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第二講 不等式選講
年份
卷別
考查內(nèi)容及考題位置
命題分析
2018
Ⅰ卷
絕對(duì)值不等式的解法、不等式的應(yīng)用及恒成立問題T23
1.不等式選講是高考的選考內(nèi)容之一,考查的重點(diǎn)是不等式的證明、絕對(duì)值不等式的解法等,命題的熱點(diǎn)是絕對(duì)值不等式的求解,以及絕對(duì)值不等式與函數(shù)的綜合問題的求解.
2.此部分命題形式單一、穩(wěn)定,難度中等,備考本部分內(nèi)容時(shí)應(yīng)注意分類討論思想的應(yīng)用.
Ⅱ卷
絕對(duì)值不等式的解法、不等式的應(yīng)用及恒成立問題T23
Ⅲ卷
分段函數(shù)圖象的畫法與應(yīng)用T23
2017
Ⅰ卷
含絕對(duì)值不等式的解法、求參數(shù)的取值范圍T23
Ⅱ卷
基本不等式的應(yīng)用、一些常用的變形及證明不等式的方法T23
Ⅲ卷
含絕對(duì)值不等式的解法、函數(shù)最值的求解T23
2016
Ⅰ卷
含絕對(duì)值不等式的解法、分段函數(shù)的圖象T24
Ⅱ卷
含絕對(duì)值不等式的解法、比較法證明不等式T24
Ⅲ卷
含絕對(duì)值不等式的解法、絕對(duì)值不等式的性質(zhì)T24
含絕對(duì)值不等式的解法及應(yīng)用
授課提示:對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第71頁(yè)
[悟通——方法結(jié)論]
1.|ax+b|≤c,|ax+b|≥c型不等式的解法
(1)若c>0,則|ax+b|≤c?-c≤ax+b≤c,|ax+b|≥c?ax+b≥c或ax+b≤-c,然后根據(jù)a,b的取值求解即可;
(2)若c<0,則|ax+b|≤c的解集為?,|ax+b|≥c的解集為R.
2.|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
(1)令每個(gè)絕對(duì)值符號(hào)里的一次式為0,求出相應(yīng)的根;
(2)把這些根由小到大排序,它們把數(shù)軸分為若干個(gè)區(qū)間;
(3)在所分區(qū)間上,根據(jù)絕對(duì)值的定義去掉絕對(duì)值符號(hào),討論所得的不等式在這個(gè)區(qū)間上的解集;
(4)這些解集的并集就是原不等式的解集.
(2017高考全國(guó)卷Ⅰ)(10分)已知函數(shù)f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)≥g(x)的解集;
(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范圍.
[規(guī)范解答] (1)當(dāng)a=1時(shí),不等式f(x)≥g(x)等價(jià)于
x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.①
當(dāng)x<-1時(shí),①式化為x2-3x-4≤0,無解;
(2分)
當(dāng)-1≤x≤1時(shí),①式化為x2-x-2≤0,
從而-1≤x≤1;
當(dāng)x>1時(shí),①式化為x2+x-4≤0,
從而1
2時(shí),由f(x)≥1解得x>2.
所以f(x)≥1的解集為{x|x≥1}.
(2)由f(x)≥x2-x+m,得m≤|x+1|-|x-2|-x2+x.
而|x+1|-|x-2|-x2+x≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|
=-2+
≤,
且當(dāng)x=時(shí),|x+1|-|x-2|-x2+x=.
故m的取值范圍為.
2.(2018成都模擬)已知函數(shù)f(x)=|x-2|+k|x+1|,k∈R.
(1)當(dāng)k=1時(shí),若不等式f(x)<4的解集為{x|x1<x<x2},求x1+x2的值;
(2)當(dāng)x∈R時(shí),若關(guān)于x的不等式f(x)≥k恒成立,求k的最大值.
解析:(1)由題意,得|x-2|+|x+1|<4.
當(dāng)x>2時(shí),原不等式可化為2x<5,∴2<x<;
當(dāng)x<-1時(shí),原不等式可化為-2x<3,∴-<x<-1;
當(dāng)-1≤x≤2時(shí),原不等式可化為3<4,∴-1≤x≤2.
綜上,原不等式的解集為{x|-<x<},即x1=-,x2=.
∴x1+x2=1.
(2)由題意,得|x-2|+k|x+1|≥k.
當(dāng)x=2時(shí),即不等式3k≥k成立,∴k≥0.
當(dāng)x≤-2或x≥0時(shí),
∵|x+1|≥1,∴不等式|x-2|+k|x+1|≥k恒成立.
當(dāng)-2<x≤-1時(shí),
原不等式可化為2-x-kx-k≥k,可得k≤=-1+,
∴k≤3.
當(dāng)-1<x<0時(shí),
原不等式可化為2-x+kx+k≥k,可得k≤1-,
∴k<3.
綜上,可得0≤k≤3,即k的最大值為3.
【類題通法】
不等式恒成立問題關(guān)鍵在于利用轉(zhuǎn)化思想,常見的有:
f(x)>a恒成立?f(x)min>a;f(x)<a恒成立?f(x)max<a;f(x)>a有解?f(x)max>a;f(x)<a有解?f(x)min<a;f(x)>a無解?f(x)max≤a;f(x)<a無解?f(x)min≥a.
不等式的證明
授課提示:對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第72頁(yè)
[悟通——方法結(jié)論]
證明不等式的5個(gè)基本方法
(1)比較法:作差或作商比較.
