高考数学《不等式选讲》专项复习
高考数学压轴专题最新备战高考《不等式选讲》全集汇编含解析
数学《不等式选讲》期末复习知识要点一、141.设0x 为函数()sin f x x π=的零点,且满足001()112x f x ++<,则这样的零点有( ) A .18个 B .19个C .20个D .21个【答案】D 【解析】从题设可得00()x k x k k Z ππ=⇒=∈,又001()sin()sin()(1)222k f x x k ππππ+=+=+=-,故(1)11k k +-<,当k 取奇数时,12k <,则1,3,5,7,9,11k =±±±±±±,共12个数;当k 取偶数时,10k <,则0,2,4,6,8k =±±±±,共9个数,所以这样的零点的个数共有21个,应选答案D 。
点睛:解答本题的关键是如何理解“设0x 为函数()sin f x x π=的零点”这一题设信息,通过函数零点的概念建立三角方程,进而得到00()x k x k k Z ππ=⇒=∈,为求解下面的不等式001112x f x ⎛⎫++< ⎪⎝⎭提供了附加条件,最后运用分类整合的思想使得问题获解。
2.若关于x 的不等式23ax -<的解集为5133x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则a =( )A .2-B .2C .3D .3-【答案】D 【解析】 【分析】由绝对值不等式的性质可知,()22329ax ax -⇔-<<,从而可得到()229ax -=的两个解为2151,33x x -==,即可求出a 的值. 【详解】由题意可知0a ≠,()22329ax ax -⇔-<<,即22450a x ax --<, 故一元二次方程22450a x ax --=的解为2151,33x x -==, 则1212224455,39a x x x x a a +==-=-=-,解得3a =-. 故答案为D. 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法,考查了学生的计算能力,属于基础题.3.已知函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,且当0x >时,()f x 单调递增,则关于x 的不等式(1)()f x f a ->的解集为 ( ) A .45[,)33B .2112(,][,)3333--⋃ C .12[,)33⋃45(,]33D .随a 的值而变化【答案】C 【解析】试题分析:∵函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,∴1-a=2a ,∴a=13,故函数()f x 的定义的定义域为22[,]33-,又当203x <≤时,()f x 单调递增,∴11113(1)()(1)(){23313x f x f f x f x ->->⇔->⇔-≤,解得1233x ≤<或4533x <≤,所以不等式(1)()f x f a ->的解集为12[,)33⋃45(,]33,故选C考点:本题考查了抽象函数的运用点评:此类问题往往利用偶函数的性质()()f x f x =避免了讨论,要注意灵活运用4.设集合{}1,R A x x a x =-<∈,{}15,R B x x x =<<∈.若A B =∅I ,则实数a 的取值范围是()A .{}06a a ≤≤B .{}64a a a ≤≥或C .{}06a a a ≤≥或D .{}24a a ≤≤【答案】C 【解析】 【分析】根据公式()0x a a a x a <>⇔-<<解出集合A ,再根据交集的运算即可列出关系式,求解即可。
高考数学压轴专题新备战高考《不等式选讲》知识点总复习附解析
高中数学《不等式选讲》期末考知识点一、141.已知不等式1x m -<成立的一个充分非必要条件是1132x ≤≤,则实数m 的取值范围是( ) A .14,23⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .14,23⎛⎫-⎪⎝⎭C .1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭D .4,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】B 【解析】 【分析】先求得不等式1x m -<解集,结合题意,列出不等式组113112m m ⎧-<⎪⎪⎨⎪+>⎪⎩,即可求解.【详解】由题意,不等式1x m -<,解得11m x m -<<+, 因为不等式1x m -<成立的一个充分非必要条件是1132x ≤≤, 则113112m m ⎧-<⎪⎪⎨⎪+>⎪⎩,解得1423m -<<,即实数m 的取值范围是14,23⎛⎫- ⎪⎝⎭.故选B . 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的求解,以及利用充分不必要条件求解参数问题,其中解答中正确求解不等式的解集,集合充分不必要条件,列出不等式组是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.2.函数y =|x -3|-|x +1|的( ) A .最小值是0,最大值是4 B .最小值是-4,最大值是0 C .最小值是-4,最大值是4 D .没有最大值也没有最小值【答案】C 【解析】因为y =|x -3|-|x +1|4,322,134,1x x x x -≥⎧⎪=--<<⎨⎪≤-⎩,所以最小值是-4,最大值是4,选C.点睛:分段函数的最值由于分段函数在定义域不同的子区间上对应不同的解析式,因而求其最值的常用方法是先求出分段函数在每一个子区间上的最值,然后取各区间上最大值中的最大者作为分段函数的最大值,各区间上最小值中的最小者作为分段函数的最小值.3.已知函数()1f x x x a =++-,若()2f x ≥恒成立,则a 的取值范围是( ) A .(][),22,-∞-+∞U B .(][),31,-∞-+∞U C .(][),13,-∞-+∞U D .(][),04,-∞+∞U【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式确定()f x 的最小值;把()2f x ≥恒成立的问题,转化为其等价条件去确定a 的范围。
高考数学压轴专题昆明备战高考《不等式选讲》知识点总复习附解析
数学《不等式选讲》高考复习知识点一、141.已知集合||1|2,}M x x x R =〈-∈„,集合5|1,1P x x R x ⎧⎫=≥∈⎨⎬+⎩⎭,则M P ⋃等于( )。
A .{|13}x x -<≤B .{|14}x x -<≤C .{}|4x x ≤D .{|14}x x -≤≤( ) 【答案】D 【解析】 【分析】根据绝对值不等式及分式不等式,化简集合M,P ,根据并集运算求解即可. 【详解】Q |1|2x -„,∴ 13x -≤≤,即[1,3]M =-,511x ≥+Q, 14x ∴-<≤,即(1,4]P =-,[1,4]M P ∴=-U ,故选:D 【点睛】本题主要考查了集合的并集运算,分式不等式,绝对值不等式,属于中档题.2.关于x 不等式2x x a a -+-≥在R 上恒成立,则实数a 的最大值是 A .0 B .1C .-1D .2【答案】B 【解析】由于|x -2|+|x -a |≥|a -2|,∴等价于|a -2|≥a ,即a ≤1.故实数a 的最大值为1.3.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( ) A .|a+b|+|a-b|>2 B .|a+b|+|a-b|<2 C .|a+b|+|a-b|=2D .不能比较大小【答案】B 【解析】选B.当(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2, 当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.4.设a >0,b >0,且ab -(a +b)≥1,则( ) A .a ++1) B .a ++1 C .a -1)2 D .a +b >+1)【答案】A 【解析】 【分析】2a b +.所以ab≤14 (a +b)2,所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1,再解不等式 (a +b) 2-4(a +b)-4≥0得解. 【详解】2a b +.所以ab≤14(a +b)2. 所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1. 所以(a +b) 2-4(a +b)-4≥0.因为a >0,b >0,所以a +b≥2+故答案为:A 【点睛】本题主要考查基本不等式和不等式的解法,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.5.设n *∈N) A>BC=D .不能确定【答案】B 【解析】 【分析】把两个代数式进行分子有理化,比较分母的大小可以比较出大小关系. 【详解】22-===.22-===.*n N∈42,31n n n n+>++>+>>><<成立,因此本题选B.【点睛】对于二次根式的加減运算,分母有理化是常见的运算要求,但是有时分子有理化会起到意想不到的作用,尤其是在比较二个二次根式减法算式之间的大小关系时,经常会用到分子有理化这个方法.当然不等式的性质也是很重要的.6.若关于x的不等式43x x a-++<有实数解,则实数a的取值范围是( ) A.(7,)+∞B.[)7,+∞C.(1,)+∞D.(1,7)【答案】A【解析】【分析】利用绝对值的意义可求得43x x-++的最小值为7,由此可得实数a的取值范围,得到答案.【详解】由题意43x x-++表示数轴上的x对应点到4和3-对应点的距离之和,其最小值为7,再由关于x的不等式43x x a-++<有实数解,可得7a>,即实数x的取值范围是(7,)+∞,故选A.【点睛】本题主要考查了绝对值的意义,以及函数绝对值不等式的有解问题,其中根据绝对值的意义,求得43x x-++的最小值为7是解得关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.7.已知命题P:2log(1)1x-<;命题q:21x-<,则p是q的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C【解析】 【分析】先化简命题p 和q,再利用充要条件的定义判断得解. 【详解】由题得命题p:1<x <3,命题q:1<x <3. 所以命题p 是命题q 的充要条件. 故选C 【点睛】本题主要考查对数不等式和绝对值不等式的解法,考查充要条件的判断,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8.空间中两条不相交的直线与另外两条异面直线都相交,则这两条直线的位置关系是( ) A .平行或垂直 B .平行C .异面D .垂直【答案】C 【解析】 【分析】利用反证法证明得解. 【详解】不妨设空间中不相交的两条直线为a b ,,另外两条异面直线为c d ,, 由于a b ,不相交,故a b ,平行或异面, 设a c ,确定的平面为α.不妨设a b ∥,①当b α⊂时,则a b ,与直线d 的交点都在α内,故d α⊂,而这与c d ,为异面直线矛盾;②当b α⊄时,由a b ∥可知b P α,又c α⊂,故b c ,没有公共点,与b c ,相交矛盾. 由①②知假设a b ∥错误,故a b ,为异面直线. 故选C. 【点睛】本题主要考查异面直线的判定和反证法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.9.若关于x 的不等式23ax -<的解集为5133x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则a =( )A .2-B .2C .3D .3-【答案】D 【解析】 【分析】由绝对值不等式的性质可知,()22329ax ax -⇔-<<,从而可得到()229ax -=的两个解为2151,33x x -==,即可求出a 的值. 【详解】由题意可知0a ≠,()22329ax ax -⇔-<<,即22450a x ax --<, 故一元二次方程22450a x ax --=的解为2151,33x x -==, 则1212224455,39a x x x x a a +==-=-=-,解得3a =-. 故答案为D. 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法,考查了学生的计算能力,属于基础题.10.已知集合{|||2}A x x =≥,2{|30}B x x x =->,则A B =I ( ) A .∅B .{|3x x >或2}x ?C .{|3x x >或0}x <D .{|3x x >或0}x <【答案】B 【解析】 【分析】可以求出集合A ,B ,然后进行交集的运算即可. 【详解】∵A ={x |x ≤﹣2,或x ≥2},B ={x |x <0,或x >3}, ∴A ∩B ={x |x ≤﹣2,或x >3}. 故选:B . 【点睛】考查描述法的定义,绝对值不等式和一元二次不等式的解法,以及交集的运算.11.若函数()12f x x x a =+++的最小值3,则实数a 的值为( ) A .5或8 B .1-或5C .1-或4-D .4-或8【答案】D 【解析】试题分析:由题意,①当12a->-时,即2a >,3(1),2(){1,123(1),1a x a x a f x x a x x a x --+≤-=+--<≤-++>-,则当2ax =-时,min ()()1322a a f x f a a =-=-++-+=,解得8a =或4a =-(舍);②当12a -<-时,即2a <,3(1),1(){1,123(1),2x a x af x x a x ax a x --+≤-=-+--<≤-++>-,则当2a x =-时,min ()()1322a a f x f a a =-=-++-+=,解得8a =(舍)或4a =-;③当12a-=-时,即2a =,()31f x x =+,此时min ()0f x =,不满足题意,所以8a =或4a =-,故选D.12.设全集U =R ,已知23{|0}2x A x x +=>-,{||1|2}B x x =-<,则()U A B =I ð( ) A .3(,1)2-- B .(12]-, C .(23], D .[2)3,【答案】B 【解析】 【分析】解分式不等式求得集合A ,由此求得U A ð,解绝对值不等式求得集合B ,由此求得()U A B I ð.【详解】由A 中不等式变形得:()()2320x x +->, 解得:32x <-或2x >,即3,(2,)2A ⎛⎫=-∞-+∞ ⎪⎝⎭U ,∴U 3A ,22⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ð,由B 中不等式变形得:212x -<-<,解得:13x -<<,即1()3B =-,, ∴()(]12U A B =-I ,ð, 故选:B . 【点睛】本小题主要考查集合交集交集、补集的概念和运算,考查分式不等式、绝对值不等式的解法,属于基础题.13.已知条件:12p x +>,条件2:56q x x ->,则p ⌝是q ⌝的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】因为:1213p x x x +>⇔><-或,p ⌝:31x -≤≤;22:5656023q x x x x x ->⇔-+<⇔<<,q ⌝:23x x ≤≥或, 因此从集合角度分析可知p ⌝是q ⌝的充分不必要条件,选A.14.已知全集U =R ,{|13}P x x x =+-<,{|213}Q x x =-<,则集合P ,Q 之间的关系为( )A .集合P 是集合Q 的真子集B .集合Q 是集合P 的真子集C .P Q =D .集合P 是集合Q 的补集的真子集【答案】C 【解析】 【分析】先化简得{|12}P x x =-<<.求出{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<,由此得到P Q =. 【详解】 |||1|3x x +-<Q ,∴当0x „时,|||1|1213x x x x x +-=-+-=-+<,解得1x >-.10x ∴-<„;当01x <„时,|||1|113x x x x +-=+-=<,成立;当1x >时,|||1|1213x x x x x +-=+-=-<,解得2x <.12x ∴<<. {|12}P x x ∴=-<<.{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<, P Q ∴=.故选:C . 【点睛】本题考查两个集合的关系的判断,考查集合与集合的包含关系等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.15.不等式230x x -<的解集为( )A .{}03x x << B .{}3003x x x -<<<<或C .{}30x x -<<D .{}33x x -<<【答案】B【解析】 【分析】将不等式表示为230x x -<,得出03x <<,再解该不等式可得出解集. 【详解】将原不等式表示为230x x -<,解得03x <<,解该不等式可得30x -<<或03x <<.因此,不等式230x x -<的解集为{}3003x x x -<<<<或,故选:B.【点睛】本题考查二次不等式的解法与绝对值不等式的解法,考查运算求解能力,属于中等题.16.设a 、b 、c 是互不相等的正数,则下列等式中不恒成立....的是( ) A .a b a c b c -≤-+- B .2212a a+≥C .12a b a b-+≥- D 【答案】C 【解析】 【分析】A.用a b a b a b -≤±≤+来判断.B.用基本不等式来判断.C.用特殊值当1,2a b ==时来判断.D.==,再比较. 【详解】A. 因为-=-+-≤-+-a b a c c b a c b c 恒成立,故正确.B.因为 2212+≥=a a ,当且仅当221a a =即1a =±时取等号,故正确. C.当1,2a b ==时,1110-+=-=-a b a b,原不等式不成立,故错误.D.==>≤确. 故选:C 【点睛】本题主要考查了不等式的比较及其应用,还考查了转化化归的思想,属于中档题.17.函数()f x cosx = ,则()f x 的最大值是( )A BC .1D .2【答案】A 【解析】 【分析】将()f x 化为()f x cosx =,利用柯西不等式即可得出答案.【详解】因为()f x cosx =所以()f x cosx =…=当且仅当cosx =. 故选:A 【点睛】本题主要考查了求函数的最值,涉及了柯西不等式的应用,属于中档题.18.已知()12?f x x x =-++,若关于x 的不等式()22f x a a >-对于任意的x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(-1,3) B .(1,1) C .(1,3) D .(-3,1)【答案】A 【解析】 【分析】首先求得()f x 的最小值,然后将原问题转化为求解二次不等式的问题即可. 【详解】因为()()12123x x x x -++≥--+=,所以函数()f x 的最小值为3. 要使不等式()22f x a a >-对于任意的x ∈R 恒成立,只需223a a -<,即()()130a a +-<,解得13a -<<. 故a 的取值范围为(1,3)-. 本题选择A 选项. 【点睛】对于恒成立问题,常用到以下两个结论: (1)a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ; (2)a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .19.若关于x 的不等式x 2x 1a +-->的解集不是空集,则实数a 的取值范围是( ) A .()3,∞ B .()3,∞-C .(),3∞-D .(),3∞--【答案】C 【解析】x 2x 1+--表示数轴上的x 对应点到2-和1对应点的距离之差,其最大值为3,故当3a >时,关于x 的不等式x 2x 1a +-->的解集不是空集,故实数a 的取值范围为(),3∞-,故选C.点睛:本题主要考查了绝对值不等式的解法,以及转化与化归思想,难度一般;常见的绝对值不等式的解法,法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.20.不等式的解集是 ( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式,得到,恒成立.【详解】恒成立.故答案选B 【点睛】本题考查了解绝对值不等式,利用绝对值三角不等式简化了运算.。
高考数学压轴专题最新备战高考《不等式选讲》知识点总复习附答案
数学《不等式选讲》复习知识点一、141.已知全集U =R ,{|13}P x x x =+-<,{|213}Q x x =-<,则集合P ,Q 之间的关系为( )A .集合P 是集合Q 的真子集B .集合Q 是集合P 的真子集C .P Q =D .集合P 是集合Q 的补集的真子集【答案】C 【解析】 【分析】先化简得{|12}P x x =-<<.求出{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<,由此得到P Q =. 【详解】 |||1|3x x +-<Q ,∴当0x „时,|||1|1213x x x x x +-=-+-=-+<,解得1x >-.10x ∴-<„;当01x <„时,|||1|113x x x x +-=+-=<,成立;当1x >时,|||1|1213x x x x x +-=+-=-<,解得2x <.12x ∴<<. {|12}P x x ∴=-<<.{||21|3}{|12}Q x x x x =-<=-<<, P Q ∴=.故选:C . 【点睛】本题考查两个集合的关系的判断,考查集合与集合的包含关系等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.2.2018年9月24日, 英国数学家M.F 阿蒂亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动. 黎曼猜想来源于一些特殊数列求和, 记2221111.........,23S n 则()=+++++A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S > 【答案】C 【解析】 【分析】由题意利用不等式放缩后裂项确定S 的范围即可. 【详解】由题意可知:222111123S n =+++++L L()111123341n n >+++++⨯⨯+L L 111111123341n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭L L 13122>+=, 且222111123S n =+++++L L()111112231n n <+++++⨯⨯-⨯L L 11111112231n n L L ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭122n L =-+<,综上可得:322S <<. 本题选择C 选项. 【点睛】本题的核心是考查裂项求和的方法,使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.3.已知集合{}|11A x x =-<,1|10B x x ⎧⎫=-≥⎨⎬⎩⎭,则A B =∩( ) A .{}|12x x ≤< B .{}|02x x << C .{}|01x x <≤ D .{}|01x x <<【答案】A 【解析】1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,()1011100{0x x x x x x -≥--≥⇒≥⇒≠,解得0,1x x <≥,故[)1,2A B ⋂=.点睛:本题主要考查绝对值不等式的解法,考查分式不等式的解法,考查集合交集等知识.解含有一个绝对值不等式,只需要按照口诀“大于在两边,小于在中间”来解即可.解分式不等式主要方法就是通过通分后,转化为整式不等式来求解,在转化的过程中要注意分母不为零这个特殊情况.4.在平面内,已知向量(1,0)a =v ,(0,1)b =v ,(1,1)c =v,若非负实数,,x y z 满足1x y z ++=,且23p xa yb zc =++v v v v,则( )A .p vB .p v的最大值为C .p vD .p v的最大值为【答案】A 【解析】 【分析】求出p v 的坐标,表示p v ,即:p v柯西不等式即可求得其最小值,问题得解. 【详解】因为()1,0a =v ,()0,1b =v ,()1,1c =v,所以23p xa yb zc =++v v v v=()3,23x z y z ++,又非负实数,,x y z 满足1x y z ++=,所以01z ≤≤,所以p v==5≥==≥=, 当且仅当()()31232,0x z y z z +⨯=+⨯=时,等号成立. 即:当且仅当41,,055x y z ===时,等号成立.所以p v, 故选A. 【点睛】本题主要考查了柯西不等式的应用,还考查了向量的模及坐标运算,考查构造能力,属于中档题.5.已知,,x y z ∈R ,若234x y z -+=,则222(5)(1)(3)x y z ++-++的最小值为( ) A .37200B .2007C .36D .40【答案】B 【解析】 【分析】根据柯西不等式得到不等式关系,进而求解. 【详解】根据柯西不等式得到()()()()()()2222221(2)352135313x y z x y z ⎡⎤+-+≥++-+++--++⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()()2222511423164030x y z x y z ⎡⎤++-++≥-++=⎣⎦进而得到最小值是:2007故答案为B. 【点睛】这个题目考查了柯西不等式的应用,比较基础.6.已知命题P:2log (1)1x -<;命题q:21x -<,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】 【分析】先化简命题p 和q,再利用充要条件的定义判断得解. 【详解】由题得命题p:1<x <3,命题q:1<x <3. 所以命题p 是命题q 的充要条件. 故选C 【点睛】本题主要考查对数不等式和绝对值不等式的解法,考查充要条件的判断,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.7.设集合{}|22,A x x x R =-≤∈,{}2|,12B y y x x ==--≤≤,则()R C A B I 等于 A .R B .{}|,0x x R x ∈≠ C .{}0D .∅【答案】B 【解析】解:[0,2]A =,[4,0]B =-,所以(){}0R R C A B C ⋂=,故选B 。
