高中高考数学:无理不等式的解法
高考理科数学不等式问题的题型与方法[最新版]
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专题三:高考数学不等式问题的题型与方法(理科)一、考点回顾1.高考中对不等式的要求是:理解不等式的性质及其证明;掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单的应用;掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式;掌握简单不等式的解法;理解不等式│a│-│b│≤│a+b│≤│a│+│b│。
2.不等式这部分内容在高考中通过两面考查,一是单方面考查不等式的性质,解法及证明;二是将不等式知识与集合、逻辑、函数、三角函数、数列、解析几何、立体几何、平面向量、导数等知识交汇起来进行考查,深化数学知识间的融汇贯通,从而提高学生数学素质及创新意识.3.在不等式的求解中,换元法和图解法是常用的技巧之一,通过换元,可将较复杂的不等式化归为较简单的或基本不等式,通过构造函数,将不等式的解化归为直观、形象的图象关系,对含有参数的不等式,运用图解法,可以使分类标准更加明晰.4.证明不等式的方法灵活多样,但比较法、综合法、分析法仍是证明不等式的最基本方法.要依据题设、题断的结构特点、内在联系,选择适当的证明方法,要熟悉各种证法中的推理思维,并掌握相应的步骤,技巧和语言特点.比较法的一般步骤是:作差(商)→变形→判断符号(值).5.在近几年全国各省市的高考试卷中,不等式在各种题型中都有出现。
在解答题中,不等式与函数、数列与导数相结合,难度比较大,使用导数解决逐渐成为一般方法6.知识网络其中:指数不等式、对数不等式、无理不等式只要求了解基本形式,不做过高要求.二、 经典例题剖析 1.有关不等式的性质此类题经常出现在选择题中,一般与函数的值域,最值与比较大小等常结合在一起例1.(2006年江西卷)若a >0,b >0,则不等式-b <1x<a 等价于( ) A .1b -<x <0或0<x <1a B.-1a <x <1b C.x <-1a 或x >1b D.x <1b -或x >1a解析:-b <1x <a 等价于-b <1x <0或0<1x <a 等价于x <1b -或x >1a答案:D点评:注意不等式ba b a 11>⇔<和适用条件是0>ab 例2.(2007年北京卷)如果正数a b c d ,,,满足4a b cd +==,那么( )A.ab c d +≤,且等号成立时a b c d ,,,的取值唯一 B.ab c d +≥,且等号成立时a b c d ,,,的取值唯一 C.ab c d +≤,且等号成立时a b c d ,,,的取值不唯一 D.ab c d +≥,且等号成立时a b c d ,,,的取值不唯一解析:正数a b c d ,,,满足4a b cd +==,∴ 4=a b +≥,即4ab ≤,当且仅当a =b =2时,“=”成立;又4=2()2c d cd +≤,∴ c+d ≥4,当且仅当c =d =2时,“=”成立;综上得ab c d +≤,且等号成立时a b c d ,,,的取值都为2 答案:A点评:本题主要考查基本不等式,命题人从定值这一信息给考生提供了思维,重要不等式可以完成和与积的转化,使得基本不等式运用成为现实。
第23讲 无理不等式的解法(解析版)-高考数学二轮复习
第23讲 无理不等式的解法一、知识与方法1无理不等式根号内含有末知数的不等式叫作无理不等式,解无理不等式一般转化为同解的有理不等式(组)来求解,特别要注意偶数次开方的被开方式必须非负.2无理不等式的主要题型及其解法a >,当0a 时2()f x a ⇒>,当0a <时()0f x ⇒;a <,当0a >时20()f x a ⇒<,当0a时a <的解集为∅;2()0,()()[()]f x g x f x g x ⎧>⇔⎨⎩或()0()0g x f x <⎧⎨⎩2()0,()()0,()[()]g x g x f x f x g x ⎧⎪<⇔⎨⎪⎩>⇔()0,()0,()()g x f x f x g x ⎧⎪⎨⎪>⎩(其中(),()f x g x 均为整式);(6)())0(0g x g x ⇔>或(0g x =()0()0g x f x >⎧⇔⎨>⎩或()0f x =或()0()0g xf x =⎧⎨⎩二、典型例题【例1】(1)1x >+; (2)解不等式23xx -<. 【分析】 第(1()g x >”型不等式,可按型求解,也可化无理不等式为有理不等式求解,还可运用数形结合.F 面给出3种解法,各有特色,可在对比中选择最适合自己的方法,获得解题途径.第(2)问,观察不等式的特点,換元法显然是最好的策略. 【解析】 (1) 【解法一】原不等式等价于 210,2521,x x x x +⎧⎨+>++⎩ (1)或 250,10.x x +⎧⎨+<⎩(2) 由(1)得21,124x x x -⎧⇒-<⎨<⎩;由(2)得5,5|1221,x x x -⇒-<-<-, ∴原不等式的解集为5|22x x ⎧⎫-<⎨⎬⎩⎭. 解法法设t =则252t x -=,原不等式化为2512t t ->+, 即2230t t --<,解得1 3.0253,0259t x x -<<∴+<+<.52,2x -<∴原不等式的解集为5|22x x⎧⎫-<⎨⎬⎩⎭.【解法二】设t =则252t x -=,原不等式化为2512t t ->+, 即2230t t --<,解得1 3.0253,0259t x x -<<∴+<+<.52,2x -<∴原不等式的解集为5|22x x ⎧⎫-<⎨⎬⎩⎭【解法三】 令1y y x ==+.在直角坐标平面上.y =1y x =+如图32-所示.抛物线弧与直线相交于点(2,3)P ,且在5,22⎡⎫-⎪⎢⎣⎭上,y =1y x =+的上方.因此,解集为5|22x x ⎧⎫-<⎨⎬⎩⎭.(2)t =,则221(0)x x t t -=+.于是原不等式可化为220t t +-<. 解得21t -<<.即201x x --<,变形为2211,10,x x x x ⎧--<⎨--⎩2x <或1512x--<. 由此解得原不等式的解集为11,21,22⎡⎫⎛+⋃-⎪ ⎢⎪ ⎣⎭⎝⎦. 【例2】解下列不等式: 2x 12x<+229x <+ 【分析】解无理不等式的核心是转化为有理不等式,运用乘方法去根号时应从两方面考虑:(1)要使根式有意义,即偶次方根的被开方数不能小于零;(2)两边非负时,两边同时平方后不等式的方向不变.对于“形态”较为简单的无理不等式可运用数形结合的思想方法.第(1)问,令y y x ==.利用图像比较直观.第(2)问,令y =当11x -时,是半圆y =当1x -或1x 时,是双曲线y =,显然,原不等式的解集就是这两部分曲线在直线12xy =+下方部分的横坐标的苊法.第(3)问的形态较为复杂,化繁为简是解题不变的主攻方向,而換元法是化较为简一种重要的手段,另外本小题涉及分母,分母不为零是不能忽略的. .【解析】(1)【解法一】原不等式等价于222540,054x x x x x x ⎧--≥⎪≥⎨⎪--≥⎩,或2540,0,x x x ⎧--≥⎨<⎩解得51,0,141122x x x ⎧⎪-⎪⎪⎨⎪⎪---+⎪⎩, 或51,0.x x -⎧⎨<⎩ ∴14012x -+或 50x -< ∴ 原不等式的解集为 14|512x x ⎧⎪--+⎨⎪⎪⎩⎭. 【解法二】令y y x =, 在同一坐标系内作出两个函数的图像,如图 33- 所示.y =变形得 22(2)9(0)x y y ++=.由方程x = 得 12x =-+. 由图像可知, 不等式的解集为 14|512x x ⎧⎪--+⎨⎪⎪⎩⎭.(2) 原不等式可变形为22222|1|(1),2|1|(1),210,210.|1|0,2x x x x x x x ⎧-<+⎪⎧⎪-<+⎪⎪⎪+>⇔⎨⎨⎪⎪+>⎪⎪-≥⎩⎪⎩①②由①式可知,若 11x -, 则 2225110044x x x x x x -<++⇒+>⇒> 或 45x <-. 又 411,15x x -∴-<- 或 01x <. 由②得 2x >-.若 1x > 或 1x <-, 则 22114x x x -<++, 得:23204221133x x x x x --<⇒<<-+∴<<-<<或综上,由(1)得:2435x -<<- 或 0x <<. 由(2)得: 2x>-. ∴ 不等式的解集为2420,353⎛⎫⎛⎫-+-⋃ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (3) 若 0x =, 则原不等式左边无意义,∴原不等式无解.若0x ≠, 则原不等式可化为29x<+. 即 2(129,1+20,x x ⎧⎪⎨≥⎪⎩+<+①②令 t =则 ()2112x t =-. 从而①式化为 22(1)8t t +<+, 解得 745.28t x <∴<. 由②知 12x -. 又 0x ≠, 故原不等式的解集为 145,00,28⎡⎫⎛⎫-⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭. 【例3】设 a ∈R , 解不等式 2a x >-.【分析】可以按照解无理不等式的常规解法,但由于含参数 a , 对 a 取值的分 类讨论是必要的. 若能把所给不等式与函数或几何图形沟通,通过数中思形、数形结合可 以快速地找到“巧思妙解”. 【解析】原不等式等价于 20,()0,a x a a x -<⎧⎨-⎩ ①或 220,()(2).a x a a x a x -⎧⎨->-⎩② 当 0a > 时,解不等式组①, 得12a x a <, 解不等式组②, 得 102x a <. 当 0a = 时,解不等式组①, 得 0x >, 不等式组②的解集为 ∅. 当 0a < 时,解不等式组①,得 12x a >. 解不等式组②,得 3142a x a <. ∴ 当 0a > 时,原不等式的解集是 {|0}x x a <; 当 0a = 时, 原不等式的解集为{|0}x x >; 当 0a < 时,原不等式的解集为 3|4x x a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭.【解法二】设 122y y a x ==-.在同一坐标系分别画出函数 1y 和 2y 的图像,如图 34- 所示. 由图像可得, 当 0a > 时, 原不等式的解集为 {|0}x x a <; 当 0a = 时,原不等 式的解集为 {|0}x x >; 当0a < 时,原不等式的解集为 3|4x x a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭.三、易错警示【例】解不等式 (10x -. 【错解】已知不等式可转化为 30x - 且 10x +, 解得 3x .30x - 且 10x + 仅是原不等式成立的充分条件,而不是必要条 件, 因为当 10x +=时不等式依然成立. 正确的解法如下: 【正解】 【解法一】对 10x + 分类讨论, 分为 10x += 和 10x +> 两种情况. 即 10x += 或30,10.x x -⎧∴⎨+>⎩ 不等式的解为 1x =- 或 3x . 【解法二】原不等式等价于 (0x -> 或 (0x -=. (0x -> 的解为3,(0x x >-= 的解为 1x =- 或 3x =. ∴ 不等式的解为 1x =- 或 3x .四、难题攻略【例】(1) 解不等式:22101x x ->+; (2) 求证: 2332221x x x -+---.第(1)问,运用三角换元法可化无理为有理、分式为整式,从而得到个简单的三角不等式,解之不难. 当然,要注意三角换元法对角的限定茌围. 第(2)问,宋际 是求函数 y x =的值域. 看看是否为 [3,1]y ∈-, 在运用三角换元 法时由于形式上不是很明朗,故必须对被开方数进行适当变形,找到如何进行三角换元化 无理为有理的途径, 本题可以开岡解题者的视野. 【解析】(1) 令 tan22x ππαα⎛⎫=-<< ⎪⎝⎭, 则由已知得:221tan 01tan αα-+>+.即 22sinsin 10αα--<. 解得 : 1sin 1,262ππαα-<<∴-<<. ∴tan α>, 即x > (2) 【证明】:∵22324(1)0,|1|2x x x x --=-+∴+.设 12sin ,22x ππθθ⎛⎫⎡⎤+=∈-⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭, 则2sin 12cos 14x πθθθ⎛⎫+=-+=+- ⎪⎝⎭又由,22ππθ-得32,sin 144424ππππθθ⎛⎫-+∴-+ ⎪⎝⎭从而322sin 12214πθ⎛⎫-+-- ⎪⎝⎭故233222 1x x x -+---五、强化训练1. 已知一个矩形的对角线长为 8cm ,如果矩形的周长不大于 20cm ,求矩形较短的一条边 的边长的取值范围.【解析】设矩形的较短边长为x于是222048 <642620x x x x x <<⎧⎪⎪⎨⎪⎪+≤⎩--则22226464108<00 20x x x x x x ⎪--≤<-<⎧⎪⎨⎩+即042{5757<< x x x ≤-≥+或∴较短边长的取值范围是(0,57]-(单位:cm )2. 设 a 是实数,解关于 x 的不等式 22290x a x +->.【解析】原不等式可化为22, 92>a x x --设229,2.y a x y x =-=-.作出两个函数的图像如图所示,不等式的解集是直线2y x =-在半圆229(0)y a x a =-≠(0a ≠)下方的部分所对应的x 的集合.❶当0a ≠时,解方程2213592||,5a x x x a -=-=-,得 ()235||.5x a =舍去 2290,|3||3|.a x a x a -∴-① 当a =0时,原不等式为220.x x +->由22200,0xx x -得恒成立0,x ∴=这时原不等式为“0〉0”,此为矛盾∴当a =0时,原不等式无解. 综上,原不等式的解集为35|||3||)5x a x a ⎧⎪-<⎨⎪⎩。
常见不等式的解法--高考数学【解析版】
专题04 常见不等式的解法所谓常见不等式是指,一元二次不等式、含绝对值不等式、指数对数不等式、函数不等式等,高考中独立考查的同时,更多地是在对其他知识的考查中,作为工具进行考查.正是解不等式的这一基础地位,要求务必做到求解快捷、准确.【重点知识回眸】(一)常见不等式的代数解法1、一元二次不等式:()200ax bx c a ++>≠可考虑将左边视为一个二次函数()2f x ax bx c =++,作出图象,再找出x 轴上方的部分即可——关键点:图象与x 轴的交点2、高次不等式(1)可考虑采用“数轴穿根法”,分为以下步骤:(令关于x 的表达式为()f x ,不等式为()0f x >)①求出()0f x =的根12,,x x ② 在数轴上依次标出根③ 从数轴的右上方开始,从右向左画.如同穿针引线穿过每一个根④ 观察图象,()0f x >⇒ 寻找x 轴上方的部分()0f x <⇒ 寻找x 轴下方的部分(2)高次不等式中的偶次项,由于其非负性在解不等式过程中可以忽略,但是要验证偶次项为零时是否符合不等式3、分式不等式(1)将分母含有x 的表达式称为分式,即为()()f xg x 的形式 (2)分式若成立,则必须满足分母不为零,即()0g x ≠(3)对形如()()0f x g x >的不等式,可根据符号特征得到只需()(),f x g x 同号即可,所以将分式不等式转化为()()()00f xg x g x ⋅>⎧⎪⎨≠⎪⎩ (化商为积),进而转化为整式不等式求解4、含有绝对值的不等式(1)绝对值的属性:非负性(2)式子中含有绝对值,通常的处理方法有两种:一是通过对绝对值内部符号进行分类讨论(常用);二是通过平方(3)若不等式满足以下特点,可直接利用公式进行变形求解:① ()()f x g x >的解集与()()f x g x >或()()f x g x <-的解集相同② ()()f x g x <的解集与()()()g x f x g x -<<的解集相同(4)对于其它含绝对值的问题,则要具体问题具体分析,通常可用的手段就是先利用分类讨论去掉绝对值,将其转化为整式不等式,再做处理5、指数、对数不等式的解法:(1)利用函数的单调性:1a >时,x y > log log (,0)x ya a a a x y x y ⇔>⇔>>01a <<时,x y > log log (,0)x y a a a a x y x y ⇔<⇔<>(2)对于对数的两点补充:① 对数能够成立,要求真数大于0,所以在解对数不等式时首先要考虑真数大于0这个条件,如当1a >时,()()()()()()0log log 0a a f x f x g x g x f x g x >⎧⎪>⇒>⎨⎪>⎩② 如何将常数转化为某个底的对数.可活用“1”:因为1log a a =,可作为转换的桥梁6、利用换元法解不等式利用换元法解不等式的步骤通常为:①选择合适的对象进行换元:观察不等式中是否有相同的结构,则可将相同的结构视为一个整体 ②求出新元的初始范围,并将原不等式转化为新变量的不等式③解出新元的范围④在根据新元的范围解x 的范围(二)构造函数解不等式1、函数单调性的作用:()f x 在[],a b 单调递增,则[]()()121212,,,x x a b x x f x f x ∀∈<⇔<(在单调区间内,单调性是自变量大小关系与函数值大小关系的桥梁)2、假设()f x 在[],a b 上连续且单调递增,()()00,,0x a b f x ∃∈=,则()0,x a x ∈时,()0f x <;()0,x x b ∈时,()0f x > (单调性与零点配合可确定零点左右点的函数值的符号)3、导数运算法则:(1)()()()()()()()'''f x g x fx g x f x g x =+ (2)()()()()()()()'''2f x f x g x f x g x g x g x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭4、构造函数解不等式的技巧:(1)此类问题往往条件比较零散,不易寻找入手点.