高中数学+几种常见解不等式解法
高中数学中所有不等式解法汇总每题均含详细解析
高中数学中所有不等式解法汇总每题均含详细解析本文介绍了解简单不等式的几种方法,包括解二元一次不等式组、一元二次不等式、含绝对值的简单不等式、分式不等式和简单高次不等式。
其中,第一部分介绍了分数不等式的性质,包括两种情况下的大小关系。
第二部分介绍了“三个二次”的关系,即二次函数图象、一元二次方程的根和不等式的解集之间的关系。
第三部分介绍了解一元二次方程的三种方法,包括求根公式、因式分解法和配方法。
最后一部分介绍了解一元二次不等式的方法,包括统一处理二次项系数为正数,以及(x -a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解法。
由y=x^2-3x-10的开口向上,可得x^2-3x-10>0的解集为(-∞,-2)∪(5,+∞)。
设集合M={x|x^2-3x-4<0},N={x|0≤x≤5},则M∩N等于[0,4)。
解析:因为M={x|x^2-3x-4<0}={x|-1<x<4},所以M∩N=[0,4)。
已知不等式ax^2-bx-1≥0的解集是(3/2,3],则不等式x^2-bx-a0,且Δ=b^2-4ac0,b<0,且0<b<3.综合可得x^2-bx-a<0的解集是(0,3)。
若关于x的不等式m(x-1)>x^2-x的解集为{x|1x^2-x的解集为{x|1<x<2},所以1和2一定是m(x-1)=x^2-x的解,因此m=2.若一元二次不等式2kx^2+kx-8<0对一切实数x都成立,则k的取值范围为(-3,0]。
解析:因为2kx^2+kx-8<0对一切实数x都成立,所以2k<0,解得k∈(-∞,0),又因为Δ=k^2-4×2k×(-8)<0,解得k∈(-3,0]。
设a为常数,∀x∈R,ax^2+ax+1>0,则a的取值范围是(0,4)。
解析:对于任意实数x,ax^2+ax+1>0,即Δ=a^2-4a<0,解得0<a<4.若不等式x^2-2x+5≥a^2-3a对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为(-∞,-1]∪[4,+∞)。
高中数学常见的10类基本不等式问题汇总
2,
2x y 2x 2y
2x y 2x 2y
2x y 2x 2y
x0 亦即 y 3 时取等号。此时可得
2
4 x 3 y min
9
。
2
问题 3:方程中的基本不等式 解题思路:将需要利用不等式的项移到方程的一边,利用基本不等式求解即可。 例题 5:( 2015·湖南高考)若实数 a, b 满足 1+ 2= ab,则 ab 的最小值为 __________.
2
4x 3y
1
4
2x y 2x 2y
2x y 2x 2y
,化简后可得:
2
4x 3y
2x 2y 2x y
4 2x y 2x 2y
2
41 2x 2y
,很明显
2x y
4 2x y
中二者积为定值,根据积定和最
2x 2y
小法则可得 2x 2 y 4 2x y
2x 2 y 4 2x y 2
2x 2 y 4 2x y 4 ,当且仅当
1
。
5
5
解法 2: 将 x2
x
化简可得
3x 1
x2
x 3x 1
x
1 1
x 3
0 ,令 f x
x
x 1 x 0 ,这是一个对 x
勾函数,故而可得 f x
1 x
f1
2 。故而分母 x 1 3 f x
3 5 ,代入分式函数取倒数
x
x
可得 0
1
1
x135
x
问题 2: “1”的代换
x x2 1 3 x max
ab
解析: 由题意可知可以利用基本不等式,根据基本不等式可得:
1 2 12 22
高中数学基本不等式的解法十例
解 析 : 由 三 点 共 线 可 得 a b 1 , 观 察 形 式 采 用 “1” 的 代 换 , 故 而
1
1
1 a
1 b
a
b
2
b
a
,等式右侧积为定值,故而利用积定和最小法则可
ab
1
ab
得 : b a 2 ba 2 , 当 且 仅当 b aab1 时 取 等号 。故 而 可 得
a b ab
2x 2y
42x
y
2
2x 2y 42x y 4 , 当 且 仅 当
2x y 2x 2y
2x y 2x 2y
2x 2y 2x y
42x y
2x 2y
2 ,亦即
x
y
0 3 2
时取等号。此时可得 4 x
3y min
9 2
。
问题 3:方程中的基本不等式
解题思路:将需要利用不等式的项移到方程的一边,利用基本不等式求解即可。
3
2
3 a
2 b
2a
3b
12
9b a
4a b
,观察分子可得分子积为定值,根据积定和
ab
6
6
最小法则可得: 9b 4a 2
ab
9b a
4a b
12
,当且仅当
9b a
4a b
a b
3 2
1
时取等号,故
而可得
3
2
12
9b a
4a b
4
。
ab
6
(不等式与解三角形)例题 7: .
中,角
的对边分别为
a
2
b
2
ab
可
得
高中数学不等式解法归纳不等式轮换对称法与地位等价法
高中数学不等式解法归纳不等式轮换对称法与地位等价法大家好,今天我就为大家介绍一下基本不等式求最值的重要的方法:轮换对称法也可称为地位等价法。
让我们看一下第一个问题。
这道题一共有4种不同的解法。
今天我会告诉同学们两种方法。
第一种方法就是大家常规用的方法:直接不等式法。
第二种方法就是我们今天的重磅秒杀解题技巧:轮换对称法(地位等价法)通过常规解题与技巧解题对比,来体验一下轮换对称法的真正魅力!从上面这个等式变下来,很多同学让你自己来想象构造,能想明白的同学微乎其微,所以这常规解是有一定的难度的。
那接下来我们来讲技巧大招:轮换对称法(地位等价法),它不但适合基本不等式求最值,还适合有些三角函数问题,以及有些向量问题。
但是我要给同学们讲的是:它是有一定的局限性,不是所有不等式求最值都能搞定的,但是只要题目满足2个要求,它就能做到秒杀。
实事实是的讲,我们上次讲的差值法比这轮换对称法要广泛很多,对于这种题型是可遇不可求的。
那么,有同学就问了,有没有能搞定大部分不等式求最值的方法?答案是肯定的,那么,绝招肯定是要留到正课里的,你懂的。
但是,今天讲这种方法是可以快速解决掉这方面的高考真题。
那么它要满足的2个需求是:确认对称:①.“平方和式”与“和式”的系数必须成比例②.不用管乘积项系数(成绩项系数可凑)为方便大家理解,请看下图:大家可以看出,这样一写,和式系数与和乘积项系数成比例条件是成立的,那就我们就可以x=2y,不信是不是?那么大家可以将x=2y,y=x/2代入原等式,可以看出题干没有任何变化,那么就相当于X与2y等价!可以看下图:那么,将x=2y代入,只剩未知数y,解出y和x即可算出答案。
看一看,是不是可以10秒出答案!!!好,我们再看第二题来验证下技巧:大家看好,通过变化,和式系数、乘积项系数、平方和式系数成比例条件是不是成立了,那么大家可以将x=y/2,y=2x代入原等式,也可以看出题干没有任何变化, 那就相当于2x与y等价。
高中数学不等式这七中解法,你哪种不会记得补上
高中数学不等式这七中解法,你哪种不会记得补上
一:一元一次不等式的解法
任何关于X的一元一次不等式都可以简化为标准形式ax>b或axb:当a>0时,其解集为{x|x>b/a};当a<><>
二:一元二次不等式的解法
要得到一元二次不等式的方程,首先应该做什么?将其溶解成最简单的标准形式,便于解题。
这里边肖用亲身经历告诉你,上表会经常考,从填空题的基本选择,到试卷后面大题上的一两道题。
学生最好记住这张张一元二次解表。
三:一元高次不等式的解法
这类题通常作为选择题或问答题的最后一两道题。
很多同学会直接放弃,不想在上面花太多时间。
考试快结束的时候,他们会随便填一个答案。
其实这种问题同样是有技巧的。
解一元高次不等式常采用数轴标根法,就是对关于x的n次不等式。
四:含绝对值的不等式的解法
含绝对值的不等式,常通过下面的等价变形去掉绝对值符号,把它变为不含绝对值的不等式后再解:
第五点:分式不等式的解法
求解一元分式不等式的基本思想是根据以下方法将其转化为一元高阶不等式(组)。
第六点:无理不等式的解法
无理不等式有三种类型,基本思想是将其转化为有理不等式(组)以如下形式求解。
在解决数学问题的过程中,转化思维是非常重要的。
第七点:指数不等式和对数不等式的解法
这里指出了七类不等式的求解模型。
它们是解决不平等的基础。
对于我们高中生来说,了解和掌握这些模型是非常必要的。
不等式解法高中
不等式解法高中在高中数学中,解不等式的方法可以分为以下几种常见的情况:1. 一元一次不等式:对于形如ax + b > c 或ax + b < c 的一元一次不等式,可以通过移项和分析系数的正负来确定解集。
具体步骤如下:-将不等式转化为等式,得到ax + b = c。
-根据系数a的正负,确定不等式的方向(大于或小于)。
-根据不等式方向,判断解集是开区间还是闭区间。
-如果解集是闭区间,根据系数a的正负确定不等式中的等号方向。
-最后将解集写出。
2. 一元二次不等式:对于形如ax^2 + bx + c > 0 或ax^2 + bx + c < 0 的一元二次不等式,可以通过求解对应的二次方程来确定解集。
具体步骤如下:-将不等式转化为等式,得到ax^2 + bx + c = 0。
-求解二次方程,得到其根x1和x2。
-根据系数a的正负和二次方程的性质,确定解集的形式:-若a > 0,解集是开口向上的抛物线在x1和x2之间的区间;-若a < 0,解集是开口向下的抛物线在x1和x2之外的区间。
-最后将解集写出。
3. 绝对值不等式:对于形如|ax + b| > c 或|ax + b| < c 的绝对值不等式,可以通过分情况讨论来确定解集。
具体步骤如下:-将绝对值不等式分为两种情况:ax + b > c 和ax + b < -c,以及-c < ax + b < c。
-对于每种情况,移项得到一元一次不等式。
-对一元一次不等式按照一元一次不等式的解法进行求解。
-根据不同情况的解集,合并得到绝对值不等式的解集。
这些是一些常见的解不等式的方法,但在数学中还存在其他类型的不等式和解法,这里只提供了一些基本的解法作为参考。
在具体的问题中,可以根据不等式的形式和条件选择合适的方法进行求解。
高中数学中的不等式求解
高中数学中的不等式求解高中数学中,不等式是一个重要的概念和技能,它在解决实际问题以及推导数学定理中起着重要作用。
在本文中,我们将探讨不等式的基本概念以及如何准确地求解不等式问题。
一、不等式的基本概念不等式是指数值或代数表达式之间的数的大小关系的一种表示方式。
我们常见的不等式符号有“大于”、“小于”、“不小于”、“不大于”。
以x > 2 为例,其中的符号“>”表示大于的关系,而“2”则是被比较的数。
在不等式中,我们可以通过运用加、减、乘、除等运算法则来进行等式变换和不等式变换,以找到不等式的解集。
二、一元不等式的求解方法1. 加减法解法当不等式中只包含一个变量并且不等式的符号不变时,我们可以通过加减法来求解不等式。
举个例子,考虑不等式 2x - 3 < 5,我们可以通过将两边加上 3,得到 2x < 8,然后再除以 2,得到 x < 4。
因此,不等式的解集为 (-∞, 4)。
2. 乘除法解法当不等式中只包含一个变量并且不等式的符号与乘除法对应时,我们可以通过乘除法来求解不等式。
例如,考虑不等式 4x > 8,我们可以通过将两边除以 4,得到 x > 2,即不等式的解集为(2, +∞)。
3. 绝对值不等式的解法绝对值不等式是形如 |a - b| < c 或者 |a - b| > c 的不等式。
对于 |x - 3| < 2 这个不等式,我们可以将其分解为 x - 3 < 2 和 -(x - 3) < 2 两个不等式,然后分别求解得到 x < 5 和 x > 1,因此不等式的解集为 (1, 5)。
三、二元不等式的求解方法在某些情况下,我们可能面临着含有两个变量的不等式。
这时,我们需要将问题转化为图像解法或某个方程的解。
例如,考虑不等式组 x + y > 3 和 2x - y < 4,我们可以将其转化为图像解法,即画出两个不等式所代表的直线,并确定它们的交点。
高中数学不等式的分类、解法
高中数学简单不等式的分类、解法一、知识点回顾1.简单不等式类型:一元一次、二次不等式,分式不等式,高次不等式,指数、对数不等式,三角不等式,含参不等式,函数不等式,绝对值不等式。
