高二数学必修五第三章知识点解析
人教版数学高二必修五第三章《不等式》知识总结
一、本章概述不等关系是中学数学中最基本、最广泛、最普遍的关系．不等关系起源于实数的性质，产生了实数的大小关系、简单不等式、不等式的基本性质，如果赋予不等式中变量以特定的值、特定的关系，又产生了重要不等式、基本不等式等．不等式是永恒的吗？显然不是，由此又产生了解不等式与证明不等式两个极为重要的问题．解不等式即寻求不等式成立时变量应满足的范围或条件，不同类型的不等式又有不同的解法．不等式证明则是推理性问题或探索性问题．推理性即在特定条件下，阐述论证过程，揭示内在规律，基本方法有比较法、综合法、分析法；探索性问题大多是与自然数n有关的证明问题，常采用观察—归纳—猜想—证明的思路，以数学归纳法完成证明．另外，不等式的证明方法还有换元法、放缩法、反证法、构造法等．不等式中常见的基本思想方法有等价转化、分类讨论、数形结合、函数与方程．不等式的知识渗透在数学中的各个分支，相互之间有着千丝万缕的联系，因此不等式又可作为一个工具来解决数学中的其他问题，诸如集合问题，方程(组)的解的讨论，函数单调性的研究，函数定义域的确定，以及三角、数列、立体几何、解析几何中的最大值、最小值问题，这些问题无一不与不等式有着密切的联系．不等式还可以解决现实世界中反映出来的数学问题，许多问题最终归结为不等式的求解或证明．解决这类综合问题的一般思维方法是：引参，建立不等关系，解某一主元的不等式(实为分离变元)，适时活用基本不等式．其中建立不等关系的常用途径是：①根据题设条件；②判别式法；③基本不等式法；④依据某些变量(如sin x，cos x)的有界性等．二、主干知识1．不等式与不等关系．不等式的性质刻画了在一定条件下两个量的不等关系．不等式的性质包括“单向性”和“双向性”．单向性主要用于证明不等式，双向性是解不等式的基础．因为解不等式要求的是同解变形．要正确理解不等式的性质，必须先弄清每一性质的条件和结论、注意条件和结论的放宽和加强，以及条件与结论之间的相互联系．双向性主要有：(1)不等式的基本性质：⎩⎪⎨⎪⎧a ＞b ⇔a －b ＞0，a ＝b ⇔a －b ＝0，a ＜b ⇔a －b ＜0，这是比较两个实数的大小的依据；(2)a >b ⇔b <a ；(3)a >b ⇔a ＋c >b ＋c .单向性主要有：(1)a >b ，b >c ⇒a >c ；(2)a >b ，c >d ⇒a ＋c >b ＋d ；(3)a >b ，c >0(c <0)⇒ac >bc (ac <bc )；(4)a >b >0，c >d >0⇒ac >bd ；(5)a >b >0，0<c <d ⇒a c ＞b d； (6)a >b >0，m ∈N *⇒a m >b m ；(7)a >b >0，n ∈N *，n >1⇒n a >n b .特别提醒：(1)同向不等式可以相加，异向不等式可以相减．即：若a ＞b ，c ＞d ，则a ＋c ＞b ＋d ；若a ＞b ，c ＜d ，则a －c ＞b －d .但异向不等式不可以相加，同向不等式不可以相减．(2)左右同正不等式，同向的不等式可以相乘，但不能相除；异向不等式可以相除，但不能相乘．即：若a ＞b ＞0，c ＞d ＞0，则ac ＞bd ；若a ＞b ＞0，0＜c ＜d ，则a c ＞b d. (3)左右同正不等式，两边可以同时乘方或开方．即：若a ＞b ＞0，n ∈N *，n >1，则a n ＞b n 或n a ＞n b .(4)若ab ＞0，a ＞b ，则1a ＜1b ；若ab ＜0，a ＞b ，则1a ＞1b. 如果对不等式两边同时乘以一个代数式，要注意它的正负号，如果正负号未定，要注意分类讨论．2．一元二次不等式及其解法．解一元二次不等式常用数形结合法，基本步骤如下：①将一元二次不等式化成ax 2＋bx ＋c ＞0的形式；②计算判别式并求出相应的一元二次方程的实数解；③画出相应的二次函数的图象；④根据图象和不等式的方向写出一元二次不等式的解集．设相应二次函数的图象开口向上，并与x 轴相交，则有口诀：大于取两边，小于取中间．解含参数的不等式的通法是“定义域为前提，函数增减性为基础，分类讨论是关键”．要注意对字母参数的讨论，如果遇到下述情况则一般需要讨论：(1)在解含有字母的一元二次不等式时，需要考虑相应的二次函数的开口方向，对应的一元二次方程根的状况(有时要分析Δ)，比较两个根的大小，设根为x 1，x 2，要分x 1＞x 2、x 1＝x 2、x 1＜x 2讨论．(2)不等式两端乘或除一个含参数的式子时，则需讨论这个式子的正负．(3)求解过程中，需用指数函数、对数函数的单调性时，则需对它们的底数进行讨论．注意解完之后要写上：“综上，原不等式的解集是…”．若按参数讨论，最后应按参数取值分别说明其解集；若按未知数讨论，最后应求并集．一元二次不等式ax2＋bx＋c＞0或ax2＋bx＋c＜0(a＞0)的解集：设相应的一元二次方程ax2＋bx＋c＝0(a＞0)的两根为x1、x2且x1≤x2，Δ＝b2－4ac，则不等式的解的各种情况如下表所示：特别提醒：(1)解题中要充分利用一元二次不等式的解集是实数集R和空集∅的几何意义，准确把握一元二次不等式的解集与相应一元二次方程的根及二次函数图象之间的内在联系．(2)解不等式的关键在于保证变形转化的等价性．简单分式不等式可化为整式不等式求解：先通过移项、通分等变形手段将原不等式化为右边为0的形式，然后通过符号法则转化为整式不等式求解．转化为求不等式组的解时，应注意区别“且”、“或”，涉及最后几个不等式的解集是“交”，还是“并”．注意：不等式解集的端点值往往是不等式对应方程的根或不等式有意义范围的端点值．(3)在解决实际问题时，先要从实际问题中抽象出数学模型，并寻找出该数学模型中已知量与未知量，再建立数学关系式，然后用适当的方法解决问题．(4)解含参数的不等式是高中数学中的一类较为重要的题型，解决这类问题的难点在于对参数进行恰当分类．分类相当于增加了题设条件，便于将问题分而治之．在解题过程中，经常会出现分类难以入手或者分类不完全的现象．强化分类意识，选择恰当的解题切入点，掌握一些基本的分类方法，善于借助直观图形找出分类的界值是解决此类问题的关键．3．二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题．(1)确定二元一次不等式表示的区域的步骤：①在平面直角坐标系中作出直线Ax＋By＋C＝0.②在直线的一侧任取一点P(x0，y0)，当C≠0时，常把原点作为特殊点．③将P(x0，y0)代入Ax＋By＋C求值，若Ax0＋By0＋C＞0，则包含点P 的半平面为不等式Ax＋By＋C＞0所表示的平面区域，不包含点P的半平面为不等式Ax＋By＋C＜0所表示的平面区域．也可把二元一次不等式改写成y＞kx＋b或y＜kx＋b的形式，前者表示直线的上方区域，后者表示直线的下方区域．(2)线性规划的有关概念：①满足关于x，y的一次不等式或一次方程的条件叫线性约束条件；②关于变量x，y的解析式叫目标函数，关于变量x，y一次式的目标函数叫线性目标函数；③求目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题，称为线性规划问题；④满足线性约束条件的解(x，y)叫可行解，由所有可行解组成的集合叫做可行域；⑤使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做最优解．特别提醒：(1)画不等式Ax＋By＋C≥0所表示的平面区域时，区域包括边界线，因此，将边界直线画成实线；无等号时区域不包括边界线，用虚线表示不包含直线l.(2)Ax ＋By ＋C ＞0表示在直线Ax ＋By ＋C ＝0(B >0)的上方，Ax ＋By ＋C ＜0表示在直线Ax ＋By ＋C ＝0(B >0)的下方．(3)设点P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0，若Ax 1＋By 1＋C 与Ax 2＋By 2＋C 同号，则P ，Q 在直线l 的同侧，异号则在直线l 的异侧．(4)在求解线性规划问题时要注意：①将目标函数改成斜截式方程；②寻找最优解时注意作图规范．4．基本不等式ab ≤a ＋b 2. (1)基本不等式：设a ，b 是任意两个正数，那么ab ≤a ＋b 2.当且仅当a ＝b 时，等号成立．①基本不等式可叙述为：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数．②如果把a ＋b 2看做是正数a ，b 的等差中项，ab 看做是正数a ，b 的等比中项，那么基本不等式也可以叙述为：两个正数的等差中项不小于它们的等比中项． ③基本不等式ab ≤a ＋b 2几何意义是“半径不小于半弦”． (2)对基本不等式的理解：①基本不等式的左式为和结构，右式为积的形式，该不等式表明两正数a ，b 的和与两正数a ，b 的积之间的大小关系，运用该不等式可作和与积之间的不等变换．②“当且仅当a ＝b 时，等号成立”的含义：a．当a＝b时等号成立的含意是：a＝b⇒a＋b2＝ab；b．仅当a＝b时等号成立的含意是：a＋b2＝ab⇒a＝b；综合起来，其含意是：a＋b2＝ab⇔a＝b.(3)设a，b∈R，不等式a2＋b2≥2ab⇔ab≤a2＋b22⇔ab≤⎝⎛⎭⎪⎫a＋b22.(4)基本不等式的几种变式：设a＞0，b＞0，则a＋1a≥2，ba＋ab≥2，a2b≥2a－b.(5)常用的几个不等式：①a2＋b22≥a＋b2≥ab≥21a＋1b(根据目标不等式左右的运算结构选用)；②设a，b，c∈R，则a2＋b2＋c2≥ab＋bc＋ca(当且仅当a＝b＝c时，取等号)；③真分数的性质：若a＞b＞0，m＞0，则ba＜b＋ma＋m(糖水的浓度问题)．特别提醒：(1)用基本不等式求函数的最值时，要特别注意“一正、二定、三相等，和定积最大，积定和最小”这17字方针．常用的方法为：拆、凑、平方．(2)用基本不等式证明不等式时，应重视对所证不等式的分析和化归，应观察不等式左右两边的结构，注意识别轮换对称式，此时可先证一部分，其他同理可证，然后再累加或累乘．题型1 恒成立问题(1)若不等式f(x)＞A 在区间D 上恒成立，则等价于在区间D 上f(x)min ＞A ；(2)若不等式f(x)＜B 在区间D 上恒成立，则等价于在区间D 上f(x)max ＜B.例 1 设函数f(x)＝x ，g(x) ＝x ＋a(a>0)，若x ∈[1，4]时不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f （x ）－ag （x ）f （x ）≤1恒成立，求a 的取值范围． 解析：由⎪⎪⎪⎪⎪⎪f （x ）－ag （x ）f （x ）≤1⇔－1≤f （x ）－ag （x ）f （x ）≤1，得0≤ag （x ）f （x ）≤2， 即ax ＋a 2x≤2在x ∈[1，4]上恒成立，也就是ax ＋a 2≤2x 在x ∈[1，4]上恒成立．令t ＝x ，则t ≥0，且x ＝t 2，由此可得 at 2－2t ＋a 2≤0在t ∈[1，2]上恒成立，设g(t) ＝ at 2－2t ＋a 2，则只需⎩⎨⎧g （1）≤0，g （2）≤0⇒⎩⎨⎧a －2＋a 2≤0，4a －4＋a 2≤0，解得 0<a ≤22－2，即满足题意的a 的取值范围是(0，22－2]．题型2 能成立问题(1)若在区间D 上存在实数x 使不等式f(x)＞A 成立，则等价于在区间D 上的f(x)max ＞A ；(2)若在区间D 上存在实数x 使不等式f(x)＜B 成立，则等价于在区间D 上的f(x)min ＜B.例2 若存在x ∈R ，使不等式|x －4|＋|x －3|＜a 成立，求实数a 的取值范围．解析：设f (x )＝|x －4|＋|x －3|，依题意f (x )的最小值小于a .又f (x )＝|x －4|＋|x －3|≥|(x －4)－(x －3)|＝1(等号成立的条件是3≤x ≤4)．故f (x )的最小值为1，∴a ＞1.即实数a 的取值范围是(1，＋∞)．题型3 恰成立问题(1)若不等式f(x)＞A 在区间D 上恰成立，则等价于不等式f(x)＞A 的解集为D ；(2)若不等式f(x)＜B 在区间D 上恰成立，则等价于不等式f(x)＜B 的解集为D.例4 已知函数y ＝2x 2－ax ＋10x 2＋4x ＋6的最小值为1，求实数a 的取值集合． 解析：由y ≥1即2x 2－ax ＋10x 2＋4x ＋6≥1⇒x 2－(a ＋4)x ＋4≥0恒成立，∴Δ＝(a ＋4)2－16≤0，解得－8≤a ≤0(必要条件)．再由y ＝1有解，即2x 2－ax ＋10x 2＋4x ＋6＝1有解，即x 2－(a ＋4)x ＋4＝0有解，∴Δ＝(a ＋4)2－16≥0，解得a ≤－8或a ≥0.综上即知a ＝－8或a ＝0时，y min ＝1，故所求实数a 的取值集合是{－8，0}．题型4 利用基本不等式求最值基本不等式通常用来求最值问题：一般用a ＋b ≥2ab(a ＞0，b ＞0)解“定积求和，和最小”问题，用ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫a ＋b 22求“定和求积，积最大”问题，一定要注意适用的范围和条件：“一正、二定、三相等”，特别是利用拆项、添项、配凑、分离变量、减少变元等方法，构造定值条件的方法，和对等号能否成立的验证．若等号不能取到，则应用函数单调性来求最值，还要注意运用基本不等式解决实际问题．例5 已知0＜x ＜2，求函数y ＝x(8－3x)的最大值．解析：∵0＜x ＜2，∴0＜3x ＜6，8－3x ＞0，∴y ＝x(8－3x)＝13·3x ·(8－3x) ≤13⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x ＋8－3x 22＝163， 当且仅当3x ＝8－3x ，即x ＝43时，取等号， ∴当x ＝43时，y ＝x(8－3x)有最大值为163. 设函数f(x)＝x ＋2x ＋1，x ∈[0，＋∞)． 求函数f(x)的最小值．解析：f(x)＝x ＋2x ＋1＝(x ＋1)＋2x ＋1－1， ∵x ∈[0，＋∞)，∴x ＋1＞0，2x ＋1＞0，∴x ＋1＋2x ＋1≥2 2.当且仅当x ＋1＝2x ＋1， 即x ＝2－1时，f(x)取最小值．此时f(x)min ＝22－1.题型5 简单线性规划问题求目标函数在约束条件下的最优解，一般步骤为：一是寻求约束条件和目标函数，二是作出可行域，三是在可行域内求目标函数的最优解，特别注意目标函数z ＝ax ＋by ＋c 在直线ax ＋by ＝0平移过程中变化的规律和图中直线斜率关系．简单的线性规划应用题在现实生活中的广泛应用也是高考的热点．例6若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0，x ＋3y ≥4，3x ＋y ≤4所表示的平面区域被直线y ＝kx ＋43分为面积相等的两部分，则k 的值是( )A .73B .37C .43D .34解析：不等式组表示的平面区域如图所示：由于直线y ＝kx ＋43过定点⎝⎛⎭⎪⎫0，43，因此只有直线过AB 中点时，直线y＝kx ＋43能平分平面区域，因为A(1，1)，B(0，4)，所以AB 中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12，52.当y ＝kx ＋43过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12，52时，52＝k 2＋43，所以k ＝73. 答案：A题型6 三个二次(二次函数、二次不等式、二次方程)问题一元二次方程、一元二次不等式与二次函数三者之间形成一个关系密切、互为关联、互为利用的知识体系．将二次函数看作主体，一元二次方程和一元二次不等式分别为二次函数的函数值为零(零点)和不为零的两种情况，一般讨论二次函数主要是将其通过一元二次方程和一元二次不等式来讨论，而讨论一元二次方程和一元二次不等式又要将其与相应的二次函数相联系，通过二次函数的图象揭示解(集)的几何特征．例7 当m 为何值时，方程2x 2＋4mx ＋3m －1＝0有两个负根？解析：方程2x 2＋4mx ＋3m －1＝0有两个负根，则有⎩⎪⎨⎪⎧Δ＝（4m ）2－4×2×（3m －1）≥0，－b a ＝－4m 2＝－2m ＜0，c a ＝3m －12＞0，即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤12或m ≥1，m ＞0，m ＞13. ∴当m ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫m|13＜m ≤12或m ≥1时，原方程有两个负根． 题型7 不等式与函数的综合问题例8 定义在(－1，1)上的奇函数f(x)在整个定义域上是减函数，且f(1－a)＋f(1－a 2)＜0，求实数 a 的取值范围．解析：∵f(x)的定义域为(－1，1)，∴⎩⎨⎧－1＜1－a ＜1，－1＜1－a 2＜1，∴⎩⎨⎧0＜a ＜2，－2＜a ＜2且a ≠0，∴0＜a ＜2，①原不等式变形为f(1－a)＜－f(1－a 2)．由于f(x)为奇函数，有－f(1－a 2)＝f(a 2－1)，∴f(1－a)＜f(a 2－1)．又f(x)在(－1，1)上是减函数，∴1－a ＞a 2－1，解得－2＜a ＜1.②由①②可得0＜a ＜1，∴a 的取值范围是(0，1)．题型8 求分式函数的最值例9 求函数y ＝x 4＋3x 2＋3x 2＋1的最小值． 解析：y ＝（x 4＋2x 2＋1）＋（x 2＋1）＋1x 2＋1＝(x 2＋1)＋1x 2＋1＋1≥2（x 2＋1）·1x 2＋1＋1＝3，当且仅当x 2＋1＝1x 2＋1，即x 2＋1＝1，即x ＝0时等号成立．题型9 数轴标根法(1)将不等式化为标准形式：一端为0，另一端为一次因式(因式中x 的系数为正)或二次不可约因式的乘积．(2)求出各因式为0的实数根，并在数轴上标出．(3)自最右端上方起，用曲线自右至左，依次由各根穿过数轴，遇奇次重根一次穿过，遇偶次重根穿而不过(奇过偶不过)．(4)记数轴上方为正，下方为负，根据不等式的符号写出解集．例10解不等式(x＋2)(x＋1)(x－1)(x－2)≤0.分析：本题考查高次不等式的解法，应用等价转化的方法显得较繁琐，可利用数轴标根法来解．解析：设y＝(x＋2)(x＋1)(x－1)(x－2)，则y＝0的根分别是－2，－1，1，2，将其分别标在数轴上，并画出示意图如下：∴不等式的解集是{x|－2≤x≤－1或1≤x≤2}．点评：利用数轴标根法解不等式，需注意：(1)要注意所标出的区间是否是方程根的取值范围，可取特殊值检验，以防不慎造成失误．(2)有些点是否要舍掉，要仔细检验．题型10变换主元法例11设f(x)＝mx2－mx－6＋m.(1)若对于m∈[－2，2]，f(x)＜0恒成立，求实数x的取值范围；(2)若对于x∈[1，3]，f(x)＜0恒成立，求实数m的取值范围；分析：根据题意，f(x)可看作是m 的一次函数，也可以看作是x 的二次函数来解．解析：(1)依题意，设g(m)＝(x 2－x ＋1)m －6，则g(m)是关于m 的一次函数且一次项系数x 2－x ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x －122＋34＞0，∴g(m)在[－2，2]上递增． ∴欲使f(x)＜0恒成立．需g(m)max ＝g(2)＝2(x 2－x ＋1)－6＜0，解得－1＜x ＜2.∴实数x 取值范围是(－1，2)．(2)方法一 ∵f(x)＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －122＋34m －6＜0， 在x ∈[1，3]上恒成立．∴⎩⎨⎧m ＞0，f （x ）max ＝f （3）＝7m －6＜0或⎩⎨⎧m ＝0，f （x ）＝－6＜0或 ⎩⎨⎧m ＜0，f （x ）max ＝f （1）＝m －6＜0.解得m ＜67. 方法二 要使f(x)＝m(x 2－x ＋1)－6＜0在[1，3]上恒成立，则有m ＜6x 2－x ＋1在x ∈[1，3]上恒成立． 而当x ∈[1，3]时，6x 2－x ＋1＝6⎝⎛⎭⎪⎫x －122＋34≥69－3＋1＝67.∴6x2－x＋1的最小值为67.∴m＜67.点评：若给出m的取值范围，则看作是m的一次函数，若给出x的取值范围，则看作是x的二次函数．。