所以处理这类问题要将条件与结论结合着分析.在草稿纸上列出条件能够提供什么,也列出要得出结论需要什么.两者对接通常可以确定入手点(2)在构造函数时要根据条件的特点进行猜想,例如出现轮流求导便猜有可能是具备乘除关系的函数.在构造时多进行试验与项的调整(3)此类问题处理的核心要素是单调性与零点,对称性与图象只是辅助手段.所以如果能够确定构造函数的单调性,猜出函数的零点.那么问题便易于解决了.(三)利用函数性质与图象解不等式:1、轴对称与单调性:此类问题的实质就是自变量与轴距离大小与其函数值大小的等价关系.通常可作草图帮助观察.例如:()f x 的对称轴为1x =,且在()1,+∞但增.则可以作出草图(不比关心单调增的情况是否符合()f x ,不会影响结论),得到:距离1x =越近,点的函数值越小.从而得到函数值与自变量的等价关系2、图象与不等式:如果所解不等式不便于用传统方法解决,通常的处理手段有两种,一类是如前文所说可构造一个函数,利用单调性与零点解不等式;另一类就是将不等式变形为两个函数的大小关系如()()f x g x <,其中()(),f x g x 的图象均可作出.再由()()f x g x <可知()f x 的图象在()g x 图象的下方.按图象找到符合条件的范围即可.【典型考题解析】热点一 简单不等式的解法【典例1】(2022·全国·高考真题)已知集合{}{}1,1,2,4,11A B x x =-=-≤,则A B =( )A .{1,2}-B .{1,2}C .{1,4}D .{1,4}-【答案】B【解析】【分析】求出集合B 后可求A B .【详解】{}|02B x x =≤≤,故{}1,2A B =,故选:B.【典例2】(2020·全国·高考真题(文))已知集合2{|340},{4,1,3,5}A x x x B =--<=-,则A B =( )A .{4,1}-B .{1,5}C .{3,5}D .{1,3}【答案】D【解析】【分析】首先解一元二次不等式求得集合A ,之后利用交集中元素的特征求得A B ,得到结果.【详解】由2340x x --<解得14x -<<,所以{}|14A x x =-<<,又因为{}4,1,3,5B =-,所以{}1,3A B =,故选:D.【典例3】(2017·上海·高考真题)不等式11x x ->的解集为________【答案】(,0)-∞【解析】【详解】由题意,不等式11x x ->,得111100x x x->⇒<⇒<,所以不等式的解集为(,0)-∞. 【典例4】(2020·江苏·高考真题)设x ∈R ,解不等式2|1|||4x x ++<. 【答案】2(2,)3- 【解析】【分析】根据绝对值定义化为三个方程组,解得结果【详解】1224x x x <-⎧⎨---<⎩或10224x x x -≤≤⎧⎨+-<⎩或0224x x x >⎧⎨++<⎩21x ∴-<<-或10x -≤≤或203x << 所以解集为:2(2,)3- 【典例5】解下列高次不等式:(1)()()()1230x x x --->(2)()()()21230x x x +--< 【答案】(1)()()1,23,+∞;(2)()()1,22,3-. 【解析】(1)解:()()()()123f x x x x =---则()0f x =的根1231,2,3x x x ===作图可得:12x << 或3x >∴不等式的解集为()()1,23,+∞(2)思路:可知()220x -≥,所以只要2x ≠,则()22x -恒正,所以考虑先将恒正恒负的因式去掉,只需解()()13020x x x +-<⎧⎨-≠⎩ ,可得13x -<<且2x ≠∴不等式的解集为()()1,22,3-【名师点睛】在解高次不等式时,穿根前可考虑先将恒正恒负的项去掉,在进行穿根即可.穿根法的原理:它的实质是利用图象帮助判断每个因式符号,进而决定整个式子的符号,图象中的数轴分为上下两个部分,上面为()0f x > 的部分,下方为()0f x <的部分.以例2(1)为例,当3x >时,每一个因式均大于0,从而整个()f x 的符号为正,即在数轴的上方(这也是为什么不管不等号方向如何,穿根时一定要从数轴右上方开始的原因,因为此时()f x 的符号一定为正),当经过3x = 时,()3x -由正变负,而其余的式子符号未变,所以()f x 的符号发生一次改变,在图象上的体现就是穿根下来,而后经过下一个根时,()f x 的符号再次发生改变,曲线也就跑到x 轴上方来了.所以图象的“穿根引线”的实质是()f x 在经历每一个根时,式子符号的交替变化.【规律方法】1.含绝对值的不等式要注意观察式子特点,选择更简便的方法2.零点分段法的好处在于,一段范围可将所有的绝对值一次性去掉,缺点在于需要进行分类讨论,对学生书写的规范和分类讨论习惯提出了要求,以及如何整理结果,这些细节部分均要做好,才能保证答案的正确性.3.引入函数,通过画出分段函数的图象,观察可得不等式的解.热点二 含参数不等式问题【典例6】(2022·浙江·高考真题)已知,a b ∈R ,若对任意,|||4||25|0x a x b x x ∈-+---≥R ,则( )A .1,3a b ≤≥B .1,3a b ≤≤C .1,3a b ≥≥D .1,3a b ≥≤ 【答案】D【解析】【分析】将问题转换为|||25||4|a x b x x -≥---,再结合画图求解.【详解】由题意有:对任意的x ∈R ,有|||25||4|a x b x x -≥---恒成立.设()||f x a x b =-,()51,2525439,421,4x x g x x x x x x x ⎧-≤⎪⎪⎪=---=-<<⎨⎪-≥⎪⎪⎩,即()f x 的图像恒在()g x 的上方(可重合),如下图所示:由图可知,3a ≥,13b ≤≤,或13a ≤<,3143b a ≤≤-≤,故选:D .【典例7】(2020·浙江·高考真题)已知a ,b ∈R 且ab ≠0,对于任意x ≥0 均有(x –a )(x–b )(x–2a–b )≥0,则( )A .a <0B .a >0C .b <0D .b >0【答案】C【解析】【分析】对a 分0a >与0a <两种情况讨论,结合三次函数的性质分析即可得到答案.【详解】因为0ab ≠,所以0a ≠且0b ≠,设()()()(2)f x x a x b x a b =----,则()f x 的零点为123,,2x a x b x a b ===+当0a >时,则23x x <,1>0x ,要使()0f x ≥,必有2a b a +=,且0b <,即=-b a ,且0b <,所以0b <;当0a <时,则23x x >,10x <,要使()0f x ≥,必有0b <.综上一定有0b <.故选:C【典例8】(2023·全国·高三专题练习)解关于x 的不等式()222R ax x ax a ≥-∈-.【答案】详见解析.【解析】【分析】分类讨论a ,求不等式的解集即可.【详解】原不等式变形为()2220ax a x +--≥.①当0a =时,1x ≤-;②当0a ≠时,不等式即为()()210ax x -+≥,当0a >时,x 2a≥或1x ≤-; 由于()221a a a+--=,于是 当20a -<<时,21x a≤≤-; 当2a =-时,1x =-;当2a <-时,21x a-≤≤. 综上,当0a =时,不等式的解集为(,1]-∞-;当0a >时,不等式的解集为2(,1][,)a-∞-⋃+∞; 当20a -<<时,不等式的解集为2,1a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦;当2a =-时,不等式的解集为{}1-;当2a <-时,不等式的解集为21,a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【总结提升】关于含参数不等式,其基本处理方法就是“分类讨论”,讨论过程中应注意“不重不漏”.关于含参数的一元二次不等式问题:(1)当判别式Δ能写成一个式子的平方的形式时,可先求方程的两根,再讨论两根的大小,从而写出解集.(2)三个方面讨论:二次项系数的讨论,根有无的讨论,根大小的讨论.(3)含参数分类讨论问题最后要写综述.热点三 函数不等式问题【典例9】(2018·全国·高考真题(文))设函数()2010x x f x x -⎧≤=⎨>⎩,,,则满足()()12f x f x +<的x 的取值范围是( )A .(]1-∞-,B .()0+∞,C .()10-,D .()0-∞,【答案】D【解析】【分析】 分析:首先根据题中所给的函数解析式,将函数图像画出来,从图中可以发现若有()()12f x f x +<成立,一定会有2021x x x <⎧⎨<+⎩,从而求得结果. 详解:将函数()f x 的图像画出来,观察图像可知会有2021x x x <⎧⎨<+⎩,解得0x <,所以满足()()12f x f x +<的x 的取值范围是()0-∞,,故选D .【典例10】(2020·北京·高考真题)已知函数()21x f x x =--,则不等式()0f x >的解集是( ). A .(1,1)-B .(,1)(1,)-∞-+∞C .(0,1)D .(,0)(1,)-∞⋃+∞ 【答案】D【解析】【分析】作出函数2x y =和1y x =+的图象,观察图象可得结果.【详解】因为()21x f x x =--,所以()0f x >等价于21x x >+,在同一直角坐标系中作出2x y =和1y x =+的图象如图:两函数图象的交点坐标为(0,1),(1,2),不等式21x x >+的解为0x <或1x >.所以不等式()0f x >的解集为:()(),01,-∞⋃+∞. 故选:D.【典例11】(天津·高考真题(理))设函数f (x )=()212log ,0log ,0x xx x >⎧⎪⎨-<⎪⎩若()()f a f a >-,则实数a 的取值范围是( ) A .()()1,00,1-B .()(),11,-∞-+∞C .()()1,01,-⋃+∞D .()(),10,1-∞-⋃【答案】C【解析】【分析】由于a 的范围不确定,故应分0a >和0a <两种情况求解.【详解】当0a >时,0a -<,由()()f a f a >-得212log log a a>,所以22log 0a >,可得:1a >,当0a <时,0a ->,由()()f a f a >-得()()122log log a a ->-,所以()22log 0a -<,即01a <-<,即10a -<<,综上可知:10a -<<或1a >.故选:C【典例12】(2020·海南·高考真题)若定义在R 的奇函数f (x )在(,0)-∞单调递减,且f (2)=0,则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是( )A .[)1,1][3,-+∞B .3,1][,[01]--C .[1,0][1,)-⋃+∞D .[1,0][1,3]-⋃【答案】D【解析】【分析】首先根据函数奇偶性与单调性,得到函数()f x 在相应区间上的符号,再根据两个数的乘积大于等于零,分类转化为对应自变量不等式,最后求并集得结果.【详解】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,且(2)0f =,所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减,且(2)0f -=,(0)0f =,所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时,()0f x >,当(2,0)(2,)x ∈-+∞时,()0f x <,所以由(10)xf x -≥可得: 0210x x <⎧⎨-≤-≤⎩或0012x x >⎧⎨≤-≤⎩或0x = 解得10x -≤≤或13x ≤≤,所以满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是[1,0][1,3]-⋃,故选:D.【典例13】(2023·全国·高三专题练习)设函数()f x '是奇函数()f x (x ∈R )的导函数,f (﹣1)=0,当x >0时,()()0xf x f x '->,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( )A .(﹣∞,﹣1)∪(﹣1,0)B .(0,1)∪(1,+∞)C .(﹣∞,﹣1)∪(0,1)D .(﹣1,0)∪(1,+∞)【答案】D【解析】【分析】构造函数()()f x g x x =,求导结合题意可得()()f x g x x =的单调性与奇偶性,结合()10g -=求解即可 【详解】由题意设()()f x g x x=,则()()()2xf x f x g x x '-'= ∵当x >0时,有()()0xf x f x '->,∴当x >0时,()0g x '>,∴函数()()f x g x x=在(0,+∞)上为增函数, ∵函数f (x )是奇函数,∴g (﹣x )=g (x ),∴函数g (x )为定义域上的偶函数,g (x )在(﹣∞,0)上递减,由f (﹣1)=0得,g (﹣1)=0,∵不等式f (x )>0⇔x •g (x )>0,∴()()01x g x g >⎧⎨>⎩或()()01x g x g <⎧⎨<-⎩, 即有x >1或﹣1<x <0,∴使得f (x )>0成立的x 的取值范围是:(﹣1,0)∪(1,+∞),故选:D .【总结提升】关于函数不等式问题,处理方法往往从以下几方面考虑:(1)利用函数的奇偶性、单调性.(2)借助于函数的图象(数形结合法).(3)涉及抽象函数、导数问题,利用构造辅助函数法,构造函数时往往从两方面着手:①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”;②若是选择题,可根据选项的共性归纳构造恰当的函数.【精选精练】一、单选题1.(2020·全国·高考真题(文))已知集合2{|340},{4,1,3,5}A x x x B =--<=-,则A B =( )A .{4,1}-B .{1,5}C .{3,5}D .{1,3}【答案】D【解析】【分析】首先解一元二次不等式求得集合A ,之后利用交集中元素的特征求得A B ,得到结果.【详解】由2340x x --<解得14x -<<,所以{}|14A x x =-<<,又因为{}4,1,3,5B =-,所以{}1,3A B =,故选:D.2.(2021·湖南·高考真题)不等式|21|3x -<的解集是( )A .{}2x x <B .{}1x x >-C .{}12x x -<<D .{1x x <-或}2x >【答案】C【解析】【分析】根据绝对值的几何意义去绝对值即可求解.【详解】由|21|3x -<可得:3213x -<-<,解得:12x -<<, 所以原不等式的解集为:{}12x x -<<,故选:C.3.(2021·广东·潮阳一中明光学校高三阶段练习)设集合{}11A x x =-≤≤,{}2log 1B x x =<,则A B =( )A .{}11x x -<≤B .{}11x x -<<C .{}01x x <≤D .{}01x x <<【答案】C【解析】【分析】根据对数函数定义域以及对数函数不等式求解集合B ,再进行交集运算即可.【详解】 由题意得,{}{}2log 102B x x x x =<=<<,所以{}|01A B x x ⋂=<≤,故选:C.4.(2022·江苏·南京市第一中学高三开学考试)已知集合{}230A x x x =-<,{}|33x B x =≥,则A B =( ) A .10,2⎛⎫⎪⎝⎭ B .1,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .(2 D .()1,3【答案】B【解析】【分析】求出集合A 、B ,再由交集的定义求解即可【详解】 集合{}{}23003A x x x x x =-<=<<,{}1332x B x x x ⎧⎫==≥⎨⎬⎩⎭, 则132A B x x ⎧⎫⋂=≤<⎨⎬⎩⎭.故选:B.5.(天津·高考真题(理))设x ∈R ,则“21x -<”是“220x x +->”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】A【解析】【分析】求绝对值不等式、一元二次不等式的解集,根据解集的包含关系即可判断充分、必要关系.【详解】 由21x -<,可得13x <<,即x ∈(1,3);由22(1)(2)0x x x x +-=-+>,可得2x <-或1x >,即x ∈(,2)(1,)-∞-+∞;∴(1,3)是(,2)(1,)-∞-+∞的真子集,故“21x -<”是“220x x +->”的充分而不必要条件.故选:A6.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为( )A .4B .3C .9D .94【答案】C【解析】【分析】根据函数的值域求出a 与b 的关系,然后根据不等式的解集可得()f x c =的两个根为,6m m +,最后利用根与系数的关系建立等式,解之即可.