高考数学压轴专题最新备战高考《不等式选讲》知识点复习
高中数学《不等式选讲》知识点概括一、 141.不等式 x 8 x 4 2 的解集为 ()A . { x | x 4}B . { x | x 5}C . { x | 4 x 8}D . { x | 4 x 5}【答案】 B 【分析】 【剖析】分三种状况议论: x 4 , 4 < x < 8 以及 x8 ,去绝对值,解出各段不等式,即可得出所求不等式的解集 . 【详解】当 x4 时, x8 x 48 x x 44 2 建立,此时 x 4 ;当 4 < x < 8 时, x8x 48 xx 412 2x 2 ,解得 x 5 ,此时4x 5;当 x8 时, x8 x 4 x 8 x 4 4 2,原不等式不建立 .综上所述,不等式x 8 x 4 2 的解集为 x x 5 ,应选 B.【点睛】此题考察绝对值不等式的解法,常用零点分段法,利用取绝对值进行分段议论,从而求解不等式,也能够采纳绝对值的几何意义来进行求解,考察分类议论数学思想,属于中等题.2.已知函数 f ( x) 是定义在 [ a1,2a] 上的偶函数 ,且当 x0 时 , f ( x) 单一递加,则对于 x的不等式 f ( x 1) f (a) 的解集为 ( )A .[ 4,5)B .( 2, 1][1,2) 33333 3C .[1,2)(4,5] D .随 a 的值而变化333 3【答案】 C【分析】试题剖析:∵函数f (x) 是定义在 [a 1,2 a] 上的偶函数,∴ 1-a=2a ,∴ a= 1,故函数 f ( x)3的定义的定义域为[ 2,2],又当 0 x 2 时 , f ( x) 单一递加,∴3 3 3x 1f (1)f ( 1) 1f ( x1)f ( x 1){ 3,解得1 x2 或 4 x5 ,所以33x2333313不等式 f ( x 1)f ( a) 的解集为 [ 1 , 2 )( 4 , 5 ],应选 C3 33 3考点:此题考察了抽象函数的运用评论:此类问题常常利用偶函数的性质f (x) f ( x ) 防止了议论,要注意灵巧运用3.设 a nsin1sin 2 sin n ,对随意正整数 m 、 n (m>n )都建立的是() .2222 nA . a n1B . a n a m1 C . a na m1 D . a na m1a m2m2n2n2m【答案】 C【分析】【剖析】先作差,再依据三角函数有界性放缩,从而依据等比数列乞降确立选项 .【详解】Q a nsin1sin 2sin na ma n sin( n 1) sin( n 2) sin m2 222n2n 12n 22m| a m a n | |sin( n 1)sin( n 2)sin m2 n 1n 22m |2sin( n 1) sin( n 2) sin m| |2 n 1 || 2 n 2 || 2 m112n 1 2n 2应选: C【点睛】111 2n 1(1 2m n)1 112m11 2n2m 2n2此题考察三角函数有界性、等比数列乞降以及放缩法,考察综合剖析求解与论证能力,属中档题 .4. 不等式 32x 5的解集是 ()A . { x | x1} B . { x | 1 x 4} C . { x | x1或x 4} D . { x | x 4}【答案】 C【分析】【剖析】依据绝对值定义化简不等式,求得解集 .【详解】 因为 3 2x5 ,所以 3 2x 5或 3 2 x5,即或,选 C.x1 x 4【点睛】此题考察含绝对值不等式解法,考察基本求解能力.5.已知 a + b + c = 1,且 a , b , c > 0,则2 22 的最小值为 ( )b b ca caA .1B . 3C . 6D . 9【答案】 D【分析】2222 a+b+c 11 1Q a b c 1,a b b c c aa b b c c aa bb c c a11 1 1 1 12a b b cc 9 ,当且仅当aa bc1D.时等号建立,应选3【易错点晴】此题主要考察利用基本不等式求最值,属于难题 .利用基本不等式求最值时,必定要正确理解和掌握 “一正,二定,三相等 ”的内涵:一正是,第一要判断参数能否为正;二定是,其次要看和或积能否为定值(和定积最大,积定和最小);三相等是,最后必定要考证等号可否建立(主要注意两点,一是相等时参数否在定义域内,二是多次用或 时等号可否同时建立).6.若对于 x 的不等式 ax 2 | x 1| 3a ≥ 0 的解集为 R ,则实数 a 的取值范围为A .[ 1,+ )B .[ 1,+ )63C .[ 1,+ )D .[1,+ )212【答案】 C【分析】【剖析】先将不等式 ax2x 1 3a 0 变形为 ax 1,由不等式 ax 2x 1 3a0 的解集x 23是,,可得 ax 1 恒建立,所以只要求出 x1的最大值即可 .x 23x 23【详解】解:不等式 ax 2 x 1 3a 0 的解集是,,即 x R , ax 2x 13a 0 恒建立,∴ ax 1 x 1 ,x 2 3x 2 3令g xx 1 ,x 23当 x1 时, g x 0 ;g xx 1 1当 x1 x 234时,,x 12x1若 x 10 ,则 x 14 2 2 x 1 ?42 2 ,x1x 1当且仅当4 ,即 x =1 “ ”x 1时上式 = 建立;x 1若 x 1<0 ,则 x 14 2 x 1422x 1 ?426 ,x 1x 1x1当且仅当x 14 ,即 x3 时上式 “= ”建立.x 1x 14 ,62,x 2.1gx 0,1.2a1 .2则实数 a 的取值范围是1 , .2应选 C .【点睛】此题主要考察不等式恒建立的问题,由不等式恒建立求参数的范围,往常用分别参数的方法,将不等式转变为参数与一个函数比较大小的形式,只要求出函数的最大值或最小值即可,属于常考题型 .7.若存在 x R , ,使 2x a 2 3 x 1 建立 ,则实数 a的取值范围是( )A .7,5B .C . 5,7D .【答案】 C【分析】【剖析】5,7,5 7,先利用绝对值三角不等式求2x a 2 3 x 的最小值,即得实数a 的取值范围 .【详解】由题得2x a 2 3x = 2x a 6 2x|6 a |,所以|6 a |1, 1 a 61,5a7 .应选C【点睛】此题主要考察绝对值三角不等式和绝对值不等式的能建立问题,意在考察学生对这些知识的理解掌握水平易剖析推理能力.8.已知命题 P: log2( x 1) 1;命题 q: x 2 1,则p是q的()A.充足不用要条件B.必需不充足条件C.充要条件D.既不充足也不用要条件【答案】 C【分析】【剖析】先化简命题p 和 q,再利用充要条件的定义判断得解.【详解】由题得命题p:1 < x< 3,命题 q:1< x< 3.所以命题p 是命题 q 的充要条件 .应选 C【点睛】此题主要考察对数不等式和绝对值不等式的解法,考察充要条件的判断,意在考察学生对这些知识的理解掌握水平易剖析推理能力.9.不等式| x 1|| 2 x | a 无实数解,则a的取值范围是( )A. (,3)B.( 3,)C.(, 3]D.(, 3)【答案】 C【分析】【剖析】利用绝对值不等式的性质||a | | b || a b ,所以得出| a || b | 的范围,再依据无实数解得出 a 的范围。
高中数学总复习专题76 不等式选讲(解析版)
2020年领军高考数学一轮复习(文理通用)专题76不等式选讲最新考纲1.理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,b∈R).2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c.3.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.基础知识融会贯通1.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解集(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.2.含有绝对值的不等式的性质(1)如果a,b是实数,则|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.(2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.3.不等式证明的方法(1)比较法①作差比较法知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明a-b>0即可,这种方法称为作差比较法.②作商比较法由a >b >0⇔a b >1且a >0,b >0,因此当a >0,b >0时,要证明a >b ,只要证明ab >1即可,这种方法称为作商比较法. (2)综合法从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即“由因导果”的方法. (3)分析法从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法.重点难点突破【题型一】绝对值不等式的解法【典型例题】已知函数f (x )=|2x ﹣1|+|x +a |,g (x )=x +2.(1)当a =﹣1时,求不等式f (x )<g (x )的解集; (2)设,且当,求a 的取值范围.【解答】解:(1)当a =﹣1时,不等式f (x )<g (x )化为|2x ﹣1|+|x ﹣1|﹣x ﹣2<0, (i )当x 时,不等式化为﹣(2x ﹣1)﹣(x ﹣1)﹣x ﹣2<0,解得0<x .(ii )当x ≤1时,不等式化为2x ﹣1﹣(x ﹣1)﹣x ﹣2<0,解得x ≤1,(iii )当x >1时,不等式化为2x ﹣1+x ﹣1﹣x ﹣2<0,解得1<x <2 综上,原不等式的解集为(0,2). (2)由﹣a ≤x ,得﹣2a ≤2x <1,﹣2a ﹣1≤2x ﹣1<0, 又0≤x +aa ,则f (x )=﹣(2x ﹣1)+x +a =﹣x +a +1, ∴不等式f (x )≤g (x )化为﹣x +a +1≤x +2, 得a ≤2x +1对x ∈[﹣a ,)都成立,故a≤﹣2a+1,即a,又a,故a的取值范围是(,].【再练一题】求不等式4﹣2|x+2|≤|x﹣1|的解集.【解答】解:①当x≤﹣2时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x,此时x;②当﹣2<x<1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x≥﹣1,此时﹣1≤x<1;③当x≥1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤x﹣1,解得x,此时x≥1.综上,原不等式的解集为(﹣∞,]∪[﹣1,+∞).思维升华解绝对值不等式的基本方法(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式.(2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式.(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.【题型二】利用绝对值不等式求最值【典型例题】已知函数f(x)=|x+1|,g(x)=2|x|+a.(1)当a=﹣1时,解不等式f(x)≤g(x);(2)若存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),求实数a的取值范围.【解答】解:(1)a=﹣1时,由f(x)≤g(x)得,|x+1|≤2|x|﹣1;x≤﹣1时,﹣x﹣1≤﹣2x﹣1,解得:x≤﹣1;﹣1<x≤0时,x+1≤﹣2x﹣1,解得:﹣1<x;x>0时,x+1≤2x﹣1,解得:x≥2;∴不等式f(x)≤g(x)的解集为{x|x,或x≥2};(2)存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),即存在x0∈R,使得|x0+1|≤|x0|;即存在x0∈R,使得|x0+1|﹣|x0|;设h(x)=|x+1|﹣|x|,则h(x)的最小值为﹣1;∴1;即a≥﹣2;∴实数a的取值范围为:[﹣2,﹣∞).【再练一题】已知函数f(x)=|2x﹣4|+|x+1|,(Ⅰ)解不等式f(x)≤9;(Ⅱ)若不等式f(x)<2x+a的解集为A,B={x|x2﹣3x<0},且满足B⊆A,求实数a的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)f(x)≤9可化为|2x﹣4|+|x+1|≤9,故,或,或;…解得:2<x≤4,或﹣1≤x≤2,或﹣2≤x<﹣1;…不等式的解集为[﹣2,4];…(Ⅱ)易知B=(0,3);…所以B⊆A,又|2x﹣4|+|x+1|<2x+a在x∈(0,3)恒成立;…⇒|2x﹣4|<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;…⇒﹣x﹣a+1<2x﹣4<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;…故思维升华求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种(1)利用绝对值的几何意义.(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|.(3)利用零点分区间法.【题型三】绝对值不等式的综合应用【典型例题】已知不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R.(1)求a的取值范围;(2)当a取得最小值时,请画出f(x)=x+|x﹣a|的图象.【解答】解:(1)∵x+|x﹣a|≥x﹣x+a=a,∴不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R等价于a≥1,a的取值范围是[1,+∞)(2)由(1)知a=1,f(x)=x+|x﹣1|,图象如下:【再练一题】设函数f(x)=|2x﹣4|+1.(Ⅰ)求不等式f(x)≥x+3的解集;(Ⅱ)关于x的不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解,求实数a的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)f(x)≥x+3,即|2x﹣4|+1≥x+3,则2|x﹣2|≥x+2,当x≥2时,解得x≥6,当x<2,解得x,所以原不等式的解集为(﹣∞,)∪(6,+∞)(Ⅱ)由不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解可得:a≤2|x﹣2|﹣2|x+2|+1在实数范围内有解,令g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1,则a≤g(x)nax,因为g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1≤2|(x﹣2)﹣(x+2)|+1=9,所以a≤g(x)max=9,即a∈(﹣∞,9].思维升华(1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决.(2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法.【题型四】用综合法与分析法证明不等式【典型例题】用综合法或分析法证明:(1)求证2.(2)已知a+b+c=1,a,b,c为正实数,证明8.【解答】证明(1)要证2,只需证明()2>()2,即证明22,也就是证明42>40,上式显然成立,故原结论成立.(2)(分析法)要证明8,∵a+b+c=1,只要证明••8,∵,,,∴相乘可得;(综合法)∵a,b,c为正实数,∴,,,∴••8,∵a+b+c=1,∴8.【再练一题】已知函数f(x)=x3,x∈[0,1].(1)用分析法证明:f(x)≥1﹣x+x2;(2)证明:.【解答】证明:(1)∵x ∈[0,1],∴x +1∈[1,2]. 要证明:f (x )≥1﹣x +x 2,只要证明:x 3(x +1)+1≥(x +1)(1﹣x +x 2), 只要证明:x 4≥0, 显然成立,∴f (x )≥1﹣x +x 2; (2)∵1﹣x +x 2=(x )2,当且仅当x时取等号,∵f (),f (x )≥1﹣x +x 2,∴f (x ),(2)∵0≤x ≤1,∴x 3≤x , ∴f (x )≤x ,设g (x )=x ,x ∈[0,1],∴g ′(x )=10,∴g (x )在[0,1]上单调递增, ∴f (x )≤g (1), 综上所述明. 思维升华 用综合法证明不等式是“由因导果”,用分析法证明不等式是“执果索因”,它们是两种思路截然相反的证明方法.综合法往往是分析法的逆过程,表述简单、条理清楚,所以在实际应用时,往往用分析法找思路,用综合法写步骤,由此可见,分析法与综合法相互转化,互相渗透,互为前提,充分利用这一辩证关系,可以增加解题思路,开阔视野. 所以(a +b )3≤8,因此a +b ≤2.基础知识训练1.已知()()0f x x a a =−>.(1)若函数()()()2F x f x f x =+的最小值为3,求实数a 的值;(2)若2a =时,函数()()()g x f x f x =−−的最大值为k ,且()230,0m n k m n +=>>.求123m n+的最小值.【答案】(1)6(2)2 【解析】解:(1)0a >,2aa ∴<,∴函数()()3222232x a x aa F x x a x a x x a a a x x ⎧⎪−>⎪⎪⎛⎫=−+−=≤≤⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫−<⎪ ⎪⎝⎭⎩∴当2a x =时,函数()F x 的最小值为322a aF ⎛⎫== ⎪⎝⎭,6a ∴=.(2)当2a =时,()22g x x x =−−+,()()22224x x x x −−+≤−−+=,4k ∴=,所以234m n +=因为()12112134123442343434n m m n m n m n m n ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝,所以当343n m m n =,即2n =,1m =时,123m n +最小值为2 2.选修4-5:不等式选讲 已知正实数,ab 满足2a b+=. ≤(Ⅱ) 若对任意正实数,a b ,不等式|1||3|x x ab +−−≥恒成立,求实数x 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)见解析.(Ⅱ)3[,)2+∞. 【解析】(Ⅰ)22()262()212a b a b=+++≤+++=≤(Ⅱ)对正实数,a b 有a b +…所以2≤,解得1ab ≤,当且仅当a b =时等号成立. 因为对任意正实数,a b ,|1||3|x x ab +−−≥恒成立, 所以|1||3|1x x +−−≥恒成立.当1x ≤−时,不等式化为1(3)1x x −−−−≥,整理得41−≥,所以不等式无解; 当13x −<<时,不等式化为1(3)1x x +−−≥,解得332x ≤≤; 当3x ≥时,不等式化为1(3)1x x +−−≥,整理得41≥,不等式恒成立. 综上可得x 的取值范围是3[,)2+∞. 3.已知函数()||,f x x x a a R =+∈. (1)若()()111f f +−>,求a 的取值范围; (2)若0a <,对,(,]x y a ∀∈−∞−,不等式3(2)4f x y y a≤+++恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)30.1/mol L NaHCO ;(2)[)3,0−. 【解析】(1)由()()111f f +−>得111a a +−−>, 若1a ≤−,则111a a −−+−>,显然不成立; 若11a −<<,则111a a ++−>,12a >,即112a <<; 若1a ≥,则111a a +−+>,即21>,显然成立, 综上所述,a 的取值范围是30.1/mol L NaHCO . (2)由题意知,要使得不等式恒成立,只需3))42((max min f x y ay ≤+++, 当(,]x a ∈−∞−时,()()f x x x a =−+,所以2()24maxa a f x f ⎛⎫=−= ⎪⎝⎭;因为223344a y y a +++≥−,所以23442a a ≤−,解得31a −≤≤,结合0a <,所以a 的取值范围是[)3,0−. 4.已知函数()3f x x =−. (1)解不等式()241f x x −+≤;(2)当()1f m ≤,()22f n ≤时,存在,m n R ∈,使得42131m n a −−>−,求实数a 的取值范围。
高考数学压轴专题新备战高考《不等式选讲》知识点总复习有答案解析
【高中数学】数学《不等式选讲》复习知识要点一、141.已知2(3)f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( ) A .33()()f x f a a -≤+ B .24()()f x f a a -≤+ C .()()5f x f a a -≤+ D .2|()()2|(1)f x f a a -≤+【答案】B 【解析】 【分析】先令a=0,排除A ,C,D,再利用绝对值三角不等式证明选项B 成立 【详解】令a=0,则1x ≤,即-1≤x≤1,()()()()()0?f x f a f x f f x -=-=≤4,此时A,C,D 不成立,下面证明选项B 成立()()22 33f x f a x x a a -=+--=()() 3x a x a -++≤()()3x a x a -++≤()3x a ++=23x a a -++≤23x a a -++≤24a +故选:B . 【点睛】本题考查了绝对值三角不等式的应用,特值法,结合二次函数最值分析问题,准确推理计算是关键,是基础题.2.若不等式23x a x -≤+对任意[]0,2x ∈恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .()1,3- B .[]1,3-C .()1,3D .[]1,3【答案】B 【解析】 【分析】将不等式去掉绝对值符号,然后变量分离转为求函数的最值问题. 【详解】不等式23x a x -≤+去掉绝对值符号得323x x a x --≤-≤+, 即3223x x ax a x --≤-⎧⎨-≤+⎩对任意[]0,2x ∈恒成立,变量分离得333a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,只需min max (33)(3)a x a x ≤+⎧⎨≥-⎩,即31a a ≤⎧⎨≥-⎩所以a 的取值范围是[]1,3- 故选:B 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法和恒成立问题的处理方法,属于基础题.3.关于x 不等式2x x a a -+-≥在R 上恒成立,则实数a 的最大值是 A .0 B .1C .-1D .2【答案】B 【解析】由于|x -2|+|x -a |≥|a -2|,∴等价于|a -2|≥a ,即a ≤1.故实数a 的最大值为1.4.已知,,则使不等式一定成立的条件是A .B .C .D .【答案】D 【解析】因为若,则,已知不等式不成立,所以,应选答案D 。