2.一元二次不等式的解法解二次不等式时,将二次不等式整理成首项系数大于0的一般形式,再求根、结合图像写出解集3三个二次之间的关系:二次函数的图象、一元二次方程的根与一元二次不等式的解集之间的关系(见复习教材P228)二次函数的零点---对应二次方程的实根----对应二次不等式解集区间的端点4.分式不等式的解法法一:转化为不等式组;法二:化为整式不等式;法三:数轴标根法5.高次不等式解法法一:转化为不等式组;法二:数轴标根法6.指数与对数不等式解法a>1时)()()()(xgxfaa x gxf>⇔>;)()()(log)(log>>⇔>xgxfxgxfaa0<a<1时,)()()()(xgxfaa x gxf<⇔>;)()()(log)(log xgxfxgxfaa<<⇔>7.三角不等式解法利用三角函数线或用三角函数的图像求解8.含参不等式解法根据解题需要,对参数进行分类讨论9.函数不等式解法利用函数的单调性求解,化为基本不等式(有时还会结合奇偶性)10.绝对值不等式解法(后面详细讨论)二、练习:(1)23440x x -++>解集为 (223x -<< )(一化二算三写)(2)213022x x ++>解集为 (R ) (变为≤,则得∅)(无实根则配方)三、例题与练习例1已知函数)()1()(b x ax x f +•-= ,若不等式0)(>x f 的解集为)3,1(-,则不等式)2(<-x f 的解集为),21()23,(+∞--∞解法一:由根与系数关系求出3,1-=-=b a ,得32)(2++-=x x x f ,再得出新不等式,求解解法二:由二次不等式0)(>x f 的解集为)3,1(-得0)(<x f 解集为),3()1,(+∞--∞ ,再由∈-x 2),3()1,(+∞--∞ 得解集变式 1. 已知关于x 的不等式20x mx n -+≤的解集是{|51}x x -≤≤,则不等式0>+n mx 的解集为(m, n )=(-4,-5),解集为)45,(--∞例2:不等式2232x x x -++≥0的解集是_____.答案:(-2,-1)∪[2,+∞)法一:化为不等式组 法二:数轴标根法法三:化为整式不等式(注意等价性)变式2:不等式03323<+--x x x 的解集为 .答案:)1,()3,1(--∞例3:解关于x 的不等式ax x ax -≥-222 分析:化为02)2(2≥--+x a ax ,考虑分类标准:①a 与0的关系②a2与-1的关系 变式3:①解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0解:原不等式可化为(ax-1)(x-1)<0当a<0时,原不等式解集为),1()1,(+∞-∞ a当a=0时,x-1>0, 原不等式解集为(1,+ ∞)当0<a<1时,原不等式解集为)1,1(a当a=1时,0)1(2<-x ,原不等式解集为φ 当a>1时,原不等式解集为)1,1(a②.解关于x 的不等式0)1(log 12<--x a a答案:当a>1时,解集为)2log 21,0(a 当0<a<1时,解集为)2log 21,(a -∞(总结指数与对数不等式解法) 思维点拨:含参数不等式,应选择恰当的讨论标准对所含字母分类讨论,要做到不重不漏.例4:已知函数⎩⎨⎧≤≥+=)0(,1)0(,1)(2x x x x f ,则不等式)2()1(2x f x f >-的解集为分析:考虑解题思路,有两种方向---函数不等式或分段解不等式画出函数图像,结合图像易得不等式组⎩⎨⎧>-<01022x x 或⎩⎨⎧≥-≥x x x 21022得解集为)12,1(--变式4:定义在R 上的偶函数,当0≥x 时,x x x f 4)(2-=,则不等式x x f ≥)(的解集为 法一:结合图像求解;法二:化为不等式组解集为{}),5[0]3,(+∞--∞ 例5:)(x f 是定义在R 上的偶函数,当0≥x 时,a x e x f x --=sin )(,解不等式)2()1(f x f >-分析:0≥x 时,0cos )(>-='x e x f x ,)(x f 在),0[+∞上单调增,又它为偶函数,所以,不等式转化为)2()1(f x f >-,化为21>-x ,得解集为),3()1,(+∞--∞探究:改为奇函数,解集为变式5:函数f (x )的定义域为R ,f ′(x )为f (x )的导函数,函数y =f ′(x )的图象如右图所示,且f (-2)=1,f (3)=1,则不等式f (x 2-6)>1的解集为__________________.答案:(2,3)∪(-3,-2)解析 由导函数图象知f (x )在(-∞,0)上为增函数;在(0,+∞)上为减函数,故不等式f (x 2-6)>1等价于-2<x 2-6<3,解得x ∈(2,3)∪(-3,-2) 四、小结1.含参不等式求解要先考虑分类标准,做到不漏不重2.要善于转化,化为不等式组或整式不等式或代数不等式,注意数形结合。
不等式:基本不等式、对勾函数、判别式解法
不等式不等式是高考必考的热点内容,考查的广度和深度是其他章节无法比拟的,任何一份高考试卷中,涉及到不等式内容的考点所占比例超过70%。
一方面,考查不等式的性质、解法、证明以及实际应用;另一方面,与高中阶段的数学各个部分都存在着密切的联系。
因此,对于不等式的学习,应达到多层面,多角度熟练掌握的程度。
第一节 基本不等式1.若a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab,等号成立的条件:a =b;证明:当a ,b ∈R 时,(a −b )2≥0,展开后即可得到所求不等式及等号成立的条件。
2.基本不等式的变形(包括2个方面)①若a ,b ≥0的实数,则a +b ≥2√ab , 等号成立的条件:a =b; 若a ,b ∈R ,ab >0则ba+ab ≥2, 等号成立的条件:a =b;若x ∈R ,x >0则x +1x≥2, 等号成立的条件:x =1;(上述3个不等式,考虑如何证明?)注:上述的a ,b不能仅仅理解为两个参数,它可以是表达式或函数的解析式。
②若a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥(a +b )22≥2ab ;等号成立的条件:a =b (注意:不等式的右边是(a +b )2)例题1.已知x ,y ∈(0,+∞),且4x+3y=1,求x +y 的最小值及xy 的最小值。
解:x +y =(x +y )(4x +3y )=7+(4yx +3xy)≥7+2√4y x ×3x y=7+4√3,∴x +y 的最小值为:7+4√3;求(xy )min 有两种方法,其一是配式,1xy =112×4x ×3y ≤112(4x +3y2)2=148,∴(xy )max =48;另一种方法是,由4x +3y =1→xy =4y +3x ≥2√3x ×4y =4√3√xy ,∵x ,y ∈(0,+∞)→√xy ≥4√3,∴(xy )min =48。
例题2. 已知a √1−b 2+b √1−a 2=1,求证:a 2+b 2=1。
不等式的解法高中数学公式
不等式的解法高中数学公式
高中数学常见的不等式解法有如下几种公式:
1. 二次函数法:
对于一元二次不等式,可以将其转化为二次函数的求解问题。
首先对不等式中的二次项与常数项进行合并,得到一个一元二次函数。
然后通过求解二次函数的根或者根的位置来确定不等式的解集。
2. 直接法:
对于一些简单的不等式,可以直接通过对不等式进行变形,化简得到最终结果。
常见的直接法有加减法、乘除法等。
3. 分段讨论法:
对于一个包含多个不等式的复合不等式,可以将复合不等式拆分成若干个简单的不等式,并通过讨论每个简单不等式的解集的情况来确定复合不等式的解集。
4. 取模法:
对于一些涉及取模的不等式,可以通过取模运算的性质来进行求解。
通过去除不等式中的取模运算,将其转化为普通的不等式,进而求解得到最终结果。
5. 绝对值法:
对于一些含有绝对值的不等式,可以通过绝对值的性质来进行求解。
通过分情况讨论绝对值的取值范围,进而求解得到最终结果。
以上是高中数学中常见的不等式解法公式,通过灵活应用这些公式,可以有效地解决各种不等式问题。
高中数学中所有不等式解法汇总每题均含详细解析
专项一 简单不等式的解法汇总解简单不等式是指:解二元一次不等式组、解一元二次不等式、解含绝对值的简单不等式、解分式不等式、解简单的高次不等式。
一、有关分数不等式的性质 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). 二、“三个二次”的关系22三、解一元二次方程一元二次方程可以采用的方法有,一是:求根公式x =,首先要求有根,也就是要求240b ac -≥;二是采取因式分解法,因式分解的重要措施就是使用“十字相乘法”,十字相乘法适用于求解20(0)ax bx c a ++=≠,拆分形式图如:m p n q ⎛⎫⎪⎝⎭需要满足的条件是:;;;mn a pq c mq pn b =⎧⎪=⎨⎪+=⎩,m n p q 、、、四个关键参数需要考生观察想到,则该式即可化成:()()0mx p nx q ++=,则两根可解出,但是要知道一点,十字相乘法不是万能的,有些方程因为不能满足上述三个条件而不能使用;三是使用配方法,这个方法在初中的时候,是作为重要方法进行训练的,相信大家没有问题。
四、解一元二次不等式(1) .我们统一养成一个习惯,将一元二次不等式的二次项系数处理为正数,之后凡是解“大于零或大于等于零”的一元二次不等式,一律“取两边”; 凡是解“小于零或小于等于零”的,一律“取中间”。
(2).(x -a )(x -b )>0或(x -a )(x -b )<0型不等式的解法【1】.(教材改编)不等式x 2-3x -10>0的解集是( ) A.(-2,5) B.(5,+∞)C.(-∞,-2)D.(-∞,-2)∪(5,+∞)答案 D解析 解方程x 2-3x -10=0得x 1=-2,x 2=5,由y =x 2-3x -10的开口向上,所以x 2-3x -10>0的解集为(-∞,-2)∪(5,+∞). 【2】.设集合M ={x |x 2-3x -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 |x 2-3x -4<0}={x |-1<x <4}, ∴M ∩N =[0,4).【3】.已知不等式ax 2-bx -1≥0的解集是⎣⎡⎦⎤-12,-13,则不等式x 2-bx -a <0的解集是( ) A.(2,3) B.(-∞,2)∪(3,+∞) C.⎝⎛⎭⎫13,12 D.⎝⎛⎭⎫-∞,13∪⎝⎛⎭⎫12,+∞ 答案 A解析 由题意知-12,-13是方程ax 2-bx -1=0的根,所以由根与系数的关系得-12+⎝⎛⎭⎫-13=b a ,-12×⎝⎛⎭⎫-13=-1a.解得a =-6,b =5,不等式x 2-bx -a <0即为x 2-5x +6<0,解集为(2,3). 【4】.(教材改编)若关于x 的不等式m (x -1)>x 2-x 的解集为{x |1<x <2},则实数m 的值为________. 答案 2解析 因为m (x -1)>x 2-x 的解集为{x |1<x <2}. 所以1,2一定是m (x -1)=x 2-x 的解,∴m =2.【5】.若一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为( )A.(-3,0]B.[-3,0)C.[-3,0]D.(-3,0)解析D (1)2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则必有⎩⎪⎨⎪⎧2k <0,Δ=k 2-4×2k ×(-38)<0,解之得-3<k <0. 【6】.设a 为常数,∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则a 的取值范围是( ) A.(0,4) B.[0,4) C.(0,+∞)D.(-∞,4)解析B 。
高中数学不等式与不等式组的解法
高中数学不等式与不等式组的解法高中数学不等式与不等式组的解法高中数学不等式主要问题包括:大小比较(方法有作差法,作商法,图象法,函数性质法);证明题(比较法,反证法,换元法,综合法…);恒成立问题(判别式法,分离参数法…)等,下面是店铺为大家精心推荐不等式与不等式组的解法,希望能够对您有所帮助。
不等式与不等式组的数轴穿根解法数轴穿根:用根轴发解高次不等式时,就是先把不等式一端化为零,再对另一端分解因式,并求出它的零点,把这些零点标在数轴上,再用一条光滑的曲线,从x轴的右端上方起,一次穿过这些零点,这大于零的不等式地接对应这曲线在x轴上放部分的实数x得起值集合,小于零的这相反。
做法:1.把所有X前的系数都变成正的(不用是1,但是得是正的);2.画数轴,在数轴上从小到大依次标出所有根;3.从右上角开始,一上一下依次穿过不等式的根,奇过偶不过(即遇到含X的项是奇次幂就穿过,偶次幂跨过,后面有详细介绍);4.注意看看题中不等号有没有等号,没有的话还要注意写结果时舍去使使不等式为0的根。
例如不等式:x2-3x+2≤0(最高次项系数一定要为正,不为正要化成正的)⒈分解因式:(x-1)(x-2)≤0;⒉找方程(x-1)(x-2)=0的根:x=1或x=2;⒊画数轴,并把根所在的点标上去;⒋注意了,这时候从最右边开始,从2的右上方引出一条曲线,经过点2,继续向左画,类似于抛物线,再经过点1,向点1的左上方无限延伸;⒌看题求解,题中要求求≤0的解,那么只需要在数轴上看看哪一段在数轴及数轴以下即可,观察可以得到:1≤x≤2。
高次不等式也一样.比方说一个分解因式之后的不等式:x(x+2)(x-1)(x-3)>0一样先找方程x(x+2)(x-1)(x-3)=0的根x=0,x=1,x=-2,x=3在数轴上依次标出这些点.还是从最右边的一点3的右上方引出一条曲线,经过点3,在1、3之间类似于一个开口向上的抛物线,经过点1;继续向点1的左上方延伸,这条曲线在点0、1之间类似于一条开口向下的曲线,经过点0;继续向0的左下方延伸,在0、-2之间类似于一条开口向上的抛物线,经过点-2;继续向点-2的左上方无限延伸。
专题05 一元二次不等式与其他常见不等式解法(教师版)高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇
【考点预测】1高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题05一元二次不等式与其他常见不等式解法、一元二次不等式一元二次不等式20(0)ax bx c a ++>≠,其中24b ac ∆=-,12,x x 是方程20(0)ax bx c a ++>≠的两个根,且12x x <(1)当0a >时,二次函数图象开口向上.(2)①若0∆>,解集为{}21|x x x x x ><或.②若0∆=,解集为|2b x x R x a ⎧⎫∈≠-⎨⎬⎩⎭且.③若0∆<,解集为R .(2)当0a <时,二次函数图象开口向下.①若0∆>,解集为{}12|x x x x <<②若0∆≤,解集为∅2、分式不等式(1)()0()()0()f x f xg x g x >⇔> (2)()0()()0()f x f xg x g x <⇔< (3)()()0()0()0()f x g x f x g x g x ≥⎧≥⇔⎨≠⎩ (4)()()0()0()0()f x g x f x g x g x ≤⎧≤⇔⎨≠⎩ 3、绝对值不等式(1)22()()[()][()]f xg x f x g x >⇔>(2)()()(()0)()()()()f x g x g x f x g x f x g x >>⇔><-或;()()(()0)()()()f x g x g x g x f x g x <>⇔-<<;(3)含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段法和图象法求解【方法技巧与总结】1.已知关于x 的不等式02>++c bx ax 的解集为)(n m ,(其中0>mn ),解关于x 的不等式02>++a bx cx .由02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,得:01)1(2>++c x b x a 的解集为11(m n ,,即关于x 的不等式02>++a bx cx 的解集为11(mn ,.已知关于x 的不等式02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,解关于x 的不等式02≤++a bx cx .由02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,得:01)1(2≤++c x b x a 的解集为)1[1(∞+-∞,,m n 即关于x 的不等式02≤++a bx cx 的解集为)1[]1(∞+-∞,,mn .2.已知关于x 的不等式02>++c bx ax 的解集为)(n m ,(其中0>>m n ),解关于x 的不等式02>+-a bx cx .由02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,得:01)1(2>+-c x b x a 的解集为)11(n m --,即关于x 的不等式02>+-a bx cx 的解集为)11(nm --,.3.已知关于x 的不等式02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,解关于x 的不等式02≤+-a bx cx .由02>++c bx ax 的解集为)(n m ,,得:01)1(2≤+-c x b x a 的解集为)1[1(∞+---∞,,nm 即关于x 的不等式02≤+-a bx cx 的解集为)1[]1(∞+---∞,,nm ,以此类推.4.已知关于x 的一元二次不等式02>++c bx ax 的解集为R ,则一定满足⎩⎨⎧<∆>00a ;5.已知关于x 的一元二次不等式02>++c bx ax 的解集为φ,则一定满足⎩⎨⎧≤∆<00a ;6.已知关于x 的一元二次不等式02<++c bx ax 的解集为R ,则一定满足⎩⎨⎧<∆<00a ;7.已知关于x 的一元二次不等式02<++c bx ax 的解集为φ,则一定满足⎩⎨⎧≤∆>00a .【题型归纳目录】题型一:不含参数一元二次不等式的解法题型二:含参数一元二次不等式的解法题型三:一元二次不等式与韦达定理及判别式题型四:其他不等式解法题型五:二次函数根的分布问题【典例例题】题型一:不含参数一元二次不等式的解法例1.(2022·新疆乌鲁木齐·二模(理))不等式(2)(1)0x x +->的解集为()A .{2}x x <-∣B .{1}x x >∣C .{21}x x -<<∣D .{2∣<-xx 或1}x >【答案】D 【解析】【分析】结合一元二次不等式的解法求得正确答案即可.【详解】由(2)(1)0x x +->解得2x <-,或1x >,所以不等式(2)(1)0x x +->的解集为{2∣<-x x 或1}x >,故选:D.例2.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()25x f x a -=-(0a >且1a ≠)的图象过定点(),m n ,则不等式210x mx n +++<的解集为()A .()1,3B .()3,1--C .()(),31,-∞-⋃+∞D .()3,1-【答案】D 【解析】【分析】根据指数型函数的定点求解,m n ,代入后再求解一元二次不等式.【详解】当2x =时,()220255154f a a -=-=-=-=-,故2,4m n ==-,所以不等式为2230x x +-<,解得31x -<<,所以不等式的解集为()3,1-.故选:D例3.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x =()21,02,0ln x x x x ⎧+≥⎨-<⎩,则不等式()2f x +<()22f x x +的解集是()A .(﹣2,1)B .(0,1)C .(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞)D .(1,+∞)【答案】C 【解析】【分析】根据()f x 解析式,可得()f x 的单调性,根据条件,可得x +2<x 2+2x ,根据一元二次不等式的解法,即可得答案.【详解】函数()f x =()21,02,0ln x x x x ⎧+≥⎨-<⎩,可得x ≥0,()f x 递增;当x <0时,()f x 递增;且x =0时函数连续,所以()f x 在R 上递增,不等式()2f x +<()22f x x +,可化为x +2<x 2+2x ,即x 2+x ﹣2>0,解得x >1或x <﹣2,则原不等式的解集为(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞).故选:C例4.(2022·全国·高三专题练习)关于x 的不等式()2210m m x m x -+++>的解集为R ,则实数m 的范围是()A .m <B .m >C .0m >D .m >或m <【答案】B 【解析】【分析】根据该不等式是否为二次不等式,分情况讨论.【详解】当0m =时,该不等式为210x -+>,解集为12x <,不成立;当0m ≠时,由不等式的解集为R ,得()()2Δ2410m m m m >⎧⎪⎨=+-+<⎪⎩,解得m >故选:B.例5.(2022·全国·高三专题练习)若函数()23x f x x =+,则不等式()()124f x f x +≥-的解集为()A .[)3,+∞B .(],2-∞C .[]2,3D .[]1,5【答案】D 【解析】【分析】根据奇偶性定义可知()f x 为偶函数,并根据指数函数和二次函数单调性确定()f x 的单调性,从而将所求不等式转化为124x x +≥-,解不等式可求得结果.()f x 定义域为R ,()()()2233x x f x x x f x --=+-=+=,()f x ∴为定义在R 上的偶函数,图象关于y 轴对称;当0x ≥时,()23x f x x =+,又3x y =,2y x 在[)0,∞+上均为增函数,()f x ∴在[)0,∞+上为增函数,则()f x 在(],0-∞上为减函数;由()()124f x f x +≥-可得:124x x +≥-,即()()22124x x +≥-,解得:15x ≤≤,即不等式()()124f x f x +≥-的解集为[]1,5.故选:D.【方法技巧与总结】解一元二次不等式不等式的思路是:先求出其相应方程根,将根标在x 轴上,结合图象,写出其解集题型二:含参数一元二次不等式的解法例6.(2022·浙江·高三专题练习)不等式()()22200ax a x a -++≥<的解集为()A .2,1a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .11,a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .2,[1,)a ⎛⎤-∞⋃+∞ ⎥⎝⎦D .2(,1],a ⎫⎡-∞⋃+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A 【解析】【分析】根据一元二次不等式的解法即可求解.【详解】解:原不等式可以转化为:()()120x ax --≥,当0a <时,可知2()(1)0x x a--≤,对应的方程的两根为1,2a,根据一元二次不等式的解集的特点,可知不等式的解集为:2[,1]a.故选:A.例7.(2022·全国·高三专题练习)设1a <-,则关于x 的不等式1()0a x a x a ⎛⎫--< ⎪⎝⎭的解集为()A .{|x x a <或1x a ⎫>⎬⎭B .{x |x >a }C .{x x a 或1x a ⎫<⎭D .1|x x a ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭【解析】【分析】当1a <-时,根据开口方向及根的大小关系确定不等式的解集.【详解】因为1a <-,所以1()0a x a x a ⎛⎫--< ⎪⎝⎭等价于1()0x a x a ⎛⎫--> ⎪⎝⎭,又因为当1a <-时,1a a >,所以不等式1()0x a x a ⎛⎫--> ⎪⎝⎭的解集为:{|x x a <或1x a ⎫>⎬⎭.故选:A .【点睛】本题考查含参一元二次不等式的解法,较简单,解答时,注意根的大小关系比较.例8.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x 满足()()()f x y f x f y -=-,且当0x <时,()0f x >,则关于x 的不等式()()()()2222f mx f m f m x f x +>+(其中0m <<)的解集为()A .2x m x m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭B .{|x x m <或2}x m >C .2x x m m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭D .{|x x m >或2}x m<【答案】A 【解析】【分析】先判断函数()f x 单调递减,再利用已知条件和函数的单调性得()()20mx x m --<,解不等式即得解.【详解】任取12x x <,由已知得()120f x x ->,即()()120f x f x ->,所以函数()f x 单调递减.由()()()()2222f mx f m f m x f x +>+可得()()()()2222f mx f x f m x f m ->-,即()22f mx x f ->()22m x m -,所以2222mx x m x m -<-,即()22220mx m x m -++<,即()()20mx x m --<,又因为0m <<所以2m m>,此时原不等式解集为2x m x m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭.故选:A 【点睛】方法点睛:解抽象函数不等式一般先要判断函数的单调性,再利用单调性化抽象函数不等式为具体的函数不等式解答.例9.(2022·全国·高三专题练习)在关于x 的不等式2(1)0x a x a -++<的解集中至多包含2个整数,则a 的取值范围是A .(3,5)-B .(2,4)-C .[3,5]-D .[2,4]-【答案】D 【解析】【详解】因为关于x 的不等式2(1)0x a x a -++<可化为(1)()0x x a --<,当1a >时,不等式的解集为1x a <<,当1a <时,不等式的解集为1<<a x ,要使得解集中至多包含2个整数,则4a ≤且2a ≥-,所以实数a 的取值范围是[2,4]a ∈-,故选D.点睛:本题主要考查了不等式解集中整数解的存在性问题,其中解答中涉及到一元二次不等式的求解,元素与集合的关系等知识点的综合应用,试题比较基础,属于基础题,同时着重考查了分类讨论思想的应用,解答中正确求解不等式的解集是解答的关键.例10.(2022·浙江·高三专题练习)设R a ∈,关于x 的二次不等式2220ax x a -->的解集为A ,集合{}12B x x =<<,满足A B ⋂≠∅,求实数a 的取值范围.【答案】()(),22,∞∞--⋃+【解析】【分析】由题意0a ≠,求出方程2220ax x a --=的两根,讨论a 的正负,确定二次不等式的解集A 的形式,然后结合数轴列出不等式求解即可得答案.