【详解】∵函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),∴f (x )=x 2+ax +b =0只有一个根,即Δ=a 2﹣4b =0则b 24a =, 不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),即为x 2+ax 24a +<c 解集为(m ,m +6), 则x 2+ax 24a +-c =0的两个根为m ,m +6 ∴|m +6﹣m |22444a a c c ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭6 解得c =9故选:C .7.(2022·吉林·长春市第二实验中学高三阶段练习)已知函数()y f x =是奇函数,当0x >时,()22x f x =-,则不等式()0f x >的解集是( )A .()()1,00,1-B .()()1,01,-⋃+∞C .()(),10,1-∞-⋃D .()(),11,-∞-⋃+∞ 【答案】B【解析】【分析】根据函数为奇函数求出当0x <时,函数()f x 的函数解析式,再分0x <和0x >两种情况讨论,结合指数函数的单调性解不等式即可.【详解】解:因为函数()y f x =是奇函数,所以()()f x f x -=-,且()00f =当0x <时,则0x ->,则()()22x f x f x --=-=-,所以当0x <时,()22x f x -=-+,则()0220x x f x >⎧⎨=->⎩,解得1x >,()0220x x f x -<⎧⎨=-+>⎩,解得10x -<<,所以不等式()0f x >的解集是()()1,01,-⋃+∞.故选:B.8.(2023·全国·高三专题练习)已知函数33,0()e 1,0x x x f x x --+<⎧=⎨+≥⎩,则不等式()(31)<-f a f a 的解集为()A .10,2⎛⎫⎪⎝⎭ B .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭ D .1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭【答案】C【解析】【分析】由函数解析式判断函数的单调性,根据单调性将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可;【详解】解:因为33,0()e 1,0x x x f x x --+<⎧=⎨+≥⎩,当0x <时()33f x x =-+函数单调递减,且()3033f x >-⨯+=,当0x ≥时()e 1x f x -=+函数单调递减,且()00e 123f =+=<,所以函数()f x 在(,)-∞+∞上是单调递减,所以不等式()(31)<-f a f a 等价于31a a >-,解得12a <. 即不等式的解集为1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭; 故选:C9.(2020·海南·高考真题)若定义在R 的奇函数f (x )在(,0)-∞单调递减,且f (2)=0,则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是( )A .[)1,1][3,-+∞B .3,1][,[01]--C .[1,0][1,)-⋃+∞D .[1,0][1,3]-⋃【答案】D【解析】【分析】首先根据函数奇偶性与单调性,得到函数()f x 在相应区间上的符号,再根据两个数的乘积大于等于零,分类转化为对应自变量不等式,最后求并集得结果.【详解】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,且(2)0f =,所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减,且(2)0f -=,(0)0f =,所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时,()0f x >,当(2,0)(2,)x ∈-+∞时,()0f x <,所以由(10)xf x -≥可得: 0210x x <⎧⎨-≤-≤⎩或0012x x >⎧⎨≤-≤⎩或0x = 解得10x -≤≤或13x ≤≤,所以满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是[1,0][1,3]-⋃,故选:D.10.(2023·全国·高三专题练习)定义在(0)+∞,上的函数()f x 满足()()110,2ln 2xf x f '+=>,则不等式)(e 0x f x +> 的解集为( ) A .(02ln2),B .(0,ln2)C .(ln21),D .(ln2)+∞, 【答案】D【解析】【分析】构造新函数()()ln ,(0)g x f x x x =+>,利用导数说明其单调性,将)(e 0x f x +>变形为)>(e (2)x g g ,利用函数的单调性即可求解.【详解】令()()ln ,(0)g x f x x x =+> , 则()11()()xf x g x f x x x'+''=+=,由于()10xf x '+>, 故()0g x '>,故()g x 在(0)+∞,单调递增, 而1(2)(2)ln2ln ln 202g f =+=+= , 由)(e 0x f x +>,得)>(e (2)x g g ,∴e 2x > ,即ln2x > ,∴不等式)(e 0x f x +>的解集为(ln2)+∞,, 故选:D .二、填空题11.(2023·全国·高三专题练习)不等式组230,340.x x x ->⎧⎨-->⎩的解集为_________. 【答案】()4,+∞【解析】【分析】解一元二次不等式取交集即可.【详解】原不等式组化简为3034(4)(1)041x x x x x x x ->>⎧⎧⇒⇒>⎨⎨-+>><-⎩⎩或 故答案为:()4,+∞.12.(2019·浙江·高考真题)已知a R ∈,函数3()f x ax x =-,若存在t R ∈,使得2|(2)()|3f t f t +-≤,则实数a 的最大值是____. 【答案】max 43a =【解析】【分析】本题主要考查含参绝对值不等式、函数方程思想及数形结合思想,属于能力型考题.从研究()2(2)()23642f t f t a t t +-=++-入手,令2364[1,)m t t =++∈+∞,从而使问题加以转化,通过绘制函数图象,观察得解.【详解】使得()222(2)()2(2)(2)2234{}2]6f t f t a t t t t a t t +-=•[++++-=++-,使得令2364[1,)m t t =++∈+∞,则原不等式转化为存在11,|1|3m am ≥-≤, 由折线函数,如图只需11133a -≤-≤,即2433a ≤≤,即a 的最大值是43【点睛】对于函数不等式问题,需充分利用转化与化归思想、数形结合思想.13.(2023·全国·高三专题练习)若函数f (x )=ln x +e x -sin x ,则不等式f (x -1)≤f (1)的解集为________.【答案】(1,2]【解析】【分析】先利用导数判断函数的单调性,再利用其单调性解不等式.【详解】解:f (x )的定义域为(0,+∞),∴()1f x x'=+e x -cos x . ∵x >0,∴e x >1,∴()f x '>0,∴f (x )在(0,+∞)上单调递增,又f (x -1)≤f (1),∴0<x -1≤1,即1<x ≤2,则原不等式的解集为(1,2].故答案为:(1,2]三、双空题14.(2019·北京·高考真题(理))李明自主创业,在网上经营一家水果店,销售的水果中有草莓、京白梨、西瓜、桃,价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒.为增加销量,李明对这四种水果进行促销:一次购买水果的总价达到120元,顾客就少付x 元.每笔订单顾客网上支付成功后,李明会得到支付款的80%.①当x =10时,顾客一次购买草莓和西瓜各1盒,需要支付__________元;②在促销活动中,为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折,则x 的最大值为__________.【答案】 130. 15.【解析】【分析】由题意可得顾客需要支付的费用,然后分类讨论,将原问题转化为不等式恒成立的问题可得x 的最大值.【详解】(1)10x =,顾客一次购买草莓和西瓜各一盒,需要支付()608010130+-=元.(2)设顾客一次购买水果的促销前总价为y 元,120y <元时,李明得到的金额为80%y ⨯,符合要求.120y ≥元时,有()80%70%y x y -⨯≥⨯恒成立,即()87,8y y x y x -≥≤,即min158y x ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭元. 所以x 的最大值为15.【点睛】本题主要考查不等式的概念与性质、数学的应用意识、数学式子变形与运算求解能力,以实际生活为背景,创设问题情境,考查学生身边的数学,考查学生的数学建模素养.15.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )111()12x x x x -≤⎧⎪=⎨⎪⎩,,>,则()()2f f =__,不等式()()32f x f -<的解集为__.【答案】12## 0.5 {x |x 72<或x >5} 【解析】【分析】第一空先求出()2f 的值,再求()()2f f 的值;第二空将3x -分为大于1或小于等于1两种情况讨论,分别解出不等式,写出解集即可.【详解】解:f (2)211122-⎛⎫== ⎪⎝⎭,1122f ⎛⎫= ⎪⎝⎭, ∴()()122f f =, 当x ﹣3>1时,即x >4时,311122x --⎛⎫ ⎪⎝⎭<,解得x >5, 当x ﹣3≤1时,即x ≤4时,x ﹣312<,解得x 72<, 综上所述不等式f (x ﹣3)<f (2)的解集为752x x x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭或 故答案为:12,752x x x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭或. 四、解答题16.(2020·山东·高考真题)已知函数()225,02,0x x f x x x x -≥⎧=⎨+<⎩. (1)求()1f f ⎡⎤⎣⎦的值;(2)求()13f a -<,求实数a 的取值范围.【答案】(1)3;(2)35a -<<.【解析】【分析】(1)根据分段函数的解析式,代入计算即可;(2)先判断1a -的取值范围,再代入分段函数解析式,得到()13f a -<的具体不等式写法,解不等式即可.【详解】解:(1)因为10>,所以()12153f =⨯-=-,因为30-<,所以()()()()2133233f f f =-=-+⨯⎤⎦-⎣=⎡.(2)因为10a -≥, 则()1215f a a -=--, 因为()13f a -<,所以2153a --<, 即14a -<,解得35a -<<.17.(2021·全国·高考真题(理))已知函数()3f x x a x =-++.(1)当1a =时,求不等式()6f x ≥的解集;(2)若()f x a >-,求a 的取值范围.【答案】(1)(][),42,-∞-+∞.(2)3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭. 【解析】【分析】(1)利用绝对值的几何意义求得不等式的解集.(2)利用绝对值不等式化简()f x a >-,由此求得a 的取值范围.【详解】(1)[方法一]:绝对值的几何意义法当1a =时,()13f x x x =-++,13x x -++表示数轴上的点到1和3-的距离之和,则()6f x ≥表示数轴上的点到1和3-的距离之和不小于6, 当4x =-或2x =时所对应的数轴上的点到13-,所对应的点距离之和等于6, ∴数轴上到13-,所对应的点距离之和等于大于等于6得到所对应的坐标的范围是4x ≤-或2x ≥, 所以()6f x ≥的解集为(][),42,-∞-+∞.[方法二]【最优解】:零点分段求解法当1a =时,()|1||3|f x x x =-++.当3x ≤-时,(1)(3)6-+--≥x x ,解得4x ≤-;当31x -<<时,(1)(3)6-++≥x x ,无解;当1≥x 时,(1)(3)6-++≥x x ,解得2x ≥.综上,|1||3|6-++≥x x 的解集为(,4][2,)-∞-+∞.(2)[方法一]:绝对值不等式的性质法求最小值依题意()f x a >-,即3a x a x -+>-+恒成立,333x a x x a a x -++-+=≥++,当且仅当()()30a x x -+≥时取等号,()3min f x a ∴=+, 故3a a +>-,所以3a a +>-或3a a +<, 解得32a >-. 所以a 的取值范围是3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭. [方法二]【最优解】:绝对值的几何意义法求最小值由||x a -是数轴上数x 表示的点到数a 表示的点的距离,得()|||3||3|f x x a x a =-++≥+,故|3|a a +>-,下同解法一.[方法三]:分类讨论+分段函数法当3a ≤-时,23,,()3,3,23,3,x a x a f x a a x x a x -+-<⎧⎪=--≤≤-⎨⎪-+>-⎩则min [()]3=--f x a ,此时3-->-a a ,无解.当3a >-时,23,3,()3,3,23,,x a x f x a x a x a x a -+-<-⎧⎪=+-≤≤⎨⎪-+>⎩则min [()]3=+f x a ,此时,由3a a +>-得,32a >-. 综上,a 的取值范围为32a >-. [方法四]:函数图象法解不等式由方法一求得()min 3f x a =+后,构造两个函数|3|=+y a 和y a =-,即3,3,3,3a a y a a --<-⎧=⎨+≥-⎩和y a =-, 如图,两个函数的图像有且仅有一个交点33,22⎛⎫- ⎪⎝⎭M , 由图易知|3|a a +>-,则32a >-.【整体点评】(1)解绝对值不等式的方法有几何意义法,零点分段法.方法一采用几何意义方法,适用于绝对值部分的系数为1的情况,方法二使用零点分段求解法,适用于更广泛的情况,为最优解;(2)方法一,利用绝对值不等式的性质求得()3min f x a =+,利用不等式恒成立的意义得到关于a 的不等式,然后利用绝对值的意义转化求解;方法二与方法一不同的是利用绝对值的几何意义求得()f x 的最小值,最有简洁快速,为最优解法方法三利用零点分区间转化为分段函数利用函数单调性求()f x 最小值,要注意函数()f x 中的各绝对值的零点的大小关系,采用分类讨论方法,使用与更广泛的情况;方法四与方法一的不同在于得到函数()f x 的最小值后,构造关于a 的函数,利用数形结合思想求解关于a 的不等式.18.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()2f x x ax =++,R a ∈.(1)若不等式()0f x 的解集为[1,2],求不等式2()1f x x -的解集;(2)若对于任意的[1x ∈-,1],不等式()2(1)4f x a x -+恒成立,求实数a 的取值范围;(3)已知2()(2)1g x ax a x =+++,若方程()()f x g x =在1(,3]2有解,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)(-∞,1][12,)∞+ (2)13a ≤ (3)[0,1).【解析】【分析】(1)根据不等式的解集转化为一元二次方程,利用根与系数之间的关系求出a ,然后解一元二次不等式即可;(2)问题转化为222x a x --在[1x ∈-,1]恒成立,令22()2x h x x -=-,[1x ∈-,1],根据函数的单调性求出a 的范围即可;(3)利用参数分离法进行转化求解即可.(1)解:若不等式()0f x 的解集为[1,2],即1,2是方程220x ax ++=的两个根,则123a +=-=,即3a =-,则2()32f x x x =-+,由2()1f x x -得,22321x x x -+-即22310x x -+得(21)(1)0x x --,得1x 或12x ,即不等式的解集为(-∞,1][12,)∞+. (2)解:不等式()2(1)4f x a x -+恒成立,即222x a x --在[1x ∈-,1]恒成立,令22()2x h x x -=-,[1x ∈-,1],则2242()(2)x x h x x -+'=-,令()0h x '=,解得:22x =,故()h x 在[1-,22)递增,在(221]递减,故()min h x h =(1)或1()h -,而h (1)1=,1(1)3h -=,故13a . (3)解:由()()f x g x =得22(2)12ax a x x ax +++=++,2(1)210a x x ∴-+-=,即2(1)12a x x -=-,若方程()()f x g x =在1(2,3]有解,等价为2212121x a x x x --==-有解,设22121()(1)1h x x x x =-=--,1(2x ∈,3],∴11[3x ∈,2),即1()0h x -<,即110a --<,则01a <,即实数a 的取值范围是[0,1).。
高一 数学 必修 不等式 第三讲 简单的高次、分式和无理不等式
易错提醒:把未知数前面 的系数变为正值的时候不 等号方向要改变 .