高考数学压轴专题最新备战高考《不等式选讲》知识点总复习含解析
【高中数学】数学高考《不等式选讲》复习资料一、141.若存在x ,∈R ,使2x a 23x 1-+-≤成立,则实数a 的取值范围是( )A .[]75--,B .()57,C .[]57,D .][()57∞∞-⋃+,, 【答案】C 【解析】 【分析】先利用绝对值三角不等式求223x a x -+-的最小值,即得实数a 的取值范围. 【详解】由题得223=262|6|x a x x a x a -+--+-≥-, 所以|6|1,161,57a a a -≤∴-≤-≤∴≤≤. 故选C 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式和绝对值不等式的能成立问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.2.若关于x 的不等式23ax -<的解集为5133x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则a =( ) A .2- B .2 C .3D .3-【答案】D 【解析】 【分析】由绝对值不等式的性质可知,()22329ax ax -⇔-<<,从而可得到()229ax -=的两个解为2151,33x x -==,即可求出a 的值. 【详解】由题意可知0a ≠,()22329ax ax -⇔-<<,即22450a x ax --<, 故一元二次方程22450a x ax --=的解为2151,33x x -==, 则1212224455,39a x x x x a a +==-=-=-,解得3a =-. 故答案为D. 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法,考查了学生的计算能力,属于基础题.3.已知函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,且当0x >时,()f x 单调递增,则关于x 的不等式(1)()f x f a ->的解集为 ( ) A .45[,)33B .2112(,][,)3333--⋃ C .12[,)33⋃45(,]33D .随a 的值而变化【答案】C 【解析】试题分析:∵函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,∴1-a=2a ,∴a=13,故函数()f x 的定义的定义域为22[,]33-,又当203x <≤时,()f x 单调递增,∴11113(1)()(1)(){23313x f x f f x f x ->->⇔->⇔-≤,解得1233x ≤<或4533x <≤,所以不等式(1)()f x f a ->的解集为12[,)33⋃45(,]33,故选C考点:本题考查了抽象函数的运用点评:此类问题往往利用偶函数的性质()()f x f x =避免了讨论,要注意灵活运用4.已知()f x 是定义域为R 的偶函数,当0x …时,2()4f x x x =+,则(2)5f x +>的解集为( )A .(,5)(5,)-∞-+∞UB .(,5)(3,)-∞-+∞UC .(,7)(3,)-∞-+∞UD .(,7)(2,)-∞-+∞U【答案】C 【解析】 【分析】根据偶函数以及当0x …时,2()4f x x x =+,可得0x ≥时的表达式,由此求得(2)(|2|)f x f x +=+,再代入可解得.【详解】∵()f x 是定义域为R 的偶函数,∴当0x ≥时,0x -≤,所以22()()()4()4f x f x x x x x =-=-+-=-. 由()25f x +>以及()f x 为偶函数,得(|2|)5f x +>,∴2|2|4|2|5x x +-+>,所以(|2|5)(|2|1)0x x +-++>,因为|2|10x ++>, 所以|2|5x +>,所以25x +>或25x +<-, 解得7<-x 或 3.x > 故选C 【点睛】本题考查了利用函数的奇偶性求函数解析式,绝对值不等式的解法,属于中档题.5.若关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解,则实数t 的取值范围是( ) A .1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .(],0-∞C .(],1-∞D .(],5-∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先得到当0t ≤时,满足题意,再当0t >时,根据绝对值三角不等式,得到22221x t x t t +-+++-的最小值,要使不等式无解,则最小值需大于等于3t ,从而得到关于t 的不等式,解得t 的范围 【详解】关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解, 当0t ≤时,可得此时不等式无解, 当0t >时,()2222221221x t x t t x t x t t +-+++-+--++-≥21t =--,所以要使不等式无解,则213t t --≥, 平方整理后得20541t t ≤--, 解得115t ≤≤-, 所以01t <≤,综上可得t 的范围为(],1-∞, 故选:C. 【点睛】本题考查绝对值的三角不等式的应用,根据不等式的解集情况求参数的范围,属于中档题.6.关于x 不等式2x x a a -+-≥在R 上恒成立,则实数a 的最大值是 A .0 B .1C .-1D .2【答案】B由于|x -2|+|x -a |≥|a -2|,∴等价于|a -2|≥a ,即a ≤1.故实数a 的最大值为1.7.已知f (x )=|x +2|+|x -4|的最小值为n ,则二项式1nx x ⎛⎫- ⎪⎝⎭展开式中x 2项的系数为( ) A .11 B .20 C .15 D .16 【答案】C 【解析】 【分析】由题意利用绝对值三角不等式求得n=6,在二项展开式的通项公式中,令x 的幂指数等于0,求出r 的值,即可求得展开式中x 2项的系数. 【详解】∵f (x )=|x+2|+|x ﹣4|≥|(x+2)﹣(x ﹣4)|=6,故函数的最小值为6, 再根据函数的最小值为n ,∴n=6. 则二项式(x ﹣1x )n =(x ﹣1x)6 展开式中的通项公式为 T r+1=6rC •(﹣1)r •x 6﹣2r , 令6﹣2r=2,求得r=2,∴展开式中x 2项的系为26C =15, 故选:C . 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式的应用,二项展开式的通项公式,求展开式中某项的系数,二项式系数,属于中档题.8.325x -≥不等式的解集是( ) A .{|1}x x ≤- B .{|14}x x -≤≤C .{|14}x x x ≤-≥或D .{|4}x x ≥【答案】C 【解析】 【分析】根据绝对值定义化简不等式,求得解集. 【详解】因为325x -≥,所以325x -≥或325x -≤-,即14x x ≤-≥或,选C.本题考查含绝对值不等式解法,考查基本求解能力.9.已知1a >,且函数()2224f x x x a x x a =-++-+.若对任意的()1,x a ∈不等式()()1f x a x ≥-恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .[]4,25B .(]1,25C .(]1,16D .[]4,16【答案】C 【解析】 【分析】由题目得已知函数和要求解的不等式中都含有待求的参数,且已知函数中含有两个绝对值符号,直接求解难度很大,因此考虑用排除法,代值验证可得解. 【详解】当25a =时,()22252425f x x x x x =-++-+且22250,4250x x x x -+≥-+≥ 所以()23975f x x x =-+,此时()()1f x a x ≥-化为()24f x x ≥,即2397524x x x -+≥,所以212250x x -+≥在()1,25x ∈不是恒成立的.故A 、B 不对;当3a =时,()223243f x x x x x =-++-+,当()1,3x ∈时,2230,430x x x x -+>-+<,所以()()222324373f x x x x x x x =-+--+=-+-,此时()()1f x a x ≥-化成()27331x x x -+-≥-,即2530x x -+-≥满足()1,3x ∈恒成立,所以当3a =时成立, 故D 不对,C 正确; 故选C. 【点睛】本题考查了含绝对值不等式恒成立的问题,考查了小题小做的技巧方法,属于中档题.10.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( ) A .|a+b|+|a-b|>2 B .|a+b|+|a-b|<2 C .|a+b|+|a-b|=2 D .不能比较大小【答案】B 【解析】选B.当(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2,当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.11.已知数列{}n a ,{}n b 满足11132n n n a a b +=+,11132n n n b a b +=-.设数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,则存在正常数M ,对任意*n N ∈都有( ) A .n S M <且n T M > B .n S M <且n T M < C .n S M >且n T M < D .n S M >且n T M >【答案】B 【解析】 【分析】设{}max ,n n n c a b =,则0n c ≥,根据三角不等式结合已知可得115566n nn n a c b c ++≤≤,进而有156n n c c +≤,求出{}n c 的前n 项和的范围,即可求出结论.【详解】设{}max ,n n n c a b =,则0n c ≥,由三角不等式可知11111532326n n n n n n a a b a b c +=+≤+≤, 11111532326n n n n n n b a b a b c +=-≤+≤, 所以156n n c c +≤,设{}n c 的前n 项和为n H , 若0n c =时,则0n n n S T H ===, 存在0M >,使得n n S T M =<,若0n c ≠时,则156n n c c +≤,115[1()]66516nn c H c -≤<-, 取16M c =,,n n S M T M ∴<<. 故选:B. 【点睛】本题考查数列的前n 项和,构造数列转化为等比数列是解题的关键,作为选择题或直接取0,0n n a b ==即可得出答案,要注意特殊方法的选取,属于中档题.12.已知集合||1|2,}M x x x R =〈-∈…,集合5|1,1P x x R x ⎧⎫=≥∈⎨⎬+⎩⎭,则M P ⋃等于( )。
高考不等式选讲专题复习(经典)
不等式选讲高考导航考试要求重难点击命题展望1.理解绝对值的几何意义,并能用它证明绝对值三角不等式等较简单的不等式.①|a+b|≤|a|+|b|;②|a-b|≤|a-c|+|c-b|.2.能用绝对值的几何意义解几类简单的绝对值型不等式,如|ax+b|≤c或|ax+b|≥c,以及|x-a|+|x-b|≥c或|x-a|+|x-b|≤c类型.3.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法和放缩法.4.了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用它证明一些简单不等式及其他问题.5.了解柯西不等式的几种不同形式:二维形式(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2、向量形式|α|·|β|≥|α·β|、一般形式∑∑∑===•nininiiiiibaba112122)(≥,理解它们的几何意义.掌握柯西不等式在证明不等式和求某些特殊类型的函数极值中的应用.6.了解排序不等式的推导及意义并能简单应用.7.会用数学归纳法证明贝努利不等式:.)1,0,1>(>1)1(的正整数为大于nxxnxx n≠-++本章重点:不等式的基本性质;基本不等式及其应用、绝对值型不等式的解法及其应用;用比较法、分析法、综合法证明不等式;柯西不等式、排序不等式及其应用.本章难点:三个正数的算术——几何平均不等式及其应用;绝对值不等式的解法;用反证法、放缩法证明不等式;运用柯西不等式和排序不等式证明不等式.本专题在数学必修5“不等式”的基础上,进一步学习一些重要的不等式,如绝对值不等式、柯西不等式、排序不等式以及它们的证明,同时了解证明不等式的一些基本方法,如比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法、数学归纳法等,会用绝对值不等式、平均值不等式、柯西不等式、排序不等式等解决一些简单问题.高考中,只考查上述知识和方法,不对恒等变形的难度和一些技巧作过高的要求.知识网络§1 绝对值型不等式典例精析题型一解绝对值不等式【例1】设函数f(x)=|x-1|+|x-2|.(1)解不等式f(x)>3;(2)若f(x)>a对x∈R恒成立,求实数a的取值范围.【解析】(1)因为f (x )=|x -1|+|x -2|=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,11,<,23x x x x x所以当x <1时,3-2x >3,解得x <0; 当1≤x ≤2时,f (x )>3无解; 当x >2时,2x -3>3,解得x >3.所以不等式f (x )>3的解集为(-∞,0)∪(3,+∞).(2)因为f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧-.2>3,-22,≤≤1,1<1,,23x x x x x 所以f (x )min =1.因为f (x )>a 恒成立,所以a <1,即实数a 的取值范围是(-∞,1). 【变式训练1】设函数f (x )=|x +1|+|x -2|+a . (1)当a =-5时,求函数f (x )的定义域; (2)若函数f (x )的定义域为R ,试求a 的取值范围.【解析】(1)由题设知|x +1|+|x -2|-5≥0,如图,在同一坐标系中作出函数y =|x +1|+|x -2|和y =5的图象,知定义域为(-∞,-2]∪[3,+∞).(2)由题设知,当x ∈R 时,恒有|x +1|+|x -2|+a ≥0,即|x +1|+|x -2|≥-a ,又由(1)知|x +1|+|x -2|≥3, 所以-a ≤3,即a ≥-3. 题型二 解绝对值三角不等式【例2】已知函数f (x )=|x -1|+|x -2|,若不等式|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )对a ≠0,a 、b ∈R 恒成立,求实数x 的范围.【解析】由|a +b |+|a -b |≥|a |f (x )且a ≠0得|a +b |+|a -b ||a |≥f (x ).又因为|a +b |+|a -b ||a |≥|a +b +a -b ||a |=2,则有2≥f (x ).解不等式|x -1|+|x -2|≤2得12≤x ≤52.【变式训练2】(2010深圳)若不等式|x +1|+|x -3|≥a +4a对任意的实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是 .【解析】(-∞,0)∪{2}.题型三 利用绝对值不等式求参数范围 【例3】(2009辽宁)设函数f (x )=|x -1|+|x -a |. (1)若a =-1,解不等式f (x )≥3; (2)如果∀x ∈R ,f (x )≥2,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a =-1时,f (x )=|x -1|+|x +1|. 由f (x )≥3得|x -1|+|x +1|≥3,①当x ≤-1时,不等式化为1-x -1-x ≥3,即-2x ≥3,不等式组⎩⎨⎧-3≥)(1,≤x f x 的解集为(-∞,-32];②当-1<x ≤1时,不等式化为1-x +x +1≥3,不可能成立,不等式组⎩⎨⎧-3≥)(1,≤<1x f x 的解集为∅;③当x >1时,不等式化为x -1+x +1≥3,即2x ≥3,不等式组⎩⎨⎧3≥)(1,>x f x 的解集为[32,+∞).综上得f (x )≥3的解集为(-∞,-32]∪[32,+∞).(2)若a =1,f (x )=2|x -1|不满足题设条件.若a <1,f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧+-++-1,≥1),(-2<1,<,1,≤,12x a x x a a a x a xf (x )的最小值为1-a .由题意有1-a ≥2,即a ≤-1.若a >1,f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧+-++-,≥1),(-2,<<1,11,≤,12a x a x a x a x a xf (x )的最小值为a -1,由题意有a -1≥2,故a ≥3.综上可知a 的取值范围为(-∞,-1]∪[3,+∞).【变式训练3】关于实数x 的不等式|x -12(a +1)2|≤12(a -1)2与x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0 (a ∈R )的解集分别为A ,B .求使A ⊆B 的a 的取值范围.【解析】由不等式|x -12(a +1)2|≤12(a -1)2⇒-12(a -1)2≤x -12(a +1)2≤12(a -1)2,解得2a ≤x ≤a 2+1,于是A ={x |2a ≤x ≤a 2+1}.由不等式x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0⇒(x -2)[x -(3a +1)]≤0,①当3a +1≥2,即a ≥13时,B ={x |2≤x ≤3a +1},因为A ⊆B ,所以必有⎩⎨⎧++1,3≤1,2≤22a a a 解得1≤a ≤3;②当3a +1<2,即a <13时,B ={x |3a +1≤x ≤2},因为A ⊆B ,所以⎩⎨⎧++2,≤1,2≤132a a a 解得a =-1.综上使A ⊆B 的a 的取值范围是a =-1或1≤a ≤3.总结提高1.“绝对值三角不等式”的理解及记忆要结合三角形的形状,运用时注意等号成立的条件.2.绝对值不等式的解法中,||x <a 的解集是(-a ,a );||x >a 的解集是(-∞,-a )∪(a ,+∞),它可以推广到复合型绝对值不等式||ax +b ≤c ,||ax +b ≥c 的解法,还可以推广到右边含未知数x 的不等式,如||3x +1≤x -1⇒1-x ≤3x +1≤x -1.3.含有两个绝对值符号的不等式,如||x -a +||x -b ≥c 和||x -a +||x -b ≤c 型不等式的解法有三种,几何解法和代数解法以及构造函数的解法,其中代数解法主要是分类讨论的思想方法,这也是函数解法的基础,这两种解法都适宜于x 前面系数不为1类型的上述不等式,使用范围更广.§2 不等式的证明(一)典例精析题型一 用综合法证明不等式【例1】 若a ,b ,c 为不全相等的正数,求证: lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c 2>lg a +lg b +lg c .【证明】 由a ,b ,c 为正数,得lga +b 2≥lg ab ;lg b +c 2≥lg bc ;lg a +c2≥lg ac . 而a ,b ,c 不全相等,所以lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c2>lg ab +lg bc +lg ac =lg a 2b 2c 2=lg(abc )=lg a +lg b +lg c .即lg a +b 2+lg b +c 2+lg a +c 2>lg a +lg b +lg c .【点拨】 本题采用了综合法证明,其中基本不等式是证明不等式的一个重要依据(是一个定理),在证明不等式时要注意结合运用.而在不等式的证明过程中,还要特别注意等号成立的条件是否满足.【变式训练1】已知a ,b ,c ,d 都是实数,且a 2+b 2=1,c 2+d 2=1.求证:|ac +bd |≤1. 【证明】因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以|ac +bd |≤|ac |+|bd |≤a 2+c 22+b 2+d 22=a 2+b 2+c 2+d 22.又因为a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,所以|ac +bd |≤1. 题型二 用作差法证明不等式【例2】 设a ,b ,c 为△ABC 的三边,求证:a 2+b 2+c 2<2(ab +bc +ca ). 【证明】a 2+b 2+c 2-2(ab +bc +ca )=(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2-a 2-b 2-c 2=[(a -b )2-c 2]+[(b -c )2-a 2]+[(c -a )2-b 2].而在△ABC 中,||b -a <c ,所以(a -b )2<c 2,即(a -b )2-c 2<0.同理(a -c )2-b 2<0,(b -c )2-a 2<0,所以a 2+b 2+c 2-2(ab +bc +ca )<0. 故a 2+b 2+c 2<2(ab +bc +ca ).【点拨】 不等式的证明中,比较法特别是作差比较法是最基本的证明方法,而在牵涉到三角形的三边时,要注意运用三角形的三边关系:任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.【变式训练2】设a ,b 为实数,0<n <1,0<m <1,m +n =1,求证:a 2m +b 2n≥(a +b )2.【证明】因为a 2m +b 2n -(a +b )2=na 2+mb 2mn -nm (a 2+2ab +b 2)mn=na 2(1-m )+mb 2(1-n )-2mnab mn=n 2a 2+m 2b 2-2mnab mn =(na -mb )2mn≥0,所以不等式a 2m +b 2n≥(a +b )2成立.题型三 用分析法证明不等式【例3】已知a 、b 、c ∈R +,且a +b +c =1. 求证:(1+a )(1+b )(1+c )≥8(1-a )(1-b )(1-c ).【证明】因为a 、b 、c ∈R +,且a +b +c =1,所以要证原不等式成立, 即证[(a +b +c )+a ][(a +b +c )+b ][(a +b +c )+c ] ≥8[(a +b +c )-a ][(a +b +c )-b ][(a +b +c )-c ],也就是证[(a +b )+(c +a )][(a +b )+(b +c )][(c +a )+(b +c )]≥8(b +c )(c +a )(a +b ).① 因为(a +b )+(b +c )≥2(a +b )(b +c )>0, (b +c )+(c +a )≥2(b +c )(c +a )>0, (c +a )+(a +b )≥2(c +a )(a +b )>0, 三式相乘得①式成立,故原不等式得证.【点拨】 本题采用的是分析法.从待证不等式出发,分析并寻求使这个不等式成立的充分条件的方法叫分析法,概括为“执果索因”.分析法也可以作为寻找证题思路的方法,分析后再用综合法书写证题过程.【变式训练3】设函数f (x )=x -a (x +1)ln(x +1)(x >-1,a ≥0).(1)求f (x )的单调区间;(2)求证:当m >n >0时,(1+m )n <(1+n )m . 