高中数学必修5(人教A版)第三章不等式3.3知识点总结含同步练习及答案
描述：例题：高中数学必修5(人教A版)知识点总结含同步练习题及答案第三章 不等式 3.3 二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题一、学习任务1. 能从实际情景中抽象出二元一次不等式组；了解二元一次不等式组的集合意义，能用平面区域表示二元一次不等式组．2. 能从实际情景中抽象出一些简单的二元线性规划问题，并能加以解决．二、知识清单平面区域的表示 线性规划 非线性规划三、知识讲解1.平面区域的表示二元一次不等式表示的平面区域已知直线 ：，它把坐标平面分为两部分，每个部分叫做开半平面，开半平面与 的并集叫做闭半平面．以不等式解 为坐标的所有点构成的集合，叫做不等式表示的区域或不等式的图象．对于直线 ： 同一侧的所有点 ，代数式 的符号相同，所以只需在直线某一侧任取一点 代入 ，由 符号即可判断出 （或）表示的是直线哪一侧的点集．直线 叫做这两个区域的边界（boundary）．二元一次不等式组表示的平面区域二元一次不等式组所表示区域的确定方法：①直线定界②由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域，是各个不等式所表示的平面区域的公共部分．l Ax +By +C =0l (x ,y )l Ax +By +C =0(x ,y )Ax +By +C (,)x 0y 0Ax +By +C A +B +C x 0y 0A +B +C >0x 0y 0<0Ax +By +C =0画出下列二元一次不等式表示的平面区域．（1） ；（2）．解：（1）① 画出直线 ，因为这条直线上的点不满足 ，所以画成虚线．② 取原点 ，代入 ，所以原点在不等式 所表示的平面区域内，不等式表示的区域如图．3x +2y +6>0y ⩾3x 3x +2y +6=03x +2y +6>0(0,0)3x +2y+6=6>03x +2y +6>0描述：2.线性规划线性规划的有关概念若约束条件是关于变量的一次不等式（方程），则称为线性约束条件（objective function）．一般地，满足线性约束条件的解 叫做可行解（feasible solution），由所有可行解组成的集合叫做可行域（feasible region）．要求最大（小）值所涉及的关于变量 ， 的一次解析式叫做线性目标函数（linearobjectives）．使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做最优解．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叫做线性规划问题（linearprogram）．（2）① 画出直线 ，画成实线．② 取点 ，代入 ，所以 不在不等式 表示的平面区域内，不等式表示的区域如图．y =3x (1,0)y −3x =−3<0(1,0)y ⩾3x 画出不等式组 表示的平面区域．解：不等式 表示直线 及右下方的平面区域； 表示直线及右上方的平面区域； 表示直线 及左方的平面区域；所以不等式组表示的平面区域如图中阴影部分．⎧⎩⎨x −y +5⩾0x +y ⩾0x ⩽3x −y +5⩾0x −y +5=0x +y ⩾0x +y =0x ⩽3x =3(x ,y )xy⎩⎨4x+y+10⩾0作出可行域如图中阴影部分所示：可知，图可知，答案：解析：1. 下列各点中，不在 表示的平面区域的是 A ．B ．C ．D ．C将 代入得 ，故 不在 表示的平面区域内．x +y −1⩽0()(0,0)(−1,1)(−1,3)(2,−3)x =−1,y =3x +y −1−1+3−1=1>0(−1,3)x +y −1⩽02. 在平面直角坐标系 中，满足不等式组 ，点 的集合用阴影表示为下列图中的 A．B ．C ．xOy {|x |⩽|y ||x |<1(x ,y )()高考不提分，赔付1万元，关注快乐学了解详情。
高二年级数学必修五知识点
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数学必修五第三章不等式知识点总结计划
数学必修五 第三章 不等式一、知识点总结：1、 比较实数大小的依照：①作差：a b 0 a b ； a b 0 a b ； a b 0 a b ；变形的方向是化成几个完整平方的形式或一些简单判断符号的因式积的形式，变形经常用因式分解、配方、通分、分子（或 分母）有理化等方法，注意完整平方、平方差、立方差、立方和公式的应用。
②作商：a 0,b 0时 ,a1a b ,a1a b , a1a b ； bbba a 1a b ,a1a ba 0,b 0时，1 a b ,bbb2、 不等式的性质性质详细名称 性质内容 注意1对称性a bb aab,bcac2传达性等号传可是来a b,b ca c 3 可加性 a ba cb c4可乘性a b, c 0 ac bc c 的符号ab, c0 acbc5 同向可加性 a b, cda cb d6 同向同正可乘性a b 0, c d 0acbd7 可乘方性 a ba nb n ( n N *)同正 8 可开方性 a b0 nanb( n N *, n2)同正 9倒数性质ab, ab 01 1 ab 0ab3、一元二次不等式的解法步骤：①将不等式变形，使一端为 0 且二次项的系数大于 0；②计算相应的鉴别式；③当0 时，求出相应的一元二次方程的根；④依据对应二次函数的图象，写出不等式的解集。
（大于 0 取两边，小于 0 取中间） .含参数的不等式如 ax 2 bx c0( a 0) 解题时需依据参数的取值范围挨次进行分类议论：①二次项系数的正负；②方程 ax 2 bx c 0( a0) 中与0的关系；③方程 ax 2bx c 0( a0) 两根的大小。
4、一元二次方程根的散布：一般借助二次函数的图象加以剖析，正确找到限制根的散布的等价条 件，经常用以下几个重点点去限制：（1）鉴别式；（ 2）对称轴；（ 3）根所在区间端点函数值的符号。
设 x 1 , x 2 是实系数一元二次方程 ax 2 bx c 0(a 0) 的两个实根，则 x 1 , x 2 的散布状况列表以下： （画出函数图象并在理解的基础上记忆）根的散布二次函数的图象 等价条件x 1 k x 2f ( k) 0x 1 x 2 k（ x 1, x 2 均小于 k 时 0 ）k x 1 x 2（ x 1, x 2 均大于 k 时 0 ）k 1 x 1 x 2 k 2（ x 1, x 2 (k 1, k 2 )时0 ）k 1 x 1 k 2 x 2 k 3f (k)b k2af (k)b k2af ( k 1 ) 0f ( k 2 ) 0bk 1k 22a 0f (k 1 ) 0f (k 2 ) 0 f (k 3 ) 0f (k 1) f (k 2 ) 0或x 1, x 2 (x 1 x 2 ) 中有且仅有f ( k 1 ) 0, k 1b k 1k2或一个在 (k 1, k 2 ) 内2a 2f (k 2 ) 0,k 1k 2 b k 222a5、一元高次不等式 f ( x) 0 常用数轴穿根法（或称根轴法、区间法）求解，其步骤以下：①将 f ( x) 最高次项的系数化为正数；②将 f (x) 分解为若干一次因式或二次不行分解因式的积；③将每一个根标在数轴上，从右上方向下挨次经过每一点画曲线（注意重根状况，偶重根穿而可是，奇重根既穿又过）；④依据曲线展现出的符号变化规律，写出不等式的解集。
高中数学必修五第三章
不等式知识点归纳一、两实数大小的比较： 0a b a b ->⇔>；0a b a b -=⇔=；0a b a b -<⇔<． 二、不等式的性质： ①a b b a >⇔<；②,a b b c a c >>⇒>；③a b a c b c >⇒+>+； ④,0a b c ac bc >>⇒>，,0a b c ac bc ><⇒<；⑤,a b c d a c b d >>⇒+>+； ⑥0,0a b c d ac bd >>>>⇒>；⑦()0,1n n a b a b n n >>⇒>∈N >； ⑧)0,1n n a b a b n n >>>∈N >． 三、基本不等式定理1、整式形式：①()222,a b ab a b R +≥∈；②()22,2a b ab a b R +≤∈；③()20,02a b ab a b +⎛⎫≤>> ⎪⎝⎭；④()222,22a b a b a b R ++⎛⎫≥∈ ⎪⎝⎭2、根式形式：①2a bab +≥（0a >，0b >）②a+b ≤)a 222b +（ 3、分式形式：a b +ba≥2（a 、b 同号）4、倒数形式：a>0⇒a+a 1≥2 ；a<0⇒a+a1≤-2四、公式：b1a 12+≤ab ≤2ba +≤222b a + 五、极值定理：设x 、y 都为正数，则有⑴若x y s +=（和为定值），则当x y =时，积xy 取得最大值24s ．⑵若xy p =（积为定值），则当x y =时，和x y +取得最小值2p ． 六、解不等式1、一元一次不等式： ax>b （a ≠0）的解：当a>0时，x>a b ；当a<0时，x<ab；2、一元二次不等式：只含有一个未知数，并且未知数的最高次数是2的不等式．3、二次函数的图象、一元二次方程的根、一元二次不等式的解集间的关系：判别式24b ac ∆=-0∆> 0∆= 0∆<二次函数2y ax bx c =++()0a >的图象一元二次方程20ax bx c ++=()0a >的根有两个相异实数根1,22b x a-∆=()12x x <有两个相等实数根122b x x a==-没有实数根一元二次不等式的解集20ax bx c ++>()0a >{}12x x x x x <>或2b x x a ⎧⎫≠-⎨⎬⎩⎭R20ax bx c ++<()0a >{}12x xx x <<∅ ∅4、解一元二次不等式步骤：一化：化二次项前的系数为整数二判：判断对应方程的根，三求：求对应方程的根，四画：画出对应函数的图像，五解集：根据图像写出不等式的解集 5、解分式不等式：)()(f x g x >0⇔f(x)g(x)>0 ; )()(f x g x ≤0⇔⎩⎨⎧≠≤0)(0)()(f x g x g x 6、解高次不等式：(x-1a )(x-2a )…（x-n a ）>07、解含参数的不等式：解形如a 2x +bx+c>0的不等式时分类讨论的标准有：（1）讨论a 与0的大小（2）讨论∆与0的大小（3）讨论两根的大小 七、一元二次方程根的分布问题：方法：依据二次函数的图像特征从：开口方向、判别式、对称轴、函数值三个角度列出不等式组，总之都是转化为一元二次不等式组求解。
高二数学必修五第三章知识点解析
高二数学必修五第三章知识点解析【不等互动关系及不等式】一、不等关系及不等式知识点1.不等式的定义在客观世界中，量与量之间的不等关系是不可否认的，我们用数学符号、、连接两个数或代数式以表示它们之间的不等关系，混有这些不等号的式子，叫做不等式.2.比较两个实数的大小两个实数的大小是用实数的运算性质来定义的，有a-baa-b=0a-ba0，则有a/baa/b=1a/ba3.不等式的性质(1)对称性：ab(2)传递性：ab，ba(3)可加性：aa+cb+c，ab，ca+c(4)可乘性：ab，cacb0，c0bd;(5)可乘方：a0bn(nN，n(6)可开方：a0(nN，n2).注意：一个技巧作差法变形的技巧：作差法中变形是关键，常进行因式分解或配方.一种方法待定系数法：不求代数式的范围时，先用已知的代数式声称表示目标式，再利用多项式完全相同的法则求出参数，最后利用不等式的物理性质性质求出目标式的范围.【一元二次不等式及其解法】★知识梳理★一.解不等式的有关理论(1)若两个不等式的解集完全相同，则分析指出它们是同解不等式;(2)一个不等式变形为另鼓包一个不等式时，若三个不等式是同解不等式，这样变形称为不等式的同解变形;(3)解不等式时应进行同解变形;(4)解不等式的结果，原则上要用集合则表示。
二.一元二次不等式的解集三.求得一元二次解出不等式的基本步骤：(1)整理系数，使次项的系数为正数;(2)尝试用十字相乘法分解因式;(3)计算(4)结合二次函数的图象特征写出解集。
四.高次不等式解法：尽可能进行因式分解，分解成一次因式后，再利用数轴标根法求解(注意每个因式的次项的系数为正数)五.分式不等式的解法：分子分母因式分解，转化为相异一次因式的积和商的形式，再利用数轴标根法求解;★重难点突破★1.重点：从具体情境中抽象出一元二次不等式模型;熟练掌握一元斯尼胡伊瓦诺不等式的解法。
2.难点：理解二次函数、一元二次方程与一元二次不等式解集的关系。
2021-2022学年人教版高中数学必修五教材用书：第三章 不等式 3.4 基本不等式
3.4基本不等式：ab ≤a ＋b2基本不等式[提出问题]问题1：若a ，b ∈R ，则代数式a 2＋b 2与2ab 有何大小关系？ 提示：∵(a 2＋b 2)－2ab ＝(a －b )2≥0， ∴a 2＋b 2≥2ab .问题2：上述结论中，等号何时成立？ 提示：当且仅当a ＝b 时成立．问题3：若以a ，b 分别代替问题1中的a ，b ，可得出什么结论？ 提示：a ＋b ≥2ab .问题4：问题3的结论中，等何时成立？ 提示：当且仅当a ＝b 时成立． [导入新知] 1．重要不等式当a ，b 是任意实数时，有a 2＋b 2≥2ab ，当且仅当a ＝b 时，等号成立． 2．基本不等式(1)有关概念：当a ，b 均为正数时，把a ＋b2叫做正数a ，b 的算术平均数，把ab 叫做正数a ，b 的几何平均数．(2)不等式：当a ，b 是任意正实数时，a ，b 的几何平均数不大于它们的算术平均数，即ab ≤a ＋b2，当且仅当a ＝b 时，等号成立．(3)变形：ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22，a ＋b ≥2ab (其中a ＞0，b ＞0，当且仅当a ＝b 时等号成立)．[化解疑难]1．基本不等式成立的条件：a ＞0且b ＞0；其中等号成立的条件：当且仅当a ＝b 时取等号，即若a ≠b 时，则ab ≠a ＋b2，即只能有ab ＜a ＋b2.2．从数列的角度看，a ，b 的算术平均数是a ，b 的等差中项，几何平均数是a ，b 的正的等比中项，则基本不等式可表示为：a 与b 的正的等比中项不大于它们的等差中项．利用基本不等式证明不等式[例1] 已知a ，b ，c ∈R ，求证：a 4＋b 4＋c 4≥a 2b 2＋b 2c 2＋c 2a 2.证明：由基本不等式可得a 4＋b 4＝(a 2)2＋(b 2)2≥2a 2b 2，同理，b 4＋c 4≥2b 2c 2，c 4＋a 4≥2a 2c 2，∴(a 4＋b 4)＋(b 4＋c 4)＋(c 4＋a 4)≥2a 2b 2＋2b 2c 2＋2a 2c 2， 从而a 4＋b 4＋c 4≥a 2b 2＋b 2c 2＋c 2a 2. [类题通法]1．利用基本不等式证明不等式，关键是所证不等式中必需有“和”式或“积”式，通过将“和”式转化为“积”式或将“积”式转化为“和”式，从而收到放缩的效果．2．留意多次运用基本不等式时等号能否取到． [活学活用]设a >0，b >0，证明：b 2a ＋a 2b≥a ＋b .证明：∵a >0，b >0，∴b 2a ＋a ≥2b ，a 2b ＋b ≥2a ， ∴b 2a ＋a 2b≥a ＋b . 利用基本不等式求最值[例2] (1)已知m ，n (2)已知x ＞3，求f (x )＝x ＋4x －3的最小值； (3)设x ＞0，y ＞0，且2x ＋y ＝1，求1x ＋1y的最小值．[解] (1)∵m ，n ＞0且m ＋n ＝16， ∴由基本不等式可得mn ≤⎝⎛⎭⎪⎫m ＋n 22＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1622＝64，当且仅当m ＝n ＝8时，mn 取得最大值64. (2)∵x ＞3， ∴x －3＞0，4x －3＞0，于是f (x )＝x ＋4x －3＝x －3＋4x －3＋3≥2x －3·4x －3＋3＝7，当且仅当x －3＝4x －3即x ＝5时，f (x )取得最小值7. (3)法一：∵x ＞0，y ＞0,2x ＋y ＝1， ∴1x ＋1y ＝2x ＋y x ＋2x ＋yy＝3＋y x＋2xy ≥3＋2y x ·2xy＝3＋22， 当且仅当y x＝2xy，即y ＝2x 时，等号成立，解得x ＝1－22，y ＝2－1，∴当x ＝1－22，y ＝2－1时，1x ＋1y 有最小值3＋2 2.法二：1x ＋1y ＝⎝⎛⎭⎪⎫1x ＋1y ·1＝⎝⎛⎭⎪⎫1x ＋1y(2x ＋y )＝3＋2x y ＋yx≥3＋2y x ·2xy＝3＋22， 以下同法一． [类题通法]1．利用基本不等式求最值，必需依据“一正，二定，三相等”的原则． (1)一正：符合基本不等式a ＋b2≥ab 成立的前提条件：a >0，b >0.(2)二定：化不等式的一边为定值．(3)三相等：必需存在取等号的条件，即等号成立． 以上三点缺一不行．2．若是求和式的最小值，通常化(或利用)积为定值；若是求积的最大值，通常化(或利用)和为定值，其解答技巧是恰当变形，合理拆分项或配凑因式．[活学活用](1)已知lg a ＋lg b ＝2，求a ＋b 的最小值；(2)已知x ＞0，y ＞0，且2x ＋3y ＝6，求xy 的最大值； (3)已知x ＞0，y ＞0，1x ＋9y＝1，求x ＋y 的最小值．解：(1)由lg a ＋lg b ＝2可得lg ab ＝2， 即ab ＝100，且a ＞0，b ＞0，因此由基本不等式可得a ＋b ≥2ab ＝2100 ＝20， 当且仅当a ＝b ＝10时，a ＋b 取得最小值20. (2)∵x ＞0，y ＞0,2x ＋3y ＝6， ∴xy ＝16(2x ·3y )≤16·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋3y 22＝16·⎝ ⎛⎭⎪⎫622＝32， 当且仅当2x ＝3y ，即x ＝32，y ＝1时，xy 取得最大值32.(3)∵1x ＋9y＝1，∴x ＋y ＝(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋9y＝1＋9x y ＋y x＋9＝y x＋9xy＋10.又∵x ＞0，y ＞0，∴y x＋9xy＋10≥2 y x ·9xy＋10＝16， 当且仅当y x ＝9xy， 即y ＝3x 时，等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝3x ，1x ＋9y＝1，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4，y ＝12，即当x ＝4，y ＝12时，x ＋y 取得最小值16.利用基本不等式解应用题[例3] 如图所示，利用原有的墙，其他各面用钢筋网围成．(1)现有36 m 长的钢筋网材料，每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使每间虎笼面积最大？ (2)若使每间虎笼面积为24 m 2，则每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小？