例 2.已知 a,b,m 都是正数,并且 a < b,求证: a m a bm b
【解析】
证明: a m a b(a m) a(b m) m(b a)
特殊的高次不等式的解法
根轴法(零点分段法,穿针引线法)步骤: ① 不等式化为 ( x x1 )( x x2 )...(x xn ) 0( 0) 形式,并将各因式 x 的系数化“+”;(为了统一方便) ②求根,并在数轴上表示出来; ③由右上方穿线,经过数轴上表示各根的点;
典题剖析
题型一:分式不等式的解法
A.x|
34≤x≤2
B.x|
34≤x<2
)
C.x|
x≤34或x>2
D.{x|x<2}
例 4. 3 7
题型三:简单的无理不等式的解法
2 5 (填大于、等于或小于)
思路点拨:简单的无 理不等式的解题关键 是有理化.
技巧传播
陷阱规避
【易错典例】不等式32x--x1≥1 的解集是(
A.x|
34≤x≤2
Bx≤34或x>2
D.{x|x<2}
【易错典例】不等式32x--x1≥1 的解集是(
简单的高次、分式和无理不等式
知识要点
分式不等式的解法
解分式不等式,切忌去分母,一律移项通分化为 f ( x) 0 (或 f ( x) 0 )的形式,
g( x)
g( x)
转化为:
f (x)g(x) g(x) 0
0
(或
f (x)g(x) g(x) 0
0
),即转化为一次、二次或特殊高次不等式形式
高中不等式题的几个解题技巧分析
高中不等式题的几个解题技巧分析摘要:关于不等式,一直是学生学习的难点,也是高考考试的重点,学生在日常学习中应掌握学习技巧与思路,以便不等式知识的了解与掌握。
笔者结合实际情况,就高中学习中常见的几类不等式进行了说明,并对不等式解题所常用的方式及方法进行了说明与分享,以便后期学生参考并提高不等式学习效率。
关键字:高中不等式;解题技巧;数形结合不等式是高中数学学习的重要部分,属于难点,也是重点。
基于实际情况,大多学生在不等式学习中存在较多困惑,对不等式的求解不知从何下手及采取何种方式应对,其结果必然导致解题失误或浪费时间,不利于学生学习,且可能在高考考试中浪费时间过长而造成时间不足。
因此,学生学会不等式解题技巧尤为关键,也是学好不等式的主要方法。
1高中不等式分类及说明在数学学习中存在等量关系与非等量关系,不等式则属于非等量关系的一种,学好不等式对解决数学及实际生活中所存的一系列问题具有极其重要的价值。
就高中不等式类型,主要包括以下几种:其一,一元二次不等式,该类不等式与一元二次函数具有极大关联性;对于该类不等式解题,其最直接的思路在于将不等式转化为一元二次函数,并利用函数图线找到不等式所对应的节点,以实现求解的目的。
但对于该类不等式,大多学生在求解中主要会由于学生分解因式能力不足及不能合理利用一元二次方程进行求解,导致解题错误及效率低下。
其二,参数不等式是近些年高中数学学习的重点,也是高考常见题型。
对于该类不等式的求解,学生应具备较好分析问题与解决问题的能力,以便学生能够正确应对不等式知识及求解[1]。
其三,绝对值不等式也是一种常见的不等式,其主要解题方式是通过分类及分项的方式去除绝对值符号,之后转化为常规不等式求解;即将不等式定义域进行划分,转化为多阶函数,达到求解的目的。
其四,其他类型的不等式,其求解应采取适当的转化思想,即转化为熟悉的不等式进行求解,以起到加深理解及简化步骤的目的。
2常见不等式求解思路及技巧说明综合来讲,不等式属于函数的一种,即任何一个函数均可以转变为一个或多个不等式进行命题与考察。
高考数学一轮复习 第七章 不等式 7.1 不等式及其解法课件 理
D.a2>ab>b2
答案 D 选项A,∵c为实数,∴取c=0,得ac2=0,bc2=0,此时ac2=bc2,故选项A不正确;选项B, 1 - 1 =
ab
b ,a∵a<b<0,∴b-a>0,ab>0,∴ b>0a,即 >1 ,1故选项B不正确;选项C,∵a<b<0,∴取a=-2,b=-1,
ab
ab
ab
12/11/2021
2.(2014江苏,10,5分)已知函数f(x)=x2+mx-1,若对于任意x∈[m,m+1],都有f(x)<0成立,则实数m的
取值范围是
.
答案
2 2
,0
解析 要满足f(x)=x2+mx-1<0对于任意x∈[m,m+1]恒成立,
只需
f f
(即m ) 0,解得-
(m 1) 0,
∵0<log0.20.3<log0.20.2=1,log20.3<log20.5=-1,即0<a<1,b<-1,∴a+b<0,排除D.
∵ b =l o g 2=0 . 3 =llgo0g.220.2,∴b- =logb 20.3-log20.2=log2
a lo g 0.2 0 .3 l g 2
a
解法二:易知0<a<1,b<-1,∴ab<0,a+b<0,
<1,∴3 b<1+
2
⇒ab b<a+b,排除A.故选B.
a
∵ 1 +1 =log0.30.2+log0.32=log0.30.4<1,
高中数学不等式解题技巧
不等式解题漫谈一、活用倒数法则 巧作不等变换——不等式的性质和应用不等式的性质和运算法则有许多,如对称性,传递性,可加性等.但灵活运用倒数法则对解题,尤其是不等变换有很大的优越性.倒数法则:若ab>0,则a>b 与1a <1b等价。
此法则在证明或解不等式中有着十分重要的作用。
如:(1998年高考题改编)解不等式log a (1-1x)>1.分析:当a>1时,原不等式等价于:1-1x >a,即 1x <1-a ,∵a>1,∴1-a<0, 1x <0,从而1-a,1x 同号,由倒数法则,得x>11-a ; 当0<a<1时,原不等式等价于 0<1- 1x <a,∴1-a<1x <1, ∵0<a<1,∴ 1-a>0, 1x >0, 从而1-a, 1x 同号,由倒数法则,得1<x<11-a;综上所述,当a>1时,x ∈(11-a ,+∞);当0<a<1时,x ∈(1,11-a).注:有关不等式性质的试题,常以选择题居多,通常采用特例法,排除法比较有效。
二、小小等号也有大作为——绝对值不等式的应用绝对值不等式:||a|-|b||≤|a ±b|≤|a|+|b|。
这里a,b 既可以表示向量,也可以表示实数。
当a,b 表示向量时,不等式等号成立的条件是:向量a 与b 共线;当a,b 表示实数时,有两种情形:(1)当ab ≥0时,|a+b|=|a|+|b|, |a-b|=||a|-|b||;(2)当ab ≤0时,|a+b|=||a|-|b||, |a-b|=|a|+|b|.简单地说就是当a,b 同号或异号时,不等式就可转化为等式(部分地转化),这为解决有关问题提供了十分有效的解题工具。
如:若1<1a <1b,则下列结论中不正确的是( )A 、log a b>log b aB 、| log a b+log b a|>2C 、(log b a)2<1D 、|log a b|+|log b a|>|log a b+log b a|分析:由已知,得0<b<a<1,∴a,b 同号,故|log a b|+|log b a|=|log a b+log b a|,∴D 错。
高考数学总复习考点知识与题型专题讲解2---不等式的解法
高考数学总复习考点知识与题型专题讲解不等式的解法【考纲要求】1.通过函数图像了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系,2.会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图,3.掌握一次不等式、分式不等式、高次、指对不等式等的解法,4.培养数形结合的能力,培养分类讨论的思想方法,培养抽象概括能力和逻辑思维能力。
【知识网络】一元二次不等式解法不等式的解法一次、分式、高次、指对等不等式函数不等式解法【考点梳理】要点一、一元二次不等式的解法一元二次不等式ax2+bx+c>0 (或<0)的解可以联系二次函数y=ax2+bx+c的图象(a≠0),图象在x轴上方部分对应的x值为不等式ax2+bx+c>0的解,图象在x轴下方部分对应的x值为不等式ax2+bx+c<0的解.而方程ax2+bx+c=0的根表示图象与x轴交点的横坐标.求解一元二次不等式的步骤,先把二次项系数化为正数,再解对应的一元二次方程,最后根据一元二次方程的根,结合不等号的方向,写出不等式的解集.设相应的一元二次方程20ax bx c ++=(0)a >的两根为2121x x x x ≤且、,ac b 42-=∆,则不等式的解的各种情况如下表:0>∆0=∆ 0<∆二次函数cbx ax y ++=2(0>a )的图象一元二次方程()的根002>=++a c bx ax有两相异实根)(,2121x x x x <有两相等实根abx x 221-==无实根的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x ><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x xx <<∅ ∅要点诠释:一元二次不等式的步骤:(1)先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数:2A ax bx c =++(0)a >(2)计算判别式∆,分析不等式的解的情况:①0∆>时,求根12x x <(注意灵活运用因式分解和配方法); ②0∆=时,求根abx x 221-==; ③0∆<时,方程无解 (3)写出解集.要点二、高次不等式的解法高次不等式:形如不等式(x-x1)(x-x2)……(x-xn)>0(其中x1, x2, ……,xn 是互不相等的实常数)叫做一元n 次不等式(n ∈N).要点诠释:作出相应函数的图象草图.具体步骤如下:(a)明确标出曲线与x 轴的交点,(b)分析在每一个开区间上函数的那段曲线是在x 轴的上方还是下方(除此之外,对草图不必做更细致的要求).然后根据图象草图,写出满足不等式的解集.要点三、无理不等式的解法无理不等式:如果函数f(x)是关于x 的无理式,那么f(x)>0或f(x)<0,叫做无理不等式.要点诠释:(1))(x f >)(x g ⇔⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥)()(0)(0)(x g x f x g x f ⇔⎩⎨⎧>≥)()(0)(x g x f x g(2))(x f >g(x) ⇔ ⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥)()(0)(0)(2x g x f x g x f 或 ⎩⎨⎧<≥0)(0)(x g x f ⇔⎩⎨⎧>≥)()(0)(2x g x f x g 或⎩⎨⎧<≥0)(0)(x g x f (3))(x f <g(x) ⇔⎪⎩⎪⎨⎧<≥≥)()(0)(0)(2x g x f x g x f 要点四、指对不等式的解法解法指导:化超越不等式为代数不等式,依据是指数函数和对数函数的单调性. 要点诠释:(1))()(x g x f a a >(a>0,a ≠1).当0<a<1时,f(x)<g(x); 当a>1时,f(x)>g(x). (2)m ·(a x )2+n ·(a x )+k>0.令a x =t(t>0),转化为mt 2+nt+k>0,先求t 的取值范围,再确定x 的集合.(3)log a f(x)>log a g(x) (a>0, a ≠1).当0<a<1时,⎩⎨⎧<>⇔⎪⎩⎪⎨⎧<>>)()(0)()()(0)(0)(x g x f x f x g x f x g x f当a>1时,⎩⎨⎧>>⇔⎪⎩⎪⎨⎧>>>)()(0)()()(0)(0)(x g x f x g x g x f x g x f(4) 0)(log ))((log 2>+⋅+⋅k x f n x f m a a .令log a f(x)=t(t ∈R),转化为mt 2+nt+k>0,先求t 的取值范围,再确定x 的集合.【典型例题】类型一:一元二次不等式例1. 不等式20x mx n +-<的解集为(4,5)x ∈,求关于x 的不等式210nx mx +->的解集。
高三数学不等式解法15个典型例题
高三数学不等式解法15个典型例题典型例题一例1 解不等式:〔1〕015223>--x x x ;〔2〕0)2()5)(4(32<-++x x x .分析:假如多项式)(x f 可分解为n 个一次式的积,那么一元高次不等式0)(>x f 〔或0)(<x f 〕可用〝穿根法〞求解,但要注意处理好有重根的情形.解:〔1〕原不等式可化为0)3)(52(>-+x x x把方程0)3)(52(=-+x x x 的三个根3,25,0321=-==x x x 顺次标上数轴.然后从右上开始画线顺次通过三个根,其解集如以下图的阴影部分.∴原不等式解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧><<-3025x x x 或 〔2〕原不等式等价于⎩⎨⎧>-<-≠⇔⎩⎨⎧>-+≠+⇔>-++2450)2)(4(050)2()5)(4(32x x x x x x x x x 或 ∴原不等式解集为{}2455>-<<--<x x x x 或或讲明:用〝穿根法〞解不等式时应注意:①各一次项中x 的系数必为正;②关于偶次或奇次重根可转化为不含重根的不等式,也可直截了当用〝穿根法〞,但注意〝奇穿偶不穿〞,其法如以下图.典型例题二例2 解以下分式不等式:〔1〕22123+-≤-x x ; 〔2〕12731422<+-+-x x x x 分析:当分式不等式化为)0(0)()(≤<或x g x f 时,要注意它的等价变形①0)()()()(<⋅⇔<xgxfxgxf②0)()()()()()()()()()(<⋅=⇔≤⎩⎨⎧≠≤⋅⇔≤xgxfxfxgxfxgxgxfxgxf或或〔1〕解:原不等式等价于⎩⎨⎧≠-+≥+-+-⇔≥+-+-⇔≤+-++-⇔≤+---+⇔≤+--⇔+≤-)2)(2()2)(2)(1)(6()2)(2()1)(6()2)(2(65)2)(2()2()2(32232232xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx用〝穿根法〞∴原不等式解集为[)[)+∞⋃-⋃--∞,62,1)2,(。
不等式问题的几何解法
解 在直 角坐标系 中作出 Y=X 一 x 与 Y 4图 l 3 I :
象 ,如图( 如图 4可知 , ) 原不等式的解集是 f l < 1 X X 一
或 X>4 . }
V
解 画 出分 段 函 数 fx= - () {
及直 线
| : = 4 y |
’
— —
【, X0 X >
/ /j y /
/
图 7 图 8
孚…孚 . -, 等的 } a时 不 解  ̄o 原 式 集
为 .
