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2019年高考复习 第八章 不等式含解析
2025-10-04 03:53:56 责编:小OO
文档
第八章  不等式

 
               

1、实数的大小顺序与运算性质的关系

(1)a>b⇔a-b>0;               (2)a=b⇔a-b=0;           (3)a2、不等式的性质

(1)对称性:a>b⇔b(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;(单向性)

(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c;(双向性)      a>b,c>d⇒a+c>b+d;(单向性)

(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;       a>b,c<0⇒acb>0,c>d>0⇒ac>bd;(单向性)

(5)乘方法则:a>b>0⇒an>bn(n≥2,n∈N);(单向性)

(6)开方法则:a>b>0⇒> (n≥2,n∈N);(单向性)

(7)倒数性质:设ab>0,则a.(双向性)

3、一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系

判别式Δ=b2-4ac

Δ>0

Δ=0

Δ<0

二次函数y=ax2+bx+c

(a>0)的图象

一元二次方程

ax2+bx+c=0 (a>0)的根

有两相异实根

x1,x2(x1

有两相等实根

x1=x2=-

没有实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集

{x|xx2}

{x|x≠x1}

R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集

{x|x1
4、二元一次不等式(组)表示的平面区域

不等式表示区域
Ax+By+C>0

直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域

不包括边界直线
Ax+By+C≥0

包括边界直线
不等式组各个不等式所表示平面区域的公共部分
5、线性规划中的相关概念

名称意义
约束条件由变量x,y组成的不等式(组)

线性约束条件由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式组

目标函数关于x,y的函数解析式,如z=2x+3y等

线性目标函数关于x,y的一次解析式

可行解满足线性约束条件的解(x,y)

可行域所有可行解组成的集合
最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解
线性规划问题在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题
6、基本不等式:≤

(1)基本不等式成立的条件:a>0,b>0.(2)等号成立的条件:当且仅当a=b.

7、几个重要的不等式

(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R);

(2)+≥2(a,b同号且不为零);

(3)ab≤2(a,b∈R);

(4) 2≤(a,b∈R).

8、算术平均数与几何平均数

设a>0,b>0,则a,b的算术平均数为,几何平均数为,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.

9、利用基本不等式求最值问题

已知x>0,y>0,则

(1)如果xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2 (简记:积定和最小).

(2)如果x+y是定值q,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是(简记:和定积最大).

考点1:不等式的性质及应用

1、已知a>b,c>d,且c,d不为0,那么下列不等式成立的是( D )

A.ad>bc             B.ac>bd                  C.a-c>b-d     D.a+c>b+d

2、若<<0,则下列结论不正确的是( D )

A.a2|a+b|

3、设a,b是实数,则“a>b>1”是“a+>b+”的( A ) 

A.充分不必要条件    B.必要不充分条件

C.充要条件    D.既不充分又不必要条件

解析:因为a+-=,若a>b>1,显然a+-=>0,则充分性成立,当a=,b=时,显然不等式a+>b+成立,但a>b>1不成立,所以必要性不成立.

4、若角α,β满足-<α<β<π,则α-β的取值范围是( B )

A.            B.               C.    D.

解析:∵- <β<π,∴-π<-β<,∴- <α-β<.又∵α<β,∴α-β<0,从而-<α-β<0.

考点2:一元二次不等式

1、解下列不等式:

(1)3+2x-x2≥0;(2)x2-(a+1)x+a<0.

解析: (1)原不等式化为x2-2x-3≤0,即(x-3)(x+1)≤0,故所求不等式的解集为{x|-1≤x≤3}.

(2)原不等式可化为(x-a)(x-1)<0,

当a>1时,原不等式的解集为(1,a);

当a=1时,原不等式的解集为∅;

当a<1时,原不等式的解集为(a,1).

2、已知不等式ax2-bx-1>0的解集是,则不等式x2-bx-a≥0的解集是( B )

A.{x|2解析:∵不等式ax2-bx-1>0的解集是,∴ax2-bx-1=0的解是x1=-和x2=-,且a<0,∴解得则不等式x2-bx-a≥0即为x2-5x+6≥0,解得x≤2或x≥3.

3、已知函数f(x)=则不等式f(x)≥x2的解集为( A )

A.[-1,1]                       B.[-2,2]         C.[-2,1]         D.[-1,2]

解析:法一:当x≤0时,x+2≥x2,∴-1≤x≤0;①

当x>0时,-x+2≥x2,∴0由①②得原不等式的解集为{x|-1≤x≤1}.

法二:作出函数y=f(x)和函数y=x2的图象,如图,

由图知f(x)≥x2的解集为[-1,1].

4、不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是__________. 

解析:当a-2=0,即a=2时,不等式即为-4<0,对一切x∈R恒成立,

当a≠2时,则有即∴-2综上,可得实数a的取值范围是(-2,2].

5、若集合A==∅,则实数a的值的集合是( D ) 

A.{a|0解析:由题意知a=0时,满足条件,a≠0时,由得0考点3:二元一次不等式(组)和线性规划

1、已知点(-3,-1)和点(4,-6)在直线3x-2y-a=0的两侧,则a的取值范围为( B )

A.(-24,7)     B.(-7,24)      C.(-∞,-7)∪(24,+∞)      D.(-∞,-24)∪(7,+∞)

2、 不等式组表示的平面区域的面积为__________.