[解] (1)设每间虎笼长为x m ，宽为y m ， 则由条件得4x ＋6y ＝36，即2x ＋3y ＝18， 设每间虎笼面积为S ，则S ＝xy . 由于2x ＋3y ≥22x ·3y ＝26xy ， ∴26xy ≤18，得xy ≤272，即S ≤272， 当且仅当2x ＝3y 时，等号成立，由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋3y ＝18，2x ＝3y ，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4.5，y ＝3，故每间虎笼长为4.5 m ，宽为3 m 时，可使面积最大． (2)设每间虎笼第为x m ，宽为y m. 法一：由条件知S ＝xy ＝24， 设钢筋网总长为l ，则l ＝4x ＋6y . ∵2x ＋3y ≥2 2x ·3y ＝26xy ＝24， ∴l ＝4x ＋6y ＝2(2x ＋3y )≥48， 当且仅当2x ＝3y 时，等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＝3y ，xy ＝24，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝6，y ＝4.故每间虎笼长6 m ，宽4 m 时，可使钢筋网总长最小． 法二：由xy ＝24，得x ＝24y.∴l ＝4x ＋6y ＝96y＋6y ＝6⎝ ⎛⎭⎪⎫16y ＋y ≥6×216y·y ＝48，当且仅当16y＝y ，即y ＝4时，等号成立．此时x ＝6.故每间虎笼长6 m ，宽4 m 时，可使钢筋网总长最小．[类题通法]在应用基本不等式解决实际问题时，应留意如下的思路和方法：(1)先理解题意，设出变量，一般把要求最值的量定为函数；(2)建立相应的函数关系，把实际问题抽象成函数的最大值或最小值问题； (3)在定义域内，求出函数的最大值或最小值； (4)依据实际背景写出答案． [活学活用]某汽车公司购买了4辆大客车，每辆200 万元，用于长途客运，估计每辆车每年收入约100 万元，每辆车第一年各种费用约为16 万元，且从其次年开头每年比上一年所需费用要增加16 万元．(1)写出4辆车运营的总利润y (万元)与运营年数x (x ∈N *)的函数关系式． (2)这4辆车运营多少年，可使年平均运营利润最大？ 解：(1)依题意，每辆车x 年总收入为100x 万元， 总支出为200＋16×(1＋2＋…＋x )＝200＋12x (x ＋1)·16.∴y ＝4⎣⎢⎡⎦⎥⎤100x －200－12x x ＋1·16＝16(－2x 2＋23x －50)． (2)年平均利润为y x ＝16⎝ ⎛⎭⎪⎫23－2x －50x ＝16⎣⎢⎡⎦⎥⎤23－2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋25x . 又x ∈N *， ∴x ＋25x≥2x ·25x＝10，当且仅当x ＝5时，等号成立，此时y x≤16×(23－20)＝48.∴运营5年可使年平均运营利润最大，最大利润为48 万元．7.基本不等式应用中的易误点[典例] 已知a ＞0，b ＞0，a ＋b ＝2，则y ＝1a ＋4b的最小值是( )A.72 B ．4 C.92D ．5[解析] ∵a ＋b ＝2，∴a ＋b2＝1. ∴1a ＋4b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋4b ⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 2 ＝52＋⎝ ⎛⎭⎪⎫2a b ＋b 2a ≥52＋2 2ab ·b 2a ＝92⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当2a b ＝b 2a ，即b ＝2a 时，等号成立. 故y ＝1a ＋4b 的最小值为92.[答案] C [易错防范]1．解答本题易两次利用基本不等式，如： ∵a ＞0，b ＞0，a ＋b ＝2，∴ab ≤a ＋b24＝1.又y ＝1a ＋4b ≥24ab ＝41ab，又ab ≤1， ∴y ≥411＝4. 但它们成立的条件不同，一个是a ＝b ，另一个是b ＝4a ，这明显是不能同时成立的，故不正确． 2．使用基本不等式求最值，其失误的真正缘由是对其前提“一正、二定、三相等”的忽视．要利用基本不等式求最值，这三个条件缺一不行．3．在运用重要不等式时，还要特殊留意“拆”“拼”“凑”等技巧，使其满足重要不等式中“正”“定”“等”的条件．[成功破障](福建高考)下列不等式肯定成立的是( ) A ．lg(x 2＋14)＞lg x (x ＞0)B ．sin x ＋1sin x ≥2(x ≠k π，k ∈Z)C ．x 2＋1≥2|x |(x ∈R) D.1x 2＋1＞1(x ∈R)解析：选C 取x ＝12，则lg(x 2＋14)＝lg x ，故排解A ；取x ＝3π2，则sin x ＝－1，故排解B ；取x ＝0，则1x 2＋1＝1，故排解D.[随堂即时演练]1．已知f (x )＝x ＋1x－2(x ＜0)，则f (x )有( )A ．最大值为0B ．最小值为0C ．最大值为－4D ．最小值为－4解析：选C ∵x ＜0，∴f (x )＝－⎣⎢⎡⎦⎥⎤－x＋1－x－2≤－2－2＝－4， 当且仅当－x ＝1－x ，即x ＝－1时取等号．2．若a ＞b ＞0，则下列不等式成立的是( ) A ．a ＞b ＞a ＋b2＞ab B ．a ＞a ＋b2＞ab ＞bC ．a ＞a ＋b2＞b ＞ab D ．a ＞ab ＞a ＋b2＞b解析：选B a ＝a ＋a 2＞a ＋b2＞ab ＞ b ·b ＝b ，因此只有B 项正确．3．若x ，y ∈R ＋，且x ＋4y ＝1，则x ·y 的最大值为________． 解析：1＝x ＋4y ≥24xy ＝4xy ， ∴xy ≤116，当且仅当x ＝4y 时等号成立．答案：1164．已知x ＞0，y ＞0，lg x ＋lg y ＝1，则z ＝2x ＋5y的最小值为________．解析：由已知条件lg x ＋lg y ＝1，可得xy ＝10. 则2x ＋5y ≥210xy＝2，故⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋5y 最小值＝2，当且仅当2y ＝5x 时取等号． 又xy ＝10，即x ＝2，y ＝5时等号成立． 答案：25．已知a ，b ，c 均为正数，a ，b ，c 不全相等．求证：bc a ＋ac b ＋abc>a ＋b ＋c . 证明：∵a ＞0，b ＞0，c ＞0，∴bc a ＋ac b ≥2 abc 2ab＝2c ， ac b ＋ab c≥2 a 2bc bc ＝2a ，bc a ＋abc≥2 b 2acac＝2b . 又a ，b ，c 不全相等，故上述等号至少有一个不成立．∴bc a ＋ac b ＋abc＞a ＋b ＋c . [课时达标检测] 一、选择题1．下列不等式中正确的是( ) A ．a ＋4a≥4B ．a 2＋b 2≥4ab C.ab ≥a ＋b2D ．x 2＋3x2≥2 3解析：选D a ＜0，则a ＋4a≥4不成立，故A 错；a ＝1，b ＝1，a 2＋b 2＜4ab ，故B 错； a ＝4，b ＝16，则ab ＜a ＋b2，故C 错；由基本不等式可知D 项正确．2．已知0＜x ＜1，则x (3－3x )取得最大值时x 的值为( ) A.13 B.12 C.34D.23解析：选B 由x (3－3x )＝3·x (1－x )≤3⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋1－x 22＝34，当且仅当x ＝1－x ，即x ＝12时，等号成立．3．设a ，b 是实数，且a ＋b ＝3，则2a＋2b的最小值是( ) A ．6 B ．4 2 C ．2 6D ．8解析：选B ∵a ，b 是实数， ∴2a＞0,2b＞0，于是2a ＋2b ≥22a ·2b ＝2 2a ＋b＝2 23＝42，当且仅当a ＝b ＝32时取得最小值4 2.4．已知x ＞0，y ＞0，且x ＋y ＝8，则(1＋x )(1＋y )的最大值为( ) A ．16 B ．25 C ．9D ．36解析：选B (1＋x )(1＋y )≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋x ＋1＋y 22＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2＋x ＋y 22＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋822＝25，因此当且仅当1＋x ＝1＋y 即x ＝y ＝4时， (1＋x )·(1＋y )取最大值25，故选B.5．若－4<x <1，则f (x )＝x 2－2x ＋22x －2( )A ．有最小值1B ．有最大值1C ．有最小值－1D ．有最大值－1解析：选D f (x )＝x 2－2x ＋22x －2＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －1＋1x －1，又∵－4<x <1，∴x －1<0. ∴－(x －1)>0. ∴f (x )＝－12⎣⎢⎡⎦⎥⎤－x －1＋1－x －1≤－1. 当且仅当x －1＝1x －1，即x ＝0时，等号成立． 二、填空题6．已知x ，y 都是正数．(1)假如xy ＝15，则x ＋y 的最小值是________； (2)假如x ＋y ＝15，则xy 的最大值是________．解析：(1)x ＋y ≥2xy ＝215，即x ＋y 的最小值是215；当且仅当x ＝y ＝15时取最小值． (2)xy ≤⎝⎛⎭⎪⎫x ＋y 22＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1522＝2254，即xy 的最大值是2254.当且仅当x ＝y ＝152时xy 取最大值．答案：(1)215 (2)22547．若对任意x >0，xx 2＋3x ＋1≤a 恒成立，则a 的取值范围是________．解析：由于x >0，所以x ＋1x≥2. 当且仅当x ＝1时取等号，所以有xx 2＋3x ＋1＝1x ＋1x＋3≤12＋3＝15， 即x x 2＋3x ＋1的最大值为15，故a ≥15.答案：⎣⎢⎡⎭⎪⎫15，＋∞ 8．设a ＞0，b ＞0，给出下列不等式： ①a 2＋1＞a ；②⎝⎛⎭⎪⎫a ＋1a ⎝⎛⎭⎪⎫b ＋1b ≥4； ③(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ≥4；④a 2＋9＞6a .其中恒成立的是________(填序号)．解析：由于a 2＋1－a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a －122＋34＞0，故①恒成立；由于a ＋1a ≥2，b ＋1b≥2，∴⎝⎛⎭⎪⎫a ＋1a ⎝⎛⎭⎪⎫b ＋1b ≥4，故②恒成立； 由于a ＋b ≥2ab ，1a ＋1b ≥21ab，故(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ≥4，故③恒成立； 当a ＝3时，a 2＋9＝6a ，故④不能恒成立． 答案：①②③ 三、解答题9．求下列函数的最小值．(1)设x ，y 都是正数，且1x ＋2y＝3，求2x ＋y 的最小值；(2)设x >－1，求y ＝x ＋5x ＋2x ＋1的最小值．解：(1)2x ＋y ＝32x ＋y3＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋2y (2x ＋y ) ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫y x ＋4x y ＋4 ≥13(24＋4)＝83. 当且仅当y x ＝4x y时等号成立，即y 2＝4x 2. ∴y ＝2x .又∵1x ＋2y ＝3，得x ＝23，y ＝43.∴当x ＝23，y ＝43时，2x ＋y 取得最小值为83.(2)∵x >－1，∴x ＋1>0. 设x ＋1＝t >0，则x ＝t －1， 于是有y ＝t ＋4t ＋1t＝t 2＋5t ＋4t＝t ＋4t＋5≥2t ·4t＋5＝9， 当且仅当t ＝4t，即t ＝2时取等号，此时x ＝1.∴当x ＝1时，函数y ＝x ＋5x ＋2x ＋1取得最小值为9.10．(1)已知0＜x ＜12，求y ＝12x (1－2x )的最大值；(2)已知x >0，求y ＝2－x －4x的最大值；(3)已知x ，y ∈R ＋，且x ＋y ＝4，求1x ＋3y的最小值．解：(1)∵0＜x ＜12，∴1－2x ＞0.y ＝14·2x ·(1－2x )≤14·⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋1－2x 22＝14×14＝116. ∴当且仅当2x ＝1－2x ， 即x ＝14时，y 最大值＝116.(2)∵x >0，∴y ＝2－x －4x＝2－⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋4x ≤2－4＝－2，当且仅当x ＝4x ，即x ＝2时等号成立，y 的最大值为－2.(3)法一：∵x ，y ∈R ＋， ∴(x ＋y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋3y ＝4＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y x ＋3x y ≥4＋2 3.当且仅当y x＝3xy，即x ＝2(3－1)，y ＝2(3－3)时取等号．又x ＋y ＝4， ∴1x ＋3y ≥1＋32， 故1x ＋3y 的最小值为1＋32. 法二：∵x ，y ∈R ＋，且x ＋y ＝4， ∴1x ＋3y ＝x ＋y 4x＋3x ＋y4y＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y 4x ＋3x 4y ≥1＋2y 4x ·3x 4y ＝1＋32. 当且仅当y 4x ＝3x4y，即x ＝2(3－1)，y ＝2(3－3)时取等号． ∴1x ＋3y 的最小值为1＋32.11.如右图，某公园方案建一块面积为144平方米的矩形草地，一边靠墙，另外三边用铁丝网围住，现有44米铁丝网可供使用(铁丝网可以剩余)，若利用x米墙，求：(1)x 的取值范围；(2)最少需要多少米铁丝网(精确到0.1米)．解：(1)由于矩形草地的面积是144平方米，一边长是x 米，则另一边长为144x米，则矩形草地所需铁丝网长度为y ＝x ＋2×144x.令y ＝x ＋2×144x≤44(x ＞0)，解得8≤x ≤36，则x 的取值范围是[8,36]．(2)由基本不等式，得y ＝x ＋288x≥24 2.当且仅当x ＝288x，即x ≈17.0时，等号成立， 则y 最小值＝242≈34.0， 即最少需要约34.0米铁丝网． 12．(1)已知x <－2，求函数y ＝2x ＋1x ＋2的最大值； (2)求y ＝x 2＋5x 2＋4的最小值；(3)若正数a ，b 满足ab ＝a ＋b ＋3，求a ＋b 的取值范围． 解：(1)∵x <－2，∴x ＋2<0，－(x ＋2)>0. ∴y ＝2(x ＋2)＋1x ＋2－4 ＝－[－2(x ＋2)＋－1x ＋2]－4≤ －2－2x ＋2·－1x ＋2－4＝－22－4. 当且仅当－2(x ＋2)＝－1x ＋2(x <－2)，即x ＝－2－22时，y 取最大值－22－4. (2)令t ＝x 2＋4，则y ＝f (t )＝t ＋1t，由f (t )＝t ＋1t(t ≥2)的单调性，知y ＝t ＋1t在[2，＋∞)上是增函数，∴t ＝2时，f (t )min ＝2＋12＝52，即当x 2＋4＝2，也就是x ＝0时，y min ＝52.(3)∵a ＋b ＋3＝ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22，当且仅当a ＝b ＝3时等号成立∴(a ＋b )2－4(a ＋b )－12≥0.∴(a ＋b －6)(a ＋b ＋2)≥0.又a >0，b >0， ∴a ＋b ≥6.即a ＋b 的取值范围为[6，＋∞]．。
【人教A版】高中数学必修5第三章课后习题解答
新课程标准数学必修5第三章课后习题解答第三章 不等式3．1不等关系与不等式 练习（P74）1、（1）0a b +≥； （2）4h ≤； （3）(10)(10)3504L W L W ++=⎧⎨>⎩.2、这给两位数是57.3、（1）>； （2）<； （3）>； （4）<；习题3.1 A 组（P75）1、略.2、（1）24<； （2>.3、证明：因为20,04x x >>，所以21104x x x ++>+>因为22(1)02x +>>，所以12x+>4、设A 型号帐篷有x 个，则B 型号帐篷有(5)x +个，050448054853(5)484(4)48x x x x x x >⎧⎪+>⎪⎪<⎪⎨<-<⎪⎪+<⎪+⎪⎩≥5、设方案的期限为n 年时，方案B 的投入不少于方案A 的投入.所以，(1)5105002n n n -+⨯≥ 即，2100n ≥.习题3.1 B 组（P75）1、（1）因为222259(56)30x x x x x ++-++=+>，所以2225956x x x x ++>++ （2）因为222(3)(2)(4)(69)(68)10x x x x x x x ----=-+--+=>所以2(3)(2)(4)x x x ->--（3）因为322(1)(1)(1)0x x x x x --+=-+>，所以321x x x >-+（4）因为22222212(1)1222(1)(1)10x y x y x y x y x y ++-+-=++-+-=-+-+> 所以2212(1)x y x y ++>+-2、证明：因为0,0a b c d >>>>，所以0ac bd >>又因为0cd >，所以10cd >于是0a bd c>>>3、设安排甲种货箱x 节，乙种货箱y 节，总运费为z .所以 352515301535115050x y x y x y +⎧⎪+⎨⎪+=⎩≥≥ 所以28x ≥，且30x ≤所以 2822x y =⎧⎨=⎩，或2921x y =⎧⎨=⎩，或3020x y =⎧⎨=⎩所以共有三种方案，方案一安排甲种货箱28节，乙种货箱22节；方案二安排甲种货箱29节，乙种货箱21节；方案三安排甲种货箱30节，乙种货箱20节. 当3020x y =⎧⎨=⎩时，总运费0.5300.82031z =⨯+⨯=（万元），此时运费较少. 3．2一元二次不等式及其解法 练习（P80） 1、（1）1013x x ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭≤≤； （2）R ； （3）{}2x x ≠； （4）12x x ⎧⎫≠⎨⎬⎩⎭； （5）31,2x x x ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或； （6）54,43x x x ⎧⎫<>⎨⎬⎩⎭或； （7）503x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.2、（1）使2362y x x =-+的值等于0的x的集合是1⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎭；使2362y x x =-+的值大于0的x的集合为11x x x ⎧⎪<>⎨⎪⎪⎩⎭或；使2362y x x =-+的值小于0的x的集合是11x x ⎧⎪<<+⎨⎪⎪⎩⎭.