s
6 .构造直线与半双曲线 例 6 设 a>0 口≠1 且 ,试求 下述 方程 有解 时 k的 取值范 围 .
1 ( —a ) o ( og k =l g
/ பைடு நூலகம்
解 在 同一 坐 标 系 作 出 Y=lg(X 及 Y= l o2一 ) + , 由图象( 2知 一 <X 图 ) 1 <0,故 填 ( 10 . 一 , )
3 .构 造直 线 及 半 圆
D
『、 f/ _ 孚 、
B
o
√n x
L a
例3 若不等式 4 x X > a 1 4 — 。 (一 ) x的解集为 , 且
√ 表示以(,) 4— 2 0为
圆 心 , 2为 半径 的圆在 X轴 以 的 上 方 的 部 分 ( 括 圆与 X 包
轴 的 交 点 ), 如 图 所 示 , Y =( — ) 表 示 过原 点 的直 : a 1 x
无理不等式、超越不等式、含参变量的不等式等) ,
用 常规 方法 解 显得 极 其 复 杂 ,且 极 易 出错 .这 时 不 妨 图象 来 解 决 ,即根 据 要 解 不 等 式两 端 代 数表 达 式 的特征 ,构 造 两 个 函数 , 画 出这 两个 函数 的 图象 ,
高考数学复习考点题型专题讲解31 不等式
高考数学复习考点题型专题讲解专题31 不等式高考定位 1.对不等式的性质及不等式的解法的考查一般不单独命题,常与集合、函数图象与性质相结合,也常渗透在三角函数、数列、解析几何、导数等题目中;2.基本不等式主要渗透在其他知识中求最值;3.题型多以选择题、填空题的形式呈现,中等难度.1.(2018·全国Ⅰ卷)已知集合A={x|x2-x-2>0},则∁R A=( )A.{x|-1<x<2}B.{x|-1≤x≤2}C.{x|x<-1}∪{x|x>2}D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2}答案 B解析法一因为A={x|(x-2)(x+1)>0}={x|x<-1或x>2},A={x|-1≤x≤2},故选B.所以∁R法二因为A={x|x2-x-2>0},A={x|x2-x-2≤0}={x|-1≤x≤2},故选B.所以∁R2.(2019·全国Ⅱ卷)若a>b,则( )A.ln(a-b)>0B.3a<3bC.a3-b3>0D.|a|>|b|答案 C解析由函数y=ln x的图像(图略)知,当0<a-b<1时,ln(a-b)<0,故A 不正确;因为函数y =3x 在R 上单调递增,所以当a >b 时,3a >3b ,故B 不正确;因为函数y =x 3在R 上单调递增,所以当a >b 时,a 3>b 3,即a 3-b 3>0,故C 正确;当b <a <0时,|a |<|b |,故D 不正确.3.(多选)(2022·新高考Ⅱ卷)若x ,y 满足x 2+y 2-xy =1,则() A.x +y ≤1 B.x +y ≥-2C.x 2+y 2≤2D.x 2+y 2≥1答案 BC解析 因为ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b22(a ,b ∈R ),由x 2+y 2-xy =1可变形为(x +y )2-1=3xy ≤3⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22,解得-2≤x +y ≤2,当且仅当x =y =-1时,x +y =-2,当且仅当x =y =1时,x +y =2,所以A 错误,B 正确;由x 2+y 2-xy =1可变形为(x 2+y 2)-1=xy ≤x 2+y 22,解得x 2+y 2≤2,当且仅当x =y =±1时取等号,所以C 正确;因为x 2+y 2-xy =1可变形为⎝⎛⎭⎪⎫x -y 22+34y 2=1, 设x -y 2=cos θ,32y =sin θ, 所以x =cos θ+33sin θ,y =233sin θ, 因此x 2+y 2=cos 2θ+53sin 2θ+233sin θcos θ=1+33sin 2θ-13cos 2θ+13=43+23sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,2, 所以当x =33,y =-33时满足等式, 但是x 2+y 2≥1不成立,所以D 错误.4.(2020·江苏卷)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是________.答案 45解析 法一 由题意知y ≠0.由5x 2y 2+y 4=1,可得x 2=1-y 45y 2, 所以x 2+y 2=1-y 45y 2+y 2=1+4y 45y 2=15⎝ ⎛⎭⎪⎫1y 2+4y 2≥15×21y 2×4y 2=45, 当且仅当1y 2=4y 2,即y =±22时取等号. 所以x 2+y 2的最小值为45. 法二 设x 2+y 2=t >0,则x 2=t -y 2.因为5x 2y 2+y 4=1,所以5(t-y2)y2+y4=1,所以4y4-5ty2+1=0. 由Δ=25t2-16≥0,解得t≥45⎝⎛⎭⎪⎫t≤-45舍去.故x2+y2的最小值为4 5 .热点一不等式的性质及应用不等式的常用性质(1)a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc.(2)a>b>0,c>d>0⇒ac>bd>0.(3)a>b>0⇒a n>b n,na>nb(n∈N,n≥2).(4)a>b,ab>0⇒1a<1b.例1 (1)(多选)(2022·苏州模拟)若a>b>0>c,则( )A.ca>cbB.b-ca-c>baC.a c>b cD.a-c>2-bc(2)(2022·长沙模拟)已知a,b,c满足a>b>c,且ac>0,则下列选项中一定能成立的是( )A.ab>acB.c(b-a)>0C.ab(a-c)>0D.cb2>ca2答案(1)ABD (2)C解析(1)由于a>b>0>c,对于A:ca-cb=c⎝⎛⎭⎪⎫1a-1b=c⎝⎛⎭⎪⎫b-aab>0,故ca-cb>0,∴ca>cb,故A正确;对于B:由于a>b>0,所以b-ca-c>ba,故B正确;对于C:当a>b>1时,a c<b c,故C错误;对于D:由于a>b>0>c,所以a-c>b-c>2b(-c)=2-bc,故D正确. (2)取a=-1,b=-2,c=-3,则ab=2<ac=3,cb2=-12<ca2=-3,排除A,D;取a=3,b=2,c=1,则c(b-a)=-1<0,排除B;因为a>b>c,且ac>0,所以a,b,c同号,且a>c,所以ab(a-c)>0.规律方法判断关于不等式命题真假的常用方法(1)作差法、作商法.(2)利用不等式的性质推理判断.(3)利用函数的单调性.(4)特殊值验证法,特殊值法只能排除错误的命题,不能判断正确的命题.训练1 (1)(多选)(2022·广州模拟)设a,b,c为实数且a>b,则下列不等式一定成立的是( )A.1a >1bB.2 023a -b >1C.ln a >ln bD.a (c 2+1)>b (c 2+1)(2)设12<a <1,m =log a (a 2+1),n =log a (1-a ),p =log a 12a,则m ,n ,p 的大小关系是( )A.n >m >pB.m >p >nC.p >n >mD.n >p >m答案 (1)BD (2)D解析 (1)对于A ,若a >b >0,则1a <1b,所以A 错误; 对于B ,因为a -b >0,所以2 023a -b >1,所以B 正确;对于C ,函数y =ln x 的定义域为(0,+∞),而a ,b 不一定是正数,所以C 错误; 对于D ,因为c 2+1>0,所以a (c 2+1)>b (c 2+1),所以D 正确.故选BD.(2)因为12<a <1, 所以a 2+1-12a =2a 3+2a -12a >0, 12a -(1-a )=1-2a +2a 22a =2⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+122a>0,y =log a x 为减函数, 所以m <p ,p <n .可得n >p >m .热点二 不等式的解法不等式恒成立问题的解题方法(1)f (x )>a 对一切x ∈I 恒成立⇔f (x )min >a ,x ∈I ;f (x )<a 对一切x ∈I 恒成立⇔f (x )max <a ,x ∈I .(2)f (x )>g (x )对一切x ∈I 恒成立⇔当x ∈I 时,f (x )的图象在g (x )的图象的上方.(3)解决恒成立问题还可以利用分离参数法.例2 (1)已知关于x 的不等式ax -b ≤0的解集是[2,+∞),则关于x 的不等式ax 2+(3a -b )x -3b <0的解集是( )A.(-∞,-3)∪(2,+∞)B.(-3,2)C.(-∞,-2)∪(3,+∞)D.(-2,3)(2)若不等式x 2-ax ≥16-3x -4a 对任意a ∈[-2,4]都成立,则x 的取值范围为() A.(-∞,-8]∪[3,+∞)B.(-∞,0)∪[1,+∞)C.[-8,6]D.(0,3]答案 (1)A (2)A解析 (1)由关于x 的不等式ax -b ≤0的解集是[2,+∞),得b =2a 且a <0,则关于x 的不等式ax 2+(3a -b )x -3b <0可化为x 2+x -6>0,即(x +3)(x -2)>0,解得x <-3或x >2,所以不等式的解集为(-∞,-3)∪(2,+∞).(2)由题意得不等式(x -4)a -x 2-3x +16≤0对任意a ∈[-2,4]都成立,则⎩⎨⎧(x -4)×(-2)-x 2-3x +16≤0,(x -4)×4-x 2-3x +16≤0,即⎩⎨⎧-x 2-5x +24≤0,-x 2+x ≤0,解得x≥3或x≤-8.故选A.易错提醒求解含参不等式ax2+bx+c<0恒成立问题的易错点(1)对参数进行讨论时分类不完整,易忽略a=0时的情况.(2)不会通过转换把参数作为主元进行求解.(3)不考虑a的符号.训练2 (1)已知函数f(x)在R上为增函数,若不等式f(-4x+a)≥f(-3-x2)对任意x∈(0,3]恒成立,则a的取值范围为( )A.[-1,+∞)B.(3,+∞)C.[0,+∞)D.[1,+∞)(2)若关于x的不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-2)B.(-2,+∞)C.(-6,+∞)D.(-∞,-6)答案(1)D (2)A解析(1)由题意得,不等式-4x+a≥-3-x2对任意x∈(0,3]恒成立,所以a≥-x2+4x-3对任意x∈(0,3]恒成立,令g(x)=-x2+4x-3=-(x-2)2+1,当x∈(0,3]时,g(x)∈(-3,1],所以a≥1,即a的取值范围为[1,+∞).故选D.(2)不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解等价于a<(x2-4x-2)max,x∈(1,4). 令g(x)=x2-4x-2,x∈(1,4),所以g(x)<g(4)=-2,所以a<-2.热点三基本不等式及其应用基本不等式求最值的三种解题技巧(1)凑项:通过调整项的符号,配凑出符合基本不等式条件的项,使其积或和为定值.(2)凑系数:若无法直接运用基本不等式求解,通过凑系数后可得到和或积为定值,从而利用基本不等式求最值.(3)换元:分式函数求最值,通常直接将分子配凑后将式子分开或将分母换元后将式子分开,即化为y=m+Ag(x)+Bg(x)(AB>0),g(x)恒正或恒负的形式,然后运用基本不等式来求最值.例3 (1)(多选)(2022·青岛模拟)设正实数a,b满足a+b=1,则( )A.log2a+log2b≥-2 B.ab+1ab≥174C.2a+1b≤3+22D.2a-b>12(2)(2022·湖北九师联盟质检)已知a>0,b≠0,且a+|b|=3,则9a+b+3|b|的最小值为________.答案(1)BD (2)3+2 3解析(1)log2a+log2b=log2(ab)≤log2⎝⎛⎭⎪⎫a+b22=-2,A错误;因为a>0,b>0,a+b=1,所以ab ≤a +b 2=12(当且仅当a =b 时取等号), 所以0<ab ≤14, 因为函数y =x +1x 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14上单调递减, 所以ab +1ab ≥14+4=174,B 正确; 因为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b (a +b )=3+2b a +a b ≥3+22(当且仅当2b a =a b 时取等号), 所以2a +1b≥3+22,C 错误; 易知0<a <1,0<b <1,所以-1<a -b <1,所以2a -b >2-1=12,D 正确.选BD. (2)9a +b +3|b |=9a +3|b |+b |b |, 当b >0时,b |b |=1, 当b <0时,b|b |=-1. 9a +3|b |=13⎝ ⎛⎭⎪⎫9a +3|b |(a +|b |)=13⎝ ⎛⎭⎪⎫12+9|b |a +3a |b |≥13(12+63) =4+23,当且仅当9|b |a =3a |b |,3+13+1所以当a =333+1,b =-33+1时, 9a +b +3|b |取得最小值,且最小值为3+2 3.易错提醒 利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的条件: (1)一正二定三相等,三者缺一不可;(2)若连续两次使用基本不等式求最值,必须使两次等号成立的条件一致,否则最值取不到.训练3 (1)(2022·湖州质检)若x >0,y >0且x +y =xy ,则x x -1+2yy -1的最小值为( ) A.3 B.52+ 6C.3+6D.3+2 2(2)对任意m ,n ∈(0,+∞),都有m 2-amn +2n 2≥0,则实数a 的最大值为( ) A.2B.2 2 C.4 D.92答案 (1)D (2)B 解析 (1)∵x +y =xy , ∴(x -1)(y -1)=1, ∴x x -1+2y y -1=(x -1)+1x -1+2(y -1)+2y -1=3+1x -1+2y -1≥3+21x -1·2y -1=3+22,x -1y -1(2)∵对任意m ,n ∈(0,+∞), 都有m 2-amn +2n 2≥0, ∴m 2+2n 2≥amn ,即a ≤m 2+2n 2mn =m n +2n m 恒成立,∵m n+2nm≥2m n ·2nm=22, 当且仅当m n=2nm即m =2n 时取等号,∴a ≤22,故a 的最大值为22,故选B.一、基本技能练1.若a ,b ,c 为实数,且a <b <0,则下列说法正确的是( ) A.ac 2<bc 2B.1a <1bC.b a >a bD.a 2>ab >b 2 答案 D解析 当c =0时,A 不成立; 1a -1b =b -a ab >0,即1a >1b,B 错误;b a -a b =b 2-a 2ab =(b +a )(b -a )ab <0,C 错误; 由a <b <0,得a 2>ab >b 2,D 正确.2.