【详解】解:由题意0a ≠,令2220ax x a --=,解得两根为1211x x a a ==+120,0x x <>,当0a >时,解集{}{}12||A x x x x x x =<> ,因为120,1x x <>,所以A B ⋂≠∅的充要条件是22x <,即12a <,解得2a >;当0a <时,解集{}12|A x x x x =<<,因为120,2x x <<,所以A B ⋂≠∅的充要条件是21>x ,即11a>,解得2a <-;综上,实数a 的取值范围为()(),22,∞∞--⋃+.例11.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式(kx -k 2-4)(x -4)>0,其中k ∈R.(1)当k 变化时,试求不等式的解集A ;(2)对于不等式的解集A ,若满足A ∩Z =B (其中Z 为整数集).试探究集合B 能否为有限集?若能,求出使得集合B 中元素个数最少的k 的所有取值,并用列举法表示集合B ;若不能,请说明理由.【答案】(1)答案见解析(2)能;2k =-,B ={-3,-2,-1,0,1,2,3}【解析】【分析】(1)对k 进行分类讨论,结合一元二次不等式的解法求得不等式的解集A .(2)结合(1)的结论进行分类讨论,结合基本不等式求得和正确答案.(1)当k =0时,A ={x |x <4};当k >0且k ≠2时,A ={x |x <4或4x k k>+};当k =2时,A ={x |x ≠4};当k <0时,A ={x |4k k+<x <4}.(2)由(1)知:当k ≥0时,集合B 中的元素的个数有无限个;当k <0时,集合B 中的元素的个数有限,此时集合B 为有限集.因为4k k+=-[(-k )+()4k -]≤-4,当且仅当k =-2时取等号,所以当k =-2时,集合B 中的元素个数最少,此时A ={x |-4<x <4},故集合B ={-3,-2,-1,0,1,2,3}.例12.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式21ln 02x mx x m ---<的解集为(,)a b ,其中0a >,若该不等式在(,)a b 中有且只有一个整数解,求实数m 的取值范围【答案】12ln2(,]43-【解析】【分析】将不等式转化为22ln 2(1)x xm x ->+,构造函数22ln ()=2(1)x x f x x -+,利用导数判断单调性,结合题意即可求解.【详解】关于x 的不等式21ln 02x mx x m ---<化为:22ln 2(1)x xm x ->+,令22ln ()=2(1)x xf x x -+,0x >,则3222222ln ()2(1)x x x x xf x x x +--+'=+.令32()2222ln u x x x x x x =+--+,2()342ln u x x x x '=++在(0,)+∞上单调递增,因此存在0(0,1)x ∈,使得20000()342ln 0u x x x x '=++=,20002ln 34x x x =--,3232232200000000000000000()2222ln 222(34)22222(1)(1)0u x x x x x x x x x x x x x x x x x =+--+=+--+--=----=-++<,u (1)10=-<,u (2)104ln20=+>.因此存在1(1,2)x ∈,使得1()0u x =,因此函数()f x 在1(0,)x 内单调递减,在1(x ,) +单调递增.f (1)14=,f (2)2ln23-=. 关于x 的不等式21ln 02x mx x m ---<的解集为(,)a b ,其中0a >,该不等式在(,)a b 中有且只有一个整数解,∴实数m 的取值范围是12ln2(,]43-.【方法技巧与总结】1.数形结合处理.2.含参时注意分类讨论.题型三:一元二次不等式与韦达定理及判别式例13.(2022·湖南岳阳·二模)已知关于x 的不等式2240ax bx ++<的解集为4,m m ⎛⎫⎪⎝⎭,其中0m <,则44b a b +的最小值为()A .2-B .1C .2D .8【答案】C 【解析】【分析】由一元二次不等式的解与方程根的关系求出系数1a =,确定2b ≥,然后结合基本不等式得最小值.【详解】2240ax bx ++<的解集为4,m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则2240ax bx ++=的两根为m ,4m ,∴44m m a ⋅=,∴1a =,42m b m +=-,则424b m m=-+≥-,即2b ≥,44244b b a b b+=+≥,当且仅当4b =时取“=”,故选:C.例14.(2022·江苏南京·模拟预测)已知关于x 的不等式22430(0)x ax a a -+<<的解集为()12x x ,,则1212ax x x x ++的最大值是()AB.CD.【答案】D 【解析】【分析】一元二次不等式解集转化为一元二次方程的解,根据韦达定理求出124x x a +=,2123x x a =,再用基本不等式求出最值【详解】22430(0)x ax a a -+<<的解集为()12x x ,,则12x x ,是方程22430-+=x ax a 的两个根,故124x x a +=,2123x x a =,故1212143a x x a x x a++=+因为0a <,所以有基本不等式得:114433a a a a ⎡⎤⎛⎫+=--+-≤-= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦当且仅当143a a -=-即a =时,等号成立,所以1212a x x x x ++的最大值为故选:D(多选题)例15.(2022·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式20ax bx c ++>的解集为(,2)(3,)-∞-⋃+∞,则()A .0a >B .不等式0bx c +>的解集是{}|6x x <-C .0a b c ++>D .不等式20cx bx a -+<的解集为11(,(,)32-∞-⋃+∞【答案】ABD 【解析】【分析】根据不等式20ax bx c ++>的解集判断出0a >,结合根与系数关系、一元二次不等式的解法判断BCD 选项的正确性.【详解】关于x 的不等式20ax bx c ++>的解集为()(),23,,0,A a ∞∞--⋃+∴>选项正确;且-2和3是关于x 的方程20ax bx c ++=的两根,由韦达定理得2323b a c a ⎧-+=-⎪⎪⎨⎪-⨯=⎪⎩,则,6b a c a =-=-,则60a b c a ++=-<,C 选项错误;不等式0bx c +>即为60ax a -->,解得6,B x <-选项正确;不等式20cx bx a -+<即为260ax ax a -++<,即2610x x -->,解得13x <-或1,D 2x >选项正确.故选:ABD .例16.(2022·全国·高三专题练习)若不等式2510ax x ++≤的解集为1123x x ⎧⎫-≤≤-⎨⎬⎩⎭,则不等式303x ax -<-的解集为___________.【答案】{}23x x <<【解析】【分析】由不等式2510ax x ++≤的解集为1123x x ⎧⎫-≤≤-⎨⎬⎩⎭可得参数a 的值,则不等式303x ax -<-也具体化了,按分式不等式解之即可.【详解】由不等式2510ax x ++≤的解集为1123x x ⎧⎫-≤≤-⎨⎬⎩⎭,可知方程251=0ax x ++有两根121123x x =-=-,故6a =,则不等式303x a x -<-即3603x x -<-等价于3(2)(3)0x x --<,不等式3(2)(3)0x x --<的解集为{}23x x <<,则不等式303x ax -<-的解集为{}23x x <<,故答案为:{}23x x <<.例17.(2022·全国·高三专题练习)已知不等式210ax bx --≥的解集是11|23⎧⎫-≤≤-⎨⎬⎩⎭x x ,则不等式20x bx a --<的解集是________.【答案】{|23}x x <<【解析】【分析】根据给定的解集求出a ,b 的值,再代入解不等式即可作答.【详解】依题意,12-,13-是方程210ax bx --=的两个根,且0a <,于是得11()()23111()(23b aa ⎧-+-=⎪⎪⎨⎪-⨯-=-⎪⎩,解得:6,5ab =-=,因此,不等式20x bx a --<为:2560x x -+<,解得23x <<,所以不等式20x bx a --<的解集是{|23}x x <<.故答案为:{|23}x x <<【方法技巧与总结】1.一定要牢记二次函数的基本性质.2.含参的注意利用根与系数的关系找关系进行代换.题型四:其他不等式解法例18.(2022·上海市青浦高级中学高三阶段练习)不等式是12x>的解集为______.【答案】10,2⎛⎫⎪⎝⎭【解析】【分析】由12x >可得120x->,结合分式不等式的解法即可求解.【详解】由12x >可得120x ->,整理可得:120x x ->,则()210x x -<,解可得:102x <<.所以不等式是12x >的解集为:10,2⎛⎫⎪⎝⎭.故答案为:10,2⎛⎫⎪⎝⎭.例19.(2022·全国·高三专题练习)不等式111x >+的解集为___________.【答案】()1,0-【解析】【分析】根据分式不等式的解法进行求解.【详解】1111000101111x x x x x x x ->⇒->⇒>⇒<⇒-<<++++,故答案为:()1,0-.例20.(2022·全国·高三专题练习)写出一个解集为()0,2的分式不等式___________.【答案】02xx <-【解析】【分析】由题意根据分式不等式的解法,得出结论.【详解】一个解集为()0,2的分式不等式可以是02xx <-,故答案为:02xx <-.(答案不唯一)例21.(2022·上海·高三专题练习)关于x230≥的解集为_________.【答案】[4,5)【解析】【分析】通过2330x x -+>0≥恒成立,将不等式最终转化为405010x x x -≥⎧⎪->⎨⎪+≠⎩,解出即可.【详解】解:对于233x x -+,有23340∆=-⨯<,则2330x x -+>恒成立,0≥恒成立,2323(34)00150x x x x ⎧--≥⎪≥⇔+⎨⎪->⎩又2333(34)(4)(1)11x x x x x x ---+=++,23(34)0150x x x x ⎧--≥⎪∴+⎨⎪->⎩,2333(34)(4)(1)x x x x --=-+405010x x x -≥⎧⎪∴->⎨⎪+≠⎩解得不等式的解集为[4,5).故答案为:[4,5).【点睛】本题考查分式不等式的求解,发现部分因式恒大于零,以及分母不为零是解题的关键,是中档题.例22.(2022·四川德阳·三模(文))对于问题:“已知关于x 的不等式20ax bx c ++>的解集为()1,2-,解关于x 的不等式20ax bx c -+>”,给出如下一种解法:解析:由20ax bx c ++>的解集()1,2-,得()()20a x b x c -+-+>的解集为()2,1-,即关于x 的不等式20ax bx c -+>的解集为()2,1-.参考上述解法,若关于x 的不等式0k x b x a x c ++<++的解集为111,,1,32⎛⎫⎛⎫--⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭关于x 的不等式1011kx bx ax cx ++<++的解集为____.【答案】()()3,11,2 --.【解析】【分析】关于x 的不等式1011kx bx ax cx ++<++可看成前者不等式中的x 用1x 代入可得不等式1011kx bx ax cx ++<++的解集.【详解】若关于x 的不等式0k x b x a x c ++<++的解集为111,,1,32⎛⎫⎛⎫--⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭则关于x 的不等式1011kx bx ax cx ++<++可看成前者不等式中的x 用1x代入可得,则1111,,132x ⎛⎫⎛⎫∈--⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()()3,11,2x ∈--⋃.故解集为:()()3,11,2 --.【点睛】本题考查不等式的解法,考查方法的类比,正确理解题意是关键.【方法技巧与总结】1.分式不等式化为二次或高次不等式处理.2.根式不等式绝对值不等式平方处理.题型五:二次函数根的分布问题例23.(2022·浙江·高三专题练习)若关于x 的方程2210ax ax -+=有两个不同的正根,则实数a 的取值范围是()A .()0,1B .()0, +C .()1,+∞D .(),0-∞【答案】C 【解析】【分析】由0a ≠,判别式0∆>及根与系数关系列出不等式组,即可求出实数a 的取值范围.【详解】因为关于x 的方程2210ax ax -+=有两个不同的正根,所以2044010a a a a ⎧⎪≠⎪∆=->⎨⎪⎪>⎩,解得1a >,故实数a 的取值范围是()1,+∞.