（2）使225y x =-的值等于0的x 的集合{}5,5-； 使225y x =-的值大于0的x 的集合为{}55x x -<<； 使225y x =-的值小于0的x 的集合是{}5,5x x x <->或. （3）因为抛物线2+610y x x =+的开口方向向上，且与x 轴无交点 所以使2+610y x x =+的等于0的集合为∅； 使2+610y x x =+的小于0的集合为∅； 使2+610y x x =+的大于0的集合为R. （4）使231212y x x =-+-的值等于0的x 的集合为{}2； 使231212y x x =-+-的值大于0的x 的集合为∅；使231212y x x =-+-的值小于0的x 的集合为{}2x x ≠. 习题3.2 A 组（P80）1、（1）35,22x x x ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或； （2）x x ⎧⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭；（3）{}2,5x x x <->或； （4）{}09x x <<.2、（1）解2490x x -+≥，因为200∆=-<，方程2490x x -+=无实数根所以不等式的解集是R ，所以y R. （2）解2212180x x -+-≥，即2(3)0x -≤，所以3x =所以y {}3x x =3、{33m m m <-->-+或；4、R.5、设能够在抛出点2 m 以上的位置最多停留t 秒. 依题意，20122v t gt ->，即212 4.92t t ->. 这里0t >. 所以t 最大为2（精确到秒）答：能够在抛出点2 m 以上的位置最多停留2秒. 6、设每盏台灯售价x 元，则15[302(15)]400x x x ⎧⎨-->⎩≥. 即1520x <≤.所以售价{}1520x x x ∈<≤习题3.2 B 组（P81）1、（1）52x ⎧+⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭； （2）{}37x x <<； （3）∅； （4）113x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. 2、由22(1)40m m ∆=--<，整理，得23210m m +->，因为方程23210m m +-=有两个实数根1-和13，所以11m <-，或213m >，m 的取值范围是11,3m m m ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或.3、使函数213()324f x x x =--的值大于0的解集为3322x x x ⎧⎪<-<+⎨⎪⎪⎩⎭或.4、设风暴中心坐标为(,)a b ，则a =22450b +<，即150150b -<<151)13.72=≈（h ），3001520=.所以，经过约13.7小时码头将受到风暴的影响，影响时间为15小时.3．3二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题 练习（P86） 1、B . 2、D . 3、B .4解：设家具厂每天生产A 类桌子x 张，B 类桌子y 张.对于A 类桌子，x 张桌子需要打磨10x min ，着色6x min ，上漆6x min 对于B 类桌子，y 张桌子需要打磨5y min ，着色12y min ，上漆9y min 而打磨工人每天最长工作时间是450min ，所以有105450x y +≤. 类似地，612480x y +≤，69450x y +≤ 在实际问题中，0,0x y ≥≥；所以，题目中包含的限制条件为 1054506124806945000x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩≤≤≤≥≥练习（P91）1、（1）目标函数为2z x y =+，可行域如图所示，作出直线2y x z =-+，可知z 要取最大值，即直线经过点C 时，解方程组11x y y +=⎧⎨=-⎩得(2,1)C -，所以，max 222(1)3z x y =+=⨯+-=.（2）目标函数为35z x y =+，可行域如图所示，作出直线35z x y =+ 可知，直线经过点B 时，Z 取得最大值. 直线经过点A 时，Z 取得最小值. 解方程组 153y x x y =+⎧⎨-=⎩，和15315y x x y =+⎧⎨+=⎩（第1题）可得点(2,1)A --和点(1.5,2.5)B .所以max 3 1.55 2.517z =⨯+⨯=，min 3(2)5(1)11z =⨯-+⨯-=-2、设每月生产甲产品x 件，生产乙产品y 件，每月收入为z 元，目标函数为30002000z x y =+，需要满足的条件是 2400250000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≥≥，作直线30002000z x y =+当直线经过点A 时，z 取得最大值. 解方程组 24002500x y x y +=⎧⎨+=⎩可得点(200,100)A ，z 的最大值为800000元. 习题3.3 A 组（P93）1、画图求解二元一次不等式：（1）2x y +≤； （2）22x y ->； （3）2y -≤； （4）3x ≥2、3（第2题）解：设每周播放连续剧甲x 次，播放连续剧乙y目标函数为6020z x y =+，所以，题目中包含的限制条件为8040320600x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≥≥≥可行域如图. 解方程组80403206x y x y +⎧⎨+⎩==得点M 的坐标为(2,4)，所以max 6020200z x y =+= 答：电视台每周应播放连续剧甲2次，播放连续剧乙4次，才能获得最高的收视率. 4、设每周生产空调器x 台，彩电y 台，则生产冰箱120x y--台，产值为z . 则，目标函数为432(120)2240z x y x y x y =++--=++ 所以，题目中包含的限制条件为111(120)402341202000x y x y x y x y ⎧++--⎪⎪⎪--⎨⎪⎪⎪⎩≤≥≥≥即，312010000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≥≥ 可行域如图，解方程组3120100x y x y +⎧⎨+⎩==得点M 的坐标为(10,90)，所以max 2240350z x y =++=（千元）答：每周应生产空调器10台，彩电90台，冰箱20台，才能使产值最高，最高产值是350千元.习题3.3 B 组（P93）1、画出二元一次不等式组 231223600x y x y x y +⎧⎪+>-⎪⎨⎪⎪⎩≤≥≥，所表示的区域如右图2、画出(21)(3)0x y x y +--+>表示的区域.3、设甲粮库要向A 镇运送大米x 吨、向B 镇运送大米y 吨，总运费为z . 则乙粮库要向A 镇运送大米(70)x -吨、向B 镇运送大米(110)y -吨，目标函数（总运费）为122025101512(70)208(110)60z x y x y x y =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯-=++. 所以，题目中包含的限制条件为 100(70)(110)800700x y x y x y +⎧⎪-+-⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≤≤≥.所以当70,30x y ==时，总运费最省 min 37100z =（元） 所以当0,100x y ==时，总运费最不合理 max 39200z =（元）使国家造成不该有的损失2100元.答：甲粮库要向A 镇运送大米70吨，向B 镇运送大米30吨，乙粮库要向A 镇运送大米0吨，向B 镇运送大米80吨，此时总运费最省，为37100元. 最不合理的调运方案是要向A 镇运送大米0吨，向B 镇运送大米100吨，乙粮库要向A 镇运送大米70吨，向B 镇运送大米10吨，此时总运费为39200元，使国家造成损失2100元.3．42a b+练习（P100）1、因为0x >，所以12x x +≥当且仅当1x x =时，即1x =时取等号，所以当1x =时，即1x x+的值最小，最小值是2. 2、设两条直角边的长分别为,a b ，0,a >且0b >，因为直角三角形的面积等于50.即 1502ab =，所以20a b +==≥，当且仅当10a b ==时取等号.答：当两条直角边的长均为10时，两条直角边的和最小，最小值是20.（第2题）3、设矩形的长与宽分别为a cm ，b cm. 0a >，0b > 因为周长等于20，所以10a b +=所以 2210()()2522a b S ab +===≤，当且仅当5a b ==时取等号.答：当矩形的长与宽均为5时，面积最大.4、设底面的长与宽分别为a m ，b m. 0a >，0b >因为体积等于323m ，高2m ，所以底面积为162m ，即16ab =所以用纸面积是 222324()32323264S ab bc ac a b =++=+++=+=≥ 当且仅当4a b ==时取等号答：当底面的长与宽均为4米时，用纸最少. 习题3.4 A 组（P100） 1、（1）设两个正数为,a b ，则0,0a b >>，且36ab =所以 12a b +==≥，当且仅当6a b ==时取等号. 答：当这两个正数均为6时，它们的和最小.（2）设两个正数为,a b ，依题意0,0a b >>，且18a b +=所以2218()()8122a b ab +==≤，当且仅当9a b ==时取等号.答：当这两个正数均为9时，它们的积最大. 2、设矩形的长为x m ，宽为y m ，菜园的面积为S 2m . 则230x y +=，S x y =⨯由基本不等式与不等式的性质，可得211219002252()222242x y S x y +=⨯⨯=⨯=≤. 当2x y =，即1515,2x y ==时，菜园的面积最大，最大面积是22522m . 3、设矩形的长和宽分别为x 和y ，圆柱的侧面积为z ，因为2()36x y +=，即18x y +=. 所以222()1622x y z x y πππ+=⨯⨯⨯=≤， 当x y =时，即长和宽均为9时，圆柱的侧面积最大.4、设房屋底面长为x m ，宽为y m ，总造价为z 元，则12xy =，12y x=123600312006800580048000012480058000z y x x x⨯=⨯+⨯+=+++=≥ 当且仅当1236004800x x⨯=时，即3x =时，z 有最小值，最低总造价为34600元. 习题3.4 B 组（P101）1、设矩形的长AB 为x ，由矩形()ABCD AB AD >的周长为24，可知，宽12AB x =-. 设PC a =，则DP x a =-所以 222(12)()x x a a -+-=，可得21272x x a x -+=，1272x DP x a x-=-=.所以ADP ∆的面积 211272187272(12)66[()18]2x x x S x x x x x--+-=-=⨯=⨯-++ 由基本不等式与不等式的性质6[18]6(18108S ⨯-=⨯-=-≤ 当72x x=，即x =m 时，ADP ∆的面积最大，最大面积是(108-2m . 2、过点C 作CD AB ⊥，交AB 延长线于点D .设BCD α∠=，ACB β∠=，CD x =.在BCD ∆中，tan b c x α-=. 在ACD ∆中，tan()a cxαβ-+= 则tan()tan tan tan[()]1tan()tan αβαβαβααβα+-=+-=++⋅()()1a c b ca b x x a c b c a c b c x x x x----==----+⋅+))c =当且仅当()()a cbc x x--=，即x =tan β取得最大，从而视角也最大.第三章 复习参考题A 组（P103）1<2、化简得{}23A x x =-<<，{}4,2B x x x =<->或，所以{}23A B x x =<<3、当0k <时，一元二次不等式23208kx kx +-<对一切实数x 都成立，即二次函数2328y kx kx =+-在x 轴下方，234(2)()08k k ∆=--<，解之得：30k -<<.当0k >时，二次函数2328y kx kx =+-开口朝上一元二次不等式23208kx kx +-<不可能对一切实数x 都成立，所以，30k -<<. 4、不等式组438000x y x y ++>⎧⎪<⎨⎪<⎩表示的平面区域的整点坐标是(1,1)--.5、设每天派出A 型车x 辆，B 型车y 辆，成本为z .所以 070494860360x y x y x y ⎧⎪⎪⎨+⎪⎪+⎩≤≤≤≤≤≥，目标函数为160252z x y =+把160252z x y =+变形为40163252y x z =-+，得到斜率为4063-，在y 轴上的截距为1252z ，随z 变化的一族平行直线. 在可行域的整点中，点(5,2)M 使得z 取得最小值. 所以每天派出A 型车5辆，B 型车2辆，成本最小，最低成本为1304元.6、设扇形的半径是x ，扇形的弧长为y ，因为 12S xy =扇形的周长为2Z x y =+≥ 当2x y =，即x =y =Z可以取得最小值，最小值为. 7、设扇形的半径是x ，扇形的弧长为y ，因为2P x y =+扇形的面积为221112(2)()244216x y P Z xy x y +===≤当2x y =，即4P x =，2P y =时，Z 可以取得最大值，半径为4P时扇形面积最大值为216P .8、设汽车的运输成本为y ， 2()s say bv a sbv v v=+⨯=+当sasbv v=时，即v =c 时，y 有最小值.2sa y sbv v =+=≥2c 时，由函数sa y sbv v =+的单调性可知，v c =时y 有最小值，最小值为sa sbc c+. 第三章 复习参考题B 组（P103）1、D2、（1）32264x x x x ⎧⎫<--<<>⎨⎬⎩⎭或或 （2）⎧⎨⎩3、1m =4、设生产裤子x 条，裙子y 条，收益为z .则目标函数为2040z x y =+，所以约束条件为 10210600x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩≤≤≤≥≥人教A 版高中数学课后习题解答答案11 5、因为22x y +是区域内的点到原点的距离的平方所以，当240330x y x y -+=⎧⎨--=⎩ 即2,3A A x y ==时，22x y +的最大值为13. 当4525x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时，22x y +最小，最小值是45. 6、按第一种策略购物，设第一次购物时的价格为1p ，购n kg ，第二次购物时的价格为2p ，仍购n kg ，按这种策略购物时两次购物的平均价格为121222p n p n p p n ++=. 若按第二种策略购物，第一次花m 元钱，能购1m p kg 物品，第二次仍花m 元钱，能购2m p kg 物品，两次购物的平均价格为12122211m m m p p p p =++ 比较两次购物的平均价格：221212121212121212121222()4()011222()2()p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p +++---=-==++++≥ 所以，第一种策略的平均价格高于第二种策略的平均价格，因而，用第二种策略比较经济. 一般地，如果是n 次购买同一种物品，用第二种策略购买比较经济.。
高考数学必修五 第三章 3.3.2 第1课时线性规划的有关概念及图解法
3.3.2 简单的线性规划问题第1课时 线性规划的有关概念及图解法学习目标 1.了解线性规划的意义.2.理解约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念.3.掌握线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题.引例 已知x ，y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y ≤8，4x ≤16，4y ≤12，x ≥0，y ≥0.①该不等式组所表示的平面区域如图阴影部分所示，求2x ＋3y ②的最大值.以此为例，尝试通过下列问题理解有关概念. 知识点一 线性约束条件及目标函数1.在上述问题中，不等式组①是一组对变量x ，y 的约束条件，这组约束条件都是关于x ，y 的一次不等式，故又称线性约束条件.2.在上述问题中，②是要研究的目标，称为目标函数.因为它是关于变量x ，y 的一次解析式，这样的目标函数称为线性目标函数. 知识点二 线性规划问题一般地，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，统称为线性规划问题. 知识点三 可行解、可行域和最优解满足线性约束条件的解(x ，y )叫做可行解.由所有可行解组成的集合叫做可行域.其中，使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做线性规划问题的最优解.在上述问题的图中，阴影部分叫可行域，阴影区域中的每一个点对应的坐标都是一个可行解，其中能使②式取最大值的可行解称为最优解.1.可行域内每一个点都满足约束条件.(√)2.可行解有无限多个，最优解只有一个.(×)3.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.(×)类型一 最优解问题命题角度1 问题存在唯一最优解例1 已知x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y ≤8，4x ≤16，4y ≤12，x ≥0，y ≥0，该不等式组所表示的平面区域如图阴影部分所示，求2x ＋3y 的最大值.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 设区域内任一点P (x ，y )，z ＝2x ＋3y ， 则y ＝－23x ＋z3，这是斜率为－23，在y 轴上的截距为z3的直线，如图.由图可以看出，当直线y ＝－23x ＋z 3经过直线x ＝4与直线x ＋2y －8＝0的交点M (4,2)时，截距z3的值最大，此时2x ＋3y ＝14.反思与感悟 图解法是解决线性规划问题的有效方法，基本步骤(1)确定线性约束条件，线性目标函数； (2)作图——画出可行域；(3)平移——平移目标函数对应的直线z ＝ax ＋by ，看它经过哪个点(或哪些点)时最先接触可行域或最后离开可行域，确定最优解所对应的点的位置；(4)求值——解有关的方程组求出最优解的坐标，再代入目标函数，求出目标函数的最值. 跟踪训练1 已知1≤x ＋y ≤5，－1≤x －y ≤3，求2x －3y 的取值范围. 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 作出二元一次不等式组⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ＋y ≤5，－1≤x －y ≤3所表示的平面区域(如图阴影部分所示)即为可行域.