不等式4x -2≤x -2的解集是( ) A.(-∞,0]∪(2,4]B.[0,2)∪[4,+∞) C.[2,4)D.(-∞,2)∪(4,+∞) 答案 B解析 当x -2>0,即x >2时,(x -2)2≥4, 即x -2≥2,则x ≥4,当x -2<0,即x <2时,(x -2)2≤4, 即-2≤x -2<0,∴0≤x <2, 综上,0≤x <2或x ≥4.3.(2022·泰安质检)若不等式ax 2-x -c >0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-1<x <12,则函数y =cx 2-x -a的图象可以为( )答案 C解析由题意可得-1和12是方程ax 2-x -c =0的两个根,且a <0,∴⎩⎪⎨⎪⎧-1+12=1a ,-1×12=-ca ,解得a =-2,c =-1,则y =cx 2-x -a =-x 2-x +2=-(x +2)(x -1),其图象开口向下,与x 轴交于 (-2,0),(1,0).故选C.4.已知关于x 的不等式x 2-ax -6a 2>0(a <0)的解集为(-∞,x 1)∪(x 2,+∞),且x 2-x 1=52,则a 等于( ) A.-5B.-32C.-2D.-52答案 C解析 x 2-ax -6a 2=(x -3a )(x +2a )>0, ∵a <0,∴x >-2a 或x <3a , ∴x 2=-2a ,x 1=3a ,∴x 2-x 1=-5a =52,∴a =- 2.5.已知函数f (x )=14x +9x -1(x <1),下列结论正确的是( )A.f (x )有最大值114B.f (x )有最大值-114 C.f (x )有最小值132D.f (x )有最小值74答案 B解析 f (x )=x -14+9x -1+14= -⎝⎛⎭⎪⎫1-x4+91-x +14≤-21-x 4·91-x +14=-114,当且仅当x =-5时等号成立. 6.原油作为“工业血液”“黑色黄金”,其价格的波动牵动着整个化工产业甚至世界经济.小李在某段时间内共加油两次,这段时间燃油价格有升有降,现小李有两种加油方案:第一种方案是每次加油40升,第二种方案是每次加油200元,则下列说法正确的是( )A.第一种方案更划算B.第二种方案更划算C.两种方案一样D.无法确定 答案 B解析 设小李这两次加油的油价分别为x 元/升、y 元/升,则 方案一:两次加油平均价格为40x +40y 80=x +y2≥xy ,方案二:两次加油平均价格为400200x +200y=2xyx +y ≤xy ,故无论油价如何起伏,方案二比方案一更划算. 7.设x >y >z ,n ∈N *,且1x -y +1y -z ≥n x -z恒成立,则n 的最大值为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 答案 C解析 因为x >y >z ,n ∈N *, 所以x -y >0,y -z >0,x -z >0,由1x -y +1y -z ≥n x -z, 可得n ≤(x -z )⎝⎛⎭⎪⎫1x -y +1y -z =[(x -y )+(y -z )]⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -y +1y -z =1+1+y -z x -y +x -yy -z≥2+2y -z x -y ·x -yy -z=4, 当且仅当x -y =y -z 时,上式取得等号, 由题意可得n ≤4,即n 的最大值为4.8.已知关于x 的不等式ax 2-2x +3a <0在(0,2]上有解,则实数a 的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,33 B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,47 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫33,+∞D.⎝ ⎛⎭⎪⎫47,+∞答案 A解析x ∈(0,2]时, 不等式可化为ax +3a x<2;当a =0时,不等式为0<2,满足题意; 当a >0时,不等式化为x +3x <2a,则2a>2x ·3x=23,当且仅当x =3时取等号, 所以a <33,即0<a <33;当a <0时,x +3x >2a恒成立.综上所述,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,33.选A.9.(多选)(2022·泰州模拟)下列函数中最小值为6的是( ) A.y =ln x +9ln x B.y =6|sin x |+32|sin x |C.y =3x +32-xD.y =x 2+25x 2+16答案 BC解析 对于A 选项,当x ∈(0,1)时,ln x <0, 此时ln x +9ln x<0,故A 不正确.对于B 选项,y =6|sin x |+32|sin x |≥29=6,当且仅当6|sin x |=32|sin x |,即|sin x |=12时取“=”,故B 正确.对于C 选项,y =3x +32-x ≥232=6, 当且仅当3x =32-x ,即x =1时取“=”,故C 正确.对于D 选项,y =x 2+16+9x 2+16=x 2+16+9x 2+16≥29=6, 当且仅当x 2+16=9x 2+16,即x 2=-7无解,故D 不正确.故选BC.10.(多选)已知a >0,b >0,且a +b =1,则( ) A.a 2+b 2≥12B.2a -b >12C.log 2a +log 2b ≥-2D.a +b ≤ 2 答案 ABD解析 因为a >0,b >0,a +b =1,所以a +b ≥2ab ,当且仅当a =b =12时,等号成立,即有ab ≤14.对于A ,a 2+b 2=(a +b )2-2ab =1-2ab ≥1-2×14=12,故A 正确;对于B ,2a -b =22a -1=12×22a ,因为a >0,所以22a >1,即2a -b >12,故B 正确;对于C ,log 2a +log 2b =log 2(ab )≤log 214=-2,故C 错误;对于D ,由(a +b )2=a +b +2ab =1+2ab ≤2,得a +b ≤2,故D 正确. 综上可知,正确的选项为ABD.11.函数y =lg(c +2x -x 2)的定义域是(m ,m +4),则实数c 的值为________. 答案 3解析 依题意得,一元二次不等式-x 2+2x +c >0, 即x 2-2x -c <0的解集为(m ,m +4), 所以m ,m +4是方程x 2-2x -c =0的两个根, 所以⎩⎨⎧m +m +4=2,m (m +4)=-c ,解得⎩⎨⎧m =-1,c =3.12.若命题“∃x ∈R ,x 2-2x +m <0”为真命题,则实数m 的取值范围为________. 答案 (-∞,1)解析由题意可知,不等式x2-2x+m<0有解,∴Δ=4-4m>0,m<1,∴实数m的取值范围为(-∞,1).二、创新拓展练13.(多选)(2022·苏锡常镇调研)已知正实数a,b满足a+2b=ab,则以下不等式正确的是( )A.2a+1b≥2 B.a+2b≥8C.log2a+log2b<3 D.2a+b≥9答案BD解析对于A,因为正实数a,b满足a+2b=ab,所以a+2bab=1,即2a+1b=1,所以A错误,对于B,因为a>0,b>0,a+2b=ab,所以a+2b≥22ab=22(a+2b),当且仅当a=2b时取等号,所以(a+2b)2≥8(a+2b),因为a+2b>0,所以a+2b≥8,当且仅当a=2b时取等号,所以B正确,对于C,若log2a+log2b<3,则log2a+log2b=log2(ab)<3=log28,所以ab <8,所以a +2b <8,而由选项B 可知a +2b ≥8, 所以log 2a +log 2b <3不成立,所以C 错误, 对于D ,因为正实数a ,b 满足a +2b =ab , 由选项A 知,2a +1b=1,所以2a +b =(2a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b =5+2a b +2b a ≥5+22ab·2ba=9,当且仅当2ba=2ab,即a=b =3时取等号, 所以D 正确,故选BD.14.(多选)(2022·镇海中学模拟)已知函数f (x )=⎩⎨⎧(x +1)e x ,x <0,(x +1)2e x,x ≥0,下列选项正确的是( )A.函数f (x )在(-2,1)上单调递增B.函数f (x )的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1e 2,+∞C.若关于x 的方程[f (x )]2-a |f (x )|=0有3个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1e 2,4e D.不等式f (x )-ax -a >0在(-1,+∞)恰有两个整数解,则实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3e 2,2e答案 ACD解析函数f (x )=⎩⎨⎧(x +1)e x ,x <0,(x +1)2e x,x ≥0,所以函数f ′(x )=⎩⎨⎧(x +2)e x (x <0),-(x +1)(x -1)e x (x ≥0), 故函数f (x )的大致图象如图1所示,故A 正确,B 错误;对于D ,不等式f (x )>a (x +1),在(-1,+∞)上恰有两个整数解,必为x =0,x =1, 故⎩⎨⎧f (1)>a (1+1),f (2)≤a (2+1),解得a ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3e 2,2e ,故D 正确;对于C ,如图2,函数y =|f (x )|的图象,原方程可化为|f (x )|=0或|f (x )|=a ,由于方程[f (x )]2-a |f (x )|=0有3个不相等的实数根,所以只需|f (x )|=a 有两个不等实根,所以a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e 2,4e ,C 正确,故选ACD. 15.(多选)(2022·全国名校大联考)若实数x ,y 满足2x +2y +1=1,m =x +y ,n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +⎝ ⎛⎭⎪⎫12y -1,则( )A.x <0且y <-1B.m 的最大值为-3C.n 的最小值为7D.n ·2m <2答案 ABD解析 由2x +2y +1=1,得2y +1=1-2x >0,2x =1-2y +1>0,所以x <0且y <-1,故A 正确;由2x +2y +1=1≥22x ·2y +1=22x +y +1,得m =x +y ≤-3,当且仅当x =y +1=-1,即x =-1,y =-2时,等号成立,所以m 的最大值为-3,故B 正确;n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +⎝ ⎛⎭⎪⎫12y -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +⎝ ⎛⎭⎪⎫12y -1(2x +2y +1) =5+2×2y 2x +2×2x2y ≥5+22×2y 2x ·2×2x 2y =9, 当且仅当2×2y 2x =2×2x2y ,即x =y =-log 23时,等号成立, 所以n 的最小值为9,故C 错误;n ·2m=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +⎝ ⎛⎭⎪⎫12y -1·2x +y =2y +2x +1=2-3×2y <2,故D 正确.故选ABD. 16.(2022·湖南三湘名校联考)若两个正实数x ,y 满足x +2y -xy =0,且不等式x +2y ≥m 2-7m 恒成立,则实数m 的取值范围为________.答案 [-1,8]解析 由x +2y -xy =0,得2x +1y=1, 所以x +2y =(x +2y )⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1y =4+x y +4y x ≥8,当且仅当x =4,y =2时等号成立, 所以m 2-7m ≤8,解得-1≤m ≤8.17.已知关于x 的不等式ax 2+bx +c >0(a ,b ,c ∈R )的解集为{x |3<x <4},则c 2+5a +b 的取值范围为________.答案 [45,+∞)解析 关于x 的不等式ax 2+bx +c >0(a ,b ,c ∈R )的解集为{x |3<x <4}, 所以a <0,且3和4是关于x 的方程ax 2+bx +c =0的两实数根,由根与系数的关系知:⎩⎪⎨⎪⎧3+4=-b a ,3×4=c a ,解得⎩⎨⎧b =-7a ,c =12a (a <0). 所以c 2+5a +b =144a 2+5a -7a =-24a -56a≥ 2(-24a )·5-6a =45(当且仅当-24a =-56a ,即a =-512时等号成立), 所以c 2+5a +b的取值范围是[45,+∞). 18.(2022·温州测试)已知函数f (x )=x 2+|x -a |+b ,若存在实数b ,使得对任意的|x |≤1都有|f (x )|≤109,则实数a 的最大值是________. 答案 13解析 由题可得,因为存在实数b 对任意的|x |≤1都有|x 2+|x -a |+b |≤109, 所以-109≤x 2+|x -a |+b ≤109, 即存在实数b 对任意的|x |≤1都有-x 2-109-b ≤|x -a |≤109-x 2-b , 由对称性可知,当实数a 取得最大值时,a ≥0,令g (x )=-x 2-109-b ,h (x )=-x 2+109-b ,则g ′(x )=h ′(x )=-2x .因为y =-x +a 的斜率为-1,所以-2x =-1,解得x =12, 所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-14-109-b =-4936-b . 又因为h (-1)=-1+109-b =19-b , 即当a ≥12时,切线斜率k =h (-1)-g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1-12=-5354>-1,不能满足条件; 故当0≤a <12时,g (x )的零点为a ,此时a 最大,满足⎩⎪⎨⎪⎧g (a )=-a 2-109-b =0,k =-1+109-b -1-a =-1,即⎝⎛⎭⎪⎫a -23⎝ ⎛⎭⎪⎫a -13=0, 由0≤a <12可得a =13.。
