B. B<0
因此,用比商法必须先判定符号.
5.分析法证明不等式的每一步都是寻求使不等式成 立的充.分.条件.
6.换元法证明不等式时,要注意换元后,新.元.的.取. 值.范.围.会发生变.化.,而有时忽视这种变化会导致错误结 论或无法进行下去.
其中等号成立⇔ab11=ab22=…=bann(当某 bj=0 时,认为
aj=0,j=1,2,…,n).
2.二维形式的柯西不等式: (1)定理 1(代数形式) 设 a1、a2、b1、b2 均为实数, 则 (a21+a22)(b21+b22)≥(a1b1+a2b2)2. 上式等号成立⇔a1b2=a2b1.
2.绝对值三角不等式 ①定理 1 |a|+|b|≥|a+b|(a,b∈R),当且仅当 ab≥0 时等号成立. ②定理 2 如果 a、b、c∈R,那么|a-c|≤|a-b|+|b -c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0 时,等号成立. ③||a|-|b||≤|a±b|.
3.分式不等式 若 a>b>n>0,m>0,则ba--nn<ba<ba++mm.
由图象可以观察出使 y≥8 的 x 的取值范围为[0,+ ∞).
∴|x+10|-|x-2|≥8 的解集为[0,+∞).
答案:[0,+∞)
不等式的有解与恒成立问题
常常是分析找思路,综合写过程.
(4)反证法:证明不等式时,首先假设要证明的命题 不成立,把它作为条件和其它条件结合在一起,利用已 知定义、定理、公理、性质等基本原理进行正确推理, 逐步推证出一个与命题的条件或已证明过的定理、性质, 或公认的简单事实相矛盾的结论,以此说明原假设不正 确,从而肯定原命题成立的方法称为反证法.
S2 把这些根由小到大排序,它们把实数轴分成若干 个小区间.
S3 在所分区间上,根据绝对值的定义去掉绝对值符 号,讨论所得的不等式在这个区间上的解集.
S4 这些解集的并集就是原不等式的解集.
解法 2(函数与方程思想):构造函数 f(x)=|x-a|+|x - b|- c, 写 出 f(x) 的 分段 解 析式 作出 图象 ,找 出使 f(x)≤0(或 f(x)≥0)的 x 的取值范围即可.
(4)定理 4(平面三角不等式) 设 a1、a2、b1、b2、c1、c2∈R,则 a1-b12+a2-b22 + b1-c12+b2-c22≥ a1-c12+a2-c22, 等号成立⇔存在非负实数 λ 和 μ,使 μ(a1-b1)=λ(b1 -c1),μ(a2-b2)=λ(b2-c2)成立,其几何意义是三角形两 边之和大于第三边.
当-1<a<0 时,x<a+a 2或 x>-1,原不等式的解集为 (-∞,a+a 2)∪(-1,+∞).
当 a=0 时,原不等式的解集为∅.
当 a>0 时,x>a+a 2,或 x<-1, 原不等式的解集为(-∞,-1)∪(a+a 2,+∞).
(文)(2011·陕西三检)若关于 x 的不等式|x-a|<1 的 解集为(1,3),则实数 a 的值为________.
7.柯西不等式及排序不等式中 ai、bi(i=1,2,…, n)均为实数,而平均值不等式中 ai 为正数.
解题技巧 1.应用放缩法证明不等式时,放缩要适.当.,既不能 放的过小,也不能放过了头. 2.用数学归纳法证明不等式时,关键是配凑合适的 项便于应用归纳假设. 3.应用柯西不等式关键是分析、观察所给式子特点, 从中找出柯西不等式的必备形式特点及等号成立的条件.
四、不等式的证明方法 (1)比较法:依据 a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0 来证 明不等式的方法称作比较法. 其基本步骤:作差→配方或因式分解→判断符号→ 得出结论.
(2)综合法:从命题的已知条件出发,利用公理、已 知的定义、定理、性质等,经过一系列的推理论证得出 命题成立的方法.它是由因导果法.
推论:设 a1、a2、…、an 为 n 个正数,则 (a1+a2+…+an)a11+a12+…+a1n≥n2.
3.加权平均不等式 设 a1、a2、…、an 为 n 个正数,p1、p2、…、pn 都是 正有理数,并且 p1+p2+…+pn=1,那么 p1a1+p2a2+… +pnan≥ap11ap22…apnn. 八、贝努利不等式 设 x>-1,且 x≠0,n 为大于 1 的自然数,则(1+x)n>1 +nx.
(3)分析法:从要证明结论出发,逐步寻求使它成立 的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立 的事实(定义、公理或已证明过的定理、性质等),从而得 出要证明的命题成立的方法,它是执果索因的方法.
分析法与综合法常常结合起来运用,看由已知条件能 产生什么结果,待证命题需要什么条件,两边凑一凑找出 证明途径.
(5)放缩法:证明不等式时,根据需要把需证明的不 等式的值适当放大或缩小,使其化繁为简,化难为易, 达到证明目的,这种方法称为放缩法.
五、柯西不等式
1.一般形式:
设 a1、a2、…、an、b1、b2、…、bn 为实数,则(a12+
a22+…+a2n)
1 2
(b12+b22+…+
bn2)
1 2
≥|a1b1+a2b2+…+anbn|.
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