设z ＝2x －3y ，变形得y ＝23x －13z ，则得到斜率为23，且随z 变化的一组平行直线.－13z 是直线在y 轴上的截距， 当直线截距最大时，z 的值最小， 由图可知，当直线z ＝2x －3y 经过可行域上的点A 时，截距最大， 即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＝－1，x ＋y ＝5，得A 点坐标为(2,3)，∴z min ＝2x －3y ＝2×2－3×3＝－5.当直线z ＝2x －3y 经过可行域上的点B 时，截距最小， 即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＝3，x ＋y ＝1，得B 点坐标为(2，－1).∴z max ＝2x －3y ＝2×2－3×(－1)＝7.∴－5≤2x －3y ≤7，即2x －3y 的取值范围是[－5,7]. 命题角度2 问题的最优解有多个例2 已知x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x －y ≥0，x ＋y ≤2，y ≥0，若目标函数z ＝ax ＋y 的最大值有无数个最优解，求实数a 的值.考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题解 约束条件所表示的平面区域如图(阴影部分)，由z ＝ax ＋y ，得y ＝－ax ＋z .当a ＝0时，最优解只有一个，过A (1,1)时取得最大值；当a ＞0，y ＝－ax ＋z 与x ＋y ＝2重合时，最优解有无数个，此时a ＝1； 当a <0，y ＝－ax ＋z 与x －y ＝0重合时，最优解有无数个，此时a ＝－1. 综上，a ＝1或a ＝－1.反思与感悟 当目标函数取最优解时，如果目标函数与平面区域的一段边界(实线)重合，则此边界上所有点均为最优解.跟踪训练2 给出平面可行域(如图阴影部分所示)，若使目标函数z ＝ax ＋y 取最大值的最优解有无穷多个，则a 等于( )A.14B.35C.4D.53考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题 答案 B解析 由题意知，当直线y ＝－ax ＋z 与直线AC 重合时，最优解有无穷多个，则－a ＝5－21－6＝－35，即a ＝35，故选B.类型二 生活中的线性规划问题例3 营养专家指出，成人良好的日常饮食应该至少提供0.075 kg 的碳水化合物，0.06 kg 的蛋白质，0.06 kg 的脂肪.1 kg 食物A 含有0.105 kg 碳水化合物，0.07 kg 蛋白质，0.14 kg 脂肪，花费28元；而1 kg 食物B 含有0.105 kg 碳水化合物，0.14 kg 蛋白质，0.07 kg 脂肪，花费21元.为了满足营养专家指出的日常饮食要求，同时使花费最低，需要同时食用食物A 和食物B 各多少kg? 将已知数据列成下表：考点 实际生活中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用解 设每天食用x kg 食物A ，y kg 食物B ，总成本为z ，则⎩⎪⎨⎪⎧ 0.105x ＋0.105y ≥0.075，0.07x ＋0.14y ≥0.06，0.14x ＋0.07y ≥0.06，x ≥0，y ≥0，即⎩⎪⎨⎪⎧7x ＋7y ≥5，7x ＋14y ≥6，14x ＋7y ≥6，x ≥0，y ≥0.目标函数为z ＝28x ＋21y .作出二元一次不等式组所表示的平面区域，如图阴影部分所示，把目标函数z ＝28x ＋21y 变形为y ＝－43x ＋z21，它表示斜率为－43，且随z 变化的一族平行直线，z21是直线在y 轴上的截距，当截距最小时，z 的值最小.由图可知，当直线z ＝28x ＋21y 经过可行域上的点M 时，截距最小，即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧7x ＋7y ＝5，14x ＋7y ＝6，得M 点的坐标为⎝⎛⎭⎫17，47. 所以为了满足营养专家指出的日常饮食要求，同时使花费最低，需要同时食用食物A 17 kg ，食物B 47 kg.反思与感悟 (1)目标函数z ＝ax ＋by (b ≠0)在y 轴上的截距zb 是关于z 的正比例函数，其单调性取决于b 的正负.当b >0时，截距z b 越大，z 就越大；当b <0时，截距zb 越小，z 就越大.(2)求解的最优解，和目标函数与边界函数的斜率大小有关.跟踪训练3 某厂拟用集装箱托运甲、乙两种货物，集装箱的体积、重量、可获利润和托运能力等限制数据列在下表中，那么为了获得最大利润，甲、乙两种货物应各托运的箱数为________.考点 生活实际中的线性规划问题题点 线性规划在实际问题中的应用 答案 4,1解析 设甲、乙两种货物应各托运的箱数为x ，y ，则⎩⎪⎨⎪⎧5x ＋4y ≤24，2x ＋5y ≤13，x ≥0，x ∈N ，y ≥0，y ∈N .目标函数z ＝20x ＋10y ，画出可行域如图阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋5y ＝13，5x ＋4y ＝24，得A (4,1). 易知当直线z ＝20x ＋10y 平移经过点A 时，z 取得最大值，即甲、乙两种货物应各托运的箱数分别为4和1时，可获得最大利润.1.若变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2x ，x ＋y ≤1，y ≥－1，则x ＋2y 的最大值是( )A.－52B.0C.53D.52考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值答案 C解析 画出可行域如图阴影部分(含边界)所示.设z ＝x ＋2y ，即y ＝－12x ＋12z ，平行移动直线y ＝－12x ＋12z ，当直线y ＝－12x ＋z 2过点B ⎝⎛⎭⎫13，23时，z 取最大值53，所以(x ＋2y )max ＝53. 2.设变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≥3，x －y ≥－1，2x －y ≤3，则目标函数z ＝2x ＋3y 的最小值为( )A.6B.7C.8D.23 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 作出可行域如图阴影部分(含边界)所示.由图可知，z ＝2x ＋3y 经过点A (2,1)时，z 有最小值，z 的最小值为7.3.在如图所示的坐标平面的可行域内(阴影部分且包括边界)，目标函数z ＝x ＋ay 取得最小值的最优解有无数个，则a 的值为( )A.－3B.3C.－1D.1 考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题答案 A解析 －1a ＝2－14－1＝13，∴a ＝－3.4.设变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y ≥2，2x ＋y ≤4，4x －y ≥－1，则目标函数z ＝3x －y 的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤－32，6 B.⎣⎡⎦⎤－32，－1 C.[－1,6]D.⎣⎡⎦⎤－6，32 考点 线性目标最优解 题点 求目标函数的取值范围 答案 A解析 作出不等式表示的平面区域，如图阴影部分(含边界)所示，由z ＝3x －y ，可得y ＝3x －z ，则－z 为直线y ＝3x －z 在y 轴上的截距，截距越大，z 越小，结合图形可知，当直线y ＝3x －z 平移到B 时，z 最小，平移到C 时，z 最大，可得B ⎝⎛⎭⎫12，3，z min ＝－32，C (2,0)，z max ＝6，∴－32≤z ≤6. 5.给出平面区域如图阴影部分所示，若使目标函数z ＝ax ＋y (a >0)取得最大值的最优解有无穷多个，则a 的值为________.考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题 答案 35解析 将z ＝ax ＋y 变形，得y ＝－ax ＋z .当它与直线AC 重合时，z 取最大值的点有无穷多个. ∵k AC ＝－35，∴－a ＝－35，即a ＝35.1.用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤(1)寻找线性约束条件，线性目标函数；(2)作图——画出约束条件(不等式组)所确定的平面区域和目标函数所表示的平行直线系中的任意一条直线l ；(3)平移——将直线l 平行移动，以确定最优解所对应的点的位置；(4)求值——解有关的方程组求出最优解的坐标，再代入目标函数，求出目标函数的最值.2.作不等式组表示的可行域时，注意标出相应的直线方程，还要给可行域的各顶点标上字母，平移直线时，要注意线性目标函数的斜率与可行域中边界直线的斜率进行比较，确定最优解.3.在解决与线性规划相关的问题时，首先考虑目标函数的几何意义，利用数形结合方法可迅速解决相关问题.一、选择题1.若点(x ，y )位于曲线y ＝|x |与y ＝2所围成的封闭区域内，则2x －y 的最小值为( ) A.－6 B.－2 C.0 D.2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 如图，曲线y ＝|x |与y ＝2所围成的封闭区域如图中阴影部分(含边界)所示，令z ＝2x －y ，则y ＝2x －z ，作直线y ＝2x ，在封闭区域内平行移动直线y ＝2x ，当经过点A (－2,2)时，z 取得最小值，此时z ＝2×(－2)－2＝－6. 2.若变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3y －3≥0，2x －y －3≤0，x －y ＋1≥0，则x ＋y 的最大值为( )A.9B.157C.1D.715考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 画出可行域如图阴影部分(含边界)所示，令z ＝x ＋y ，则y ＝－x ＋z .当直线y ＝－x ＋z 过点A 时，z 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧2x －y －3＝0，x －y ＋1＝0，得A (4,5)，∴z max ＝4＋5＝9.3.设变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋y －6≥0，x －y －2≤0，y －3≤0，则目标函数z ＝y －2x 的最小值为( )A.－7B.－4C.1D.2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 可行域如图阴影部分(含边界)所示，令z ＝0，得直线l 0：y －2x ＝0，平移直线l 0知， 当直线l 0过D 点时，z 取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝3，x －y －2＝0，得D (5,3). ∴z min ＝3－2×5＝－7，故选A.4.设变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0，x －5y ＋10≤0，x ＋y －8≤0，则目标函数z ＝3x －4y 的最大值和最小值分别为( )A.3，－11B.－3，－11C.11，－3D.11,3考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 作出可行域如图阴影部分(含边界)所示，由图可知z ＝3x －4y 经过点A 时，z 有最小值，经过点B 时，z 有最大值.易求得A (3,5)，B (5,3).∴z max ＝3×5－4×3＝3，z min ＝3×3－4×5＝－11. 5.已知a >0，x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1，x ＋y ≤3，y ≥a (x －3)，若z ＝2x ＋y 的最小值为1，则a 等于( )A.14B.12C.1D.2 考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 答案 B解析 作出不等式组表示的可行域，如图阴影部分(含边界)所示.易知直线z ＝2x ＋y 过交点B 时，z 取最小值，由⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1，y ＝a (x －3)，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝－2a ，∴z min ＝2－2a ＝1，解得a ＝12，故选B.6.已知⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1，x －y ＋1≥0，2x －y －2≤0，若z ＝ax ＋y 的最小值是2，则a 的值为( )A.1B.2C.3D.4考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 答案 B解析 作出可行域，如图中阴影部分所示，又z ＝ax ＋y 的最小值为2，若a >－2，则(1,0)为最优解，解得a ＝2；若a ≤－2，则(3,4)为最优解，解得a ＝－23，舍去，故a ＝2.7.已知平面直角坐标系xOy 上的区域D 由不等式组⎩⎨⎧0≤x ≤2，y ≤2，x ≤2y确定.若M (x ，y )为D 上的动点，点A的坐标为(2，1)，则z ＝OM →·OA →的最大值为( ) A.3 B.4 C.3 2 D.4 2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 由线性约束条件 ⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤2，y ≤2，x ≤2y ，画出可行域如图阴影部分(含边界)所示，目标函数z ＝OM →·OA →＝2x ＋y ，将其化为y ＝－2x ＋z ，结合图形可知，当目标函数的图象过点(2，2)时，z 最大，将点(2，2)代入z ＝2x ＋y ，得z 的最大值为4.8.已知A (2,5)，B (4,1).若点P (x ，y )在线段AB 上，则2x －y 的最大值为( ) A.－1 B.3 C.7 D.8 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 C解析 作出线段AB ，如图所示，作直线2x －y ＝0并将其向下平移至直线过点B (4,1)时，2x －y 取最大值，为2×4－1＝7. 二、填空题9.已知－1≤x ＋y ≤4且2≤x －y ≤3，则z ＝2x －3y 的取值范围是________.(答案用区间表示) 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 [3,8]解析 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧－1≤x ＋y ≤4，2≤x －y ≤3表示的可行域，如图中阴影部分(含边界)所示. 在可行域内平移直线2x －3y ＝0，当直线经过x －y ＝2与x ＋y ＝4的交点A (3,1)时，目标函数有最小值， z min ＝2×3－3×1＝3；当直线经过x ＋y ＝－1与x －y ＝3的交点B (1，－2)时，目标函数有最大值， z max ＝2×1＋3×2＝8. 所以z ∈[3,8].10.在线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3y ≥12，x ＋y ≤10，3x ＋y ≥12下，z ＝2x －y 的最小值是________.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 －7解析 如图作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3y ≥12，x ＋y ≤10，3x ＋y ≥12下的可行域，包含边界.三条直线中x ＋3y ＝12与3x ＋y ＝12交于点A (3,3)， x ＋y ＝10与x ＋3y ＝12交于点B (9,1)， x ＋y ＝10与3x ＋y ＝12交于点C (1,9)，作一族与直线2x －y ＝0平行的直线l ：2x －y ＝z .即y ＝2x －z ，然后平行移动直线l ，直线l 在y 轴上的截距为－z ，当l 经过点C 时，－z 取最大值，此时z 最小，即z min ＝2×1－9＝－7.11.某公司租赁甲、乙两种设备生产A ，B 两类产品，甲种设备每天能生产A 类产品5件和B 类产品10件，乙种设备每天能生产A 类产品6件和B 类产品20件.已知设备甲每天的租赁费为200元，设备乙每天的租赁费为300元，现该公司至少要生产A 类产品50件，B 类产品140件，则所需租赁费最少为________元. 考点 生活实际中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用 答案 2 300解析 设需租赁甲种设备x 台，乙种设备y 台，则⎩⎪⎨⎪⎧5x ＋6y ≥50，10x ＋20y ≥140，x ∈N ，y ∈N .目标函数为z ＝200x ＋300y .作出其可行域(图略)，易知当x ＝4，y ＝5时，z ＝200x ＋300y 有最小值2 300. 三、解答题12.设x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y ≥4，x －y ≥－1，x －2y ≤2，求z ＝x ＋y 的取值范围.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 作出约束条件表示的可行域，如图所示，z ＝x ＋y 表示直线y ＝－x ＋z 过可行域时，在y 轴上的截距，当目标函数平移至过可行域内的A 点时，z 有最小值.联立⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y ＝4，x －2y ＝2，解得A (2,0).z min ＝2，z 无最大值.∴x ＋y ∈[2，＋∞).13.某运输公司接受了向抗洪救灾地区每天送至少180 t 支援物资的任务.该公司有8辆载重为6 t 的A 型卡车与4辆载重为10 t 的B 型卡车，有10名驾驶员，每辆卡车每天往返的次数为A 型卡车4次，B 型卡车3次；每辆卡车每天往返的成本费A 型为320元，B 型为504元.请为公司安排一下，应如何调配车辆，才能使公司所花的成本费最低？ 考点 生活实际中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用解 设需A 型、B 型卡车分别为x 辆和y 辆.列表分析数据.由表可知x ，y 满足线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≤10，24x ＋30y ≥180，0≤x ≤8，0≤y ≤4，x ，y ∈N ，且目标函数z ＝320x ＋504y .作出可行域，如图阴影部分(含边界)所示.可知当直线z ＝320x ＋504y 过A (7.5,0)时，z 最小，但A (7.5,0)不是整点，继续向上平移直线z ＝320x ＋504y ，可知点(8,0)是最优解.这时z min ＝320×8＋504×0＝2 560(元)，即用8辆A 型车，成本费最低.所以公司每天调出A 型卡车8辆时，花费成本最低. 四、探究与拓展14.若平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y －3≥0，2x －y －3≤0，x －2y ＋3≥0夹在两条斜率为1的平行直线之间，则这两条平行直线间的距离的最小值是( )A.355B. 2C.322 D. 5考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 画出不等式组所表示的平面区域如图(阴影部分)所示，由⎩⎪⎨⎪⎧ x －2y ＋3＝0，x ＋y －3＝0，得A (1,2)， 由⎩⎪⎨⎪⎧2x －y －3＝0，x ＋y －3＝0，得B (2,1).由题意可知当斜率为1的两条直线分别过点A 和点B 时，阴影部分夹在这两条直线之间，且与这两条直线有公共点，所以这两条直线为满足条件的距离最小的一对直线，即|AB |＝(1－2)2＋(2－1)2＝ 2.故选B.15.已知变量x ，y 满足的约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧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，求a 的取值范围.考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 解 依据约束条件，画出可行域.∵直线x ＋2y －3＝0的斜率k 1＝－12，目标函数z ＝ax ＋y (a ＞0)对应直线的斜率k 2＝－a ， 若符合题意，则需k 1＞k 2.即－12＞－a ，得a ＞12.。