【解析】(1)f ′(x )=1-a ln(x +1)-a ,①a =0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(-1,+∞)上是增函数; ②当a >0时,f (x )在(-1,aa -1e -1]上单调递增,在[aa-1e -1,+∞)单调递减.(2)证明:要证(1+m )n <(1+n )m ,只需证n ln(1+m )<m ln(1+n ),只需证ln(1+m )m <ln(1+n )n.设g (x )=ln(1+x )x (x >0),则g ′(x )=x1+x -ln(1+x )x 2=x -(1+x )ln(1+x )x 2(1+x ). 由(1)知x -(1+x )ln(1+x )在(0,+∞)单调递减, 所以x -(1+x )ln(1+x )<0,即g (x )是减函数, 而m >n ,所以g (m )<g (n ),故原不等式成立.总结提高1.一般在证明不等式的题目中,首先考虑用比较法,它是最基本的不等式的证明方法.比较法一般有“作差比较法”和“作商比较法”,用得较多的是“作差比较法”,其中在变形过程中往往要用到配方、因式分解、通分等计算方法.2.用综合法证明不等式的过程中,所用到的依据一般是定义、公理、定理、性质等,如基本不等式、绝对值三角不等式等.3.用分析法证明不等式的关键是对原不等式的等价转换,它是从要证明的结论出发,逐步寻找使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立.4.所谓“综合法”、“分析法”其实是证明题的两种书写格式,而不是真正意义上的证明方法,并不像前面所用的比较法及后面要复习到的三角代换法、放缩法、判别式法、反证法等是一种具体的证明方法(或者手段),而只是两种互逆的证明题的书写格式.§3 不等式的证明(二)典例精析题型一 用放缩法、反证法证明不等式【例1】已知a ,b ∈R ,且a +b =1,求证:(a +2)2+(b +2)2≥252.【证明】 方法一:(放缩法) 因为a +b =1,所以左边=(a +2)2+(b +2)2≥2[(a +2)+(b +2)2]2=12[(a +b )+4]2=252=右边.方法二:(反证法)假设(a +2)2+(b +2)2<252,则 a 2+b 2+4(a +b )+8<252.由a +b =1,得b =1-a ,于是有a 2+(1-a )2+12<252.所以(a -12)2<0,这与(a -12)2≥0矛盾.故假设不成立,所以(a +2)2+(b +2)2≥252.【点拨】 根据不等式左边是平方和及a +b =1这个特点,选用重要不等式a 2 + b 2≥ 2(a + b 2)2来证明比较好,它可以将具备a 2+b 2形式的式子缩小.而反证法的思路关键是先假设命题不成立,结合条件a +b =1,得到关于a 的不等式,最后与数的平方非负的性质矛盾,从而证明了原不等式.当然本题也可以用分析法和作差比较法来证明.【变式训练1】设a 0,a 1,a 2,…,a n -1,a n 满足a 0=a n =0,且有 a 0-2a 1+a 2≥0, a 1-2a 2+a 3≥0, …a n -2-2a n -1+a n ≥0, 求证:a 1,a 2,…,a n -1≤0.【证明】由题设a 0-2a 1+a 2≥0得a 2-a 1≥a 1-a 0. 同理,a n -a n -1≥a n -1-a n -2≥…≥a 2-a 1≥a 1-a 0.假设a 1,a 2,…,a n -1中存在大于0的数,假设a r 是a 1,a 2,…,a n -1中第一个出现的正数. 即a 1≤0,a 2≤0,…,a r -1≤0,a r >0,则有a r -a r -1>0,于是有a n -a n -1≥a n -1-a n -2≥…≥a r -a r -1>0. 并由此得a n ≥a n -1≥a n -2≥…≥a r >0.这与题设a n =0矛盾.由此证得a 1,a 2,…,a n -1≤0成立. 题型二 用数学归纳法证明不等式 【例2】用放缩法、数学归纳法证明: 设a n =1×2+2×3+…+n (n +1),n ∈N *,求证:n (n +1)2<a n <(n +1)22. 【证明】 方法一:(放缩法)n 2<n (n +1)<n +(n +1)2,即n <n (n +1)<2n +12.所以1+2+…+n <a n <12[1+3+…+(2n +1)].所以n (n +1)2<a n <12·(n +1)(1+2n +1)2,即n (n +1)2<a n <(n +1)22.方法二:(数学归纳法)①当n =1时,a 1=2,而1<2<2,所以原不等式成立.②假设n =k (k ≥1)时,不等式成立,即k (k +1)2<a k <(k +1)22.则当n =k +1时,a k +1=1×2+2×3+…+k (k +1)+(k +1)(k +2),所以k (k +1)2+(k +1)(k +2)<a k +1<(k +1)22+(k +1)(k +2).而k (k +1)2+(k +1)(k +2)>k (k +1)2+(k +1)(k +1)=k (k +1)2+(k +1)=(k +1)(k +2)2,(k +1)22+(k +1)(k +2)<(k +1)22+(k +1)+(k +2)2=k 2+4k +42=(k +2)22. 所以(k +1)(k +2)2<a k +1<(k +2)22.故当n =k +1时,不等式也成立.综合①②知当n ∈N *,都有n (n +1)2<a n <(n +1)22.【点拨】 在用放缩法时,常利用基本不等式n (n +1)<n +(n +1)2将某个相乘的的式子进行放缩,而在上面的方法二的数学归纳法的关键步骤也要用到这个公式.在用数学归纳法时要注意根据目标来寻找思路.【变式训练2】已知数列8×112×32,8×232×52,…,8n (2n -1)2(2n +1)2,…,S n 为其前n 项和,计算得S 1=89,S 2=2425,S 3=4849,S 4=8081,观察上述结果推测出计算S n 的公式且用数学归纳法加以证明. 【解析】猜想S n =(2n +1)2-1(2n +1)2(n ∈N +).证明:①当n =1时,S 1=32-132=89,等式成立.②假设当n =k (k ≥1)时等式成立,即S k =(2k +1)2-1(2k +1)2.则S k +1=S k +8(k +1)(2k +1)2(2k +3)2=(2k +1)2-1(2k +1)2+8(k +1)(2k +1)2(2k +3)2=(2k +1)2(2k +3)2-(2k +1)2(2k +1)2(2k +3)2=[2(k +1)+1]2-1[2(k +1)+1]2.即当n =k +1时,等式也成立.综合①②得,对任何n ∈N +,等式都成立. 题型三 用不等式证明方法解决应用问题【例3】某地区原有森林木材存量为a ,且每年增长率为25%,因生产建设的需要每年年底要砍伐的木材量为b ,设a n 为n 年后该地区森林木材存量.(1)求a n 的表达式;(2)为保护生态环境,防止水土流失,该地区每年森林木材量应不少于79a ,如果b =1972a ,那么该地区今后会发生水土流失吗?若会,需要经过几年?(取lg 2=0.30)【解析】(1)依题意得a 1=a (1+14)-b =54a -b ,a 2=54a 1-b =54(54a -b )-b =(54)2a -(54+1)b ,a 3=54a 2-b =(54)3a -[(54)2+(54+1)]b ,由此猜测a n =(54)n a -[(54)n -1+(54)n -2+…+54-4[(54)n -1]b (n ∈N +).下面用数学归纳法证明:①当n =1时,a 1=54a -b ,猜测成立.②假设n =k (k ≥2)时猜测成立,即a k =(54)k a -4[(54)k -1]b 成立.那么当n =k +1时,a k +1=54a k -b =54⎩⎨⎧⎭⎬⎫(54)k a -4[(54)k -1]b -b =(54)k +1a -4[(54)k +1-1]b ,即当n =k +1时,猜测仍成立.由①②知,对任意n ∈N +,猜测成立.(2)当b =1972a 时,若该地区今后发生水土流失,则森林木材存量必须少于79a ,所以(54)n a -4[(54)n -1]·1972a <79a ,整理得(54)n >5,两边取对数得n lg 54>lg 5,所以n >lg 5lg 5-2lg 2=1-lg 21-3lg 2≈1-0.301-3×0.30=7.故经过8年该地区就开始水土流失.【变式训练3】经过长期观测得到:在交通繁忙的时段内,某公路段汽车的车流量y (千辆/时)与汽车的平均速度v (千米/时)之间的函数关系为y =920vv 2+3v +1 600(v >0).(1)在该时段内,当汽车的平均速度v 为多少时,车流量最大?最大车流量为多少?(精确到0.1千辆/时) (2)若要求在该时段内车流量超过10千辆/时,则汽车的平均速度应在什么范围内?【解析】(1)依题意,y =9203+(v +1 600v)≤9203+2 1 600=92083,当且仅当v =1 600v,即v =40时,上式等号成立,所以y max =92083≈11.1(千辆/时).(2)由条件得920vv 2+3v +1 600>10,整理得v 2-89v +1 600<0,即(v -25)(v -64)<0,解得25<v <64.答:当v =40千米/时时,车流量最大,最大车流量约为11.1千辆/时.如果要求在该时段内车流量超过10千辆/时,则汽车的平均速度应大于25千米/时且小于64千米/时.总结提高1.有些不等式,从正面证如果不易说清,可以考虑反证法,凡是含有“至少”、“唯一”或者其他否定词的命题适用反证法.在一些客观题如填空、选择题之中,也可以用反证法的方法进行命题正确与否的判断.2.放缩法是证明不等式特有的方法,在证明不等式过程中常常要用到它,放缩要有目标,目标在结论和中间结果中寻找.常用的放缩方法有:(1)添加或舍去一些项,如a 2+1>||a ,n (n +1)>n ; (2)将分子或分母放大(或缩小);(3)利用基本不等式,如n (n +1)<n +(n +1)2;(4)利用常用结论,如k +1-k =1k +1+k <12k,1k 2<1k (k -1)=1k -1-1k ; 1k 2>1k (k +1)=1k -1k +1(程度大); 1k 2<1k 2-1=1(k -1)(k +1)=12(1k -1-1k +1) (程度小). 3.用数学归纳法证明与自然数有关的不等式的证明过程与用数学归纳法证明其他命题一样,先要奠基,后进行假设与推理,二者缺一不可.§4 柯西不等式和排序不等式典例精析题型一 用柯西不等式、排序不等式证明不等式【例1】设a 1,a 2,…,a n 都为正实数,证明:a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2n a 1≥a 1+a 2+…+a n .【证明】方法一:由柯西不等式,有(a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2na 1)(a 2+a 3+…+a n +a 1)≥ (a 1a 2·a 2+a 2a 3·a 3+…+a n a 1·a 1)2=(a 1+a 2+…+a n )2. 不等式两边约去正数因式a 1+a 2+…+a n 即得所证不等式.方法二:不妨设a 1≤a 2≤…≤a n ,则a 21≤a 22≤…≤a 2n ,1a 1≥1a 2≥…≥1a n. 由排序不等式有a 21·1a 2+a 22·1a 3+…+a 2n -1·1a n +a 2n ·1a 1≥a 21·1a 1+a 22·1a 2+…+a 2n ·1a n =a 1+a 2+…+a n , 故不等式成立.方法三:由均值不等式有a 21a 2+a 2≥2a 1,a 22a 3+a 3≥2a 2,…,a 2na 1+a 1≥2a n ,将这n 个不等式相加得 a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2na 1+a 2+a 3+…+a n +a 1≥2(a 1+a 2+…+a n ),整理即得所证不等式. 【点拨】 根据所证不等式的结构形式观察是否符合柯西不等式、排序不等式的结构形式或有相似之处.将其配成相关结构形式是解决问题的突破口,有时往往要进行添项、拆项、重组、配方等方法的处理.【变式训练1】已知a +b +c =1,且a 、b 、c 是正数,求证:2a +b +2b +c +2c +a≥9.【证明】左边=[2(a +b +c )](1a +b +1b +c +1c +a )=[(a +b )+(b +c )+(c +a )](1a +b +1b +c +1c +a)≥(1+1+1)2=9,(或左边=[(a +b )+(b +c )+(c +a )](1a +b +1b +c +1c +a)=3+a +b b +c +a +b c +a +b +c a +b +b +c c +a +c +a a +b +c +a b +c≥3+2b ac b c b b a ++++•+2b a a c a c b a ++++•+2c b ac a c c b ++++•=9) 所以2a +b +2b +c +2c +a≥9.题型二 用柯西不等式求最值【例2】 若实数x ,y ,z 满足x +2y +3z =2,求x 2+y 2+z 2的最小值. 【解析】 由柯西不等式得,(12+22+32)(x 2+y 2+z 2)≥(x +2y +3z )2=4(当且仅当1=kx,2=ky,3=kz 时等号成立,结合x +2y +3z =2,解得x =17,y =27,z =37),所以14(x 2+y 2+z 2)≥4.所以x 2+y 2+z 2≥27.故x 2+y 2+z 2的最小值为27.【点拨】 根据柯西不等式,要求x 2+y 2+z 2的最小值,就要给x 2+y 2+z 2再配一个平方和形式的因式,再考虑需要出现定值,就要让柯西不等式的右边出现x +2y +3z 的形式,从而得到解题思路.由此可见,柯西不等式可以应用在求代数式的最值中.【变式训练2】已知x 2+2y 2+3z 2=1817,求3x +2y +z 的最小值.【解析】因为(x 2+2y 2+3z 2)[32+(2)2+(13)2]≥(3x +2y ·2+3z ·13)2≥(3x +2y +z )2,所以(3x +2y +z )2≤12,即-23≤3x +2y +z ≤23,当且仅当x =-9317,y =-3317,z =-317时,3x +2y +z 取最小值,最小值为-2 3. 题型三 不等式综合证明与运用【例3】 设x >0,求证:1+x +x 2+…+x 2n ≥(2n +1)x n .【证明】(1)当x ≥1时,1≤x ≤x 2≤…≤x n ,由排序原理:顺序和≥反序和得 1·1+x ·x +x 2·x 2+…+x n ·x n ≥1·x n +x ·x n -1+…+x n -1·x +x n ·1, 即1+x 2+x 4+…+x 2n ≥(n +1)x n .①又因为x ,x 2,…,x n ,1为序列1,x ,x 2,…,x n 的一个排列,于是再次由排序原理:乱序和≥反序和得1·x +x ·x 2+…+x n -1·x n +x n ·1≥1·x n +x ·x n -1+…+x n -1·x +x n ·1,即x+x3+…+x2n-1+x n≥(n+1)x n,②将①和②相加得1+x+x2+…+x2n≥(2n+1)x n.③(2)当0<x<1时,1>x>x2>…>x n.由①②仍然成立,于是③也成立.综合(1)(2),原不等式成立.【点拨】分类讨论的目的在于明确两个序列的大小顺序.【变式训练3】把长为9 cm的细铁线截成三段,各自围成一个正三角形,求这三个正三角形面积和的最小值.【解析】设这三个正三角形的边长分别为a、b、c,则a+b+c=3,且这三个正三角形面积和S满足:3S=34(a2+b2+c2)(12+12+12)≥34(a+b+c)2=934⇒S≥334.当且仅当a=b=c=1时,等号成立.总结提高1.柯西不等式是基本而重要的不等式,是推证其他许多不等式的基础,有着广泛的应用.教科书首先介绍二维形式的柯西不等式,再从向量的角度来认识柯西不等式,引入向量形式的柯西不等式,再介绍一般形式的柯西不等式,以及柯西不等式在证明不等式和求某些特殊类型的函数极值中的应用.2.排序不等式也是基本而重要的不等式.一些重要不等式可以看成是排序不等式的特殊情形,例如不等式a2+b2≥2ab.有些重要不等式则可以借助排序不等式得到简捷的证明.证明排序不等式时,教科书展示了一个“探究——猜想——证明——应用”的研究过程,目的是引导学生通过自己的数学活动,初步认识排序不等式的数学意义、证明方法和简单应用.3.利用柯西不等式或排序不等式常常根据所求解(证)的式子结构入手,构造适当的两组数,有难度的逐步调整去构造.对于具体明确的大小顺序、数目相同的两列数考虑它们对应乘积之和的大小关系时,通常考虑排序不等式.嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇礤駴笪笪疸扼鄂锷萼珐旮虐暱咯臘國藍罵異燒嗄嗄锕茇。
高考数学压轴专题最新备战高考《不等式选讲》知识点总复习
【最新】数学高考《不等式选讲》专题解析一、141.已知集合{|||2}A x x =≥,2{|30}B x x x =->,则A B =I ( )A .∅B .{|3x x >或2}x ?C .{|3x x >或0}x <D .{|3x x >或0}x < 【答案】B【解析】【分析】可以求出集合A ,B ,然后进行交集的运算即可.【详解】∵A ={x |x ≤﹣2,或x ≥2},B ={x |x <0,或x >3},∴A ∩B ={x |x ≤﹣2,或x >3}.故选:B .【点睛】考查描述法的定义,绝对值不等式和一元二次不等式的解法,以及交集的运算.2.已知()23f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( ) A .()()33f x f a a -≤+B .()()5f x f a a -≤+C .()()24f x f a a -≤+D .()()()231f x f a a -≤+ 【答案】C【解析】【分析】 先表示出()()f x f a -,利用绝对值三角不等式a b a b ±≤+即可求解.【详解】由()23f x x x =+,得()()()(3)f x f a x a x a -=-++,因为1x a -≤,所以()(3)323x a x a x a x a a -++≤++=-++,由绝对值三角不等式得232324x a a x a a a -++≤-++≤+,故()()24f x f a a -≤+一定成立. 故选:C.【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式的灵活应用,在求最值时要注意等号成立的条件,考查逻辑推理能力,属基础题.3.若关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解,则实数t 的取值范围是( )A .1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .(],0-∞C .(],1-∞D .(],5-∞ 【答案】C【解析】【分析】 先得到当0t ≤时,满足题意,再当0t >时,根据绝对值三角不等式,得到22221x t x t t +-+++-的最小值,要使不等式无解,则最小值需大于等于3t ,从而得到关于t 的不等式,解得t 的范围【详解】关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解,当0t ≤时,可得此时不等式无解,当0t >时,()2222221221x t x t t x t x t t +-+++-+--++-≥21t =--, 所以要使不等式无解,则213t t --≥,平方整理后得20541t t ≤--, 解得115t ≤≤-, 所以01t <≤,综上可得t 的范围为(],1-∞,故选:C.【点睛】本题考查绝对值的三角不等式的应用,根据不等式的解集情况求参数的范围,属于中档题.4.不等式2124x x a a +--≥-的解集为R ,则实数a 的取值范围是( )A .(][),13,-∞+∞UB .()(),13,-∞⋃+∞C .[]1,3D .()1,3 【答案】C【解析】【分析】令()12f x x x =+--,通过对x 的取值范围的讨论,去掉绝对值符号,可求得()min 3f x =,依题意,即可求得实数a 的取值范围.【详解】令()12f x x x =+--,当1x <-时,()()123f x x x =----+=-;当12x -≤≤时,()()[]12213,3f x x x x =+--+=-∈-;当2x >时,()()123f x x x =+--=;∴()min 3f x =-. ∵不等式2124x x a a +--≥-的解集为R ,∴()2min 43a a f x -≤=-,即实数a 的取值范围是[]1,3. 故选C.【点睛】本题考查绝对值不等式的解法,考查函数恒成立问题,解题方法是转化为求函数最值,然后解不等式.5.设2sin1sin 2sin 222n n n a =++⋅⋅⋅+,对任意正整数m 、n (m >n )都成立的是( ). A .12n m m a a -<B .12n m m a a ->C .12n m n a a -<D .12n m na a -> 【答案】C【解析】【分析】 先作差,再根据三角函数有界性放缩,进而根据等比数列求和确定选项.【详解】212sin1sin 2sin sin(1)sin(2)sin 222222n m n n n n mn n n m a a a ++++=++⋅⋅⋅+∴-=++⋅⋅⋅+Q 12sin(1)sin(2)sin ||||222m n n n m n n m a a ++++∴-=++⋅⋅⋅+ 12sin(1)sin(2)sin ||||||222n n m n n m ++++≤++⋅⋅⋅+ 11211(1)11111122122222212n m n n n m n m n +-++-≤++⋅⋅⋅+==-<- 故选:C【点睛】本题考查三角函数有界性、等比数列求和以及放缩法,考查综合分析求解与论证能力,属中档题.6.已知点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,点(,)M a b 为平面上一点,O 为坐标原点,则当OM 取最小值时,椭圆的离心率为( )A .3B .13C .2D .3【答案】D【解析】【分析】点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,可得22911a b +=,(,)M a b 为平面上一点,||OM =a ,b 关系,代入即可.【详解】解:点(3,1)P 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,可得22911a b +=,(,)M a b 为平面上一点,||OM =所以||4OM ==,当且仅当223a b =时,取等号, 222213b e a =-=,e =. 故选D .【点睛】考查椭圆的性质,柯西不等式的应用,求椭圆的离心率,中档题.7.已知命题p :不等式11x m ->-的解集为R ,命题q :()(52)x f x m =--是减函数,若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,则实数m 的取值范围是( )A .1≤m≤2B .1≤m<2C .1<m≤2D .1<m<2【答案】B【解析】【分析】若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,可知p 真q 假或p 假q 真,化简p,q 为真时,对应m 的取值范围,然后按p 真q 假或p 假q 真求解即可.【详解】若p 为真时,10m -<,即1m < ,若q 为真时,521m ->,即2m <,若p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,可知p 真q 假或p 假q 真,当p 真q 假时,12m m <⎧⎨≥⎩,无解,若p 假q 真时,12m m ≥⎧⎨<⎩,即 12m ≤<,故选B. 【点睛】本题主要考查了含且、或命题的真假,及含绝对值不等式恒成立,指数型函数的增减性,属于中档题.8.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2*21221n n a a S n n N +==++∈,,若对任意的*n N ∈,1211120n n a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(]2∞-,B .(]1∞-,C .14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,D .12,∞⎛⎤- ⎥⎝⎦ 【答案】C【解析】【分析】 2212,21n n a a S n +==++ ()*n N ∈,可得2n ≥时,()221121210n n n n n n a a S S a a +--=-+=+>,.