(2)綜合法:根據(jù)已知條件、不等式的性質(zhì)、基本不等式,通過邏輯推理導(dǎo)出結(jié)論.
(3)分析法:執(zhí)果索因的證明方法.
(4)反證法:反設(shè)結(jié)論,導(dǎo)出矛盾.
(5)放縮法:通過把不等式中的部分值放大或縮小的證明方法.
[全練——快速解答]
1.(2017高考全國(guó)卷Ⅱ)已知a>0,b>0,a3+b3=2.證明:
(1)(a+b)(a5+b5)≥4;
(2) a+b≤2.
證明:(1)(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+a5b+b6
=(a3+b3)2-2a3b3+ab(a4+b4)=4+ab(a2-b2)2≥4.
(2)因?yàn)?a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3=2+3ab(a+b)≤2+(a+b)=2+,
所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2.
2.(2018南寧柳州聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|x-1|.
(1)求不等式f(x)≥3-2|x|的解集;
(2)若函數(shù)g(x)=f(x)+|x+3|的最小值為m,正數(shù)a,b滿足a+b=m,求證:+≥4.
解析:(1)當(dāng)x≥1時(shí),x-1≥3-2x,解得x≥,∴x≥;
當(dāng)0<x<1時(shí),1-x≥3-2x,解得x≥2,無解;
當(dāng)x≤0時(shí),1-x≥3+2x?x≤-,∴x≤-.
∴原不等式的解集為{x|x≥或x≤-}.
(2)證明:法一:∵g(x)=|x-1|+|x+3|≥|(x-1)-(x+3)|=4,∴m=4,即a+b=4.
又+b≥2a,+a≥2b,
∴兩式相加得(+b)+(+a)≥2a+2b,∴+≥a+b=4,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=2時(shí)等號(hào)成立.
法二:∵g(x)=|x-1|+|x+3|≥|(x-1)-(x+3)|=4,∴m=4,即a+b=4,
由柯西不等式得(+)(b+a)≥(a+b)2,∴+≥a+b=4,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=b=2時(shí)等號(hào)成立.
【類題通法】
不等式證明的常用方法
對(duì)于不等式的證明問題常用比較法、綜合法和分析法.
(1)一般地,對(duì)于含根號(hào)的不等式和含絕對(duì)值的不等式的證明,“平方法”(即不等號(hào)兩邊平方)是其有效方法.
(2)如果所證命題是否定性命題或唯一性命題或以“至少”“至多”等方式給出,則考慮用反證法.
(3)能轉(zhuǎn)化為比較大小的可以用比較法.
(4)利用基本不等式證明的多用綜合法與分析法.
授課提示:對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第144頁(yè)
1.已知函數(shù)f(x)=|2x-1|,x∈R.
(1)解不等式f(x)<|x|+1;
(2)若對(duì)x,y∈R,有|x-y-1|≤,|2y+1|≤,求證:f(x)<1.
解析:(1)∵f(x)<|x|+1,∴|2x-1|<|x|+1,
即或
或
得≤x<2或0<x<或無解.
故不等式f(x)<|x|+1的解集為{x|0<x<2}.
(2)證明:f(x)=|2x-1|=|2(x-y-1)+(2y+1)|≤|2(x-y-1)|+|2y+1|=2|x-y-1|+|2y+1|≤2+=<1.
2.(2018高考全國(guó)卷Ⅲ)設(shè)函數(shù)?(x)=|2x+1|+|x-1|.
(1)畫出y=?(x)的圖象;
(2)當(dāng)x∈[0,+∞)時(shí),?(x)≤ax+b,求a+b的最小值.
解析:(1)?(x)=
y=?(x)的圖象如圖所示.
(2)由(1)知,y=?(x)的圖象與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2,且各部分所在直線斜率的最大值為3,故當(dāng)且僅當(dāng)a≥3且b≥2時(shí),?(x)≤ax+b在[0,+∞)成立,因此a+b的最小值為5.
3.(2018福州四校聯(lián)考)(1)求不等式-2<|x-1|-|x+2|<0的解集;
(2)設(shè)a,b均為正數(shù),h=max,證明:h≥2.
解析:(1)記f(x)=|x-1|-|x+2|=
由-2<-2x-1<0,解得-<x<,則不等式的解集為(-,).
(2)證明:h≥,h≥,h≥,
h3≥≥=8,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào),∴h≥2.
4.(2018石家莊模擬)已知函數(shù)f(x)=|ax-1|-(a-2)x.
(1)當(dāng)a=3時(shí),求不等式f(x)>0的解集;
(2)若函數(shù)f(x)的圖象與x軸沒有交點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解析:(1)當(dāng)a=3時(shí),不等式可化為|3x-1|-x>0,即|3x-1|>x,
∴3x-1<-x或3x-1>x,解得x>或x<,
故f(x)>0的解集為{x|x<或x>}.
(2)當(dāng)a>0時(shí),f(x)=要使函數(shù)f(x)的圖象與x軸無交點(diǎn),
只需得1≤a<2;
當(dāng)a=0時(shí),f(x)=2x+1,函數(shù)f(x)的圖象與x軸有交點(diǎn);
當(dāng)a<0時(shí),f(x)=要使函數(shù)f(x)的圖象與x軸無交點(diǎn),
只需此時(shí)無解.
綜上可知,當(dāng)1≤a<2時(shí),函數(shù)f(x)的圖象與x軸無交點(diǎn).
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