最新人教版高中数学必修5第三章《不等式》内容解析
数学人教B 必修5第三章不等式知识建构综合应用专题一 用函数的图象解不等式函数是中学数学中的重点内容之一，它贯穿于中学数学教学的始终，而利用函数的图象能直观、准确、迅速地分析研究函数的性质或解决与函数有关的问题，因此，函数图象是高考考查的重点内容，在历年高考中都有涉及．函数图象形象显示了函数的性质，为研究数量关系提供了形的直观性，它是探求解题路径、获得问题结果的重要工具，在解方程或不等式时，特别是非常规的方程或不等式，有时需要画出图象，利用数形结合能起到十分快捷的效果．应用1已知函数f (x )＝⎩⎨⎧lg x ，x ≥32，lg (3－x )，x <32，若方程f (x )＝k 无实根，则实数k 的取值范围是( )．A ．(－∞，0)B ．(－∞，1)C ．(－∞，lg 32)D ．(lg 32，＋∞)提示：所给的函数f (x )是分段函数，而方程f (x )＝k 无实数根，可利用数形结合法转化为函数图象无交点．应用2已知a ，b ，c 依次是方程2x ＋x ＝0，log 2x ＝2－x 和12log x x =的实数根，则a ，b ，c 的大小关系是________．提示：构造常见的初等函数利用函数的图象可解决问题． 专题二 不等式的解法常见的不等式有一元一次不等式，一元二次不等式，简单的高次不等式，分式不等式，含有指数、对数的不等式，其解法为：(1)解一元二次不等式，画出其对应的二次函数图象，来确定解集． (2)解高次不等式常用穿根法．(3)分式不等式利用不等式的性质将其转化为整式不等式(组)求解．(4)解含有指数、对数的不等式利用指数与对数函数的单调性，将指数、对数不等式转化成与之等价的不等式(组)求解．应用1求解下列不等式： (1)－x 2＋2x ＋3＜0； (2)x 3＋2x 2－3x ＞0；(3)x 2x －2≥－1； (4)212log (23)1x x +≥-.提示：(1)注意解一元二次不等式的几个步骤． (2)穿根法求解．(3)转化为整式不等式，注意分母不为0. (4)对数不等式，真数大于0.应用2解关于x 的不等式(x －2)(ax －2)＞0.提示：二次项系数为a ，需对a 的正负进行讨论；还要对根的大小进行讨论，两者要同时进行．专题三 利用基本不等式求最值的常用方法基本不等式是一个重要的不等式，利用它可以求解函数最值问题．对于有些题目，可以直接利用基本不等式求解．但是有些题目必须进行必要的变形才能利用基本不等式求解．常见的变形手段为配凑法、整体代换法等．下面介绍一些常用的变形方法．1．凑系数应用1已知0＜x ＜5，求y ＝x (10－2x )的最大值．提示：由0＜x ＜5，知10－2x ＞0，利用基本不等式求最值，必须和为定值或积为定值，此题为两个式子积的形式，但其和不是定值．注意到2x ＋(10－2x )＝10为定值，故只需将y ＝x (10－2x )凑上一个系数即可．2．凑项法应用2已知x ＜54，求函数f (x )＝4x －2＋14x －5的最大值．提示：由题意知4x －5＜0，首先要调整符号，又(4x －2)·14x －5不是定值，故需对4x －2进行凑项才能得到定值．3．分离法应用3求f (x )＝x 2＋7x ＋10x ＋1(x ≠－1)的值域．提示：本题看似无法运用基本不等式，不妨将分子配方凑出含有(x ＋1)的项，再将其分离．4．整体代换法应用4若x ，y 都是正数，且满足4x ＋16y＝1，求x ＋y 的最小值．提示：由于x ＋y ＝1·(x ＋y )，故可以将4x ＋16y ＝1整体代入，展开之后，再用基本不等式求最小值．专题四 不等式恒成立问题恒成立问题，涉及到一次函数、二次函数的性质、图象，渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法，是很综合的一个题型，也是历年高考的一个热点．变量分离法和数形结合的方法比较常用，数形结合的方法较简单．当然还有其他的解决方法，如赋值法、根据对称性等．1．一次函数型应用1对于满足|p |≤2的所有实数p ，求使不等式x 2＋px ＋1＞p ＋2x 恒成立的x 的取值范围．提示：在不等式中出现了两个字母：x 和p ，关键在于该把哪个字母看成是变量．本题可将p 视作变量，则上述问题即可转化为在[－2,2]内关于p 的一次函数大于0恒成立的问题．2．二次函数型应用2设f (x )＝x 2－2ax ＋2，当x ∈[－1，＋∞)时，都有f (x )≥a 恒成立，求a 的取值范围．提示：题目中要证明f (x )≥a 恒成立，若把a 移到等号的左边，则把原题转化成左边二次函数在区间[－1，＋∞)上恒大于0的问题，就可以利用函数的图象解决了．3．变量分离型应用3对一切实数x ，不等式x 4＋ax 2＋1≥0恒成立，求字母a 的取值范围． 提示：从所给不等式中解出a ，再利用基本不等式求解． 专题五 不等式与函数、方程的综合问题 1．利用不等式的性质、不等式的证明方法、解不等式等知识可以解决函数中的有关问题，主要体现在：利用不等式求函数的定义域、值域、最值、证明单调性等．2．利用函数、方程、不等式之间的关系，可解决一元二次方程根的分布及相关的不等式问题．应用1已知函数f (x )＝log 3mx 2＋8x ＋nx 2＋1的定义域为R ，值域为[0,2]，求m ，n 的值．提示：将定义域问题转化为不等式恒成立问题，即转化为mx 2＋8x ＋n ＞0的解集为R .应用2已知在△ABC 中，三边分别为a ，b ，c ，m 为正数． 求证：a a ＋m ＋b b ＋m ＞c c ＋m. 提示：可利用通分作差的方法解决，也可以构造函数利用函数的单调性解决． 真题放送 1．(2011·山东高考)设集合M ＝{x |x 2＋x －6＜0}，N ＝{x |1≤x ≤3}，则M ∩N ＝( )． A ．[1,2) B ．[1,2] C ．(2,3] D ．[2,3]2．(2011·重庆高考)已知a ＞0，b ＞0，a ＋b ＝2，则y ＝1a ＋4b 的最小值是( )．A ．72 B ．4C ．92D ．53．(2011·山东高考)设变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y －5≤0，x －y －2≤0，x ≥0，则目标函数z ＝2x ＋3y＋1的最大值为( )．A ．11B ．10C ．9D ．8.54．(2011·重庆高考)若函数f (x )＝x ＋1x －2(x ＞2)在x ＝a 处取最小值，则a ＝( )．A ．1＋2B ．1＋ 3C ．3D ．45．(2011·湖北高考)已知向量a ＝(x ＋z,3)，b ＝(2，y －z )，且a ⊥b .若x ，y 满足不等式|x |＋|y |≤1，则z 的取值范围为( )．A ．[－2,2]B ．[－2,3]C ．[－3,2]D ．[－3,3]6．(2011·天津高考)对实数a 和b ，定义运算“”：ab ＝⎩⎪⎨⎪⎧a ，a －b ≤1，b ，a －b >1.设函数f (x )＝(x 2－2)(x －x 2)，x ∈R .若函数y ＝f (x )－c 的图象与x 轴恰有两个公共点，则实数c 的取值范围是( )．A ．(－∞，－2]∪(－1，32)B ．(－∞，－2]∪(－1，－34)C ．(－1，14)∪(14，＋∞)D ．(－1，－34)∪[14，＋∞)7．(2011·上海高考)不等式x ＋1x≤3的解集为______．8．(2011·湖南高考)设x ，y ∈R ，且xy ≠0，则(x 2＋1y 2)(1x 2＋4y 2)的最小值为______．9．(2011·陕西高考)如图，点(x ，y )在四边形ABCD 内部和边界上运动，那么2x －y 的最小值为__________．10．(2011·天津高考)已知log 2a ＋log 2b ≥1，则3a ＋9b 的最小值为________． 答案： 综合应用 专题一应用1：C 在同一坐标系内作出y ＝f (x )与y ＝k 的图象，如图，当x ＝32时，f (x )＝lg 32.所以若两函数图象无交点，则k ＜lg 32.应用2：a ＜c ＜b 由2x ＋x ＝0，得2x＝－x ，设函数y 1＝2x ，y 2＝－x ，分别作出它们的图象，如图1，两图象交点的横坐标即为a ，可得a ＜0，同理，对于方程log 2x ＝2－x ，可得图2，得1＜b ＜2；对于方程12log x x =，可得图3，得0＜c ＜1，所以a ＜c ＜b .图1 图2图3专题二应用1：解：(1)∵－x 2＋2x ＋3＜0，∴x 2－2x －3＞0. 又∵方程x 2－2x －3＝0的两根为x 1＝－1，x 2＝3， ∴不等式的解集为{x |x ＞3或x ＜－1}．(2)由x 3＋2x 2－3x ＝x (x 2＋2x －3)＝x (x ＋3)(x －1)，可令f (x )＝x (x －1)(x ＋3)， ∵f (x )＝0的根为－3,0,1，∴由穿根法(如图)，得不等式x 3＋2x 2－3x ＞0的解集为{x |x ＞1或－3＜x ＜0}．(3)由x 2x －2≥－1可得x2x －2＋1＝x 2＋x －2x －2≥0， 即(x 2＋x －2)(x －2)≥0，且x －2≠0， 即(x －1)(x ＋2)(x －2)≥0且x ≠2，如图，由穿根法得原不等式的解集为{x |－2≤x ≤1或x ＞2}．(4)∵21122log (23)1log 2x x +≥-=，又∵0＜12＜1，∴原不等式同解于不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x 2＋3x >0，2x 2＋3x ≤2.解得⎩⎨⎧x >0，或x <－32，－2≤x ≤12.∴不等式的解集为{x |－2≤x ＜－32，或0＜x ≤12}．应用2：解：(1)当a ＝0时，原不等式化为(x －2)·(－2)＞0即x －2＜0，∴x ＜2.(2)当a ＜0时，原不等式可化为(x －2)(x －2a)＜0，此时两根大小关系为2＞2a，解得2a＜x ＜2.(3)当a ＞0时，原不等式可化为(x －2)(x －2a)＞0，此时两根分别为2，2a .①当a ＝1时，2a ＝2，解得x ≠2.②当a ＞1时，2＞2a ，解得x ＞2或x ＜2a .③当0＜a ＜1时，2＜2a ，解得x ＞2a或x ＜2.综上所述，不等式的解集为 ①当a ＝0时，{x |x ＜2}； ②当a ＝1时，{x |x ≠2}；③当a ＜0时，{x |2a＜x ＜2}；④当a ＞1时，{x |x ＞2，或x ＜2a }；⑤当0＜a ＜1时，{x |x ＞2a，或x ＜2}．专题三应用1：解：y ＝x (10－2x )＝12[2x ·(10－2x )]≤12(2x ＋10－2x 2)2＝252，当且仅当2x ＝10－2x ，即x ＝52时，等号成立．所以当x ＝52时，y ＝x (10－2x )的最大值为252.应用2：解：∵x ＜54，∴5－4x ＞0.∴f (x )＝4x －2＋14x －5＝－(5－4x ＋15－4x )＋3≤－2(5－4x )·15－4x＋3＝－2＋3＝1，当且仅当5－4x ＝15－4x，即x ＝1时等号成立，此时f (x )的最大值为1.应用3：解：f (x )＝x 2＋7x ＋10x ＋1＝(x ＋1)2＋5(x ＋1)＋4x ＋1＝(x ＋1)＋4x ＋1＋5，当x ＋1＞0，即x ＞－1时，f (x )≥2(x ＋1)·4x ＋1＋5＝9(当且仅当x ＝1时等号成立)；当x ＋1＜0，即x ＜－1时，f (x )≤－2(x ＋1)·4x ＋1＋5＝1(当且仅当x ＝－3时等号成立)．∴f (x )＝x 2＋7x ＋10x ＋1(x ≠－1)的值域为(－∞，1]∪[9，＋∞)．应用4：解：∵x ＋y ＝1·(x ＋y )＝(4x ＋16y)(x ＋y )＝20＋(4y x ＋16x y )≥20＋24y x ·16xy＝36，当且仅当x ＝12，y ＝24时，等号成立， ∴x ＋y 的最小值为36. 专题四应用1：解：原不等式即(x －1)p ＋x 2－2x ＋1＞0，设f (p )＝(x －1)p ＋x 2－2x ＋1，则f (p )在[－2,2]上恒大于0，故有：⎩⎪⎨⎪⎧ f (－2)>0，f (2)>0，即⎩⎪⎨⎪⎧x 2－4x ＋3>0，x 2－1>0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x >3或x <1，x >1或x <－1，∴x ＜－1或x ＞3.应用2：解：设F (x )＝f (x )－a ＝x 2－2ax ＋2－a .(1)当Δ＝4a 2－4(2－a )＝4(a －1)(a ＋2)＜0，即－2＜a ＜1时，对一切x ∈[－1，＋∞)，F (x )≥0恒成立；(2)当Δ＝4(a －1)(a ＋2)≥0时，由图可得以下充要条件：⎩⎪⎨⎪⎧Δ≥0，F (－1)≥0，－－2a 2≤－1，即⎩⎪⎨⎪⎧(a －1)(a ＋2)≥0，a ＋3≥0，a ≤－1，得－3≤a ≤－2.综上可得a 的取值范围为[－3,1)．应用3：解：不等式x 4＋ax 2＋1≥0可以化为a ≥－1－x 4x 2＝－(1x 2＋x 2)(x ≠0)．函数f (x )＝－(1x2＋x 2)≤－2，则a ≥－2.若x ＝0，则a ∈R . 故a 的取值范围是[－2，＋∞)． 专题五应用1：解：令y ＝mx 2＋8x ＋nx 2＋1，∵函数f (x )的定义域为R ，∴对任意实数x ∈R ，y ＞0恒成立，即mx 2＋8x ＋n ＞0恒成立． 当m ＝0时，不等式化为8x ＞－n ，不可能恒成立；当m ≠0时，必须有⎩⎪⎨⎪⎧ m >0，Δ＝64－4mn <0，即⎩⎪⎨⎪⎧m >0，mn >16.由y ＝mx 2＋8x ＋n x 2＋1，得(m －y )x 2＋8x ＋(n －y )＝0. ∵x ∈R ，∴Δ＝82－4(m －y )(n －y )≥0， 即y 2－(m ＋n )y ＋mn －16≤0①由题意知f (x )∈[0,2]，则y ∈[1,9]． 即关于y 的不等式①的解集为[1,9]． ∴⎩⎪⎨⎪⎧ m ＋n ＝10，mn －16＝9，∴⎩⎪⎨⎪⎧ m ＝5，n ＝5.此时满足⎩⎪⎨⎪⎧m >0，mn >16.故所求m ＝5，n ＝5.应用2：证明：构造函数f (x )＝xx ＋m(x ＞0，m 为正数)．由于x x ＋m ＝1－m x ＋m，易证f (x )是正实数集上的增函数．因为在△ABC 中，a ＋b ＞c ，所以f (a ＋b )＞f (c )，即a ＋b a ＋b ＋m ＞c c ＋m.又因为a a ＋m ＋b b ＋m ＞a a ＋b ＋m ＋ba ＋b ＋m ＝a ＋b a ＋b ＋m， 所以原不等式成立． 真题放送1．A ∵M ＝{x |x 2＋x －6＜0}＝{x |(x ＋3)(x －2)＜0}＝{x |－3＜x ＜2}，N ＝{x |1≤x ≤3}， ∴M ∩N ＝{x |1≤x ＜2}．2．C ∵2y ＝2(1a ＋4b )＝(a ＋b )(1a ＋4b )＝5＋4a b ＋ba，又∵a ＞0，b ＞0，∴2y ≥5＋24a b ·ba＝9，∴y min ＝92，当且仅当b ＝2a 时等号成立．3．B 由已知可得x ，y 所满足的可行域如图阴影部分所示．令y ＝－23x ＋z －13，要使z 取得最大值，只须将直线l 0：y ＝－23x 平移至经过A 点，且联立⎩⎪⎨⎪⎧x －y －2＝0，x ＋2y －5＝0，得A (3,1)，∴z max ＝2×3＋3×1＋1＝10.4．C f (x )＝x －2＋1x －2＋2，∵x －2＞0，∴x －2＋1x －2≥2，∴f (x )≥4，当且仅当x －2＝1x －2时，即x ＝3时等号成立，故a ＝3.5．D 由a ⊥b ，得2x ＋3y ＝z ，而|x |＋|y |≤1表示的区域如图阴影部分所示，根据线性规划知识可知：直线y ＝－23x ＋z3通过A (0,1)时，z 取得最大值，且z max ＝2×0＋3×1＝3；当直线y ＝－23x ＋z3通过B (0，－1)时，z 取得最小值，且z min ＝2×0＋3×(－1)＝－3.故z ∈[－3,3]．6．B 由题意，得f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－2，(x 2－2)－(x －x 2)≤1，x －x 2，(x 2－2)－(x －x 2)>1，即f (x )＝⎩⎨⎧x 2－2，－1≤x ≤32，x －x 2，x <－1或x >32.在同一坐标系内画出函数y ＝f (x )与y ＝c 的图象如图所示，结合图象可知，当c ∈(－∞，－2]∪(－1，－34)时两个函数的图象有两个公共点，从而方程f (x )－c ＝0有两个不同的根，即y ＝f (x )－c 与x 轴有两个公共点．7．{x |x ＜0或x ≥12} x ＋1x ≤3⇔x ＋1x －3≤0⇔2x －1x≥0⇒x (2x －1)≥0且x ≠0，解得x ＜0或x ≥12.8．9 (x 2＋1y 2)(1x 2＋4y 2)＝5＋4x 2y 2＋1x 2y 2≥5＋24x 2y 2×1x 2y2＝5＋4＝9.当且仅当4x 2y 2＝1x 2y 2，即x 2y 2＝12时等号成立． 9．1 作直线l 0：2x －y ＝0.同时作出直线l ∥l 0，根据题意，当l 过点A (1,1)时，2x －y 取得最小值为2×1－1＝1.10．18 ∵3a ＞0,9b ＝32b ＞0，∴根据基本不等式得3a ＋9b ≥23a ·9b ＝23a ＋2b ，∵log 2a ＋log 2 b ≥1，∴有a ＞0，b ＞0，log 2 ab ≥1，∴ab ≥2.再由基本不等式得a ＋2b ≥2a ·2b ＝22ab ≥22×2＝4. 当且仅当a ＝2b ＝2，即a ＝2，b ＝1时等号成立．∴23a ＋2b ≥234＝18.∴当a ＝2，b ＝1时，3a ＋9b 取得最小值18.。
高中数学必修5第三章3.2一元二次不等式式及其解法
≤
3 2
或x
≥1
1 x 3
因此1≤x<3，所求函数的定义域是[1，3).