可得11n n a a +=+时,212224a a +==,解得1a .利用等差数列的通项公式可得n a .通过放缩即可得出实数λ的取值范围.【详解】2212,21n n a a S n +==++Q ()*n N ∈,2n ∴≥时,()22112121n n n n n a a S S a +--=-+=+,化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0n a >. 11n n a a +∴=+,即11n n a a +-=,1n =时,212224a a +==,解得11a =.∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1.11n a n n ∴=+-=.1211111112n n a n a n a n n n n∴++⋯+=++⋯+++++++. 记11112n b n n n n =++⋯++++,1111111211n b n n n n +=++⋯++++++++. ()()111110222112122n n b b n n n n n +-=+-=>+++++. 所以{}n b 为增数列,112n b b ≥=,即121111111122n n a n a n a n n n n ++⋯+=++⋯+≥++++++.Q 对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立, 122λ∴≤,解得14λ≤ ∴实数λ的取值范围为14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,. 故选C .【点睛】本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、放缩法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.9.已知1a >,且函数()2224f x x x a x x a =-++-+.若对任意的()1,x a ∈不等式()()1f x a x ≥-恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .[]4,25B .(]1,25C .(]1,16D .[]4,16【答案】C【解析】【分析】由题目得已知函数和要求解的不等式中都含有待求的参数,且已知函数中含有两个绝对值符号,直接求解难度很大,因此考虑用排除法,代值验证可得解.【详解】当25a =时,()22252425f x x x x x =-++-+ 且22250,4250x x x x -+≥-+≥所以()23975f x x x =-+, 此时()()1f x a x ≥-化为()24f x x ≥,即2397524x x x -+≥,所以212250x x -+≥在()1,25x ∈不是恒成立的.故A 、B 不对;当3a =时,()223243f x x x x x =-++-+, 当()1,3x ∈时,2230,430x x x x -+>-+<, 所以()()222324373f x x x x x x x =-+--+=-+-, 此时()()1f x a x ≥-化成()27331x x x -+-≥-, 即2530x x -+-≥满足()1,3x ∈恒成立,所以当3a =时成立,故D 不对,C 正确;故选C.【点睛】本题考查了含绝对值不等式恒成立的问题,考查了小题小做的技巧方法,属于中档题.10.设x ∈R ,则“31x <”是“1122x -<”的( ) A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 【答案】B【解析】【分析】分别求解三次不等式和绝对值不等式确定x 的取值范围,然后考查充分性和必要性是否成立即可.【详解】由31x <可得1x <, 由1122x -<可得01x <<, 据此可知“31x <”是“1122x -<”的必要而不充分条件. 故选B .【点睛】本题主要考查不等式的解法,充分性与必要性的判定等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.11.已知x+3y+5z=6,则x 2+y 2+z 2的最小值为( )A .65B .635 C .3635 D .6【答案】C【解析】【分析】由题意结合柯西不等式的结论求解x 2+y 2+z 2的最小值即可.【详解】由柯西不等式,得:x 2+y 2+z 2=(12+32+52)(x 2+y 2+z 22221)135++ ≥(1×x+3×y+5×z )2135⨯=26136.3535⨯= 当且仅当x 6186,,35357y z ===时等号成立.即x 2+y 2+z 2的最小值为3635. 本题选择C 选项.【点睛】 根据题目特征,想到利用向量方法或利用柯西不等式想法比较自然.利用柯西不等式代数形式及其向量形式解题的方法是一致的.选择哪种方法进行解题,可能会因解题者的知识解构、思维特征及对问题与方法的熟悉程度做出选择.12.设0x >,则()2142f x x x =--的最大值为( )A .42-B .4C .不存在D .52【答案】D【解析】【分析】化简得到()214222x x f x x ⎛⎫=-++⎪⎝⎭,再利用均值不等式计算得到答案. 【详解】()2211544422222x x f x x x x ⎛⎫=--=-++≤-= ⎪⎝⎭ 当21222x x x==即1x =时等号成立 故选:D【点睛】本题考查了利用均值不等式求函数最值,意在考查学生对于均值不等式的灵活运用.13.设不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,则实数a 的取值范围是( ) A .15a <-或47a >B .15a <-C .47a >或01a <<D .15a <-或1064a << 【答案】A【解析】【分析】 根据不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,取2x =时,可得2431a ->,解得15a <-或47a >,利用换元法把不等式换为281t a t ->-,分47a >和15a <-两种情况讨论2()81h t t t =+-的最大值即可求得实数a 的取值范围. 【详解】解:因为不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立, 当2x =时,312x +-有最大值31,不等式显然要成立, 即2431a ->,解得15a <-或47a >,当[1,2]x ∈时,令2[2,4]x t =∈,则24[4,16]x t =∈,328[16,32]x t +=∈, 所以3412x x a +->-等价于281t a t ->-, ①当47a >时,即281a t t ->-在[2,4]t ∈恒成立,即281()a t t h t >+-=,即求2()81h t t t =+-的最大值,max ()(4)47h t h ==,所以47a >; ②当15a <-时,281t a t ->-在[2,4]t ∈恒成立,即281()a t t f t <-+=,即求2()81f t t t =-+的最小值,min ()(4)15f t f ==-; 综上:15a <-或47a >.故选:A【点睛】本题考查利用二次函数的最值求绝对值不等式中的参数问题,利用换元法是关键,属于中档题.14.函数()f x 的定义域为A ,若存在非零实数t ,使得对于任意()x C C A ∈⊆有,x t A +∈且()()f x t f x +≤,则称()f x 为C 上的t 度低调函数.已知定义域为[)0+∞,的函数()=3f x mx --,且()f x 为[)0+∞,上的6度低调函数,那么实数m 的取值范围是( )A .[]0,1B .[)1+∞,C .(],0-∞D .][(),01,-∞⋃+∞【答案】D【解析】试题分析:由题意得, ()()6633f x f x mx m mx +≤⇒+-≥-对任意0x ≥都成立.当0m ≤时, 633633|m mx m mx -≤-⇒+-≥-恒成立;当0m >时,结合图象可知,要633mx m mx +-≥-对任意0x ≥都成立,只需0x =时633mx m mx +-≥-成立即可,即6331m m -≥-⇒≥.选D.考点:1、新定义函数;2、绝对值不等式.15.已知(),0A a ,()0,C c ,2AC =,1BC =,0AC BC ⋅=u u u r u u u r ,O 为坐标原点,则OB 的最大值是( )A 1-BC 1D【答案】C【解析】【分析】 设(),B x y ,利用两点间的距离公式可得221x y ax cy +=++,再利用柯西不等式进行放.【详解】设(),B x y ,则224a c +=,()221x y c +-=,()222251x a y x y ax cy -+=⇒+=++11≤+=+ 取等号条件:ay cx =;令OB d ==,则212d d ≤+,得1d ≤.故选:C.【点睛】本题考查两点间的距离公式,勾股定理、柯西不等式的应用,考查转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意不等式放缩时等号成立的条件.16.设x,y,z 是互不相等的正数,则下列不等式中不恒成立的是( )A .2211x x x x++≥B C .12x y x y -+≥- D .x y x z y z -≤-+-【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:x y x z z y x z z y x z y z -=-+-≤-+-=-+-,故D 恒成立; 由于函数()1f x x x=+,在(]0,1单调递减;在[)1,+∞单调递增, 当1x >时, ()()221,x x f x f x >>>即2211x x x x +>+,当01x <<,()()2201,x x f x f x <<即2211x x x x ++≥正确,即A 正确;=<=,故B 恒成立, 若1x y -=-,不等式12x y x y-+≥-不成立, 故C 不恒成立,故选C . 考点:1、基本不等式证明不等式;2、单调性证明不等式及放缩法证明不等式.17.函数y =的最大值是( )A B C .3 D .5【答案】B【解析】【分析】利用柯西不等式求解.【详解】因为y =≤==,即265x =时,取等号. 故选:B【点睛】 本题主要考查柯西不等式的应用,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于基础题.18.已知,,a b c R +∈ ,则()()()222222aa bcb b ac c c ab -+-+- 的正负情况是( ) A .大于零B .大于等于零C .小于零D .小于等于零 【答案】B【解析】【分析】 设0a b c >厖,所以333a b c 厖,根据排序不等式即可得出答案.【详解】设0a b c >厖,所以333a b c 厖根据排序不等式得333333a a b b c c a b b c c a ⋅+⋅+⋅++…又ab ac bc 厖,222a b c 厖,所以333222a b b c c a a bc b ca c ab ++++….所以444222a b c a bc b ca c ab ++++…即()()()2222220a a bc b b ac c c ab -+-+-…. 故选:B【点睛】本题主要考查了排序不等式的应用,属于中档题.19.已知下列命题:①,122x R x x ∀∈-++>;②函数21()lg 3f x x x=+-的零点有2个;③2x >是2320x x -+>的充分不必要条件;④命题:32,10x x x ∀∈--≤R 的否定是:32,10x x x ∃∈-->R ,其中真命题有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 【答案】D【解析】【分析】由绝对值不等式,得()()12123x x x x -++≥--+=,故①正确;由图象可知lg y x =和23y x =-在()0,+?上有两个交点,故②正确;由2320x x -+>,得2x >或1x <,故③正确;全称命题的否定为特称命题,并将“≤”改为“>”,故④正确.【详解】 Q ()()12123x x x x -++≥--+=,∴ ,122x R x x ∀∈-++>,①正确;函数21()lg3f x x x =+-定义域为()0,+?, 由21()lg30f x x x =+-=, 得2lg 30x x -+-=即2lg 3x x =-,由图可知lg y x =的图象和23y x =-在()0,+?上有两个交点,所以方程2lg 3x x =-有两个解,即21()lg 3f x x x=+-有2个零点,②正确; 由2320x x -+>,解得2x >或1x <,所以2x >是2320x x -+>的充分不必要条件,③正确;命题:32,10x x x ∀∈--≤R 的否定是:32,10x x x ∃∈-->R ,④正确.故选:D【点睛】本题考查了绝对值不等式、函数的零点问题、充分条件与必要条件的判断以及全称命题的否定,考查了数形结合思想和转化思想,属于中档题.20.如果关于x 的不等式34x x a -+-<的解集不是空集,则参数a 的取值范围是( )A .()1,+∞B .[)1,+∞C .(),1-∞D .(],1-∞ 【答案】A【解析】【分析】先求|x-3|+|x-4|的最小值是1,即得解.【详解】由题得|x-3|+|x-4|<a 有解,由绝对值三角不等式得|x-3|+|x-4|≥|x -3-x+4|=1,所以|x-3|+|x-4|的最小值为1,所以1<a,即a >1.故选:A【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式求最值,考查不等式的有解问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.。
高考数学压轴专题人教版备战高考《不等式选讲》知识点总复习有解析
【高中数学】《不等式选讲》知识点一、141.设x ∈R ,则“2x ≤”是“212x x ++≥”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,利用含绝对值不等式的解法求解出212x x ++≥,即可判断两个命题的关系。
【详解】212x x ++≥可化为()20212x x x +≥⎧I ⎨-≤+⎩或()20221x x x +<⎧II ⎨--≥-⎩解得()23x I -≤≤,()2x II <-所以原不等式的解集为3x ≤,故“2x ≤”是“3x ≤”的充分不必要条件,故答案选A 。
【点睛】本题主要考查含绝对值的不等式的解法和充分条件、必要条件的判断。
2.若集合{}2540A x x x =-+<,{}1B x x a =-<,则“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的( )A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既非充分又不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】解出集合A 、B ,由B A ⊆得出关于a 的不等式组,求出实数a 的取值范围,由此可判断出“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的充分非必要条件. 【详解】解不等式2540x x -+<,解得14x <<,{}14A x x ∴=<<. 解不等式1x a -<,即11x a -<-<,解得11a x a -<<+,{}11B x a x a ∴=-<<+.B A ⊆Q ,则有1114a a -≥⎧⎨+≤⎩,解得23a ≤≤.因此,“()2,3a ∈”是“B A ⊆”的充分非必要条件. 故选:A 【点睛】本题考查充分非必要条件的判断,一般将问题转化为集合的包含关系来判断,考查逻辑推理能力,属于中等题.3.2018年9月24日,英国数学家.M F 阿帝亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动,黎曼猜想来源于一些特殊数列求和,记222111123S n =+++++L L ,则( ) A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S >【答案】C 【解析】 【分析】由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--,利用放缩法和极限,即可得到答案. 【详解】 由题意,可知21111111(2,)1(1)(1)1n n N n n n n n n n n n+-=<<=-≥∈++--, 所以2221111111113111()()()232334121n S n n n n =+++++>+-+-++-=-++L L L 22211111111111(1)()()2232231n S n n n nL L =++++<+-+-++-=--, 当n →+∞且n N +∈时,101n →+,且10n →,所以322S <<,故选C. 【点睛】本题主要考查了数列思想的应用问题,其中解答中,认真审题,利用21n 进行合理放缩,再利用极限求解是解答本题的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及放缩思想的应用,属于中档试题.4.设a >0,b >0,且ab -(a +b)≥1,则( )A .a ++1)B .a ++1C .a -1)2D .a +b >+1)【答案】A 【解析】 【分析】2a b +.所以ab≤14 (a +b)2,所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1,再解不等式 (a +b) 2-4(a +b)-4≥0得解. 【详解】2a b +.所以ab≤14(a +b)2. 所以14(a +b)2-(a +b)≥ab -(a +b)≥1. 所以(a +b) 2-4(a +b)-4≥0.因为a >0,b >0,所以a +b≥2+ 故答案为:A 【点睛】本题主要考查基本不等式和不等式的解法,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.5.已知a ,b 均为正数,且20ab a b --=,则22214a b a b-+-的最小值为( )A .6B .7C .8D .9 【答案】B 【解析】 【分析】a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0,可得21a b+=1,根据柯西不等式求出代数式的最小值即可. 【详解】∵a ,b 均为正数,且ab ﹣a ﹣2b =0, ∴21a b+=1. 则22214a b a b-+- 24a =+b 2﹣1, 又因为2a +b =(21a b +)(2a +b )22b a a b=++2≥2+2=4,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴(24a +b 2)(1+1)≥(2a +b )2≥16,当且仅当a =4,b =2时取等号.∴24a +b 2≥8, ∴224a a-+b 2214a b -=+b 2﹣1≥7.故选:B . 【点睛】本题考查“乘1法”、基本不等式的性质、柯西不等式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.设n *∈N) A>BC=D .不能确定【答案】B 【解析】 【分析】把两个代数式进行分子有理化,比较分母的大小可以比较出大小关系. 【详解】22-===.22-===.*n N ∈42,31n n n n +>++>+>>><<成立,因此本题选B . 【点睛】对于二次根式的加減运算,分母有理化是常见的运算要求,但是有时分子有理化会起到意想不到的作用,尤其是在比较二个二次根式减法算式之间的大小关系时,经常会用到分子有理化这个方法.当然不等式的性质也是很重要的.7.已知2(3)f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( )A .33()()f x f a a -≤+B .24()()f x f a a -≤+C .()()5f x f a a -≤+D .2|()()2|(1)f x f a a -≤+【答案】B 【解析】 【分析】先令a=0,排除A ,C,D,再利用绝对值三角不等式证明选项B 成立 【详解】令a=0,则1x ≤,即-1≤x≤1,()()()()()0?f x f a f x f f x -=-=≤4,此时A,C,D 不成立,下面证明选项B 成立()()22 33f x f a x x a a -=+--=()() 3x a x a -++≤()()3x a x a -++≤()3x a ++=23x a a -++≤23x a a -++≤24a +故选:B . 【点睛】本题考查了绝对值三角不等式的应用,特值法,结合二次函数最值分析问题,准确推理计算是关键,是基础题.8.已知命题P:2log (1)1x -<;命题q:21x -<,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】 【分析】先化简命题p 和q,再利用充要条件的定义判断得解. 【详解】由题得命题p:1<x <3,命题q:1<x <3. 所以命题p 是命题q 的充要条件. 故选C 【点睛】本题主要考查对数不等式和绝对值不等式的解法,考查充要条件的判断,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.9.已知1a >,且函数()2224f x x x a x x a =-++-+.若对任意的()1,x a ∈不等式()()1f x a x ≥-恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .[]4,25B .(]1,25C .(]1,16D .[]4,16【答案】C 【解析】由题目得已知函数和要求解的不等式中都含有待求的参数,且已知函数中含有两个绝对值符号,直接求解难度很大,因此考虑用排除法,代值验证可得解. 【详解】当25a =时,()22252425f x x x x x =-++-+且22250,4250x x x x -+≥-+≥ 所以()23975f x x x =-+,此时()()1f x a x ≥-化为()24f x x ≥,即2397524x x x -+≥,所以212250x x -+≥在()1,25x ∈不是恒成立的.故A 、B 不对;当3a =时,()223243f x x x x x =-++-+,当()1,3x ∈时,2230,430x x x x -+>-+<,所以()()222324373f x x x x x x x =-+--+=-+-,此时()()1f x a x ≥-化成()27331x x x -+-≥-,即2530x x -+-≥满足()1,3x ∈恒成立,所以当3a =时成立, 故D 不对,C 正确; 故选C. 【点睛】本题考查了含绝对值不等式恒成立的问题,考查了小题小做的技巧方法,属于中档题.10.已知函数()f x 是R 上的增函数,它的图像经过点()0,2A -,()3,2B,则不等式()2f x ≥的解集为( )A .[]0,3B .(),3-∞C .[)3,+∞D .(][),03,-∞⋃+∞【答案】D 【解析】 【分析】首先不等式等价于()2f x ≥或()2f x ≤-,然后再根据函数的单调性解不等式. 【详解】不等式()()22f x f x ≥⇒≥或()2f x ≤-Q 函数()f x 是R 上的增函数,它的图像经过点()0,2A -,()3,2B ,()23f x x ∴≥⇒≥,()20f x x ≤-⇒≤∴不等式的解集是(][),03,-∞⋃+∞.【点睛】本题考查根据函数的单调性解不等式,意在考查含绝对值不等的解法,考查基本计算能力,属于基础题型.11.已知数列{}n a ,{}n b 满足11132n n n a a b +=+,11132n n n b a b +=-.设数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,则存在正常数M ,对任意*n N ∈都有( ) A .n S M <且n T M > B .n S M <且n T M < C .n S M >且n T M < D .n S M >且n T M >【答案】B 【解析】 【分析】设{}max ,n n n c a b =,则0n c ≥,根据三角不等式结合已知可得115566n nn n a c b c ++≤≤,进而有156n n c c +≤,求出{}n c 的前n 项和的范围,即可求出结论.