解析:不等式组表示的平面区域为如图所示的阴影部分.由得

∴A(0,2),B(2,0),C(8,-2).

直线x+2y-4=0与x轴的交点D的坐标为(4,0).因此S△ABC=S△ABD+S△BCD=×2×2+×2×2=4.

3、若不等式组表示的平面区域是一个三角形,则a的取值范围是(  )

A.a<5           B.a≥7               C.5≤a<7    D.a<5或a≥7

解析:如图,

当直线y=a位于直线y=5和y=7之间(不含y=7)时满足条件,故选C.

4、设变量x,y满足约束条件则目标函数z=3x-y的最大值为__________.

解析:根据约束条件作出可行域,如图中阴影部分所示,∵z=3x-y,∴y=3x-z,当该直线经过点A(2,2)时,z取得最大值,即zmax=3×2-2=4.

5、已知实数x,y满足且数列4x,z,2y为等差数列,则实数z的最大值是__________.

解析:在平面直角坐标系内画出题中的不等式组表示的平面区域为以,,(1,1)为顶点的三角形区域(包含边界),又由题意易得z=2x+y,所以当目标函数z=2x+y经过平面区域内的点(1,1)时,z=2x+y取得最大值zmax=2×1+1=3.

6、若变量x,y满足约束条件则z=的取值范围是__________.

解析:作出不等式组所表示的区域,如图中△ABC所表示的区域(含边界),

其中点A(1,1),B(-1,-1),C.z=表示△ABC区域内的点与点M(2,0)的连线的斜率,显然kMA≤z≤kMB,即≤z≤,化简得-1≤z≤.

7、已知x,y满足约束条件若目标函数z=y-mx(m>0)的最大值为1,则m的值是(  )

A.-       B.1         C.2    D.5

解析:作出可行域,如图所示的阴影部分.

∵m>0,∴当z=y-mx经过点A时,z取最大值,由解得即A(1,2),∴2-m=1,解得m=1.故选B.

8、某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为(  )

原料限额
A(吨)

3212
B(吨)

128
A.12万元           B.16万元      C.17万元    D.18万元

解析:设每天生产甲、乙产品分别为x吨、y吨,每天所获利润为z万元,则有z=3x+4y,作出可行域如图阴影部分所示,由图形可知,当直线z=3x+4y经过点A(2,3)时,z取最大值,最大值为3×2+4×3=18.选D。

考点4:基本不等式

1、(直接法)求下列函数的值域

(1)y=3x 2+                         (2)y=x+

解:(1)y=3x 2+≥2=∴值域为[,+∞)

(2)当x>0时,y=x+≥2=2;

当x<0时, y=x+= -(- x-)≤-2=-2  ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)

2、(配凑法)已知x>-1,则函数y=x+的最小值为(  )

A.-1     B.0                         C.1    D.2

解析:由于x>-1,则x+1>0,所以y=x+=(x+1)+-1≥2-1=1,当且仅当x+1=,由于x>-1,即当x=0时,上式取等号.选C。

3、(间接法)(1)已知x>0,y>0,且2x+y=1,则+的最小值为________;

解析 ∵x>0,y>0,且2x+y=1,∴+=+=3++≥3+2.当且仅当=时,取等号

(2)已知a>0,b>0,且2a+b=1,若不等式+≥m恒成立,则m的最大值等于(  )

A.10                B.9                C.8    D.7

解析:∵+=+=4+++1=5+2≥5+2×2=9,当且仅当a=b=时取等号.又+≥m,∴m≤9,即m的最大值等于9,故选B.

(3)已知正数x,y满足x2+2xy-3=0,则2x+y的最小值是__________.

解析:(2)由x2+2xy-3=0得y==-x,则2x+y=2x+-x=+≥2=3,当且仅当x=1时,等号成立,所以2x+y的最小值为3.

(4)当x>0时,则f(x)=的最大值为________.

解析:∵x>0,∴f(x)==≤=1,当且仅当x=,即x=1时取等号.

4、(证明问题)已知a>0,b>0,a+b=1,求证:

(1)++≥8;         (2) ≥9.

证明:(1)++=2,∵a+b=1,a>0,b>0,∴+=+=2++≥2+2=4,

∴++≥8(当且仅当a=b=时等号成立).

(2)法一:∵a>0,b>0,a+b=1,∴1+=1+=2+,同理1+=2+,

∴==5+2≥5+4=9,

∴≥9(当且仅当a=b=时等号成立).

法二: =1+++,由(1)知,++≥8,故=1+++≥9.

1、若a>b>0,c<d<0,则一定有(  )

A.>      B.<          C.>            D.<

【解析】 ∵c<d<0,∴-c>-d>0.∵a>b>0,∴-ac>-bd,∴->,∴<.故选D.