高中数学精品例析:常见解不等式的解法
不等式的解法高考要求不等式在生产实践和相关学科的学习中应用广泛,又是学习高等数学的重要工具,所以不等式是高考数学命题的重点,解不等式的应用非常广泛,如求函数的定义域、值域,求参数的取值范围等,高考试题中对于解不等式要求较高,往往与函数概念,特别是二次函数、指数函数、对数函数等有关概念和性质密切联系,应重视;从历年高考题目看,关于解不等式的内容年年都有,有的是直接考查解不等式,有的则是间接考查解不等式 重难点归纳解不等式对学生的运算化简等价转化能力有较高的要求,随着高考命题原则向能力立意的进一步转化,对解不等式的考查将会更是热点,解不等式需要注意下面几个问题 (1)熟练掌握一元一次不等式(组)、一元二次不等式(组)的解法(2)掌握用零点分段法解高次不等式和分式不等式,特别要注意因式的处理方法(3)掌握无理不等式的三种类型的等价形式,指数和对数不等式的几种基本类型的解法 (4)掌握含绝对值不等式的几种基本类型的解法(5)在解不等式的过程中,要充分运用自己的分析能力,把原不等式等价地转化为易解的不等式 (6)对于含字母的不等式,要能按照正确的分类标准,进行分类讨论一.解不等式中的简易逻辑思想例1 已知)0(012:2|311:|22>≤-+-≤--m m x x q x p ,;¬p 是¬q 的必要不充分条件,求实数m的取值范围. 30≤<m二、解不等式中的换元思想例2.解不等式11111261x x x +-≤≤+。
解集是[3,8] 三、解不等式中的数形结合思想例3.设a<0为常数,解不等式22a ax x a -+>。
解集是(34a,+∞) 四、解不等式中的函数方程思想例4 求a ,b 的值,使得关于x 的不等式a 2x +bx+2a -1≤0的解集分别是: (1)[-1,2];(2)(-∞,-1]∪[2,+∞);(3){2};(4)[-1,+∞).五、解不等式中的分类类讨论思想解不等式2221011xx x x -+>++ x >33- 六、解不等式中的构造思想例6、解不等式 05110)1(833x >x x x --+++ -1<x <2或x <-2 七、解不等式中的转化化归思想例7 对于满足0≤p≤4的一切实数,不等式x 2+px >4x +p-3恒成立,试求x 的取值范围.(-∞,-1)∪(3,+∞)八、解不等式中的整体思想例8、已知f(x)=ax 2-c,且-4≤f(1)≤-1,-1≤f(2)≤5,求f(3)的范围。
高考数学不等式的解法讲解
2019高考数学不等式的解法讲解高考一轮复习已经开始,查字典数学网为大家带来不等式的解法,希望大家喜欢下文!不等式的解法:(1)一元二次不等式:一元二次不等式二次项系数小于零的,同解变形为二次项系数大于零;注:要对进行讨论:(2)绝对值不等式:若,则; ;注意:(1)解有关绝对值的问题,考虑去绝对值,去绝对值的方法有:⑴对绝对值内的部分按大于、等于、小于零进行讨论去绝对值;(2).通过两边平方去绝对值;需要注意的是不等号两边为非负值。
(3).含有多个绝对值符号的不等式可用按零点分区间讨论的方法来解。
(4)分式不等式的解法:通解变形为整式不等式;(5)不等式组的解法:分别求出不等式组中,每个不等式的解集,然后求其交集,即是这个不等式组的解集,在求交集中,通常把每个不等式的解集画在同一条数轴上,取它们的公共部分。
(6)解含有参数的不等式:解含参数的不等式时,首先应注意考察是否需要进行分类讨论.如果遇到下述情况则一般需要讨论:观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。
看得清才能说得正确。
在观察过程中指导。
我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:乌云像大海的波浪。
有的孩子说“乌云跑得飞快。
”我加以肯定说“这是乌云滚滚。
”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。
”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨,我问:“雨下得怎样?”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
八种方法解决高中数学不等式问题
八种方法解决高中数学不等式问题下面用八种方法解决高中数学常见的不等式问题: 例题:224x y ,求34x y 的最大值.【解法一】柯西不等式先备知识:柯西不等式(二维下的)解:3,4,,a b c x d y ,由柯西不等式得:222223434x y x y 所以:3410x y ,当且仅当34x y ,即68,55x y 时,取得最大值10.【总结】柯西不等式常用,建议理解记忆。
【解法二】线性规划解:令34x y t ,则344t y x (将t 看作是直线的截距,转化为求直线截距的范围) ,x y 满足直线方程344t y x ,也满足方程224x y ,因此:显然,由图像得: 2.5104t t .【总结】数形结合典型做法,但是线性规划新高考不考。
建议从数形结合角度理解。
【解法三】判别式法解:令34x y t ,则344t y x ,代入方程:224x y ,得: 223444t x x , 整理,得:222534016816t x tx ………………(*) 一元二次方程(*)有解,则:2232544081616t t210010t t . 【总结】常用方法之一,解决“条件极值”问题的常用手段。
【解法四】三角换元224x y 22144x y ,不妨令:cos ,sin 22x y x x . 则:34346cos 8sin 10cos sin 10sin 1055x y x x x x x,(3tan 4 ). 【总结】三角换元、参数法建议学有余力的同学适当了解。
【解法五】对偶式先备知识: 34x y 的对偶式为43x y2223492416x y x xy y (1)2224316249x y x xy y (2)(1)+(2),得:222234432525100x y x y x y223410043100x y x y .【总结】进阶方法,学有余力可了解。
【解法六】向量法(类似柯西不等式)34x y 可以看作向量 3,4,,a b x y 的数量积:34a b x y .所以:cos ,10a b a b a b.【总结】注意观察代数式的结构特征。
高三数学不等式的解法
当x∈[1,+∞) 时 可得x∈[-11 2,
1 2
1 4]
由⑴,⑵的解集得方程组的解集为x∈[11
2 ,1 4
]
不等式解法的两个极其重要的思想:
⒈转化 即将绝对值不等式即其他不等式向 代数不等式或代数不等式组转化, 再对其求解. ⒉求根 即将不等式首先看成方程求出相应的 根,再利用不等式的性质进行求解.如 一元二次不等式和一元高次不等式的 解法.
则其根分别为-5,-3,-2,1,4 则列表可得:
-5
-3 + + - -
-2
+ + + - - +
1
+ + + + - -
4
+ + +
x+5 x+3 x+2 x-1 x-4 -y
- + - - - - - - - - - +
+
+ +
- -
再考虑等号的情况则得-y的解为x∈(-∞,-5]∪[-3,-2]∪[1,4] 又由显然-y≥0与y≤0同解,则y的解为x∈(-,-5]∪[-3,-2]∪[1,4]
再用数轴标根法求解本题
则其根为-5,-3,-2,1,4又由当x<-5时(x+5)(x+3)(x+2)(x-1)(x-4)<0 解:
则如图所示 -5 -3 -2
1 4
再考察等号的情况即x1=-5,x2=-3,x3=-2,x4=1,x5=4成立
则 y的解为x∈(-,-5]∪[-3,-2]∪[1,4]
但是由于数轴标根法要考虑在某一区间不等式值的大小, 我认为列表法简单,我倾向于列表法。
高考不等式公式汇总
不等式公式汇总一 不等式的证明证明不等式选择方法的程序:①做差:证明不等式首选不等式,做差的本质是因式分解,能否使用做差法取决于做差后能否因式分解;②作比:通过构造同底或同指数合并作比结果,再利用指对数图像判断大于小于1; ③用公式:构造公式形式;等价变形:左右两边n 次方;平方平均≥算术平均≥几何平均≥调和平均(a 、b 为正数):2221122a b a b ab a b++≥≥≥+(当a = b 时取等) 33a b cabc ++≤,123123a a a a a a ++≤++,(0)a b a b a b ab -≤-≤+≥时,取等④等价变形:不能直接做差、做比、用公式的先等价变形在做差、做比、用公式证明,后面的方法都是特殊的等价变形方法;⑤逆代:把数换成字母;⑥换元:均值换元或三角换元;⑦放缩:放大或缩小成一个恰好可以化简的形式;⑧反证:条件比较复杂,结论比较简洁时,把结论的相反情况当成条件反证; ⑨函数求值域:共有四种方法:见函数值域部分;⑩几何意义:斜率,截距,距离;数学归纳法:适合数列不等式。
二 不等式的解法(一)有理不等式1.一次不等式:ax b >解一次不等式主要考察讨论系数大于零小于零等于零的三种情况。
2.二次不等式:20ax bx c ++>两根之内或两根之外,主要考查根与系数的关系。
3.高次不等式:序轴标根法(二)绝对值不等式、无理不等式、分式不等式先变形成有理不等式,再求解。
绝对值不等式:当a> 0时,有 22x a x a a x a <⇔<⇔-<<. 22x a x a x a >⇔>⇔>或x a <-.无理不等式:(1)()0()()()0()()f x f x g x g x f x g x ≥⎧⎪>⇔≥⎨⎪>⎩. (2)2()0()0()()()0()0()[()]f x f x f x g x g x g x f x g x ≥⎧≥⎧⎪>⇔≥⎨⎨<⎩⎪>⎩或. (3)2()0()()()0()[()]f x f x g x g x f x g x ≥⎧⎪<⇔>⎨⎪<⎩(三)指数不等式 对数不等式不等号两边同时取指数或同时取对数,变成相同的形式后,再换元成有理不等式求解。
2018年高考数学常见题型解法归纳反馈训练第32讲不等式的解法
第32讲 不等式的解法【知识要点】一、一元一次不等式的解法任何一个一元一次不等式经过不等式的同解变形后,都可以化为(0)ax b a >≠的形式.当0a >时,不等式的解集为b x x a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭;当0a <时,不等式的解集为b x x a ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭. 二、一元二次不等式20(0)ax bx c a ++≥≠的解法1、二次不等式2()0f x ax bx c =++≥(0a >)的解法:最好的方法是图像法,充分体现了数形结合的思想.也可以利用口诀(大于取两边,小于取中间)解答.2、当二次不等式()f x =20(0)ax bx c a ++≥<时,可以画图,解不等式,也可以把二次项的系数a 变成正数,再利用上面的方法解答.3、温馨提示(1)不要把不等式20ax bx c ++>看成了一元二次不等式,一定邀注意观察分析2x 的系数. (2)对于含有参数的不等式注意考虑是否要分类讨论.(3)如果运用口诀解一元二次不等式,一定要注意使用口诀必须满足的前提条件. (4)不等式的解集必须用集合或区间,不能用不等式,注意结果的规范性. 三、指数不等式和对数不等式的解法解指数不等式和对数不等式一般有以下两种方法(1)同底法:如果两边能化为同底的指数或对数,先化为同底,再根据指数、对数的单调性转化为代数不等式,底数是参数时要注意观察分析是否要对其进行讨论,并注意到对数真数大于零的限制条件.①当1a >时,()()()()f x g x a a f x g x >⇔>; ()0log ()log ()()0()()a a f x f x g x g x f x g x >⎧⎪>⇔>⎨⎪>⎩②当01a <<时,()()()()f x g x a a f x g x >⇔<; ()0log ()log ()()0()()a a f x f x g x g x f x g x >⎧⎪>⇔>⎨⎪<⎩(2)对指互化法:如果两边不能化成同底的指数或对数时,一般用对指互化法.对数不等式两边取指数,转化成整式不等式来解;指数不等式两边取对数,转化成整式不等式来解.(1)x a b a >>log ()log log x a a a a b x b ⇒>⇒> (01)x a b a ><<log ()log log x a a a a b x b ⇒<⇒<log 00log (1)aa xb x x x b a x b aa >>⎧⎧>⇒⇒>⎨⎨>>⎩⎩其中log 00log (1)aa xb x x x b a x b a a >>⎧⎧>⇒⇒<<⎨⎨<<⎩⎩其中0四、分式不等式的解法把分式不等式通过移项、通分、因式分解等化成()0()f x g x ≥的形式→化成不等式组()0()()0g x f x g x ≠⎧⎨≥⎩→解不等式组得解集.温馨提示:解分式不等式一定要考虑定义域. 五、高次不等式的解法先把高次不等式分解因式化成123()()()()0n x a x a x a x a ---->gg g 的形式(x 的系数必须为正)→标记方程的实根(注意空心和实心之分)→穿针引线,从右往左,从上往下穿(奇穿偶不穿)→写出不等式的解集.实际上,序轴标根法适用于所有的整式不等式,根据它可以很快地写出整式不等式的解集. 六、绝对值不等式的解法方法一:公式法 解只含有一个绝对值形如()ax b c +><的不等式,一般直接用公式x a x a x a >⇔><-或 x a a x a <⇔-<<,注意集合的关系和集合的运算,集合的运算主要利用数轴.方法二:零点讨论法 解含有两个绝对值形如()x a x b c +++><的不等式,常用零点讨论法和数形结合法.注意小分类求交大综合求并.方法三:平方法 如果绝对值的不等式的两边都是非负数,如:3x >,可以使用平方法. 七、无理不等式的解法无理不等式一般利用平方法和分类讨论解答.无理不等式转化为有理不等式,要注意平方的条件和根式有意义的条件,一般情况下,)()(x g x f ≥可转化为)()(x g x f >或)()(x g x f =,而)()(x g x f >等价于:⎩⎨⎧<≥0)(0)(x g x f 或⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥2)]([)(0)(0)(x g x f x g x f .八、抽象的函数不等式的解法一般利用函数的单调性解答,先研究函数的单调性,再利用函数的单调性把抽象的函数不等式转化成具体的函数不等式解答. 【方法讲评】不等式一一元二次不等式解题方法1、二次不等式2()0f x ax bx c =++≥(0a >)的解法:最好的方法是图像法,充分体现了数形结合的思想.