【详解】设{}max ,n n n c a b =,则0n c ≥,由三角不等式可知11111532326n n n n n n a a b a b c +=+≤+≤, 11111532326n n n n n n b a b a b c +=-≤+≤, 所以156n n c c +≤,设{}n c 的前n 项和为n H , 若0n c =时,则0n n n S T H ===, 存在0M >,使得n n S T M =<,若0n c ≠时,则156n n c c +≤,115[1()]66516nn c H c -≤<-, 取16M c =,,n n S M T M ∴<<. 故选:B. 【点睛】本题考查数列的前n 项和,构造数列转化为等比数列是解题的关键,作为选择题或直接取0,0n n a b ==即可得出答案,要注意特殊方法的选取,属于中档题.12.设0x >,则()2142f x x x =--的最大值为( )A .42-B .4C .不存在D .52【答案】D 【解析】 【分析】化简得到()214222x xf x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,再利用均值不等式计算得到答案. 【详解】()2211544422222x x f x x x x ⎛⎫=--=-++≤-= ⎪⎝⎭当21222x x x ==即1x =时等号成立 故选:D 【点睛】本题考查了利用均值不等式求函数最值,意在考查学生对于均值不等式的灵活运用.13.设不等式3412xx a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,则实数a 的取值范围是( )A .15a <-或47a >B .15a <-C .47a >或01a <<D .15a <-或1064a <<【答案】A 【解析】 【分析】根据不等式3412xx a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,取2x =时,可得2431a ->,解得15a <-或47a >,利用换元法把不等式换为281t a t ->-,分47a >和15a <-两种情况讨论2()81h t t t =+-的最大值即可求得实数a 的取值范围.【详解】解:因为不等式3412x x a +->-对所有的[1,2]x ∈均成立,当2x =时,312x +-有最大值31,不等式显然要成立,即2431a ->,解得15a <-或47a >,当[1,2]x ∈时,令2[2,4]xt =∈,则24[4,16]x t =∈,328[16,32]x t +=∈,所以3412xx a +->-等价于281t a t ->-,①当47a >时,即281a t t ->-在[2,4]t ∈恒成立, 即281()a t t h t >+-=,即求2()81h t t t =+-的最大值,max ()(4)47h t h ==,所以47a >;②当15a <-时,281t a t ->-在[2,4]t ∈恒成立, 即281()a t t f t <-+=,即求2()81f t t t =-+的最小值,min ()(4)15f t f ==-;综上:15a <-或47a >. 故选:A 【点睛】本题考查利用二次函数的最值求绝对值不等式中的参数问题,利用换元法是关键,属于中档题.14.使不等式(1||)(1)0x x -+>成立的充分而不必要的条件是( ) A .{|11}x x x <->或 B .{|11}x x -<< C .{|11}x x x >-≠且 D .{|11}x x x <≠-且【答案】B 【解析】 【分析】解不等式()()1||10x x -+>,求得集合A,使不等式成立的充分而不必要的条件为B,则B A Ü,即可对比选项得解.【详解】不等式()()1||10x x -+>则()()1010x x ⎧->⎪⎨+>⎪⎩ 或()()1010x x ⎧-<⎪⎨+<⎪⎩ 解不等式组可得11x -<<或1x <-则不等式()()1||10x x -+>的解集为{11A x x =-<<或}1x <- 使得不等式(1||)(1)0x x -+>成立的充分而不必要的条件为B,则B A Ü 对比选项可知B 符合要求 故答案为:B 【点睛】本题考查了绝对值不等式的解法,充分不必要条件的应用,属于中档题.15.已知,,a b c R +∈ ,则()()()222222a abc b b ac c c ab -+-+- 的正负情况是( )A .大于零B .大于等于零C .小于零D .小于等于零【答案】B 【解析】【分析】设0a b c >厖,所以333a b c 厖,根据排序不等式即可得出答案.【详解】设0a b c >厖,所以333a b c 厖根据排序不等式得333333a a b b c c a b b c c a ⋅+⋅+⋅++…又ab ac bc 厖,222a b c 厖,所以333222a b b c c a a bc b ca c ab ++++….所以444222a b c a bc b ca c ab ++++… 即()()()2222220aabc b b ac c c ab -+-+-….故选:B 【点睛】本题主要考查了排序不等式的应用,属于中档题.16.在平面直角坐标系中,定义1212(,)d P Q x x y y =-+-为两点()11,P x y ,()22,Q x y 之间的“折线距离”.则下列命题中:①若C 点在线段AB 上,则有(,)(,)(,)d A C d C B d A B +=②若点A ,B ,C 是三角形的三个顶点,则有(,)(,)(,)d A C d C B d A B +=. ③到(1,0),(1,0)M N -两点的“折线距离”相等的点的轨迹是直线0x =.④若A 为坐标原点,B 在直线0x y +-上,则(),d A B 的最小值为 真命题的个数为( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】根据“折线距离”的定义,证明①③④为真命题,②为假命题,由此确定正确选项. 【详解】对于①,C 点在线段AB 上,设C 点坐标为()00,x y ,0x 在12,x x 之间,0y 在12,y y 之间,不妨设102102,x x x y y y <<<<,则(,)(,)d A C d C B +=01012020x x y y x x y y -+-+-+-01012020x x y y x x y y =-+-+-+-21212121x x y y x x y y =-+-=-+-(),d A B =成立,故①正确.对于②,在三角形ABC 中,()()01012020,,d A C d C B x x y y x x y y +=-+-+-+-()()()()01200120x x x x y y y y ≥-+-+-+-()2121,x x y y d A B =-+-=,故②错误.对于③,到(1,0),(1,0)M N -两点的“折线距离”相等的点的集合是(){},|11x y x y x y ++=-+,即11x x +=-,即0x =.所以到(1,0),(1,0)M N -两点的“折线距离”相等的点的轨迹是直线0x =,即③正确. 对于④,设(),B x y ,则(),d A B 1212252525x x y y x x x x =-+-=+-≥+-=,即(),d A B 的最小值为25,故④正确.综上所述,正确的有①③④,共3个. 故选:C. 【点睛】本小题主要考查新定义运算的理解和运用,属于中档题.17.为使关于x 的不等式|x -1|+|x -2|≤a 2+a +1(a ∈R)的解集在R 上为空集,则a 的取值范围是( ) A .(0, 1) B .(-1, 0)C .(1, 2)D .(-∞, -1)【答案】B 【解析】由绝对值几何意义可知,最小值为1,则当,即时,满足题意18.已知函数()222,2log 1,2x x x f x x x ⎧-+≤=⎨->⎩,设12116n x x x ≤<<<≤L ,若()()()()()()12231n n f x f x f x f x f x f x M --+-++-≤L ,则M 的最小值为( )A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】 【分析】作出函数的图象,由已知分段函数求得f (1)1=,f (2)0=,(16)3f =,等价于12231max [|()()||()()||()()|]n n M f x f x f x f x f x f x -∴≥-+-+⋯+-,再求出不等式右边的最大值即可得M 的最小值. 【详解】由222,2()log 1,2x x x f x x x ⎧-+=⎨->⎩„,得f (1)1=,f (2)0=,(16)3f =.12116n x x x <<⋯<Q 剟,12231|()()||()()||()()|n n M f x f x f x f x f x f x -∴-+-+⋯+-… 12231max[|()()||()()||()()|]n n M f x f x f x f x f x f x -∴≥-+-+⋯+-12231|()()||()()||()()||(1)(2)||(2)(16)=|10||30|4n n f x f x f x f x f x f x f f f f --+-+⋯+-≤-+--+-=∴4M ≥. 则M 的最小值为4. 故选:B . 【点睛】本题考查分段函数及其应用,考查三角绝对值不等式的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.19.设x ∈R ,则“|1|1x -<”是“220x x --<”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,22012x x x --<⇒-<<,故为充分不必要条件.20.若,则不等式的解集为A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】由绝对值三角不等式的性质得出,由,得出,借助正弦函数图象可得出答案。
高中数学高考总复习不等式选讲习题及详解
高中数学高考总复习不等式选讲习题及详解一、选择题1.对任意x ∈R ,|2-x |+|3+x |≥a 2-4a 恒成立,则a 的取值范围是( ) A .-1≤a ≤5 B .-1<a ≤5 C .-1≤a <5 D .-1<a <5 [答案] A[解析] 因为|2-x |+|3+x |≥5,要使|2-x |+|3+x |≥a 2-4a 恒成立,即5≥a 2-4a ,解得-1≤a ≤5.2.(2010·山师大附中模考)已知a >0,b >0且1a +3b =1,则a +2b 的最小值为( )A .7+2 6B .2 3C .7+2 3D .14 [答案] A[解析] a +2b =(a +2b )⎝⎛⎭⎫1a +3b =7+2b a +3a b ≥7+26,等号在b =62a 时成立. 3.已知0<a <1b ,且M =11+a +11+b ,N =a 1+a +b1+b ,则M 、N 的大小关系是( )A .M <NB .M >NC .M =ND .不确定 [答案] B[解析] ∵0<a <1b ,∴ab <1,a >0,b >0,∴M -N =1-a 1+a +1-b1+b=(1-a )(1+b )+(1+a )(1-b )(1+a )(1+b )=2(1-ab )(1+a )(1+b )>0,∴M >N . 4.下列结论:①(1+x )n >1+nx (x ∈R ,n ∈N *)②(1+x )n >1+nx (x >-1,n ∈R ) ③(1+x )n >1+nx (x >-1,0<n <1) ④(1+x )n ≤1+nx (x >-1,0<n <1) ⑤(1+x )n ≥1+nx (x >-1,n <0) 其中正确的个数为( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 [答案] B[解析] 根据贝努利不等式可知,(1+x )n >1+nx 的条件为x >-1(n ∈N *,n >1); (1+x )n ≥1+nx 的条件为x >-1,n >1或n <0; (1+x )n ≤1+nx 的条件为x >-1,0<n <1. 故④⑤正确, ①②③都错.5.f (x )=2x +31-x 的最大值为( ) A .5 B.121313C.13D.522[答案] C[解析] (2x +31-x )2≤(22+32)[(x )2+(1-x )2]=13, ∴2x +31-x ≤13,等号在x2=1-x 3, 即x =413时成立.6.(2010·江苏泰州)若对任意x ∈A ,y ∈B ,(A ⊆R ,B ⊆R )有唯一确定的f (x ,y )与之对应,则称f (x ,y )为关于x ,y 的二元函数.满足下列性质的二元函数f (x ,y )称为关于实数x ,y 的广义“距离”:(1)非负性:f (x ,y )≥0,当且仅当x =y 时取等号; (2)对称性:f (x ,y )=f (y ,x );(3)三角形不等式:f (x ,y )≤f (x ,z )+f (z ,y )对任意的实数z 均成立.今给出三个二元函数:①f (x ,y )=|x -y |;②f (x ,y )=(x -y )2;③f (x ,y )=x -y . 其中能够成为关于x ,y 的广义“距离”的二元函数的序号是( )A .①B .①②C .②③D .①②③ [答案] A[解析] 对函数f (x ,y )=|x -y |,∵f (x ,y )≥0,当且仅当x =y 时取等号,满足非负性; f (y ,x )=|y -x |=|x -y |=f (x ,y ),满足对称性;由|a +b |≤|a |+|b |得|x -y |=|(x -z )+(z -y )|≤|x -z |+|z -y |对任意的实数z 均成立. 即f (x ,y )≤f (x ,z )+f (z ,y ),满足三角形不等式.故①满足广义“距离”. 对函数f (x ,y )=(x -y )2,显然满足非负性和对称性.∵当z =0时,f (x ,y )-[f (x,0)+f (0,y )]=-2xy ,显然不恒小于等于零,故不满足三角形不等式,故②不满足广义“距离”.对函数f (x ,y )=x -y ,显然不满足对称性.故③不满足广义“距离”.故选A. 7.已知x 、y 、z ∈R +,且x +y +z =1,则x 2+y 2+z 2的最小值是( ) A .1 B.13 C.12 D .3 [答案] B[解析] x 2+y 2+z 2=(12+12+12)(x 2+y 2+z 2)×13≥(1×x +1×y +1×z )2×13=13.8.已知a 、b 、c 、d ∈R +且S =a a +b +c +b b +c +d +c c +d +a +da +b +d ,则下列判断中正确的是( )A .0<S <1B .1<S <2C .2<S <3D .3<S <4 [答案] B [解析]a a +b +c +d <a a +b +c <aa +c;b a +b +c +d <b b +c +d <bd +b;c a +b +c +d <c c +d +a <cc +a ;c a +b +c +d <d d +a +b <dd +b .以上四个不等式相加得,1<S <2. 二、填空题9.(2010·陕西宝鸡)若不等式|x +1x |≥|a -2|+1对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是________.[答案] 3[解析] 令f (x )=|x +1x |,∵f (x )=|x +1x |=|x |+|1x |≥2,∴|a -2|+1≤2,解得1≤a ≤3,故a 的最大值是3.10.已知关于x 的不等式2x +2x -a≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为________.[答案] 32[解析] 2x +2x -a =2(x -a )+2x -a +2a≥22(x -a )×2x -a+2a =2a +4≥7,∴a ≥32.故a 的最小值为32.11.(2010·南京调研)设函数f (x )=|x -1|+|x -2|,则不等式f (x )>3的解集为________. [答案] (-∞,0)∪(3,+∞)[解析] 当x <1时,有f (x )=1-x +2-x =3-2x . 由f (x )>3得3-2x >3,解得x <0; 当1≤x ≤2时,有f (x )=x -1+2-x =1. 此时,不等式f (x )>3无解;当x >2时,有f (x )=x -1+x -2=2x -3. 由f (x )>3得2x -3>3,解得x >3.故不等式f (x )>3的解集为(-∞,0)∪(3,+∞).[点评] 可画出数轴如图,∵|AB |=1,∴|PB |>1,|QA |>1,故由图可得x >3或x <0. 12.(2010·江苏无锡市调研)已知c 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的半焦距,则b +c a 的取值范围是________.[答案] (1,2][解析] ⎝⎛⎭⎫b +c a 2=b 2+c 2+2bca 2=b 2+c 2+2bc b 2+c 2=1+2bcb 2+c 2, ∵b ,c >0,∴1<⎝⎛⎫b +c a 2≤2,∴1<b +c a≤ 213.(2010·福建南平一中)若函数f (x )=2|x+7|-|3x -4|的最小值为2,则自变量x 的取值范围是________.[答案] [-12,5][解析] 依题意知,2|x+7|-|3x -4|≥2,∴|x +7|-|3x -4|≥1,当x >43时,不等式化为x +7-(3x -4)≥1.解得x ≤5,即43<x ≤5;当-7≤x ≤43时,不等式化为x +7+(3x -4)≥1,解得x ≥-12,即-12≤x ≤43;当x <-7时,不等式化为-x -7+(3x -4)≥1, 解得x ≥6,与x <-7矛盾. ∴自变量x 的取值范围为-12≤x ≤5.14.(2010·重庆中学)抛物线y 2=4x 的顶点为O ,点A 的坐标为(5,0),倾斜角为π4的直线l 与线段OA 相交(l 不过点O 和点A )且交抛物线于M 、N 两点,则△AMN 的最大面积为________.[答案] 8 2[解析] 设直线l 与x 轴交于点B (t,0),则由题意知0<t <5,直线l :y =x -t ,代入y 2=4x 中消去x 得,y 2-4y -4t =0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则y 1+y 2=4,y 1y 2=-4t , ∴|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=41+t ,∴S △AMN =12|AB |·|y 1-y 2|=21+t ·(5-t )=2(1+t )(5-t )2 =2(2+2t )(5-t )(5-t )2≤212⎣⎡⎦⎤(2+2t )+(5-t )+(5-t )33=8 2.等号在t =1时成立. 三、解答题15.(2010·福建理)已知函数f (x )=|x -a |.(1)若不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},求实数a 的值;(2)在(1)的条件下,若f (x )+f (x +5)≥m 对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围. [解析] 解法一:(1)由f (x )≤3得|x -a |≤3,解得a -3≤x ≤a +3. 又已知不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},所以⎩⎪⎨⎪⎧a -3=-1,a +3=5,解得a =2.(2)当a =2时,f (x )=|x -2|. 设g (x )=f (x )+f (x +5),于是g (x )=|x -2|+|x +3|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -1,x <-3;5,-3≤x ≤2;2x +1,x >2.所以当x <-3时,g (x )>5;当-3≤x ≤2时,g (x )=5;当x >2时,g (x )>5. 综上可得,g (x )的最小值为5.从而,若f (x )+f (x +5)≥m ,即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立,则m 的取值范围为(-∞,5].解法二: (1)同解法一.(2)当a =2时,f (x )=|x -2|. 设g (x )=f (x )+f (x +5).由|x -2|+|x +3|≥|(x -2)-(x +3)|=5(当且仅当-3≤x ≤2时等号成立)得,g (x )的最小值为5.从而,若f (x )+f (x +5)≥m 即g (x )≥m 对一切实数x 恒成立,则m 的取值范围为(-∞,5].16.(2010·福建龙岩市质检)已知a ,b ,c ∈(0,+∞),且1a +2b +3c =2,求a +2b +3c 的最小值及取得最小值时a ,b ,c 的值.[解析] ⎝⎛⎭⎫1a +2b +3c (a +2b +3c )=⎝⎛⎭⎫1a 2+⎝⎛⎭⎫2b 2+⎝⎛⎭⎫3c 2[(a )2+(2b )2+(3c )2] ≥⎝⎛⎭⎫1a ·a +2b ·2b +3c ·3c 2=36. 又1a +2b +3c=2,∴a +2b +3c ≥18, 当且仅当1a a =2b 2b =3c 3c, 即a =b =c =3时等号成立.∴当a =b =c =3时,a +2b +3c 取得最小值18.17.(2010·苏北四市模考)已知函数f (x )=(x -a )2+(x -b )2+(x -c )2+(a +b +c )23(a ,b ,c为实数)的最小值为m ,若a -b +2c =3,求m 的最小值.[解析] ∵f (x )=(x -a )2+(x -b )2+(x -c )2+(a +b +c )23=3x 2-2(a +b +c )x +a 2+b 2+c 2+(a +b +c )23=3⎝⎛⎭⎫x -a +b +c 32+a 2+b 2+c 2,∴x =a +b +c3时,f (x )取最小值a 2+b 2+c 2,即m =a 2+b 2+c 2.∵a -b +2c =3,由柯西不等式得 [12+(-1)2+22]·(a 2+b 2+c 2) ≥(a -b +2c )2=9, ∴m =a 2+b 2+c 2≥96=32,当且仅当a 1=b -1=c2,即a =34,b =-34,c =32时等号成立,所以m 的最小值为32.。
高考数学压轴专题新备战高考《不等式选讲》知识点总复习含解析