思考题1
已知ax2 +2x
+c
>
0的解集为 禳镲睚x
-
1
<
x
<
1
,
镲铪 3 2
试求a, c的值，并解不等式 - cx2 +2x - a > 0。
解：对于任意实数x，
x2－2x+3=(x－1)2+2>0，
因此不等式（1）的解集为
实数集R，
y
3
不等式（2）无解，或说它 2
的解集为空集.
1
x
-1 O 1 2 3 -1
练习2．解不等式1－x－4x2>0.
解：原不等式可化为4x2+x－1<0，
因为△=12－4×4×(－1)>0，
方程4x2+x－1=0的根是
一元二次不等式及其解法
定义：只含有一个未知数，并且未知数的最高次 数是2的不等式，叫一元二次不等式。
一元二次不等式的一般表达式为 ax2+bx+c>0 (a≠0)，或ax2+bx+c<0 (a≠0)
其中a，b，c均为常数。
一元二次不等式一般表达式的左边，恰 是关于自变量x的二次函数f(x)的解析式，
2a
韦达定理
x1
x2
b a
,
x1x2
c a
(2)二次函数
y ax2 bx c(a 0)
开口方向；
b 对称轴 x
整理高中数学必修五第三章不等式复习(知识点与例题)
课题一元二次不等式及其解法20 年月日A4打印/ 可编辑1.一元一次不等式与函数关系首先，我们来回忆两个知识点:其一，是对平面直角坐标系的认识同学们看一下坐标图，在x轴上方的y值及x轴下方的y值有什么特点。
其二。
现在我们来看看，2x+4>0的解是什么？请从图上读出它的取值范围:（2）二次函数图像（a>0）与x轴的关系及函数值y的正负性。
当Δ>0时，图像如下：设x1,x2为函数对应方程的两根，即ax2+bx+=0两根，现在我们来看看，当y>0时，对应的x的取值和当y<0时，对应的x的取值。
你们能用一句话来总结一下：“大于零，两根之外，小于零，两根之间”。
现在（a>0）时的一元二次不等式你能求解吗？例：x2+3x+2≥0练习：(1)x2+2x>0;(2)(x+2)2−4x+8≤0;(3)9x2+24x+16<0;(4)x2−15x+56>0;下面我们来看一下Δ=0和Δ<0的情形，其图像如下，你们能说出这时候不等式的解吗？a>0,Δ=0时，函数图像于x轴只有一个交点，这时，除x=−b2a外，其余的都在x轴的上方，所以“大于零，解集为{x|x≠−b2a}，小于零无解。
” a>0,Δ<0时，函数图像于x轴没有交点，图像都在x轴的上方，所以“大于或等于零，解集为R，小于零无解。
”到这里为止，我们已经解决a>0时的一元二次不等式的求解方法，那么当a<0时，我们怎么求解呢？例如：−x2+2x>0.这个问题，留给大家在课下去讨论。
下节课请同学们讲解讨论现在，我们来总结一下a>0时解一元二次不等式的一般方法：第一步：a>0，判断Δ第二步：解对应的一元二次方程；为：{x|x≤−2或x≥−1}Δ=0时，大于零，只要求x≠−b2a，小于零无解。
Δ<0时，大于零解集为R，小于零无解。
学生在老师的提示下尝试归纳总结，口述出自己归纳的结论，可以在同学间讨论，彼此补充不足。
北师大版高中数学必修五课件第三章《不等式》含参数的不等式恒成立问题的解法
对于一切|p|≤2，p∈R，不等式x2+px+1>2x+p 恒成立，则实数x的取值范围是：——x<—-—1—或——x—>—3—。
7
例取2值、范①围若不是≤等—a1式—1＜6—x12—<l—o—g—ax—对。x（0,）12恒成立，则实数a的 ②若不等式x2-kx+2>0,对x[-3,3]恒成立，则实数k
解:分离参数得:a≥
x 2 xy xy
1 2
1
令（t>0xy） t
,则a≥（t>011）恒2t 2t成立
y x y x
恒成立
又令1+2t=m（m>1），则
f(m)=
1
m (m21)2
m2
4m 2m
5
(m
4 m5 )
2
4 2 52
5 1 2
(当且仅当m=5时等号成立)
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北师大版高中数学必修5第三章《不 等式》
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２、ax2+bx+c>0在R上恒成立的充要条件是：
a=b=0 或 a>0 ______C__>_0________Δ_=_b_2_-4_。ac<0
ax2+bx+c<0在R上恒成立的充要条件是：
a=b=0 或 a<0 _____C_<_0________Δ_=_b_2_-4__a_c。<0
15
三、课时小结：
1、一次函数型问题，利用一次函数的图像特征求解。
2、二次函数型问题，结合抛物线图像，转化成最值问
2020-2021学年高二数学北师大版必修5学案：第三章 不等式 本章知识体系 Word版含解析
本章知识体系专题一不等式解法及应用1．不等式的性质及应用【例1】 已知三个不等式：①ab >0；②c a >db ；③bc >ad .以其中的两个作为条件，余下的一个作为结论，写出所有能成立的不等式命题，并证明．【思路探究】 先写出所有可能的命题，然后再证明每个命题是否正确．【解答】 以其中的两个作为条件，余下的一个作为结论，共有三个命题，依次是①②⇒③；②③⇒①；①③⇒②.(1)c a －d b ＝bc －ad ab ， ∵ab >0，c a >db ， ∴bc －ad >0，即bc >ad . 故命题①②⇒③是正确的． (2)∵c a －d b ＝bc －adab >0，且bc >ad ， ∴ab >0.故命题②③⇒①是正确的． (3)∵c a －d b ＝bc －adab ，且ab >0，bc >ad ， ∴bc －ad ab >0，即c a －db >0， 故命题①③⇒②是正确的．综上所述，命题①②⇒③；②③⇒①；①③⇒②都是正确的． 规律方法 本题是一道开放性问题，需要将所有可能的命题都写出，然后探求每个命题是否为真，其中关键是将c a 与db 作差，其分子、分母分别为bc －ad 和ab .【例2】 已知a >0，a 2－2ab ＋c 2＝0，bc >a 2，试比较a ，b ，c 的大小．【思路探究】 条件中含有等式与不等式两种结构，可考虑从等式出发，求得某些量，代入不等式运算．【解答】 由a 2－2ab ＋c 2＝0， 得b ＝a 2＋c 22a ，a 2＋c 2＝2ab . ∵a >0，∴b >0.又bc >a 2>0，∴c >0. ∵(a －c )2≥0，即a 2＋c 2－2ac ≥0，∴2ab －2ac ≥0， 即2a (b －c )≥0，∴b －c ≥0. 若b －c ＝0，即b ＝c ， 则由a 2－2ab ＋c 2＝0，得a ＝b ＝c ，∴bc ＝a 2，这与bc >a 2矛盾， ∴b －c >0，即b >c .由b ＝a 2＋c 22a 及bc >a 2，得a 2＋c 22a ·c >a 2，∴(a －c )(2a 2＋ac ＋c 2)<0. ∵a >0，b >0，c >0，∴a －c <0， 即a <c ，∴a <c <b .规律方法 本例应用了不等式的性质，可见不等式性质在比较大小和判断不等关系中的重要性．2．一元二次不等式的解法【例3】 p 为何值时，对于任意实数x ，不等式－9<3x 2＋px ＋6x 2－x ＋1≤6恒成立？【思路探究】 因为x 2－x ＋1>0恒成立，所以可把原不等式化为一元二次不等式来解，进而转化为解集为R 的情形．令y 1＝12x 2＋(p －9)x ＋15>0，y 2＝3x 2－(6＋p )x ≥0，y 1，y 2对x ∈R 恒成立，只需y 1的最小值大于0，y 2的最小值大于或等于0，由此求出p 的值．【解答】 解法一：∵x 2－x ＋1>0恒成立，∴原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧3x 2＋px ＋6>－9(x 2－x ＋1)3x 2＋px ＋6≤6(x 2－x ＋1)，即⎩⎪⎨⎪⎧12x 2＋(p －9)x ＋15>03x 2－(6＋p )x ≥0. ① ②∵①，②对x ∈R 恒成立，∴⎩⎪⎨⎪⎧Δ1＝(p －9)2－4×12×15<0 ③Δ2＝[－(6＋p )]2－4×3×0≤0 ④， 由④得p ＝－6，代入③也成立，∴p ＝－6. 解法二：由解法一，知令y 1＝12x 2＋(p －9)x ＋15，即y 1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋p －9242－(p －9)248＋15. y 2＝3x 2－(6＋p )x ＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫x －6＋p 62－(6＋p )212， 即有⎩⎨⎧15－(p －9)248>0－(6＋p )212≥0， ①②由②得p ＝－6，代入①也成立，∴p ＝－6.【例4】 若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2－x －2>0，2x 2＋(2k ＋5)x ＋5k <0的整数解只有－2，求k 的取值范围．【思路探究】 不等式组的解集是各个不等式解集的交集，因此，分别求解两个不等式，由其交集中只有整数－2，求k 的值．【解答】 由x 2－x －2>0，得x <－1或x >2.方程2x 2＋(2k ＋5)x ＋5k ＝0有两个实数解x 1＝－52，x 2＝－k .当－52>－k ，即k >52时，不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪－k <x <－52，显然－2∉⎝ ⎛⎭⎪⎫－k ，－52.当－k ＝－52，即k ＝52时，不等式2x 2＋(2k ＋5)x ＋5k <0的解集为∅.当－52<－k ，即k <52时，不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪－52<x <－k .∴不等式组的解集由⎩⎨⎧x <－1－52<x <－k ，或⎩⎨⎧x >2－52<x <－k 确定．∵原不等式组只有整数解－2，∴⎩⎨⎧k <52－k >－2－k ≤3，∴－3≤k <2.故所求k 的取值范围是－3≤k <2.规律方法 解含有参数的一元二次不等式时，要注意分类讨论． 3．由平面区域确定不等式组【例5】 用不等式组表示以(1,2)，(4,3)和(3,5)为顶点的三角形区域．【思路探究】 首先确定出三角形的三条边所在的直线方程，再根据区域在直线的哪一侧确定出不等式．【解答】 如图所示，由直线的两点式方程分别求得三边所在的直线方程为x －3y ＋5＝0,2x ＋y －11＝0,3x －2y ＋1＝0，在三角形内取点(3,3)，分别代入x －3y ＋5,2x ＋y －11,3x －2y ＋1，则不等式组为⎩⎪⎨⎪⎧x －3y ＋5≤02x ＋y －11≤03x －2y ＋1≥0.4．基本不等式与最值【例6】 求函数y ＝x 2＋8x －1(x >1)的最小值．【解答】 y ＝(x －1)2＋2(x －1)＋9x －1＝(x －1)＋9x －1＋2.∵x >1，∴x －1>0， ∴y ≥2(x －1)·9x －1＋2＝8，当且仅当x －1＝9x －1，即x ＝4时取等号，∴y min ＝8.5．简单线性规划在实际问题中的应用【例7】 某养鸡场有7万只鸡，用动物饲料和谷物饲料混合喂养．每天每只鸡平均吃混合饲料0.5千克，其中动物饲料不能少于谷物饲料的15.动物饲料每千克0.9元，谷物饲料每千克0.28元，若饲料公司每周仅保证供应谷物饲料50 000千克，则饲料怎样混合，才能使成本最低？【思路探究】 设每周谷物饲料需x 千克，动物饲料需y 千克，每周总的饲料费用为z 元，根据题意先找出x ，y 的约束条件，再确定目标函数．【解答】 设每周需用谷物饲料x 千克，动物饲料y 千克，每周总的饲料费用为z 元，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≥35 000，y ≥15x ，0≤x ≤50 000，y ≥0，目标函数z ＝0.28x ＋0.9y .作出以上不等式组所表示的平面区域，即可行域如图阴影部分所示．作一组平行直线0.28x ＋0.9y ＝t ，其中经过可行域内的点且和原点最近的直线经过直线x ＋y ＝35 000和直线y ＝15x 的交点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫87 5003，17 5003，即当x ＝87 5003，y ＝17 5003时，饲料费用最低． 即谷物饲料和动物饲料按5∶1的比例混合时，可使成本最低． 专题二 数学思想的考查1．函数与方程思想不等式与函数、方程密不可分，相互联系，相互转化，在解决求参数的取值范围及有关一元二次不等式的问题时，一般要考虑函数与方程思想．【例8】 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．【思路探究】 转化命题是解决此题的关键．由题意知M ⊆[1,4]，原问题等价于方程x2－2ax＋a＋2＝0无解或两根均在区间[1,4]内．令函数f(x)＝x2－2ax＋a＋2，则f(x)与x轴无交点或交点在区间[1,4]内，如图所示．所以有Δ＝4a2－4(a＋2)<0，或者⎩⎪⎨⎪⎧f(1)≥0，f(4)≥0，Δ≥0，1≤2a2≤4.解这两个不等式(组)取并集求得答案．【解答】(1)当M＝∅时，满足M⊆[1,4]，如图①所示，有Δ＝4a2－4(a＋2)<0，所以－1<a<2.(2)当M≠∅时，因为M⊆[1,4]，所以方程x2－2ax＋a＋2＝0的两根x1，x2(x1<x2)均在区间[1,4]内，如图②所示．则有⎩⎪⎨⎪⎧f(1)≥0，f(4)≥0，Δ≥0，1≤2a2≤4，⇒⎩⎪⎨⎪⎧3－a≥0，18－7a≥0，4a2－4(a＋2)≥0，1≤a≤4，⇒⎩⎪⎨⎪⎧a≤3，a≤187，a≤－1或a≥2，1≤a≤4，⇒2≤a≤187.综上可知－1<a≤187.规律方法 一元二次不等式与一元二次方程以及二次函数图像三者之间有密切的联系，解题时要注意合理转化．2．数形结合思想数形结合思想是根据数量与图形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法．数形结合思想通过“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化，它从形的直观和数的严谨两个方面考虑问题，拓展了解题思路，它是数学的规律性与灵活性的有机结合，在线性规划问题中有着广泛的应用．【例9】 若变量x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y ≤40x ＋2y ≤50x ≥0y ≥0，则z ＝3x ＋2y 的最大值是( )A ．90B ．80C ．70D ．40【解答】 图解法是解决线性规划问题的常规方法，首先要根据线性约束条件准确画出可行域，另外还应注意最优解问题以及移动直线的方向与所求线性目标函数的最值之间的关系，本题中y 前面的系数是2>0，因此，当直线向上平行移动时，z 的值增大，当直线向下平行移动时，z 的值减小．作出可行域如图所示．由于直线2x ＋y ＝40和x ＋2y ＝50的斜率分别为－2，－12，而3x ＋2y ＝0的斜率为－32，故线性目标函数的倾斜角应大于2x ＋y ＝40的倾斜角而小于x ＋2y ＝50的倾斜角，由图知，3x ＋2y ＝z 经过点A (10,20)时，z 有最大值，z 的最大值为70.【答案】 C规律方法 本题难度不大，旨在考查线性规划等基本知识的理解和数形结合思想的应用．3．分类讨论思想应用分类讨论思想解决不等式问题时，关键是正确地进行分类，而分类一般有以下几个原则：1.要有明确的分类标准；2.对讨论对象分类时要不重复、不遗漏，即分成若干类，其并集为全集，两两的交集为空集．【例10】 解关于x 的不等式：ax －2>1－a .【思路探究】 在处理含参的一元二次不等式的有关问题时，一般要对二次项系数的正负、二次函数的判别式及二次方程的两根的大小等进行讨论．将不等式变形为[(a －1)x ＋(2－a )](x －2)>0，然后结合根的大小的情况分类讨论，画出图像，写出解集即可．【解答】 原不等式可化为(a －1)x ＋(2－a )x －2>0，即[(a －1)x ＋(2－a )](x －2)>0.当a ＝1时，原不等式的解集为(2，＋∞)．当a >1时，原不等式与⎝⎛⎭⎪⎫x －a －2a －1(x －2)>0同解． 若a －2a －1≥2，即0≤a <1时，原不等式无解；若a －2a －1<2， 即a <0或a >1，于是a >1时原不等式的解集为(－∞，a －2a －1)∪(2，＋∞)．当a <1时，若a <0，解集为⎝⎛⎭⎪⎫a －2a －1，2；若0<a <1，解集为⎝⎛⎭⎪⎫2，a －2a －1. 综上所述，当a ＝1时解集为(2，＋∞)；当a >1时解集为⎝⎛⎭⎪⎫－∞，a －2a －1∪(2，＋∞)； 当0<a <1时，解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫2，a －2a －1； 当a ＝0时，解集为∅；当a <0时，解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫a －2a －1，2. 规律方法 处理含参不等式的有关问题时，往往需要分类讨论，要做到不重不漏．莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