也可以利用口诀(大于取两边,小于取中间)解答.2、当二次不等式()f x =20(0)ax bx c a ++≥<时,可以画图,解不等式,也可以把二次项的系数a 变成正数,再利用上面的方法解答.【例1】 解关于x 的不等式01)1(2<++-x a ax .②当0>a 时,①式变为0)1)(1(<--x ax . ② ∵a a a -=-111,∴当10<<a 时,11>a ,此时②的解为ax 11<<.当1=a 时,11=a ,此时②的解为11<<x a. 【点评】解本题要注意分类讨论思想的运用,关键是要找到分类的标准,就本题来说有三级分类:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧>=<<><≠=∈11100000a a a a a a a R a 分类应做到使所给参数a 的集合的并集为全集,交集为空集,要做到不重不漏.另外,解本题还要注意在讨论0<a 时,解一元二次不等式01)1(2<++-x a ax 应首选做到将二次项系数变为正数再求解.【反馈检测1】 解关于x 的不等式0)(322>++-a x a a x . 不等式二指数不等式解题方法(1)同底法:如果两边能化为同底的指数或对数,先化为同底,再根据指数、对数的单调性转化为代数不等式,底数是参数时要注意观察分析是否要对其进行讨论,并注意到对数真数大于零的限制条件.(2)对指互化法:如果两边不能化成同底的指数或对数时,一般用对指互化法.对数不等式两边取指数,转化成整式不等式来解;指数不等式两边取对数,转化成整式不等式来解.【例2】解不等式211126()82x x ---⨯<【点评】解这类指数不等式,常常需要通过变量代换把它变为整式不等式来解.【反馈检测2】解关于x 的不等式:)22(223x x x xa --<-(其中0a >)不等式三对数不等式解题方法(1)同底法:如果两边能化为同底的指数或对数,先化为同底,再根据指数、对数的单调性转化为代数不等式,底数是参数时要注意观察分析是否要对其进行讨论,并注意到对数真数大于零的限制条件.(2)对指互化法:如果两边不能化成同底的指数或对数时,一般用对指互化法.对数不等式两边取指数,转化成整式不等式来解;指数不等式两边取对数,转化成整式不等式来解.【例3】已知0>a 且1a ≠,关于x 的不等式1x a >的解集是{}0x x >,解关于x 的不等式1log ()0a x x-<的解集.【点评】本题选同底法解答,把0写成log 1a ,再利用对数函数的图像和性质将不等式变成分式不等式 组解答.【反馈检测3】解不等式21log (2)1x x x +-->.不等式四分式不等式解题方法把分式不等式通过移项、通分、因式分解等化成()0()f xg x ≥的形式→化成不等式组()0()()0g x f x g x ≠⎧⎨≥⎩→解不等式组得解集.把分式不等式通过移项、通分、因式分解等化成()0()f x g x ≥的形式→化成不等式组()0()()0g x f x g x ≠⎧⎨≥⎩→解不等式组得解集. 【例4】 解关于x 的不等式12>-x【点评】分析:若将原不等式移项、通分整理可得:02)2()1(>----x a x a ⇔0)2)](2()1[(>----x a x a显然,现在有两个问题:(1)1a -的符号怎样?(2)12--a a 与2的大小关系怎样?这也就是本题的分类标准所在.【反馈检测4】 解不等式x x x x x <-+-+222322.不等式五高次不等式解题方法先把高次不等式分解因式化成123()()()()0n x a x a x a x a ---->gg g 的形式(x 的系数必须为正)→标记方程的实根(注意空心和实心之分)→穿针引线,从右往左,从上往下穿(奇穿偶不穿)→写出不等式的解集.【例5】解不等式: 015223>--x x x【点评】如果多项式)(x f 可分解为n 个一次式的积,则一元高次不等式0)(>x f (或0)(<x f )可用“穿根法”求解,但要注意处理好有重根的情况.【反馈检测5】0)2()5)(4(32<-++x x x不等式六绝对值不等式解题方法方法一:公式法 解只含有一个绝对值形如()ax b c +><的不等式,一般直接用公式x a x a x a >⇔><-或 x a a x a <⇔-<<,注意集合的关系和集合的运算,集合的运算主要利用数轴.方法二:零点讨论法 解含有两个绝对值形如()x a x b c +++><的不等式,常用零点讨论法和数形结合法.注意小分类求交大综合求并.方法三:平方法 如果绝对值的不等式的两边都是非负数,如:3x >,可以使用平方法.【例6】|5||23|1x x --+<【点评】该题由于有两个不等式,所以一般利用零点讨论法.对于含有两个和两个以上的不等式,一般利用零点讨论法.【反馈检测6】解不等式242+<-x x不等式七 无理不等式解题方法无理不等式一般利用平方法和分类讨论解答.【例7】 解关于x 的不等式)0(122>->-a x a ax .【解析】原不等式⎪⎩⎪⎨⎧->-≥->-⇔;)1(2,01,02)1(222x a ax x a ax 或⎩⎨⎧<-≥-.01,02)2(2x a x由0>a ,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+++-≤>⇔;01)1(2,1,2)1(22a x a x x a x ⎪⎩⎪⎨⎧>≥⇔.1,2)2(x a x由判别式08)1(4)1(422>=+-+=∆a a a ,故不等式01)1(222<+++-a x a x 的解是a a x a a 2121++<<-+.当20≤<a 时,1212≤-+≤a a a,121>++a a ,不等式组(1)的解是121≤<-+x a a ,不等式组(2)的解是1>x .当2>a 时,不等式组(1)无解,(2)的解是2a x ≥. 综上可知,当20≤<a 时,原不等式的解集是[)+∞-+,21a a ;当2>a 时,原不等式的解集是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,2a . 【点评】本题分类讨论标准“20≤<a ,2>a ”是依据“已知0>a 及(1)中‘2ax >,1≤x ’,(2)中‘2ax ≥,1>x ’”确定的.解含有参数的不等式是不等式问题中的难点,也是近几年高考的热点.一般地,分类讨论标准(解不等式)大多数情况下依“不等式组中的各不等式的解所对应的区间的端点”去确定.本题易误把原不等式等价于不等式)1(22x a ax ->-.纠正错误的办法是熟练掌握无理不等式基本类型的解法.【反馈检测7】解不等式x x x ->--81032.不等式八 抽象函数不等式解题方法一般利用函数的单调性解答,先研究函数的单调性,再利用函数的单调性把抽象的函数不等式转化成具体的函数不等式解答.【例8】若非零函数()f x 对任意实数,a b 均有()()()f a b f a f b +=,且当0x <时,()1f x >. (1)求证:()0f x >;(2)求证:()f x 为减函数; (3)当1(4)16f =时,解不等式21(3)(5)4f x f x --≤.(3)由211(4)(2)1(2)164f f f ==⇒=,由() 原不等式转化为)2()53(2f x x f ≤-+-,结合(2)得:10222≤≤⇒≥-+x x x故不等式的解集为{}10|≤≤x x【点评】(1)第(3)问的关键是找到1(?)4f =,再利用函数的单调性把抽象的函数不等式转化成具体函数不等式.【反馈检测8】函数()f x 对任意(0)x y ∈+∞,,满足()()()f xy f x f y =+且当1x >时,()0f x <. (l )判断函数()f x 的单调性并证明相关结论;(2) 若(2)1f =-,试求解关于x 的不等式()(3)2f x f x +-≥-.【反馈检测9】【2017江苏,11】已知函数31()2e e x xf x x x =-+-, 其中e 是自然对数的底数. 若 2(1)(2)0f a f a -+≤,则实数a 的取值范围是 .高中数学常见题型解法归纳及反馈检测第32讲:不等式的解法参考答案【反馈检测1答案】见解析【反馈检测2答案】见解析【反馈检测2详细解析】解原不等式得:即),12()12(2222-<-x x x a 0)14)(4(),14()14(4<--∴-<-x x x x x a a)0,(log ,14,104a a a x 此时不等式的解集为时当<<<<此时不等式无解时当,0)14(,12<-=x a )log ,0(,41,14a a a x 此时不等式的解集为时当<<>【反馈检测3答案】3x >【反馈检测3详细解析】[法一]原不等式同解于所以原不等式的解为3x >.[法二]原不等式同解于211log (2)log (1)x x x x x ++-->+所以原不等式的解为3x >.【反馈检测4答案】}321{><<-x x x 或【反馈检测5答案】{}2455>-<<--<x x x x 或或【反馈检测5详细解析】原不等式等价于 ⎩⎨⎧>-<-≠⇔⎩⎨⎧>-+≠+⇔>-++2450)2)(4(050)2()5)(4(32x x x x x x x x x 或 ∴原不等式解集为{}2455>-<<--<x x x x 或或【反馈检测6答案】{}31<<x x【反馈检测6详细解析】解法一:原不等式⎪⎩⎪⎨⎧+<-<-⎪⎩⎪⎨⎧+<-≥-⇔240424042222x x x x x x 或 即⎩⎨⎧>-<<<-⎩⎨⎧<<--≤≥1222222x x x x x x x 或或或 ∴32<≤x 或21<<x 故原不等式的解集为{}31<<x x .解法二:原不等式等价于 24)2(2+<-<+-x x x即⎪⎩⎪⎨⎧+->-+<-)2(42422x x x x ∴312132<<⎩⎨⎧-<><<-x x x x 故或. 【反馈检测7答案】⎭⎬⎫⎩⎨⎧>1374x x【反馈检测8答案】(1)()f x 在(0,)+∞上单调递减;(2){34}x x <≤.【反馈检测8详细解析】(1)()f x 在(0,)+∞上单调递减 1212,,(0,)x x x x <∈+∞任取且 2221111()()()()x x f x f x f x f x x =⋅=+则 2211()()()x f x f x f x ∴-= 120x x <<Q 21()0x f x ∴< 2112()()0()()f x f x f x f x ∴-<>即 ()(0,)f x ∴+∞在单调递减(2)2)2()2()4(-=+=f f f Θ ((3))(4)f x x f ∴-≥原不等式可化为()0f x +∞Q 又在(,)上单调递增 030(3)4x x x x >⎧⎪∴->⎨⎪-≤⎩34x <≤解得 {34}x x ∴<≤原不等式解集为. 【反馈检测9答案】1[1,]2-。
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解:原不等式等价于
特别提醒注意:取等号的情况
无理不等式的解法
无理不等式 —— 关键是把它同解变形为有理不等式组
1.
f ( x ) ≥ 0 ⇒ 定义域 f ( x) > g ( x)型 ⇔ g ( x) ≥ 0 f ( x ) > g ( x)
;
f ( x ) ≥ g ( x) ⇔
;
例 1 : 解不等式
3x − 4 − x − 3 > 0
---1---
4.
其他型: 例 4:解不等式
2x + 1 > x + 1 − 1
1 2 x + 1 ≥ 0 1 x ≥ − ⇒ 2⇒x≥− 2 x +1 ≥ 0 x ≥ −1
解 :要使不等式有意义必须:
原不等式可变形为: 2 x + 1 + 1 > x + 1 因为两边均为非负 ∴ ( 2 x + 1 + 1) > ( x + 1) ,即 2 2 x + 1 > −( x + 1) ∵x+1≥0 ∴不等式的解为 2x+1≥0 即 x ≥ − 1 2
4 − 3 x ≥ 0 2 − x + 3 x − 2 ≥ 0 − x 2 + 3 x − 2 > ( 4 − 3 x ) 2
4 x ≤ 3 6 4 1 ≤ x < 2 ⇒ < x ≤ 5 3 6 < x < 3 5 2
− x − 3x − 2 ≥ 0 Ⅱ: 4 − 3x < 0
3x − 4 ≥ 0 解:∵根式有意义 ∴必须有: ⇒ x≥3 x−3≥ 0
又有 ∵ 原不等式可化为 3x − 4 > x − 3 ,两边平方得: 3x − 4 > x − 3 ,解之: x > 1 2 ∴ {x | x ≥ 3} ∩ {x | x > 1 } = {x | x ≥ 3} 2
2 2 2 2 2 2 2 2
2 2
3
3
解之并联系定义域得原不等式的解为{x | 1 < x < 2或x > 10} 最后:小结 练习:解下列不等式 1. 2 x − 3 + 3 x − 5 > 5 x − 6 ( x > 2) 2. 3 x − 3 + x + 3 < 3 x + x + 3 ( x ≥ −3)
2 2
例 5:解不等式
9 − x 2 + 6x − x 2 > 3
2
9− x ≥0 − 3 ≤ x ≤ 3 解:要使不等式有意义必须: ⇒ ⇒0≤ x≤3 0≤ x≤6 6x − x ≥ 0
2
在 0≤x≤3 内 0≤ 9 − x ≤3 , 0≤ 6 x − x ≤3 ∴ 9 − x >3− 6 x − x ,因为不等式两边均为非负 两边平方得: 9 − x > 9 + 6 x − x − 6 6 x − x , 即 6 x − x >x 因为两边非负,再次平方: 6 x − x > x ,解之 0<x<3 ; 综合得:原不等式的解集为 0<x<3 例 6: 解不等式 2 − x + x − 1 > 1 解:定义域 x-1≥0 x≥1,原不等式可化为: x − 1 − 1 > x − 2 两边立方并整理得: ( x + 2) x − 1 > 4( x − 1) 在此条件下两边再平方, 整理得: ( x − 1)( x − 2)( x − 10) > 0
3
. .
4 − 1− x > 2 − x
(
− 5 + 13 < x ≤ 1 )s 2
4
. ( x − 1)
x2 − x − 2 ≥ 0
( x ≥ 2或x = −1)
( −1 ≤ x ≤
---2---
5
2 − x − x +1 > 1
1− 5 ) 2
2.
f ( x) ≥ 0 f ( x) ≥ 0 f ( x) > g ( x)型 ⇔ g ( x) ≥ 0 或 f ( x) > [ g ( x)] 2 g ( x) <( x ) ⇔
;
例 2:解不等式 − x + 3x − 2 > 4 − 3x 解:原不等式等价于下列两个不等式组得解集的并集: Ⅰ:
2
解Ⅰ:
6 解Ⅱ: 4 < x ≤ 2 ∴原不等式的解集为 {x | < x ≤ 2} 3 5
3.
f ( x) ≥ 0 f ( x) < g ( x)型 ⇔ g ( x) > 0 f ( x) < [ g ( x)] 2
;
f ( x) ≤ g ( x ) ⇔
例 3:解不等式
2x 2 − 6x + 4 < x + 2