新数学《不等式选讲》高考知识点一、141.下列四个不等式:①log 10lg 2(1)x x x +>…;②a b a b -<+;③2(0)b aab a b+≠…;④121x x -+-≥,其中恒成立的个数是( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】依次判断每个选项的正误,得到答案. 【详解】 ①1log 10lg lg 2(1)lg x x x x x+=+>…,当10x =时等号成立,正确 ②a b a b -<+,0b =时不成立,错误 ③,a b =时等号成立.正确④12(1)(2)1x x x x -+-≥---=,12x ≤≤时等号成立,正确 故答案选C 【点睛】本题考查了不等式性质,绝对值不等式,均值不等式,综合性较强,是不等式的常考题型.2.猜测使2n a n >对任意正整数n 恒成立的最小正整数a 的值为( ) A .2 B .3 C .4 D .5【答案】B 【解析】 【分析】由题意结合选项利用特殊值排除选项A ,然后利用数学归纳法证明选项B 正确即可. 【详解】注意到当2,4a n ==时,2n a n >不成立,则2a =不合题意, 当3a =时,不等式即23n n >, 当1n =时,不等式即31>, 当2n =时,不等式即94>,下面用数学归纳法证明该式对于*,3n N n ∈≥成立, 当3n =时,不等式即279>,明显成立, 假设()*3,n k k k N=≥∈时不等式成立,即23kk >,则当1n k =+时,123333k k k +=⋅>,而()()222*31221k k k k k N-+=--∈,结合二次函数的性质可知,当2k >时,22221222210k k -->⨯-⨯->, 故当*3,k k N ≥∈时,()()2222310,31k k k k -+>>+. 综上可得,23n n >对任意的n 均成立. 则最小正整数a 的值为3. 故选:B . 【点睛】本题主要考查数学归纳法的应用,排除法处理选择题的技巧等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.3.若关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解,则实数t 的取值范围是( ) A .1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .(],0-∞C .(],1-∞D .(],5-∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先得到当0t ≤时,满足题意,再当0t >时,根据绝对值三角不等式,得到22221x t x t t +-+++-的最小值,要使不等式无解,则最小值需大于等于3t ,从而得到关于t 的不等式,解得t 的范围 【详解】关于x 的不等式222213x t x t t t +-+++-<无解, 当0t ≤时,可得此时不等式无解, 当0t >时,()2222221221x t x t t x t x t t +-+++-+--++-≥21t =--,所以要使不等式无解,则213t t --≥, 平方整理后得20541t t ≤--, 解得115t ≤≤-, 所以01t <≤,综上可得t 的范围为(],1-∞, 故选:C. 【点睛】本题考查绝对值的三角不等式的应用,根据不等式的解集情况求参数的范围,属于中档题.4.设2sin1sin 2sin 222n n na =++⋅⋅⋅+,对任意正整数m 、n (m >n )都成立的是( ). A .12n m ma a -< B .12n m ma a ->C .12n m na a -<D .12n m na a ->【答案】C 【解析】 【分析】先作差,再根据三角函数有界性放缩,进而根据等比数列求和确定选项. 【详解】212sin1sin 2sin sin(1)sin(2)sin 222222n m n n n n mn n n ma a a ++++=++⋅⋅⋅+∴-=++⋅⋅⋅+Q 12sin(1)sin(2)sin ||||222m n n n mn n ma a ++++∴-=++⋅⋅⋅+ 12sin(1)sin(2)sin ||||||222n n mn n m ++++≤++⋅⋅⋅+ 11211(1)11111122122222212n m n n n m n m n +-++-≤++⋅⋅⋅+==-<- 故选:C 【点睛】本题考查三角函数有界性、等比数列求和以及放缩法,考查综合分析求解与论证能力,属中档题.5.325x -≥不等式的解集是( ) A .{|1}x x ≤- B .{|14}x x -≤≤C .{|14}x x x ≤-≥或D .{|4}x x ≥【答案】C 【解析】 【分析】根据绝对值定义化简不等式,求得解集. 【详解】因为325x -≥,所以325x -≥或325x -≤-,即14x x ≤-≥或,选C. 【点睛】本题考查含绝对值不等式解法,考查基本求解能力.6.已知,,则使不等式一定成立的条件是A .B .C .D .【答案】D【解析】因为若,则,已知不等式不成立,所以,应选答案D 。
高考数学压轴专题新备战高考《不等式选讲》知识点总复习含解析
数学《不等式选讲》期末复习知识要点一、141.设全集U =R ,已知23{|0}2x A x x +=>-,{||1|2}B x x =-<,则()U A B =I ð( ) A .3(,1)2-- B .(12]-, C .(23], D .[2)3,【答案】B 【解析】 【分析】解分式不等式求得集合A ,由此求得U A ð,解绝对值不等式求得集合B ,由此求得()U A B I ð.【详解】由A 中不等式变形得:()()2320x x +->, 解得:32x <-或2x >,即3,(2,)2A ⎛⎫=-∞-+∞ ⎪⎝⎭U ,∴U3A ,22⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ð, 由B 中不等式变形得:212x -<-<,解得:13x -<<,即1()3B =-,, ∴()(]12U A B =-I ,ð, 故选:B . 【点睛】本小题主要考查集合交集交集、补集的概念和运算,考查分式不等式、绝对值不等式的解法,属于基础题.2.若关于x 的不等式23ax -<的解集为5133x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则a =( ) A .2- B .2 C .3D .3-【答案】D 【解析】 【分析】由绝对值不等式的性质可知,()22329ax ax -⇔-<<,从而可得到()229ax -=的两个解为2151,33x x -==,即可求出a 的值. 【详解】由题意可知0a ≠,()22329ax ax -⇔-<<,即22450a x ax --<,故一元二次方程22450a x ax --=的解为2151,33x x -==, 则1212224455,39a x x x x a a +==-=-=-,解得3a =-. 故答案为D. 【点睛】本题主要考查了绝对值不等式的解法,考查了学生的计算能力,属于基础题.3.设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是 ( ) A .|a+b|+|a-b|>2 B .|a+b|+|a-b|<2 C .|a+b|+|a-b|=2 D .不能比较大小【答案】B 【解析】选B.当(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2, 当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2.4.2018年9月24日, 英国数学家M.F 阿蒂亚爵在“海德堡论坛”展示了他“证明”黎曼猜想的过程,引起数学界震动. 黎曼猜想来源于一些特殊数列求和, 记2221111.........,23S n 则()=+++++A .413S << B .4332S << C .322S << D .2S > 【答案】C 【解析】 【分析】由题意利用不等式放缩后裂项确定S 的范围即可. 【详解】由题意可知:222111123S n=+++++L L ()111123341n n >+++++⨯⨯+L L 111111123341n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭L L 13122>+=, 且222111123S n=+++++L L ()111112231n n <+++++⨯⨯-⨯L L11111112231n n L L ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭122n L =-+<,综上可得:322S <<. 本题选择C 选项. 【点睛】本题的核心是考查裂项求和的方法,使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.5.已知,,x y z ∈R ,若234x y z -+=,则222(5)(1)(3)x y z ++-++的最小值为( ) A .37200B .2007C .36D .40【答案】B 【解析】 【分析】根据柯西不等式得到不等式关系,进而求解. 【详解】根据柯西不等式得到()()()()()()2222221(2)352135313x y z x y z ⎡⎤+-+≥++-+++--++⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()()2222511423164030x y z x y z ⎡⎤++-++≥-++=⎣⎦进而得到最小值是:2007故答案为B. 【点睛】这个题目考查了柯西不等式的应用,比较基础.6.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2*21221n n a a S n n N +==++∈,,若对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(]2∞-,B .(]1∞-, C .14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,D .12,∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【答案】C 【解析】 【分析】2212,21n n a a S n +==++ ()*n N ∈,可得2n ≥时,()221121210n n n n n n a a S S a a +--=-+=+>,.可得11n n a a +=+时,212224a a +==,解得1a .利用等差数列的通项公式可得n a .通过放缩即可得出实数λ的取值范围. 【详解】2212,21n n a a S n +==++Q ()*n N ∈,2n ∴≥时,()22112121n n n n n a a S S a +--=-+=+, 化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0n a >.11n n a a +∴=+,即11n n a a +-=,1n =时,212224a a +==,解得11a =.∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1.11n a n n ∴=+-=. 1211111112n n a n a n a n n n n∴++⋯+=++⋯+++++++. 记11112n b n n n n =++⋯++++,1111111211n b n n n n +=++⋯++++++++. ()()11111022*******n n b b n n n n n +-=+-=>+++++. 所以{}n b 为增数列,112n b b ≥=,即121111111122n n a n a n a n n n n ++⋯+=++⋯+≥++++++. Q 对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立, 122λ∴≤,解得14λ≤ ∴实数λ的取值范围为14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,.故选C . 【点睛】本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、放缩法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.7.若存在x ,∈R ,使2x a 23x 1-+-≤成立,则实数a 的取值范围是( )A .[]75--,B .()57,C .[]57,D .][()57∞∞-⋃+,, 【答案】C 【解析】 【分析】先利用绝对值三角不等式求223x a x -+-的最小值,即得实数a 的取值范围. 【详解】由题得223=262|6|x a x x a x a -+--+-≥-, 所以|6|1,161,57a a a -≤∴-≤-≤∴≤≤. 故选C 【点睛】本题主要考查绝对值三角不等式和绝对值不等式的能成立问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8.设x ∈R ,则“2x <”是4<”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】D 【解析】 【分析】首先求解绝对值不等式和根式不等式,然后分别考查充分性和必要性是否成立即可. 【详解】由2x <可得22x -<<4<可得016x ≤<,22x -<<是016x ≤<的既不充分也不必要条件,“2x <”是4<”的既不充分也不必要条件. 本题选择D 选项. 【点睛】本题主要考查绝对值不等式的解法,充分条件和必要条件的判定等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.9.不等式|1||2|x x a +--<无实数解,则a 的取值范围是( ) A .(,3)-∞ B .(3,)-+∞ C .(,3]-∞- D .(,3)-∞-【答案】C 【解析】 【分析】利用绝对值不等式的性质||||||a b a b -≤-,因此得出||||a b -的范围, 再根据无实数解得出a 的范围。
高考数学《不等式选讲》专项复习
高考数学《不等式选讲》专项复习一、考纲解读1.了解绝对值的几何意义,会利用绝对值的定义解不等式,利用绝对值不等式证明不等式和求最值.2.了解柯西不等式及其几何意义,会用它来证明不等式和求最位.3.了解基本不等式,会用它来证明不等式和求最值.4.会用综合法、分析法、反证法及数学归纳法证明不等式.二、命题趋势探究本节内容为新课标新增内容,是高考选考内容.题型以含绝对值的不等式的解法和证明为重要考点,不等式的应用为次重要考点,不等式证明放在一般位置,难度为中档.三、知识点精讲(一).不等式的性质1.同向合成(1),a b b c a c >>⇒>;(2),c a b d a c b d >>⇒+>+;(3)0,c 0a b d ac bd >>>>⇒>.(合成后为必要条件)2.同解变形(1)a b a c b c >⇔+>+;(2)0,0,a b c ac bc c ac bc >⇔>>⇔<<;(3)11000a b b a>>⇔>>⇔>>. (变形后为充要条件)3.作差比较法0,0a b a b a b a b >⇔>-><⇔-<(二).含绝对值的不等式(1)0,||a x a a x a ><⇔>-<<;0,||,a x a x a x a >>⇔>><-或(2)22||||a b a b >⇔> (3)||||x a x b c +++<零点分段讨论(三).基本不等式(1)222a b ab +>(当且仅当等号成立条件为a b =)(2)0,0,2a b a b +>>≥a b =);0,0,0,3a b c a b c ++>>>≥a b c ==时等号成立) (3)柯西不等式22222()()()a b c d ac bd ++≥+(当且仅当ad bc =时取等号)①几何意义:||ad bc ⋅⇔+≤a b a b ||||||≤②推广:222222212121122()()()n n n n a a a b b b a b a b a b ++++++≥+++.当且仅当向量12(,,,)n a a a a =与向量12(,,,)n b b b b =共线时等号成立.(四).不等式的证明(1)作差比较法、作商比较法.(2)综合法——由因到果.(3)分析法——执果索因.(4)数学归纳法.(5)构造辅助函数利用单调性证明不等式.(6)反证法.(7)放缩法.四、解答题题型总结核心考点一:解含绝对值的不等式对于含绝对值的不等式问题,首先要考虑的是根据绝对值的意义去掉绝对值.常用的去绝对值方法是零点分段法.特别用于多个绝对值的和或差不等式问题.若单个绝对值的不等式常用以下结论:|()|()()()()f x g x g x f x g x <⇔-<<;|()|()()()()()f x g x f x g x f x g x >⇔><-或;22|()||()|()()(()())(()())0f x g x f x g x f x g x f x g x >⇔>⇔+->. 有时去绝对值也可根据22||x x =来去绝对值. 1.在实数范围内,不等式||2|1|1x --≤的解集为 .解析 由于||2|1|1x --≤,即1|2|11x -≤--≤,即|2|2x -≤,所以222x -≤-≤,所以04x ≤≤.所以不等式的解集为[0,4].2.不等式|5||3|10x x -++≥的解集是( )A. [5,7]-B. [4,6]-C. (,5][7,)-∞-+∞D. (,4][6,)-∞-+∞解析 解法一:当5≥x 时,原不等式可变形为1022≥-x ,所以6≥x ;当53<<-x 时,原不等式可变形为108≥,显然不成立;当3-≤x 时,原不等式可变形为4,1022-≤≥-x x 得,所以(][)+∞⋃-∞-∈,64,x .之和,要使点x 到点x =-3与x =5的距离之和等于10,只需64=-=x x 或,于是当6≥x ,或4-≤x3.已知函数()|2||5|f x x x =---.(1)证明:3()3f x -≤≤;(2)求不等式2()815f x x x ≥-+的解集. 解析 (1)()|2||5|f x x x =--- , |()|2||5|||(2)(5)|3f x x x x x =---≤---=,故3()3f x -≤≤ .(2)由(1)知.当2x ≤ 时,2()815f x x x ≥-+ 的解集为空集;当5x ≥ 时,2()815f x x x ≥-+ 的解集为{|56}x x ≤≤.核心考点二:含绝对值不等式恒成立,求参数问题1.已知()|1|()f x ax a =+∈R ,不等式()3f x ≤的解集为{}|21x x -≤≤. (1)求a 的值;(2)若|()2()|2x f x f k -≤恒成立,求k 的取值范围.解析 (1)由|1|3ax +≤得42ax -≤≤,又()3f x ≤的解集为{}|21x x -≤≤,所以当0a ≤时,所以|()|1h x ≤,因此1k ≥,即k 的取值范围是[1,)+∞.2.已知函数()|||2|f x x a x =++-.(1)当3a =-时,求不等式()3f x ≥的解集;(2)若()|4|f x x ≤-的解集包含[1,2],求a 的取值范围.解析 (1)当3a =- 时,()3|3||2|3f x x x ≥⇔-+-≥2323x x x ≤⎧⇔⎨-+-≥⎩ 或23323x x x <<⎧⎨-+-≥⎩ 或3323x x x ≥⎧⇔⎨-+-≥⎩1x ⇔≤或4x ≥(2)原命题 ()|4|f x x ⇔≤- 在[1,2] 上恒成立||24x a x x ⇔++-≤-在[1,2] 上恒成立 22x a x ⇔--≤≤-在[1,2] 上恒成立30a ⇔-≤≤ .3. 若关于实数x 的不等式|5||3|x x a -++<无解,则实数a 的取值范围是 . 解析 因为|5||3||5||3||53|8x x x x x x -++=-++≥-++= ,所以min (|5||3|)8x x -++= ,要使|5||3|x x a -++<无解,只需8a ≤ .故实数a 的取值范围是(,8]-∞ .4.已知函数()|21||2|f x x x a =-++,g()3x x =+.(1)当2a =-时,求不等式()()f x g x <的解集;(2)设1a >-,且当1[,)22a x ∈-时,()()f x g x ≤,求a 的取值范围. 解析 (1)当2a =- 时,不等式()()f x g x < 化为|21||22|30x x x -+---< .设函数|21||22|3y x x x =-+---,0y < ,所以原不等式的解集是{|02}x x << .1a核心考点三:含绝对值(方程)不等式有解,求参数问题1.若关于x 的不等式|||1||2|a x x ≥++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 . 解析 不等式|||1||2|a x x ≥++-有解,则min ||(|1||2|)3a x x ≥++-=,故实数a 的取值范围是(,3][3,)-∞-+∞.2.若存在实数x 使|||1|3x a x -+-≤成立,则实数a 的取值范围是 .解析 因为 |||1||()(1)||1|x a x x a x a -+-≥---=-.要使|||1|3x a x -+-≤有解,可使|1|3a -≤,所以313a -≤-≤ ,所以24a -≤≤ .3.已知a ∈R ,关于x 的方程21||||04x x a a ++-+=有实根,求a 的取值范围.(2)数轴标根,核心考点四:已知含绝对值不等式的解集,求参数的值或范围1. 设不等式|2|()x a a *-<∈N 的解集为A ,且31,22A A ∈∉ .(1)求a 的值;(2)求函数()|||2|f x x a x =++-的最小值.所以1a =.(2)因为|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-≥+--=,当且仅当(1)(2)0x x +-≤,即12x -≤≤时取等号,所以()f x 的最小值为3.2.设函数()||3f x x a x =-+,其中0a >.(1) 当1a =时,求不等式()32f x x ≥+的解集;(2)若不等式()0f x ≤的解集为{}|1x x ≤-,求a 的值.由此可得3x ≥或1x ≤-,故不等式 ()32f x x ≥+的解集为{|31}x x x ≥≤或.故此不等式化为不等式组30x ax a x≥⎧⎨-+≤⎩或 30x ax a x <⎧⎨-+≤⎩,3.已知函数()||f x x a =-,其中1a >.(1) 当2a =时,求不等式()4|4|f x x ≥--的解集;(2) 已知关于x 的不等式|(2)2()|2f x a f x +-≤的解集为{}|12x x ≤≤,求a 的值.解析 (1)当2a =时,()26,2|4|2,2426,4x x f x x x x x -+≤⎧⎪+-<<⎨⎪-≥⎩(2)记()()()22h x f x a f x =+- ,则2,042,()02,a x h x a x a x a x a -≤⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩,由|()|2h x ≤ ,又已知 |()|2h x ≤的解集为{|12}x x ≤≤ ,4.若不等式|4|2kx -≤的解集为{}|13x x ≤≤,则实数k = .故2k =.核心考点五:比较法(差值法和比值法)证明不等式1.已知,,a b m 均为正实数,且a b <,求证:a m a b m b+>+.2.已知,,a b +∈R ,且a b ≠,n *∈N . 求证:11()()2()n n n n a b a b ab ++++<+. 解析 ()()112()n n n n a b b a b a +++++- 111122n n n n n n a a ab ba b b ++++=++-+-11n n n n ab a b a b ++=+--()()n n n n a b a b a b =-+- ()()n n b a a b =--为确定差的符号,应分0a b >>和0b a >>两种情况讨论.①若0a b >>,n N *∈,则n n a b >,因此()()0n n b a a b --<,故原不等式成立;②若0b a >>,n N *∈,则n n b a >,因此()()0n n b a a b --<,原不等式也成立,综上所述,()()112()n n n n a b b a b a +++++<.核心考点六:利用函数的单调性证明使用对象:在某区间成立的函数不等式、数值不等式的证明通常是通过辅助函数完成的. 解题程序:(1)移项(有时需要作简单的恒等变形),使不等式一端为0,另一端为所作辅助函数()f x .(2)求()f x 并验证()f x 在指定区间上的单调性.(3)求出区间端点的函数值(或极限值),其中至少有一个为0或已知符号,作比较即得所证.1.已知01x <<,求证:31sin 6x x x -<.又(0)0f =,所以当01x <<时,()0f x >成立.2.证明:当02x π<<时,2sin xx x π<<.解析 不等式sin x x <⇔sin 0x x -<.令所以()()00f x f <= ,所以sin x x <.。
高考数学压轴专题石家庄备战高考《不等式选讲》知识点复习