2020-2021学年高二数学人教A版必修5学案：第三章 不等式 本章小结 Word版含解析
本章小结一、不等式性质及应用利用不等式的性质可以比较两个数或式的大小，可以证明不等式等．另外，作差法、作商法也是常用的比较大小和证明不等式的一种方法．[例1]设a>b>1，c<0，给出下列三个结论：①ca>cb；②ac<b c；③log b(a－c)>log a(b－c)．其中所有的正确结论的序号是()A．①B．①②C．②③D．①②③[解析]根据不等式的性质构造函数求解．∵a>b>1，∴1a<1b.又c<0，∴ca>cb，故①正确．构造函数y＝x C．∵c<0，∴y＝x c在(0，＋∞)上是减函数．又a>b>1，∴a c<b c，故②正确．∵a>b>1，－c>0，∴a －c >b －c >1.∵a >b >1，∴log b (a －c )>log a (a －c )>log a (b －c )， 即log b (a －c )>log a (b －c )，故③正确． [答案] D规律总结 本题考查幂函数单调性的应用，不等式性质的应用，以及对数函数的性质等基础知识，考查分析解决问题的能力，难度适中．[例2] 设x <y <0，试比较(x 2＋y 2)(x －y )与(x 2－y 2)(x ＋y )的大小． [分析] 比较大小可用作差比较法或作商比较法． [解] 解法一：(x 2＋y 2)(x －y )－(x 2－y 2)(x ＋y ) ＝(x －y )[(x 2＋y 2)－(x ＋y )2] ＝(x －y )·(－2xy )，∵x <y <0，∴x －y <0，－2xy <0， ∴(x －y )·(－2xy )>0，∴(x 2＋y 2)(x －y )>(x 2－y 2)(x ＋y )． 解法二：∵x <y <0，∴x －y <0，x 2>y 2>0，x ＋y <0， ∴(x 2＋y 2)(x －y )<0，(x 2－y 2)(x ＋y )<0， ∴0<(x 2＋y 2)(x －y )(x 2－y 2)(x ＋y )＝x 2＋y 2x 2＋y 2＋2xy <1，∴(x 2＋y 2)(x －y )>(x 2－y 2)(x ＋y )． 二、一元二次不等式的解法对于可化为一元二次不等式的其他不等式，常包括以下几种类型和解法：(1)分式不等式是利用不等式同解原理将其转化为整式不等式(组)求解的．(2)指数、对数不等式是利用指数函数或对数函数的单调性，将指数、对数不等式化成等价的代数不等式(组)求解的．[例3] 解不等式：a (x －1)x －2>1(a ≠1)．[分析] 本题考查分式不等式和含参数的不等式的解法．可先将其转化为整式不等式，再利用解一元二次不等式的知识解之，注意分类讨论．[解] 原不等式可化为a (x －1)x －2－1>0，即(a －1)(x －a －2a －1)(x －2)>0.①当a >1时，①即为(x －a －2a －1)(x －2)>0，而a －2a －1－2＝－1a －1－1<0. ∴a －2a －1<2，此时，x >2或x <a －2a －1. 当a <1时，①即为(x －a －2a －1)(x －2)<0，而2－a －2a －1＝a a －1.若0<a <1，则a －2a －1>2，此时2<x <a －2a －1； 若a ＝0，则(x －2)2<0，此时无解； 若a <0，则a －2a －1<2，此时a －2a －1<x <2.综上所述：当a >1时，不等式的解集为{x |x <a －2a －1，或x >2}；当0<a <1时，不等式的解集为{x |2<x <a －2a －1}；当a ＝0时，不等式的解集为∅；当a <0时，不等式的解集为{x |a －2a －1<x <2}．规律总结 1.在将分式不等式化归为整式不等式的过程中应注意分母的符号，不能冒然将其乘到另一边，正确的方法是移项、通分．2．本题中，化为含参数的一元二次不等式后，先讨论了二次项系数的符号，再讨论根的大小，解题过程有条不紊，顺理成章．三、简单的线性规划问题由于线性规划的知识在现实中应用较为广泛，因此它成为高考的必考内容．又由于它的内容较为单一，因此试题难度不大，多以选择题、填空题的形式出现．[例4] 某农户计划种植黄瓜和韭菜，种植面积不超过50亩，投入资金不超过54万元，假设种植黄瓜和韭菜的产量、成本和售价如下表)最大，那么黄瓜和韭菜的种植面积(单位：亩)分别为( )A ．50,0B ．30,20C ．20,30D ．0,50[解析] 线性规划问题利用可行域求最优解． 设种植黄瓜x 亩，韭菜y 亩，则由题意可知 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≤50，1.2x ＋0.9y ≤54，x ，y ∈N ＋，求目标函数z ＝x ＋0.9y 的最大值，根据题意画可行域如图阴影所示．当目标函数线l 向右平移，移至点A (30,20)处时，目标函数取得最大值，即当黄瓜种植30亩，韭菜种植20亩时，种植总利润最大．[答案] B规律总结 本题考查线性规划问题，根据题意正确确定约束条件和目标函数是关键，同时考查了灵活运用知识分析、解决问题的能力，难度中等．四、基本不等式基本不等式为ab ≤a ＋b2，其变式为ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22，⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22≤a 2＋b 22等．基本不等式可用来比较代数式的大小、证明不等式、求函数的最值或值域、求字母参数的取值范围、解实际应用题等．[例5] 若正数x ，y 满足x ＋3y ＝5xy ，则3x ＋4y 的最小值是( ) A ．245 B ．285 C ．5D ．6[解析] 将已知条件进行转化，利用基本不等式求解． ∵x >0，y >0，由x ＋3y ＝5xy 得15⎝ ⎛⎭⎪⎫1y ＋3x ＝1.∴3x ＋4y ＝15(3x ＋4y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1y ＋3x＝15⎝⎛⎭⎪⎫3xy＋4＋9＋12yx＝135＋15⎝⎛⎭⎪⎫3xy＋12yx≥135＋15×23xy·12yx＝5(当且仅当x＝2y时取等号)，∴3x＋4y的最小值为5.[答案] C规律总结本题主要考查基本不等式及其应用，考查转化与化归思想的应用，难度较大．五、不等式与函数方程的综合应用不等式、函数、方程联系紧密，相互渗透，尤其是一元二次方程、二次函数和一元二次不等式之间的联系尤为密切，也是高考命题的热点．[例6]设不等式x2－2ax＋a＋2≤0的解集为M，如果M⊆[1,4]，求实数a的取值范围．[分析]求参数的范围主要有函数思想和不等式思想，本题无论用什么思想都必须从条件入手．[解]因为不等式x2－2ax＋a＋2≤0的解集M⊆[1,4]，故M为空集或[1,4]的非空子集，即关于x的函数f(x)＝x2－2ax＋a＋2的函数值恒大于0或函数的两零点在[1,4]内．所以函数的图象为：所以Δ＝(－2a)2－4(a＋2)<0或⎩⎪⎨⎪⎧f (1)＝－a ＋3≥0，f (4)＝－7a ＋18≥0，1≤－－2a2≤4，4(a ＋2)－(－2a )24≤0，即Δ＝a 2－a －2<0或⎩⎪⎨⎪⎧3≥a ，187≥a ，1≤a ≤4，a 2－a －2≥0，所以：－1<a <2或2≤a ≤187， 即－1<a ≤187，所以a 的取值集合为(－1，187]．规律总结 此问题处理的思路：将不等式解集问题结合不等式与函数的关系转化成相应函数零点问题，进而转化成函数的图象问题，最后由函数图象得到图象上点的位置，将点的位置用代数式刻画，得到关于a 的不等式从而求出参数的范围．莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
2019高二数学必修五第三章知识点：不等关系及不等式语文
高二数学必修五第三章知识点：不等关系及不等式
根据解析式的分类也可对不等式分类，不等号两边的解析式都是代数式的不等式，称为代数不等式;也分一次或多次不等式。
小编准备了高二数学必修五第三章知识点，具体请看以下内容。
一、不等关系及不等式知识点总结
1.不等式的定义
在客观世界中，量与量之间的不等关系是普遍存在的，我们用数学符号、、连接两个数或代数式以表示它们之间的不等关系，含有这些不等号的式子，叫做不等式.
2.比较两个实数的大小
两个实数的大小是用实数的运算性质来定义的，有
a-baa-b=0a-ba0，则有a/baa/b=1a/ba
3.不等式的性质
(1)对称性：ab
(2)传递性：ab，ba
(3)可加性：aa+cb+c，ab，ca+c
(4)可乘性：ab，cacb0，c0bd;
(5)可乘方：a0bn(nN，n
(6)可开方：a0
(nN，n2).
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注意：
一个技巧
作差法变形的技巧：作差法中变形是关键，常进行因式分解或配方.
一种方法
待定系数法：求代数式的范围时，先用已知的代数式表示目标式，再利用多项式相等的法则求出参数，最后利用不等式的性质求出目标式的范围.
高中是人生中的关键阶段，大家一定要好好把握高中，编辑老师为大家整理的高二数学必修五第三章知识点，希望大家喜欢。
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说课稿 人教版 高中数学必修五 第三章第二节《一元二次不等式及其解法》
一元二次不等式及其解法一、说教材1.教材分析《一元二次不等式及其解法》是人教版高中数学第五册第三章第二节的内容。
本节课首先由实际问题引出一元二次不等式，通过复习一元二次方程与二次函数，进行知识间的整合得到一元二次不等式的解法。
一元二次不等式的解法是初中一元一次不等式的延续和深化，对已学习过的集合知识的巩固和运用具有重要的作用。
许多数学问题的解决都会借助一元二次不等式的解法。
因此，一元二次不等式的解法在整个高中数学教学中具有很强的基础性，体现出很大的工具作用。
2. 教学目标根据以上对教学内容和结构的分析，又考虑到高三年级学生的知识水平，我制定了以下三维教学目标：首先，知识与技能目标是：理解“三个二次”的关系；掌握看图象找解集的方法，熟悉一元二次不等式的解法。
其次，过程与方法目标是：通过看图象找解集，学生学习“从形到数”的转化方法，发展“从具体到抽象”、“从特殊到一般”的归纳概括能力。
最后，情感态度和价值观目标是：通过本节课的学习，激发观察、分析、探求的学习激情，体验数学问题的探究性和挑战性。
3.教学重点和难点一元二次不等式是高中数学中最基本的不等式之一，是解决许多数学问题的重要工具。
因此本节课的教学重点确定为：一元二次不等式的解法。
要把握这个重点，就要利用数形结合的思想方法认识方程的解、不等式的解集与函数图象上对应点的横坐标的内在联系。
由于此前没有专门研究过这类问题，要真正掌握有一定的难度。
因此，本节课的教学难点确定为：“三个二次”的关系。
二、说学情奥苏伯尔认为：“影响学习的最重要的因素，就是学习者已经知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学”，因而在教学之始，必须关注学生的基本情况。
高三的学生的思维发展达到了新的水平，具有更高的抽象概括性抽象逻辑思维趋向理论型，喜欢探究事物的本质，敢于大胆发表自己的见解，喜欢怀疑。
知识层次上，学生已经具备了初等代数、几何的相关知识，这些为学习一元二次不等式及其解法提供了坚实的基础。
高二下学期数学必修五知识点
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高二数学必修五第三章知识点解析
【不等关系及不等式】
一、不等关系及不等式知识点
1.不等式的定义
在客观世界中，量与量之间的不等关系是普遍存有的，我们用数学符号、、连接两个数或代数式以表示它们之间的不等关系，含有这些不等号的式子，叫做不等式.
2.比较两个实数的大小
两个实数的大小是用实数的运算性质来定义的，有a-baa-b=0a-ba0，则有a/baa/b=1a/ba
3.不等式的性质
(1)对称性：ab
(2)传递性：ab，ba
(3)可加性：aa+cb+c，ab，ca+c
(4)可乘性：ab，cacb0，c0bd;
(5)可乘方：a0bn(nN，n
(6)可开方：a0
(nN，n2).
注意：
一个技巧
作差法变形的技巧：作差法中变形是关键，常实行因式分解或配方.
一种方法
待定系数法：求代数式的范围时，先用已知的代数式表示目标式，再利用多项式相等的法则求出参数，最后利用不等式的性质求出目标
式的范围.
【一元二次不等式及其解法】
★知识梳理★
一.解不等式的相关理论
(1)若两个不等式的解集相同，则称它们是同解不等式;
(2)一个不等式变形为另一个不等式时，若两个不等式是同解不
等式，这种变形称为不等式的同解变形;
(3)解不等式时应实行同解变形;
(4)解不等式的结果，原则上要用集合表示。
二.一元二次不等式的解集
三.解一元二次不等式的基本步骤：
(1)整理系数，使次项的系数为正数;
(2)尝试用十字相乘法分解因式;
(3)计算
(4)结合二次函数的图象特征写出解集。
四.高次不等式解法：
尽可能实行因式分解，分解成一次因式后，再利用数轴标根法求
解
(注意每个因式的次项的系数要求为正数)
五.分式不等式的解法：
分子分母因式分解，转化为相异一次因式的积和商的形式，再利用数轴标根法求解;
★重难点突破★
1.重点：从实际情境中抽象出一元二次不等式模型;熟练掌握一元二次不等式的解法。
2.难点：理解二次函数、一元二次方程与一元二次不等式解集的关系。
求解简单的分式不等式和高次不等式以及简单的含参数的不等式
3.重难点：掌握一元二次不等式的解法,利用不等式的性质解简单的简单的分式不等式和高次不等式以及简单的含参数的不等式,会解简单的指数不等式和对数不等式.。