故选:C例24.(2022·全国·高三专题练习)已知函数321()13f x x ax x =+++在(,0)-∞,(3,)+∞上为增函数,在()1,2上为减函数,则实数a 的取值范围为()A .(,1]-∞-B .55,34⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .5,13⎛⎤-- ⎥⎝⎦D .55,34⎛⎫-- ⎪⎝⎭【答案】B 【解析】求导得到2()21'=++f x x ax ,然后根据()f x 在(,0)-∞,(3,)+∞上为增函数,在()1,2上为减函数,由(0)0(1)0(2)0(3)0f f f f ''≥⎧⎪≤⎪⎨''≤⎪⎪≥⎩求解.【详解】已知函数321()13f x x ax x =+++,则2()21'=++f x x ax ,因为()f x 在(,0)-∞,(3,)+∞上为增函数,在()1,2上为减函数,所以(0)0(1)0(2)0(3)0f f f f ''≥⎧⎪≤⎪⎨''≤⎪⎪≥⎩,即10121044109610a a a ≥⎧⎪++≤⎪⎨++≤⎪⎪++≥⎩,解得5534a -≤≤-,所以实数a 的取值范围为55,34⎡⎤--⎢⎥⎣⎦故选:B 【点睛】本题主要考查导数与函数的单调性以及二次函数与根的分布,还考查了逻辑推理和运算求解的能力,属于中档题.例25.(2022·全国·高三专题练习)若函数()()()1cos 23sin cos 212f x x a x x a x =+++-在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,则实数a 的取值范围为A .11,5⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C .[)1,1,5⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦D .(]1,1,5⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A 【解析】化简函数f (x ),根据f (x )在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,f ′(x )≤0恒成立,由此解不等式求出a 的取值范围.【详解】由函数()()()1cos 23sin cos 212f x x a x x a x =+++-,且f (x )在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,∴在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上,f ′(x )=−sin 2x +3a (cosx −sinx )+2a −1≤0恒成立,∵设4t cosx sinx x π=⎛⎫ ⎪⎝-⎭-,∴当x ∈0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦时,444x πππ-⎥∈-⎡⎤⎢⎣⎦,,t ∈[−1,1],即−1≤cosx −sinx ≤1,令t ∈[−1,1],sin 2x =1−t 2∈[0,1],原式等价于t 2+3at +2a −2≤0,当t ∈[−1,1]时恒成立,令g (t )=t 2+3at +2a −2,只需满足312(1)510a g a ⎧-≤-⎪⎨⎪=-≤⎩或312(1)10ag a ⎧-≥⎪⎨⎪-=--≤⎩或3112(1)510(1)10a g a g a ⎧-<-<⎪⎪=-≤⎨⎪-=--≤⎪⎩,解得∅或213a -≤≤-或2135a -<≤,综上,可得实数a 的取值范围是11,5⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,故选:A .【点睛】本题考查三角函数的公式及导数的应用,解题的关键是利用换元将不等式恒成立问题转化为一元二次不等式恒成立问题,属于较难题.例26.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线322()13f x x x ax =-+-上存在两条斜率为3的不同切线,且切点的横坐标都大于零,则实数a 可能的取值()A .196B .3C .103D .92【答案】AC 【解析】【分析】本题先求导函数并根据题意建立关于m 的方程,再根据根的分布求a 的取值范围,最后判断得到答案即可.【详解】解:∵322()13f x x x ax =-+-,∴2()22f x x x a '=-+,可令切点的横坐标为m ,且0m >,可得切线斜率2223k m m a =-+=即22230m m a -+-=,由题意,可得关于m 的方程22230m m a -+-=有两个不等的正根,且可知1210m m +=>,则1200m m ∆>⎧⎨⋅>⎩,即2242(3)0302a a ⎧-⨯⨯->⎪⎨->⎪⎩,解得:732a <<,所以a 的取值可能为196,103.故选:AC.【点睛】本题考查求导函数,导数的几何意义,根的分布,是中档题.例27.(2022·全国·高三专题练习)若一元二次方程2(1)30mx m x -++=的两个实根都大于1-,则m 的取值范围____【答案】2m <-或5m ≥+.【解析】根据一元二次方程根的分布建立不等式组,解之可得答案.【详解】由题意得应满足0,11,20,(1)0m m m mf ≠⎧⎪+⎪>-⎪⎨⎪∆≥⎪->⎪⎩解得:2m <-或5m ≥+.故答案为:2m <-或5m ≥+.例28.(2022·全国·高三专题练习)设2()32f x ax bx c =++,若0,(0)0,(1)0a b c f f ++=>>,求证:(Ⅰ)0a >且21ba-<<-;(Ⅱ)方程()0f x =在(0,1)内有两个实根.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析.【解析】【分析】(Ⅰ)先由条件求得,a c 的符号,结合条件可得;(Ⅱ)根据(0),(1)()3bf f f a-的符号可得.【详解】(Ⅰ)因为(0)0,(1)0f f >>,所以0,320c a b c >++>.由条件0a b c ++=,消去b ,得0a c >>;由条件0a b c ++=,消去c ,得0a b +<,20a b +>.故21ba-<<-.(Ⅱ)函数2()32f x ax bx c =++的顶点坐标为23(,)33b ac b a a --,在21b a -<<-的两边乘以13-,得12333b a <-<.又因为(0)0,(1)0,f f >>而22(0,33b a c acf a a+--=-<又因为2()32f x ax bx c =++在(0,)3b a -上单调递减,在(,1)3ba-上单调递增,所以方程()0f x =在区间(0,)3b a -与(,1)3ba-内分别各有一实根.【方法技巧与总结】解决一元二次方程的根的分布时,常常需考虑:判别式,对称轴,特殊点的函数值的正负,所对应的二次函数图象的开口方向.【过关测试】一、单选题1.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(文))已知集合{}2280A x x x =--≤,203x B x x ⎧⎫-=≤⎨⎬+⎩⎭,则A B ⋃=()A .{}22x x -≤≤B .{}42,3x x x -≤≤≠-C .{}34x x ≤≤D .{}34x x -<≤【答案】D 【解析】【分析】由一元二次不等式的解法和简单分式不等式的解法求出集合,A B ,然后根据并集的定义即可求解.【详解】解:因为集合{}{}228024A x x x x x =--≤=-≤≤,()(){}2302032330x x x B x x x x x x ⎧⎫⎧-+≤⎧⎫-⎪⎪=≤==-<≤⎨⎬⎨⎨⎬++≠⎩⎭⎩⎪⎪⎩⎭,所以{}34A B x x ⋃=-<≤,故选:D.2.(2022·河北·模拟预测)“11a <”是“2,20x x x a ∃∈-+<R ”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【答案】B 【解析】【分析】2,20x x x a ∃∈-+<R ,列出不等式,求出1a <,从而判断出答案.【详解】2,20x x x a ∃∈-+<R ,则要满足440a ∆=->,解得:1a <,因为11a <⇒1a <,但111a a <⇒<故“11a <”是“2,20x x x a ∃∈-+<R ”的必要不充分条件.故选:B3.(2022·陕西·模拟预测(理))已知集合 234|0A x x x ,{}2|B x a x a =<<,若A B =∅ ,则实数a 的取值范围是()A .(],1-∞-B .[)4,+∞C .()(),12,4-∞-⋃D .[][)1,24,-⋃+∞【答案】D 【解析】【分析】由题知{}1,4A =-,进而分B =∅和B ≠∅空集两种情况讨论求解即可.【详解】解:由题知{}{}2|3401,4A x x x =--==-,因为A B =∅ ,所以,当{}2|B x a x a =<<=∅时,2a a ≥,解得01a ≤≤,当{}2|B x a x a =<<≠∅时,2241a a a a ⎧≤⎪≥-⎨⎪>⎩或24a a a ≥⎧⎨>⎩,解得[)(][)1,01,24,a ∈-+∞ ,综上,实数a 的取值范围是[][)1,24,-⋃+∞.故选:D4.(2022·重庆南开中学模拟预测)已知函数()()ln ln 2cos 2f x x x x=---,则关于t 的不等式()()20f t f t +<的解集为()A .()2,1-B.(-C .()0,1D.(【答案】C 【解析】【分析】根据函数解析式判断函数关于点(1,0)成中心对称,再由基本初等函数判断函数单调性,转化原不等式后求解即可.【详解】()()ππln ln 2cos ln 2ln cos(π)0)2()(22f x f x x x x x x x ----+----=+= ,()f x ∴图象关于点(1,0)成中心对称,又()()ln ln 2cos2f x x x x π=---的定义域为(0,2),由πln ,ln(2),cos2y x y x y x ==--=-在(0,2)上单调递增知,()()ln ln 2cos2f x x x x π=---在(0,2)上递增,()()20f t f t +< ,()20(2)f f t t ∴+-<-,即()2(2)f t f t <-,22t t ∴<-,解得21t -<<,又20202t t <<⎧⎨<<⎩,解得0t <,所以01t <<.故选:C5.(2022·山西·二模(理))已知集合{}23A x x =∈<Z ,32B x a x a ⎧⎫=<<+⎨⎬⎩⎭,若A B 有2个元素,则实数a 的取值范围是()A .3,12⎛⎫-- ⎪⎝⎭B .3,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .()3,01,2⎛⎫-⋃+∞ ⎪⎝⎭D .31,1,022⎛⎫⎛⎫--⋃- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】D 【解析】【分析】由题知{}1,0,1A =-,进而根据题意求解即可.【详解】解:因为{}{}231,0,1A x Z x =∈<=-,32B x a x a ⎧⎫=<<+⎨⎬⎩⎭,若A B 有2个元素,则13012a a <-⎧⎪⎨<+≤⎪⎩或10312a a -≤<⎧⎪⎨+>⎪⎩,解得312a -<<-或102a -<<,所以,实数a 的取值范围是31,1,022⎛⎫⎛⎫--⋃- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故选:D .6.(2022·重庆·高三阶段练习)若关于x 的不等式sin |sin |2x x k -≤对任意5,66x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立,则实数k 的取值范围为()A .[1,3]-B .75,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C.[1,-D.[1,【答案】A【分析】令1sin ,[,1]2t x t =∈,则||2t t k -≤.对k 进行讨论,即可求出答案.【详解】令1sin ,[,1]2t x t =∈,则||2t t k -≤.(1)当12k <时,则2()220t t k t kt -≤⇒--≤,令2()2g t t kt =--,max ()(1)101g t g k k ==--≤⇒≥-.故112k -≤<.(2)当1k >时,则2()220t k t t kt -≤⇒-+≥,令2()2g t t kt =-+①当12k<时,212k k <⇒<<,则22min ()()201242k k k g t g k ==-+≥⇒<≤②当12k≥时,2k ≥,则min ()(1)120323g x g k k k ==-+≥⇒≤⇒≤≤故13k <<(3)当112k ≤≤时,则||2t t k -≤在1[,1]2t ∈上恒成立,故112k ≤≤.综上所述:[1,3]k ∈-故选:A.7.