【高中数学】数学《不等式选讲》复习知识点一、141.不等式的解集是 ( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式,得到,恒成立.【详解】恒成立.故答案选B 【点睛】本题考查了解绝对值不等式,利用绝对值三角不等式简化了运算.2.猜测使2n a n >对任意正整数n 恒成立的最小正整数a 的值为( ) A .2 B .3 C .4 D .5【答案】B 【解析】 【分析】由题意结合选项利用特殊值排除选项A ,然后利用数学归纳法证明选项B 正确即可. 【详解】注意到当2,4a n ==时,2n a n >不成立,则2a =不合题意, 当3a =时,不等式即23n n >, 当1n =时,不等式即31>, 当2n =时,不等式即94>,下面用数学归纳法证明该式对于*,3n N n ∈≥成立, 当3n =时,不等式即279>,明显成立, 假设()*3,n k k k N=≥∈时不等式成立,即23kk >,则当1n k =+时,123333k k k +=⋅>, 而()()222*31221k k k k k N-+=--∈,结合二次函数的性质可知,当2k >时,22221222210k k -->⨯-⨯->,故当*3,k k N ≥∈时,()()2222310,31k k k k -+>>+.综上可得,23n n >对任意的n 均成立. 则最小正整数a 的值为3.【点睛】本题主要考查数学归纳法的应用,排除法处理选择题的技巧等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.3.不等式2124x x a a +--≥-的解集为R ,则实数a 的取值范围是( ) A .(][),13,-∞+∞U B .()(),13,-∞⋃+∞ C .[]1,3 D .()1,3【答案】C 【解析】 【分析】令()12f x x x =+--,通过对x 的取值范围的讨论,去掉绝对值符号,可求得()min 3f x =,依题意,即可求得实数a 的取值范围.【详解】令()12f x x x =+--,当1x <-时,()()123f x x x =----+=-;当12x -≤≤时,()()[]12213,3f x x x x =+--+=-∈-; 当2x >时,()()123f x x x =+--=; ∴()min 3f x =-.∵不等式2124x x a a +--≥-的解集为R , ∴()2min 43a a f x -≤=-,即实数a 的取值范围是[]1,3.故选C. 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法,考查函数恒成立问题,解题方法是转化为求函数最值,然后解不等式.4.若函数()(0)1af x ax a x =+>-在(1,)+∞上的最小值为15,函数()1=+++g x x a x ,则函数()g x 的最小值为( ).A .2B .6C .4D .1【答案】C 【解析】 【分析】当1x >,0a >时,由基本不等式可得()3≥f x a ,又()f x 最小值为15,可得出5a =,再由绝对值三角不等式()()()g =5151=4+++≥+-+x x x x x ,即可得出结果.当1x >,0a >时,()()111=+=+-+--a a f x ax a x a x x≥a 3=a ,当且仅当2x =时等号成立,由题可得315a =,即5a =,所以()1=+++g x x a x ()()=5151=4+++≥+-+x x x x ,当且仅当()()510++≤x x 即51x -≤≤-时等号成立,所以函数()g x 的最小值为4.故选:C 【点睛】本题主要考查基本不等式:)0,0a b ab +?>,当且仅当a b =时等号成立,绝对值的三角不等式: +≥-a b a b ,当且仅当0ab ≤时等号成立.5.已知集合{}|11A x x =-<,1|10B x x ⎧⎫=-≥⎨⎬⎩⎭,则A B =∩( ) A .{}|12x x ≤< B .{}|02x x << C .{}|01x x <≤ D .{}|01x x <<【答案】A 【解析】1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,()1011100{0x x x x x x -≥--≥⇒≥⇒≠,解得0,1x x <≥,故[)1,2A B ⋂=.点睛:本题主要考查绝对值不等式的解法,考查分式不等式的解法,考查集合交集等知识.解含有一个绝对值不等式,只需要按照口诀“大于在两边,小于在中间”来解即可.解分式不等式主要方法就是通过通分后,转化为整式不等式来求解,在转化的过程中要注意分母不为零这个特殊情况.6.已知a +b +c =1,且a , b , c >0,则 222a b b c a c +++++ 的最小值为( ) A .1 B .3C .6D .9【答案】D 【解析】2221,a b c a b b c c a ++=∴+++++Q ()1112++a b c a b b c c a ⎛⎫=⋅++ ⎪+++⎝⎭()()()()21111119a b b c c a a b b c c a ⎛⎫⎡⎤=+++++⋅++≥++= ⎪⎣⎦+++⎝⎭,当且仅当13a b c ===时等号成立,故选D.【易错点晴】本题主要考查利用基本不等式求最值,属于难题.利用基本不等式求最值时,一定要正确理解和掌握“一正,二定,三相等”的内涵:一正是,首先要判断参数是否为正;二定是,其次要看和或积是否为定值(和定积最大,积定和最小);三相等是,最后一定要验证等号能否成立(主要注意两点,一是相等时参数否在定义域内,二是多次用≥或≤时等号能否同时成立).7.若关于x 的不等式2|1|30ax x a -++≥的解集为R ,则实数a 的取值范围为 A .1[,+)6∞ B .1[,+)3∞ C .1[,+)2∞ D .1[,+)12∞ 【答案】C 【解析】 【分析】先将不等式2130ax x a -++≥变形为213x a x +≥+,由不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,可得213x a x +≥+恒成立,因此只需求出213x x ++的最大值即可.【详解】解:不等式2130ax x a -++≥的解集是(),-∞+∞,即x R ∀∈,2130ax x a -++≥恒成立, ∴221133x x a x x ++≥=++, 令()213x g x x +=+, 当1x =-时,()0g x =;当1x ≠-时,()21143121x g x x x x +==+++-+, 若10x +>,则()41221x x ++-≥=+, 当且仅当411x x +=+,即x 1=时上式“=”成立; 若x 10+<,则()()()441212611x x x x ⎡⎤++-=--++-≤-=-⎢⎥+-+⎢⎥⎣⎦, 当且仅当()()411x x -+=-+,即3x =-时上式“=”成立.()()][()412,62,1x x ∴++-∈-∞-⋃+∞+. ()10,2g x ⎛⎤∴∈ ⎥⎝⎦.12a ∴≥. 则实数a 的取值范围是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 故选C . 【点睛】本题主要考查不等式恒成立的问题,由不等式恒成立求参数的范围,通常用分离参数的方法,将不等式转化为参数与一个函数比较大小的形式,只需求出函数的最大值或最小值即可,属于常考题型.8.已知2(3)f x x x =+,若1x a -≤,则下列不等式一定成立的是( ) A .33()()f x f a a -≤+ B .24()()f x f a a -≤+ C .()()5f x f a a -≤+ D .2|()()2|(1)f x f a a -≤+【答案】B 【解析】 【分析】先令a=0,排除A ,C,D,再利用绝对值三角不等式证明选项B 成立 【详解】令a=0,则1x ≤,即-1≤x≤1,()()()()()0?f x f a f x f f x -=-=≤4,此时A,C,D 不成立,下面证明选项B 成立()()22 33f x f a x x a a -=+--=()() 3x a x a -++≤()()3x a x a -++≤()3x a ++=23x a a -++≤23x a a -++≤24a +故选:B . 【点睛】本题考查了绝对值三角不等式的应用,特值法,结合二次函数最值分析问题,准确推理计算是关键,是基础题.9.已知函数()1f x x x a =++-,若()2f x ≥恒成立,则a 的取值范围是( ) A .(][),22,-∞-+∞U B .(][),31,-∞-+∞U C .(][),13,-∞-+∞U D .(][),04,-∞+∞U【答案】B 【解析】 【分析】利用绝对值三角不等式确定()f x 的最小值;把()2f x ≥恒成立的问题,转化为其等价条件去确定a 的范围。
专题13 不等式选讲-高考数学(理)二轮专项复习
专题13 不等式选讲不等式选讲是高考的选考内容之一,考查的重点是不等式的证明、绝对值不等式的解法以及数学归纳法在不等式中的应用等,命题的热点是绝对值不等式的解法,以及绝对值不等式与函数的综合问题的求解.本部分命题形式单一、稳定,是三道选考题目中最易得分的,所以可重点突破.【知识要点】1.含有绝对值的不等式的解法 (1)|f (x )|>a (a >0)⇔f (x )>a 或f (x )<-a ; (2)|f (x )|<a (a >0)⇔-a <f (x )<a ;(3)|x -a |+|x -b |≥c (c >0)和|x -a |+|x -b |≤c (c >0)型不等式的解法 法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; 法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想; 2.绝对值三角不等式|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |.此性质可用来解不等式或证明不等式. 3.基本不等式定理1:设a ,b ∈R ,则a 2+b 2≥2ab .当且仅当a =b 时,等号成立. 定理2:如果a ,b 为正数,则a +b 2≥ab ,当且仅当a =b 时,等号成立.定理3:如果a ,b ,c 为正数,则a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立.定理4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果a 1、a 2、…、a n 为n 个正数,则a 1+a 2+…+a nn ≥na 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立. 4.柯西不等式(1)设a ,b ,c ,d 为实数,则(a 2+b 2)(c 2+d 2)≥(ac +bd )2,当且仅当ad =bc 时等号成立. (2)若a i ,b i (i ∈N *)为实数,则(∑n i =1a 2i )(∑n i =1b 2i )≥(∑ni =1a i b i )2,当且仅当b i =0(i =1,2,…,n )或存在一个数k ,使得a i =kb i (i =1,2,…,n )时,等号成立.(3)柯西不等式的向量形式:设α,β为平面上的两个向量,则|a |·|β|≥|α·β|,当且仅当这两个向量同向或反向时等号成立. 【复习要求】(1)理解绝对值的几何意义,并能利用绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:① ;b a b a +≤+② ;b c c a b a -+-≤-(2)会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:c b ax ≤+ c b ax ≥+ a b x c x ≥-+-(3)会用不等式①和②证明一些简单问题。
高考数学压轴专题新备战高考《不等式选讲》分类汇编
【最新】数学《不等式选讲》期末复习知识要点一、141.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2*21221n n a a S n n N +==++∈,,若对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(]2∞-,B .(]1∞-, C .14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,D .12,∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【答案】C 【解析】 【分析】2212,21n n a a S n +==++ ()*n N ∈,可得2n ≥时,()221121210n n n n n n a a S S a a +--=-+=+>,.可得11n n a a +=+时,212224a a +==,解得1a .利用等差数列的通项公式可得n a .通过放缩即可得出实数λ的取值范围. 【详解】2212,21n n a a S n +==++Q ()*n N ∈,2n ∴≥时,()22112121n n n n n a a S S a +--=-+=+, 化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0n a >.11n n a a +∴=+,即11n n a a +-=,1n =时,212224a a +==,解得11a =.∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1.11n a n n ∴=+-=. 1211111112n n a n a n a n n n n∴++⋯+=++⋯+++++++. 记11112n b n n n n =++⋯++++,1111111211n b n n n n +=++⋯++++++++. ()()11111022*******n n b b n n n n n +-=+-=>+++++. 所以{}n b 为增数列,112n b b ≥=,即121111111122n n a n a n a n n n n ++⋯+=++⋯+≥++++++.Q 对任意的*n N ∈,1211120nn a n a n a λ++⋯+-≥+++恒成立, 122λ∴≤,解得14λ≤ ∴实数λ的取值范围为14∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,.故选C . 【点睛】本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、放缩法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.2.已知函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,且当0x >时,()f x 单调递增,则关于x 的不等式(1)()f x f a ->的解集为 ( ) A .45[,)33B .2112(,][,)3333--⋃ C .12[,)33⋃45(,]33D .随a 的值而变化【答案】C 【解析】试题分析:∵函数()f x 是定义在[1,2]a a -上的偶函数,∴1-a=2a ,∴a=13,故函数()f x 的定义的定义域为22[,]33-,又当203x <≤时,()f x 单调递增,∴11113(1)()(1)(){23313x f x f f x f x ->->⇔->⇔-≤,解得1233x ≤<或4533x <≤,所以不等式(1)()f x f a ->的解集为12[,)33⋃45(,]33,故选C考点:本题考查了抽象函数的运用点评:此类问题往往利用偶函数的性质()()f x f x =避免了讨论,要注意灵活运用3.设集合{}1,R A x x a x =-<∈,{}15,R B x x x =<<∈.若A B =∅I ,则实数a 的取值范围是()A .{}06a a ≤≤B .{}64a a a ≤≥或C .{}06a a a ≤≥或D .{}24a a ≤≤【答案】C【分析】根据公式()0x a a a x a <>⇔-<<解出集合A ,再根据交集的运算即可列出关系式,求解即可。
高考数学压轴专题长沙备战高考《不等式选讲》知识点复习
【最新】数学《不等式选讲》高考知识点一、141.已知三个正实数a 、b 、c 满足1a b c ++=,给出以下几个结论:①22213a b c ++≤;②13ab bc ca ++≤;③2221b c a a b c++≥;≥.则正确的结论个数为( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】利用基本不等式及柯西不等式计算可得; 【详解】解:①:Q 222222222a b ab b c bc a c ac ⎧+⎪+⎨⎪+⎩………,222a b c ab bc ac ∴++++…2222222()2223()a b c a b c ab ac bc a b c ∴++=+++++++….22213a b c ∴++…,故①不正确.②:由2222()2()3()a b c a b c ab bc ac ab bc ac ++=+++++++…,13ab bc ca ∴++…,故②正确.③:Q 222222b a b a c b c b a c c c⎧+⎪⎪⎪+⎨⎪⎪+⎪⎩………,∴2221b c aa b c a b c ++++=… ∴2221b c a a b c++…,故③正确. ④:由柯西不等式得2()(111)a b c ++++,∴≤.则④错误.故选:B . 【点睛】本题考查利用基本不等式即柯西不等式证明不等式,属于中档题.2.不等式|1||2|x x a +--<无实数解,则a 的取值范围是( ) A .(,3)-∞B .(3,)-+∞C .(,3]-∞-D .(,3)-∞-【答案】C 【解析】 【分析】利用绝对值不等式的性质||||||a b a b -≤-,因此得出||||a b -的范围, 再根据无实数解得出a 的范围。
【详解】解:由绝对值不等式的性质可得,||1||2|||(1)(2)|3x x x x +--++-=…,即|1||2|3x x +---…. 因为|1||2|x x a +--<无实数解 所以3a ≤-, 故选C 。
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高考数学《不等式选讲》专项复习一、考纲解读1.了解绝对值的几何意义,会利用绝对值的定义解不等式,利用绝对值不等式证明不等式和求最值.2.了解柯西不等式及其几何意义,会用它来证明不等式和求最位.3.了解基本不等式,会用它来证明不等式和求最值.4.会用综合法、分析法、反证法及数学归纳法证明不等式.二、命题趋势探究本节内容为新课标新增内容,是高考选考内容.题型以含绝对值的不等式的解法和证明为重要考点,不等式的应用为次重要考点,不等式证明放在一般位置,难度为中档.三、知识点精讲(一).不等式的性质1.同向合成(1),>>⇒>;a b b c a c(2),c>>⇒+>+;a b d a c b d(3)0,c0>>>>⇒>.a b d ac bd(合成后为必要条件)2.同解变形>⇔+>+;(1)a b a c b c(2)0,0,>⇔>>⇔<<;a b c ac bc c ac bc(3)11000a b b a>>⇔>>⇔>>. (变形后为充要条件) 3.作差比较法0,0a b a b a b a b >⇔>-><⇔-<(二).含绝对值的不等式(1)0,||a x a a x a ><⇔>-<<;0,||,a x a x a x a >>⇔>><-或 (2)22||||a b a b >⇔>(3)||||x a x b c +++<零点分段讨论 (三).基本不等式(1)222a b ab +>(当且仅当等号成立条件为a b =)(2)0,0,2a ba b +>>≥a b =);0,0,0,3a b c a b c ++>>>≥a b c ==时等号成立) (3)柯西不等式22222()()()a b c d ac bd ++≥+(当且仅当ad bc =时取等号)①几何意义:||ad bc ⋅⇔+≤a b a b ||||||≤②推广:222222212121122()()()n n n n a a a b b b a b a b a b ++++++≥+++.当且仅当向量12(,,,)n a a a a =与向量12(,,,)n b b b b =共线时等号成立.(四).不等式的证明(1)作差比较法、作商比较法. (2)综合法——由因到果. (3)分析法——执果索因. (4)数学归纳法.(5)构造辅助函数利用单调性证明不等式. (6)反证法. (7)放缩法. 四、解答题题型总结核心考点:利用柯西不等式证明解不等式柯西不等式不仅具有优美的代数表现形式及向量表现形式,而且有明显的几何意义,它与基本不等式具有密切的关系,其作用类似于基本不等式可用来求最大(小)值或证明不等式,不过它的特点更明显应用更直接. 1.二维形式的柯西不等式设1212,,,x x y y ∈R ,2222211221212()()()x y x y x x y y ++≥+.等号成立1221x y x y ⇔=. 证明 设1122(,),(,)x y x y ==a b ,由|cos ⋅=a b a ||b |a,b ,得cos |⋅=a ba,b a ||b |, 又|cos |1≤a,b ,即1|⋅≤|a b |a ||b |,|⋅≤|a b |a ||b |,故2222212121122()()()x x y y x y x y +≤++ 等号成立即1221x y x y =. 2.一般形式的柯西不等式设12,,,n a a a 及12,,,n b b b 为任意实数,则21122()n n a b a b a b +++≤2222221212()()n n a a a b b b ++++++,当且仅当1212nna a ab b b ===(规定0i a =时0i b =,1,2,,i n =)时等号成立.证法一:当i a 全为0时,命题显然成立.否则210ni i a =>∑,考查关于x 的二次函数21()()ni i i f x a x b ==-∑,显然()0f x ≥恒成立.注意到222111()()2()n n n ii i ii i i f x a x a b x b ====-+∑∑∑,而()0f x ≥恒成立,且210ni i a =>∑,故()f x 的判别式不大于零,即2221114()40n n ni i ii i i i a b a b ===∆=-⋅≤∑∑∑,整理后得222111()n n niii i i i i a b a b ===⋅≥∑∑∑.证法二:向量的内积证法. 令12(,,,)n a a a =a ,12(,,,)n b b b =b ,θ为a 与b 的夹角.因为|cos ⋅=a b a ||b |a,b ,且|cos |1≤a,b ,所以|cos ||⋅=≤|a b |a ||b ||a,b a ||b |222|⇒⋅≤|a b |a ||b |,即21122()n n a b a b a b +++≤2222221212()()n n a a a b b b ++++++,等号成立0θ⇔=︒或180︒⇔a,b 平行1212nna a ab b b ⇔===. 柯西不等式提示了任意两组实数积之和的平方与平方和之间的关系,应用它可以简单地证明许多复杂的不等式,下面举例说明.1已知函数()|2|,f x m x m =--∈R ,且(2)0f x +≥的解集为[1,1]-.①求m 的值;②若,,a b c +∈R ,且11123m a b c++=,求证:239a b c ++≥.解析 ①因为(2)||f x m x +=-,(2)0f x +≥等价于||x m ≤.由||x m ≤有解,得0m ≥,且其解集为{|}x m x m -≤≤.又(2)0f x +≥的解集为[1,1]-,故1m =.②由①知111123a b c++=,又,,a b c +∈R ,由柯西不等式得11123(23)()23a b c a b c a b c++=++++29≥+=.2.已知1a b c ++=,0,0,0a b c >>>≤解析 由柯西不等式有()2313131(111)18a b c +++++⋅++=≤.当且仅当==13a b c ===时等号成立.≤3.已知0,0,0a b c >>>,22cos sin a b c θθ+<.22θθ+<解析 由柯西不等式及0a >,0b >,0c >,4.设实数,,a b c 满足2223232a b c ++=,求证:39271a b c ---++≥.5.已知n *∈N ,且2n ≥,求证:111111172342122n n <-+-++-<-.由柯西不等式有6.已知正实数,,a b c 满足1abc =,求证:3331113()()()2a b c b c a c a b ++≥+++.7.已知,11122=-+-a b b a 求证:122=+b a 。
证明:由柯西不等式,得()(),112222b a b a --=于是 122=+b a 。
8.已知12,,,n a a a ……为互不相等的正整数,求证:对于任意的正整数n ,有不等式12222111122n a a a n n+++≥+++…………。
证明:由柯西不等式:又因为12,,,n a a a ……为互不相等的正整数,故其中最小的数不小于1,次小的数不9.设a,b,c 为正数且不相等到,求证:cb a ac c b b a ++>+++++9222 证明:我们利用9与2这两个常数进行巧拆,9=()2111++,()()()()a c c b b a c b a +++++=++2 这样就给我们利用柯西不等式提供了条件。
因为a,b,c 各不相等,∴ 等号不可能成立,从而原不等式成立。
10.设R d c b ∈,,,a ,且5632a 3,d c b a 2222=+++=+++d c b ,求证:21≤≤a解:由3d a =+++c b 则 a d c b -=++3 由2222563b 2a d c -=++即 ()()22315a a -≥•-故 21≤≤a11.已知b a ,+∈R ,1=+b a ,,,21+∈R x x 求证:()()212121x x ax bx bx ax ≥+•+分析:如果对不等式左端用柯西不等式,就得不到所要证明的结论。
若把第二个小括号内的前后项对调一下,情况就不同了。
证明:()()2121ax bx bx ax +•+ =()()1221bx ax bx ax +•+=()21212x x x x b a =+ 。