(2022·江苏无锡·模拟预测)已知实数a ,b 满足如下两个条件:(1)关于x 的方程2320x x ab --=有两个异号的实根;(2)211a b +=,若对于上述的一切实数a ,b ,不等式222a b m m +>+恒成立,则实数m 的取值范围是()A .()4,2-B .()2,4-C .][(),42,-∞-⋃+∞D .][(),24,-∞-⋃+∞【答案】A【分析】首先判断0,0a b >>,再化简()214224a b a b a b a b b a ⎛⎫+=++=++ ⎪⎝⎭,利用基本不等式求解.【详解】解:设方程2320x x ab --=的两个异号的实根分别为1x ,2x ,则1203abx x =-<,0ab ∴>.又211a b+=,0a ∴>,0b >,则()21422448a b a b a b a b b a ⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭(当且仅当4a =,2b =时取“=”),由不等式222a b m m +>+恒成立,得228m m +<,解得42m -<<.∴实数m 的取值范围是()4,2-.故选:A .8.(2022·全国·高三专题练习)已知[1a ∈-,1],不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立,则x 的取值范围为()A .(-∞,2)(3⋃,)∞+B .(-∞,1)(2⋃,)∞+C .(-∞,1)(3⋃,)∞+D .(1,3)【答案】C 【解析】【分析】把不等式看作是关于a 的一元一次不等式,然后构造函数()2(2)44f a x a x x =-+-+,由不等式在[1-,1]上恒成立,得到(1)0(1)0f f ->⎧⎨>⎩,求解关于a 的不等式组得x 得取值范围.【详解】解:令()2(2)44f a x a x x =-+-+,则不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立转化为()0f a >在[1,1]a ∈-上恒成立.∴有(1)0(1)0f f ->⎧⎨>⎩,即22(2)4402440x x x x x x ⎧--+-+>⎨-+-+>⎩,整理得:22560320x x x x ⎧-+>⎨-+>⎩,解得:1x <或3x >.x 的取值范围为()(),13,-∞⋃+∞.故选:C .9.(2022·全国·高三专题练习)若不等式2sin sin 20x a x -+≥对任意的0,2x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦恒成立,则实数a 可能是A .1B .2C .3D .4【答案】ABC 【解析】【分析】利用换元法令sin t x =,不等式可整理为220t at -+≥在(]0,1t ∈上恒成立,即2a t t ≤+,即min2a t t ⎛⎫≤+ ⎪⎝⎭,求函数的最小值即可得解.【详解】设sin t x =,0,2x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,(]0,1t ∴∈则不等式2sin sin 20x a x -+≥对任意0,2x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦恒成立,即转化为不等式220t at -+≥在(]0,1t ∈上恒成立,即转化为222t a t t t +≤=+在(]0,1t ∈上恒成立,由对勾函数知2y t t =+在(]0,1t ∈上单减,min 2131y =+=,3a ∴≤故选:ABC 【点睛】关键点点睛:本题主要考查不等式恒成立问题,利用换元法结合对勾函数的单调性求出函数的最值是解题的关键,考查学生的转化与化归能力,属于一般题.10.(2022·江苏·高三专题练习)已知不等式20ax bx c ++>的解集为{}x m x n <<,其中0m >,则以下选项正确的有()A .0a <B .0c >C .20cx bx a ++>的解集为11x x n m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭D .20cx bx a ++>的解集为{1x x n <或}1x m>【答案】AC 【解析】由一元二次不等式的解法,再结合根与系数的关系逐个分析判断可得答案【详解】解:因为不等式20ax bx c ++>的解集为{}x m x n <<,其中0m >,所以0a <,,m n 是方程20ax bx c ++=的两个根,所以A 正确;所以b m n a c mn a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得()b m n a c mna =-+⎧⎨=⎩,因为0m >,m n <,所以0n >,又由于0a <,所以0c mna =<,所以B 错误;所以20cx bx a ++>可化为2()0mnax m n ax a -++>,即2()10mnx m n x -++<,即(1)(1)0mx nx --<,因为0n m >>,所以11n m<,所以不等式20cx bx a ++>的解集为11x x n m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭,所以C 正确,D 错误,故选:AC 【点睛】关键点点睛:此题考查一元二次不等式的解法的应用,解题的关键由一元二次不等式的解法可知0a <,且,m n 是方程20ax bx c ++=的两个根,再利用根与系数的关系得b m n a c mn a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,再求得()b m n a c mna =-+⎧⎨=⎩,从而可求解不等式20cx bx a ++>,考查转化思想,属于中档题11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()222f x x mx m =--,则下列命题正确的有()A .当0m ≠时,()0f x <的解集为2mx x m ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭B .当1m =时,[)12,1,x x ∀∈+∞时,()()()12120x x f x f x -->⎡⎤⎣⎦C .121,,4x x m ⎛⎤∀∈-∞ ⎥⎝⎦且12x x ≠时,()()121222f x f x x x f ++⎛⎫> ⎪⎝⎭D .当0m <时,若120x x <<,则()()2112>x f x x f x 【答案】BC 【解析】对于A ,分0m >和0m <时求解不等式;对于B ,根据函数的单调性可判断;对于C ,根据函数的单调性,任取两点,根据数形结合的方式可判断;对于D ,构造函数()()(0)f x g x x x=>,看作()y f x =在y 轴右侧图象上的点与原点所在直线的斜率,数形结合可判断单调性,即可得出结果.对于A ,由2220x mx m --<得()(2)0x m x m -+<,当0m >时,原不等式的解集为|2m x x m ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭;当0m <时,原不等式的解集为|2m x m x ⎧⎫<<-⎨⎩⎭,故A 错误;对于B ,1m =时,2219()212(48f x x x x =--=--在[)1+∞,上是增函数,则1212()()0f x f x x x ->-,即()[]1212()()0x x f x f x -->,故B 正确;对于C.()f x 在1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦m 上单调递减,当121,4x x m ⎛⎤∈-∞ ⎥⎝⎦,时,设11(,())A x f x 、()22,()B x f x ,则AB 的中点C 1212()(),22x x f x f x ++⎛⎫⎪⎝⎭,又设1212,22x x x D f x ⎛⎫⎛++⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,数形结合可知,点D 位于点C 的下方,即1212()()22x x f x f x f ++⎛⎫<⎪⎝⎭,故C正确;对于D ,设()()(0)f x g x x x=>,则()g x 表示()y f x =在y 轴右侧图象上的点与原点所在直线的斜率,数形结合可知,()g x 是增函数,当120x x <<时,12()()<g x g x ,则1212()()f x f x x x <,即2112()()x f x x f x <,故D 错误.故选:BC.关键点睛:本题考查二次函数性质的综合应用,对于CD 选项的判断,关键是根据函数的单调性,利用数形结合的方法进行判断.12.(2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习)已知两个变量x ,y 的关系式(,)(1)f x y x y =-,则以下说法正确的是()A .(1,3)(3,1)0f f ==B .对任意实数a ,都有1(,)4f a a ≤成立C .若对任意实数x ,不等式(,)4f x a x a -≤-+恒成立,则实数a 的取值范围是[5,3]-D .若对任意正实数a ,不等式(,)4f x a x a -≤-+恒成立,则实数x 的取值范围是(,0)-∞【答案】BC 【解析】【分析】(1,3)f 和(3,1)f 的值直接代入即可求得,1(,)4f a a ≤转化为求二次函数最大值的问题,若对任意实数x ,不等式(,)4f x a x a -≤-+恒成立转化为关于x 的二次函数与x 轴至多有一个交点的问题,若对任意正实数a ,不等式(,)4f x a x a -≤-+恒成立转化为关于a 的一次函数在0a >内恒大于等于零恒成立的问题.【详解】对于选项A ,()(1,3)1132f =⨯-=-,()(3,1)3110f =⨯-=,即(1,3)(3,1)f f ≠,则A 选项错误;对于选项B ,()22211111(,)144244f a a a a a a a a a ⎛⎫⎛⎫=-=-=--++=--+≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则B 选项正确;对于选项C ,()()()2(,)114f x a x x a x x a x a a -=--=-++-≤-+恒成立,即()2140x a x -++≥恒成立,则()21160a ∆=+-≤,解得53a -≤≤,即实数a 的取值范围是[5,3]-,则C选项正确;对于选项D ,()2140x a x -++≥恒成立,令()24 0y ax x x a =-+-+>,当0x >时,该函数看成关于a 的一次函数,函数单调递减,不可能恒大于0,当0x =时,40y =≥成立,当0x <时,该函数看成关于a 的一次函数,函数单调递增,当0a =时,24y x x =-+211544x x =-++2115024x ⎛⎫=-+> ⎪⎝⎭,则实数x 的取值范围是(],0-∞,则D 选项错误;故选:BC .三、填空题13.(2022·全国·高三专题练习)不等式210ax x c a++>的解集为{|21}x x -<<,则函数y【答案】[0,1]【解析】根据不等式的解集可知一元二次不等式所对应的一元二次方程的根,利用韦达定理可求出a ,c 的值,再根据复合函数求单调区间的方法,得出单调递增区间.【详解】由题知-2和1是210ax x c a++=的两根,由根与系数的关系知-2+1=21a -,−2×1=c a,由不等式的解集为{|21}x x -<<,可知0a <,12a c ∴=-=,,则y ==因为函数y =[]0,2x ∈,令()22g x x x =-+则该函数的增区间为(],1-∞所以y =[]0,1故答案为:[]0,1.14.(2022·浙江·高三专题练习)若不等式2(3)16x b -<的解集中的整数有且仅有1,2,3,则实数b 的取值范围是___________.【答案】()5,7【解析】【分析】首先解一元二次不等式,求出不等式的解集,再根据解集中整数的情况,得到不等式组,解得即可;【详解】解:因为2(3)16x b -<,所以()()34340x b x b -+--<,解得4433b b x -+<<,所以原不等式的解集为44|33b b x x -+⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭,又解集中的整数有且仅有1,2,3,所以40134343b b -⎧<⎪⎪⎨+⎪<⎪⎩ 解得:57b <<,即()5,7b ∈,故答案为:()5,7.15.(2022·全国·高三专题练习)若关于x 的不等式()2220x a x a -++->恰有1个正整数解,则a 的取值范【答案】()(],13,4-∞ 【解析】【分析】先解带有参数的一元二次不等式,再对a 进行分类讨论,使得恰有1个正整数解,最后求出a 的取值范围【详解】不等式()2220x a x a -++->等价于()2220x a x a -++<.令()2220x a x a -++=,解得2x =或x a =.当2a >时,不等式()2220x a x a -++<的解集为()2,a ,要想恰有1个正整数解,则34a < ;当2a =时,不等式()2220x a x a -++<无解,所以2a =不符合题意;当2a <时,不等式()2220x a x a -++<的解集为(),2a ,则1a <.综上,a 的取值范围是()(],13,4-∞ .故答案为:()(],13,4-∞ 16.(2022·全国·高三专题练习)设a ,b ,c R ∈,对任意满足1x 的实数x ,都有21ax bx c ++ ,则a b c ++的最大可能值为__.【答案】3【解析】【分析】可先通过赋值0x =,判断1c ≤,再令1,0c b =-=,结合二次函数最值,可得所求最大值.【详解】任意满足1x 的实数x ,都有21ax bx c ++ ,若0x =,则1c ,可取1c =-,0b =,可得211ax - ,即22ax ≤恒成立,由于201x ,可得a 最大取2,可得3a b c ++ ,即有a b c ++的最大可能值为3.故答案为:3.四、解答题17.(2022·北京·高三学业考试)已知函数2()1f x x mx =++(m 是常数)的图象过点(1,2).(1)求()f x 的解析式;(2)求不等式()21f x x <+的解集.【答案】(1)2()1f x x =+;。
高中数学解不等式的方法及效果对比
高中数学解不等式的方法及效果对比不等式是高中数学中的重要内容之一,它在数学建模、优化问题等方面有广泛的应用。
解不等式是我们解决数学问题的关键一步,因此学会不等式的解法对于高中学生来说至关重要。
本文将介绍几种常见的不等式解法,并对它们的效果进行对比。
一、一元一次不等式的解法对于一元一次不等式,我们可以采用图像法、代数法和区间法等方法进行求解。
1. 图像法图像法是一种直观的解不等式的方法。
我们可以将不等式转化为对应的函数图像,通过观察函数图像的变化趋势来确定不等式的解集。
例如,对于不等式2x +1 > 0,我们可以绘制出函数y = 2x + 1的图像,从图像上可以看出函数的取值大于0的区间为(-∞, -1/2)。
2. 代数法代数法是一种常用的解不等式的方法。
我们可以通过代数运算将不等式转化为等价的形式,再进行求解。
例如,对于不等式2x + 1 > 0,我们可以通过减去1并除以2的方式将不等式转化为x > -1/2,从而得到不等式的解集为(-1/2, +∞)。
3. 区间法区间法是一种简便的解不等式的方法。
我们可以通过构造不等式的解集的区间表示形式,来得到不等式的解集。
例如,对于不等式2x + 1 > 0,我们可以通过观察系数2的正负性,得到不等式的解集为(-∞, -1/2)。
通过比较这三种方法,我们可以发现图像法是一种直观、易于理解的解不等式的方法,但对于复杂的不等式可能不够准确;代数法是一种常用的解不等式的方法,但需要一定的代数运算能力;区间法是一种简便的解不等式的方法,但对于含有绝对值等特殊形式的不等式可能不适用。
二、一元二次不等式的解法对于一元二次不等式,我们可以采用图像法、代数法和区间法等方法进行求解。
1. 图像法对于一元二次不等式,我们可以绘制出对应的二次函数的图像,通过观察函数图像的变化趋势来确定不等式的解集。
例如,对于不等式x^2 - 4x + 3 > 0,我们可以绘制出函数y = x^2 - 4x + 3的图像,从图像上可以看出函数的取值大于0的区间为(1, 3)。
高中数学中的不等式求解方法
高中数学中的不等式求解方法在高中数学中,不等式是一个重要的概念和工具,它在数学建模、优化问题等方面有着广泛的应用。
不等式求解是解决不等式问题的关键步骤,本文将介绍一些常见的不等式求解方法。
一、一元一次不等式的求解方法对于一元一次不等式,我们可以使用图像法和代数法两种方法进行求解。
1. 图像法:首先,我们可以将不等式转化为方程,然后绘制方程的图像。
例如,对于不等式2x + 3 > 5,我们可以将其转化为2x + 3 = 5,然后绘制出这条直线。
根据直线的斜率和截距,我们可以确定不等式的解集。
在这个例子中,解集为x > 1。
2. 代数法:代数法是一种更常用的方法。
对于一元一次不等式,我们可以使用加减法、乘除法等基本运算将不等式化简为最简形式。
例如,对于不等式2x + 3 > 5,我们可以首先将其化简为2x > 2,然后除以2得到x > 1。
这样,我们得到了不等式的解集。
二、一元二次不等式的求解方法对于一元二次不等式,我们可以使用图像法和代数法两种方法进行求解。
1. 图像法:对于一元二次不等式,我们可以将其转化为方程,并绘制出方程的图像。
例如,对于不等式x^2 - 4x + 3 > 0,我们可以将其转化为x^2 - 4x + 3 = 0,然后绘制出这条曲线。
根据曲线的形状和方向,我们可以确定不等式的解集。
在这个例子中,解集为1 < x < 3。
2. 代数法:代数法是一种更常用的方法。
对于一元二次不等式,我们可以使用因式分解、配方法等技巧将不等式化简为最简形式。
例如,对于不等式x^2 - 4x +3 > 0,我们可以进行因式分解得到(x - 1)(x - 3) > 0。
然后,我们可以根据因式的正负确定不等式的解集。
在这个例子中,解集为1 < x < 3。
三、多元不等式的求解方法对于多元不等式,我们可以使用图像法和代数法两种方法进行求解。
高中数学解解不等式的常用技巧和方法
高中数学解解不等式的常用技巧和方法在高中数学学习中,不等式是一个重要的知识点,也是考试中常常出现的题型。
解不等式需要我们掌握一些常用的技巧和方法,本文将介绍一些常见的解不等式的技巧,并通过具体的例题加以说明。
一、一元一次不等式一元一次不等式是最简单的不等式形式,其解法与一元一次方程类似。
我们以以下例题为例:例题1:解不等式2x + 1 > 5。
解法:首先将不等式转化为等价的形式:2x + 1 - 5 > 0,化简得2x - 4 > 0。
然后解这个一元一次方程,得到x > 2。
所以不等式2x + 1 > 5的解集为x > 2。
这个例题中的关键是将不等式转化为等价的形式,然后通过解方程的方法得到解集。
这是解一元一次不等式的常用技巧。
二、一元二次不等式一元二次不等式是高中数学中较为复杂的不等式形式,我们需要通过一些特殊的方法来解决。
以下是一个例题:例题2:解不等式x^2 - 4x + 3 > 0。
解法:首先我们需要求出不等式的零点,即将不等式转化为等式x^2 - 4x + 3 = 0。
通过因式分解或配方法,我们得到(x - 1)(x - 3) > 0。
然后我们需要绘制函数图像来确定不等式的解集。
绘制函数y = x^2 - 4x + 3的图像,我们可以发现函数的零点为x = 1和x = 3,这两个点将实数轴分成了三个区间:(-∞, 1),(1, 3),(3, +∞)。
然后我们取每个区间内的一个测试点,例如选取x = 0,2,4。
将这些测试点代入原不等式,我们可以得到以下结果:当x = 0时,左边为3,右边为0,不满足不等式;当x = 2时,左边为-1,右边为0,不满足不等式;当x = 4时,左边为3,右边为0,满足不等式。
根据测试点的结果,我们可以得到不等式的解集为x < 1或x > 3。
这个例题中的关键是通过绘制函数图像和选取测试点的方法确定不等式的解集。
高中数学基本不等式的解法十例
高中数学基本不等式问题求解十例一、基本不等式的基础形式1.222a b ab +≥,其中,a b R ∈,当且仅当a b =时等号成立。
2.a b +≥[),0,a b ∈+∞,当且仅当a b =时等号成立。
3.常考不等式:222211a b a b ab ++⎛⎫≥≥≥ ⎪,其中(),0,a b ∈+∞,当且仅当a b =时等号成立。
问题(1(2例题例题解21212x x x +=⇒=-时取等号。
变式:已知2x >-,则12x x ++的最小值为 。
解析:由题意可得()120,212x x x +>+⨯=+,明显,积为定,根据和定积最大法则可得:122112x x x x +=⇒+=⇒=-+时取等号,此时可 例题3:若对任意x >0,xx 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是________.解析:由题意可得141x y +=,左边乘以141x y+=可得:14441y x x y y x ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭+=,化简可得:1441144y y x x x y x y ⎛⎫⎛⎫++=+++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,很明显44y x x y +中积为定值,根据积定和最小的法则可得:424y x x y +≥=,当且仅当24184x y x y x y =⎧==⇒⎨=⎩时取等号。
故而可得1444y x x y ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭。
不等式234y x m m +-<有解,亦即2min 344y m m x ⎛⎫->+= ⎪⎝⎭,亦即2340m m -->,解得4m >或者1m <-,故而可得()(),14,m ∈-∞-⋃+∞。
4x4x 2,亦即问题例题仅当122b a a b =⇒=时取等号,化简后可得:ab =145422a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩变式:若lg(3x )+lg y =lg(x +y +1),则xy 的最小值为__________.解析:将题干条件化简可得:()()lg 3lg 131x y x y xy x y ⋅=++⇒=++,由题意需要求解xy ,故而可知利用不等式x y +≥31xy x y -=+≥当且仅当x y =时等号成立,化简上式可得()31011011xy xy --≥⇒-≥⇒≥⇒≥,此时1x y ==问题4:含参基本不等式问题解题思路:利用含参不等式的解法求解即可。
八种方法解决高中数学不等式问题
八种方法解决高中数学不等式问题下面用八种方法解决高中数学常见的不等式问题: 例题:224x y ,求34x y 的最大值.【解法一】柯西不等式先备知识:柯西不等式(二维下的)解:3,4,,a b c x d y ,由柯西不等式得:222223434x y x y 所以:3410x y ,当且仅当34x y ,即68,55x y 时,取得最大值10.【总结】柯西不等式常用,建议理解记忆。
【解法二】线性规划解:令34x y t ,则344t y x (将t 看作是直线的截距,转化为求直线截距的范围) ,x y 满足直线方程344t y x ,也满足方程224x y ,因此:显然,由图像得: 2.5104t t .【总结】数形结合典型做法,但是线性规划新高考不考。
建议从数形结合角度理解。
【解法三】判别式法解:令34x y t ,则344t y x ,代入方程:224x y ,得: 223444t x x , 整理,得:222534016816t x tx ………………(*) 一元二次方程(*)有解,则:2232544081616t t210010t t . 【总结】常用方法之一,解决“条件极值”问题的常用手段。
【解法四】三角换元224x y 22144x y ,不妨令:cos ,sin 22x y x x . 则:34346cos 8sin 10cos sin 10sin 1055x y x x x x x,(3tan 4 ). 【总结】三角换元、参数法建议学有余力的同学适当了解。
【解法五】对偶式先备知识: 34x y 的对偶式为43x y2223492416x y x xy y (1)2224316249x y x xy y (2)(1)+(2),得:222234432525100x y x y x y223410043100x y x y .【总结】进阶方法,学有余力可了解。
【解法六】向量法(类似柯西不等式)34x y 可以看作向量 3,4,,a b x y 的数量积:34a b x y .所以:cos ,10a b a b a b.【总结】注意观察代数式的结构特征。
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题目高中数学复习专题讲座几种常见解不等式的解法 高考要求不等式在生产实践和相关学科的学习中应用广泛,又是学习高等数学的重要工具,所以不等式是高考数学命题的重点,解不等式的应用非常广泛,如求函数的定义域、值域,求参数的取值范围等,高考试题中对于解不等式要求较高,往往与函数概念,特别是二次函数、指数函数、对数函数等有关概念和性质密切联系,应重视;从历年高考题目看,关于解不等式的内容年年都有,有的是直接考查解不等式,有的则是间接考查解不等式 重难点归纳解不等式对学生的运算化简等价转化能力有较高的要求,随着高考命题原则向能力立意的进一步转化,对解不等式的考查将会更是热点,解不等式需要注意下面几个问题(1)熟练掌握一元一次不等式(组)、一元二次不等式(组)的解法(2)掌握用零点分段法解高次不等式和分式不等式,特别要注意因式的处理方法(3)掌握无理不等式的三种类型的等价形式,指数和对数不等式的几种基本类型的解法(4)掌握含绝对值不等式的几种基本类型的解法(5)在解不等式的过程中,要充分运用自己的分析能力,把原不等式等价地转化为易解的不等式(6)对于含字母的不等式,要能按照正确的分类标准,进行分类讨论 典型题例示范讲解例1已知f (x )是定义在[-1,1]上的奇函数,且f (1)=1,若m 、n ∈[-1,1],m +n ≠0时nm n f m f ++)()(>0(1)用定义证明f (x )在[-1,1]上是增函数; (2)解不等式 f (x +21)<f (11-x ); (3)若f (x )≤t 2-2at +1对所有x ∈[-1,1],a ∈[-1,1]恒成立,求实数t 的取值范围命题意图 本题是一道函数与不等式相结合的题目,考查学生的分析能力与化归能力知识依托 本题主要涉及函数的单调性与奇偶性,而单调性贯穿始终,把所求问题分解转化,是函数中的热点问题;问题的要求的都是变量的取值范围,不等式的思想起到了关键作用错解分析 (2)问中利用单调性转化为不等式时,x +21∈[-1,1],11-x ∈[-1,1]必不可少,这恰好是容易忽略的地方技巧与方法 (1)问单调性的证明,利用奇偶性灵活变通使用已知条件不等式是关键,(3)问利用单调性把f (x )转化成“1”是点睛之笔(1)证明 任取x 1<x 2,且x 1,x 2∈[-1,1],则f (x 1)-f (x 2)=f (x 1)+f (-x 2)=2121)()(x x x f x f --+·(x 1-x 2)∵-1≤x 1<x 2≤1, ∴x 1+(-x 2)≠0,由已知2121)()(x x x f x f --+>0,又 x 1-x 2<0,∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x )在[-1,1]上为增函数 (2)解 ∵f (x )在[-1,1]上为增函数,∴⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-<+≤-≤-≤+≤-112111111211x x x x 解得 {x |-23≤x <-1,x ∈R } (3)解 由(1)可知f (x )在[-1,1]上为增函数,且f (1)=1, 故对x ∈[-1,1],恒有f (x )≤1,所以要f (x )≤t 2-2at +1对所有x ∈[-1,1],a ∈[-1,1]恒成立,即要t 2-2at +1≥1成立,故t 2-2at ≥0,记g (a )=t 2-2at ,对a ∈[-1,1],g (a )≥0,只需g (a )在[-1,1]上的最小值大于等于0,g (-1)≥0,g (1)≥0, 解得,t ≤-2或t =0或t ≥2∴t 的取值范围是 {t |t ≤-2或t =0或t ≥2}例2设不等式x 2-2ax +a +2≤0的解集为M ,如果M ⊆[1,4],求实数a 的取值范围命题意图 考查二次不等式的解与系数的关系及集合与集合之间的关系知识依托 本题主要涉及一元二次不等式根与系数的关系及集合与集合之间的关系,以及分类讨论的数学思想错解分析 M =∅是符合题设条件的情况之一,出发点是集合之间的关系考虑是否全面,易遗漏;构造关于a 的不等式要全面、合理,易出错技巧与方法 该题实质上是二次函数的区间根问题,充分考虑二次方程、二次不等式、二次函数之间的内在联系是关键所在;数形结合的思想使题目更加明朗解 M ⊆[1,4]有两种情况 其一是M =∅,此时Δ<0;其二是M≠∅,此时Δ=0或Δ>0,分三种情况计算a 的取值范围设f (x )=x 2 -2ax +a +2,有Δ=(-2a )2-(4a +2)=4(a 2-a -2) (1)当Δ<0时,-1<a <2,M =∅Ø[1,4](2)当Δ=0时,a =-1或2 当a =-1时M ={-1}⊄[1,4];当a =2时,m ={2}Ø[1,4](3)当Δ>0时,a <-1或a >2设方程f (x )=0的两根x 1,x 2,且x 1<x 2,那么M =[x 1,x 2],M ⊆[1,4]⇔1≤x 1<x 2≤4⎩⎨⎧>∆≤≤>>⇔0,410)4(,0)1(且且a f f即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-<>>->+-210071803a a a a a 或,解得 2<a <718,∴M ⊆[1,4]时,a 的取值范围是(-1,718) 例3解关于x 的不等式2)1(--x x a >1(a ≠1) 解 原不等式可化为 2)2()1(--+-x a x a >0,①当a >1时,原不等式与(x -12--a a )(x -2)>0同解由于2111211a a a -=-<<-- ∴原不等式的解为(-∞,12--a a )∪(2,+∞) ②当a <1时,原不等式与(x -12--a a )(x -2) <0同解由于21111a a a -=---, 若a <0,211211a a a -=-<--,解集为(12--a a ,2);若a =0时,211211a a a -=-=--,解集为∅; 若0<a <1,211211a a a -=->--,解集为(2,12--a a )综上所述 当a >1时解集为(-∞,12--a a )∪(2,+∞);当0<a <1时,解集为(2,12--a a );当a =0时,解集为∅;当a <0时,解集为(12--a a ,2)学生巩固练习1 设函数f (x )=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-<<-+-≤+)1(11)11(22)1()1(2x xx x x x ,已知f (a )>1,则a 的取值范围是( )A (-∞,-2)∪(-21,+∞) B (-21,21) C (-∞,-2)∪(-21,1)D (-2,-21)∪(1,+∞)2 已知f (x )、g (x )都是奇函数,f (x )>0的解集是(a 2,b ),g (x )>0的解集是(22a ,2b ),则f (x )·g (x )>0的解集是__________3 已知关于x 的方程sin 2x +2cos x +a =0有解,则a 的取值范围是_______4 已知适合不等式|x 2-4x +p |+|x -3|≤5的x 的最大值为3 (1)求p 的值;(2)若f (x )=11+-x x p p ,解关于x 的不等式f --1(x )>k x p +1log (k ∈R +)5 设f (x )=ax 2+bx +c ,若f (1)=27,问是否存在a 、b 、c ∈R ,使得不等式 x 2+21≤f (x )≤2x 2+2x +23对一切实数x 都成立,证明你的结论 6 已知函数f (x )=x 2+px +q ,对于任意θ∈R ,有f (sin θ)≤0,且f (sin θ+2)≥2(1)求p 、q 之间的关系式; (2)求p 的取值范围;(3)如果f (sin θ+2)的最大值是14,求p 的值 并求此时f (sin θ)的最小值7 解不等式log a (x -x1)>1 8 设函数f (x )=a x 满足条件 当x ∈(-∞,0)时,f (x )>1;当x ∈(0,1]时,不等式f (3mx -1)>f (1+mx -x 2)>f (m +2)恒成立,求实数m 的取值范围参考答案1 解析 由f (x )及f (a )>1可得⎩⎨⎧>+-≤1)1(12a a ① 或⎩⎨⎧>+<<-12211a a ② 或⎪⎩⎪⎨⎧>-≥1111aa ③ 解①得a <-2,解②得-21<a <1,解③得x ∈∅ ∴a 的取值范围是(-∞,-2)∪(-21,1)答案 C2 解析 由已知b >a 2∵f (x ),g (x )均为奇函数,∴f (x )<0的解集是(-b ,-a 2),g (x )<0的解集是(-2,22a b -)由f (x )·g (x )>0可得⎪⎩⎪⎨⎧-<<--<<-⎪⎩⎪⎨⎧<<<<⎩⎨⎧<<⎩⎨⎧>>2222,0)(0)(0)(0)(2222a x b a x b b x a b x a x g x f x g x f 或即或 ∴x ∈(a 2,2b )∪(-2b,-a 2) 答案 (a 2,2b )∪(-2b,-a 2)3 解析 原方程可化为cos 2x -2cos x -a -1=0,令t =cos x ,得t 2-2t -a -1=0,原问题转化为方程t 2-2t -a -1=0在[-1,1]上至少有一个实根 令f (t )=t 2-2t -a -1,对称轴t =1,画图象分析可得⎩⎨⎧≤≥-0)1(0)1(f f 解得a ∈[-2,2]答案 [-2,2]4 解 (1)∵适合不等式|x 2-4x +p |+|x -3|≤5的x 的最大值为3, ∴x -3≤0,∴|x -3|=3-x若|x 2-4x +p |=-x 2+4x -p ,则原不等式为x 2-3x +p +2≥0, 其解集不可能为{x |x ≤3}的子集,∴|x 2-4x +p |=x 2-4x +p ∴原不等式为x 2-4x +p +3-x ≤0,即x 2-5x +p -2≤0,令x 2-5x +p -2=(x -3)(x -m ),可得m =2,p =8(2)f (x )=1818+-x x ,∴f --1(x )=log 8xx -+11 (-1<x <1),∴有log 8x x-+11>log 8kx +1,∴log 8(1-x )<log 8k ,∴1-x <k ,∴x >1-k ∵-1<x <1,k ∈R +,∴当0<k <2时,原不等式解集为{x |1-k <x <1};当k ≥2时,原不等式的解集为{x |-1<x <1}5 解 由f (1)=27得a +b +c =27,令x 2+21=2x 2+2x +23x ⇒=-1, 由f (x )≤2x 2+2x +23推得f (-1)23由f (x )≥x 2+21推得f (-1)≥23,∴f (-1)=23,∴a -b +c =23,故2(a +c )=5,a +c =25且b =1,∴f (x )=ax 2+x +(25-a )依题意 ax 2+x +(25-a )≥x 2+21对一切x ∈R 成立,∴a ≠1且Δ=1-4(a -1)(2-a )≤0,得(2a -3)2≤0,∴f (x )=23x 2+x +1 易验证 23x 2+x +1≤2x 2+2x +23对x ∈R 都成立∴存在实数a =23,b =1,c =1,使得不等式 x 2+21≤f (x )≤2x 2+2x +23对一切x ∈R 都成立6 解 (1)∵-1≤sin θ≤1,1≤sin θ+2≤3,即当x ∈[-1,1]时,f (x )≤0,当x ∈[1,3]时,f (x )≥0,∴当x =1时f (x )=0 ∴1+p +q =0,∴q =-(1+p )(2)f (x )=x 2+px -(1+p ),当sin θ=-1时f (-1)≤0,∴1-p -1-p ≤0,∴p ≥0 (3)注意到f (x )在[1,3]上递增,∴x =3时f (x )有最大值 即9+3p +q =14,9+3p -1-p =14,∴p =3此时,f (x )=x 2+3x -4,即求x ∈[-1,1]时f (x )的最小值又f (x )=(x +23)2-425,显然此函数在[-1,1]上递增 ∴当x =-1时f (x )有最小值f (-1)=1-3-4=-67 解 (1)当a >1时,原不等式等价于不等式组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>->-a xx11011由此得1-a x 1 因为1-a <0,所以x <0,∴a-11<x <0 (2)当0<a <1时,原不等式等价于不等式组 110 11 xa x⎧-> ⎪⎪⎨⎪-<⎪⎩①②由 ①得x >1或x <0,由②得0 <x <a -11,∴1<x a -11 综上,当a >1时,不等式的解集是{x |a-11<x <0},当0<a <1时,不等式的解集为{x |1<x <a-11}8 解 由已知得0<a <1,由f (3mx -1)>f (1+mx -x 2)>f (m +2),x ∈(0,1]恒成立⎪⎩⎪⎨⎧+<-+-+<-⇔2111322m x mx xmx mx 在x ∈(0,1]恒成立 整理,当x ∈(0,1)时,⎪⎩⎪⎨⎧+<--<1)1(1222x x m xx 恒成立, 即当x ∈(0,1]时,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+>-<112122x x m xx m 恒成立, 且x =1时,⎪⎩⎪⎨⎧+<--<1)1(1222x x m xmx 恒成立, ∵2121212-=-x x x 在x ∈(0,1]上为减函数,∴x x 212-<-1, ∴m <xx 212-恒成立⇔m <0又∵2112)1(112+-+-=-+x x x x ,在x ∈(0,1]上是减函数,∴112-+x x <-1 ∴m >112-+x x 恒成立⇔m >-1当x ∈(0,1)时,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+>-<112122x x m xx m 恒成立⇔m ∈(-1,0) ① 当x =1时,⎪⎩⎪⎨⎧+<--<1)1(1222x x m xmx ,即是⎩⎨⎧<<100m ∴m <0 ②∴①、②两式求交集m ∈(-1,0),使x ∈(0,1]时,f (3mx -1)>f (1+mx -x 2)>f (m +2)恒成立,m 的取值范围是(-1,0)课前后备注。