2、设a=log0.22,b=log0.23,c=20.2,d=0.22,则这四个数的大小关系是(  )

A.a<b<c<d             B.d<c<a<b  C.b<a<c<d             D.b<a<d<c

【解析】 由指数函数和对数函数的性质得log0.23<log0.22<0<0.22<1<20.2,所以选D.

3、“x1>3且x2>3”是“x1+x2>6且x1x2>9”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

【解析】 x1>3,x2>3⇒x1+x2>6,x1x2>9;反之不成立,例如x1=,x2=20.【答案】 A

4、下列命题中,正确的是(  )

A.若a>b,c>d,则ac>bd             B.若ac>bc,则a>b

C.若<,则a<b                    D.若a>b,c<d,则a-c>b-d

【解析】 取a=2,b=1,c=-1,d=-2,可知A错误;当c<0时,ac>bc⇒a<b,∴B错误;∵<,∴c≠0,又c2>0,∴a<b,C正确;取a=c=2,b=d=1,可知D错误.【答案】 C

5、 若不等式ax2+bx+2<0的解集为,则的值为( A )

A.                        B.                  C.-                    D.-

【解析】 由题意得ax2+bx+2=0的两根为-与,∴-=-+=-,则=1-=1-=.

6、若关于x的不等式ax-b>0的解集是(-∞,-2),则关于x的不等式>0的解集为(  )

A.(-2,0)∪(1,+∞)          B.(-∞,0)∪(1,2)

C.(-∞,-2)∪(0,1)          D.(-∞,1)∪(2,+∞)

【解析】 关于x的不等式ax-b>0的解集是(-∞,-2),∴a<0,=-2,∴b=-2a,∴=.∵a<0,∴<0,解得x<0或1<x<2.故选B.

7、直线2x+y-10=0与不等式组表示的平面区域的公共点有(  )

A.0个         B.1个            C.2个                        D.无数个

【解析】 由不等式组画出平面区域如图(阴影部分).直线2x+y-10=0恰过点A(5,0),且其斜率k=-2<kAB=-,即直线2x+y-10=0与平面区域仅有一个公共点A(5,0).【答案】 B

               

8、已知x,y满足约束条件则z=2x+y的最大值为(  )

A.3                   B.-3                     C.1                D.

【解析】 作出可行域,如图所示的阴影部分,当直线z=2x+y过点A(2,-1)时,z最大,是3,故选A.

9、某工厂生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲种产品要用A原料3吨,B原料2吨;生产每吨乙种产品要用A原料1吨,B原料3吨.该工厂每天生产甲、乙两种产品的总量不少于2吨,且每天消耗的A原料不能超过10吨,B原料不能超过9吨.如果设每天甲种产品的产量为x吨,乙种产品的产量为y吨,则在坐标系xOy中,满足上述条件的x,y的可行域用阴影部分表示正确的是(  )

【解析】 由题可知故选A.

10、已知a>0,x,y满足约束条件若z=2x+y的最小值为1,则a=( A )

A.                      B.                        C.1                     D.2

【解析】 如图所示,目标函数z=2x+y在点(1,-2a)处取得最小值,2×1-2a=1,解得a=.

11、已知实数x,y满足约束条件,则ω=的最小值是(  )

A.-2                          B.2                C.-1                           D.1

【解析】 作出不等式组对应的平面区域如图,

ω=的几何意义是区域内的点P(x,y)与定点A(0,-1)所在直线的斜率,

由图象可知当P位于点D(1,0)时,直线AP的斜率最小,此时ω=的最小值为=1.故选D.

12、已知实数x,y满足则z=2x-2y-1的取值范围是(  )

A.                B.[0,5]            C.                D.

【解析】 画出不等式组所表示的区域,如图中阴影部分所示,可知2×-2×-1≤z<2×2-2×(-1)-1,即z的取值范围是.【答案】 D

13、已知点P(x,y)的坐标满足条件那么点P到直线3x-4y-13=0的距离的最小值为(  )

A.                B.2             C.                 D.1

【解析】 在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域及直线3x-4y-13=0,结合图形可知,在该平面区域内所有的点中,到直线3x-4y-13=0的距离最近的点是(1,0).又点(1,0)到直线3x-4y-13=0的距离等于=2,即点P到直线3x-4y-13=0的距离的最小值为2.【答案】 B

14、已知正数x,y满足x+2y-xy=0,则x+2y的最小值为( A )

A.8                     B.4              C.2                     D.0

【解析】 由x+2y-xy=0,得+=1,且x>0,y>0.∴x+2y=(x+2y)×=++4≥4+4=8.

15、已知x,y都是正数,且x+y=1,则+的最小值为( C )

A.                     B.2            C.                      D.3

【解析】 由题意知,x+2>0,y+1>0,(x+2)+(y+1)=4,则+=[(x+2)+(y+1)]=≥=,当且仅当x=,y=时,+取最小值.

16、若直线2ax+by-2=0(a、b∈R)平分圆x2+y2-2x-4y-6=0,则+的最小值是(  )

A.1                B.5             C.4     D.3+2

[解析] 直线平分圆,则必过圆心.圆的标准方程为(x-1)2+(y-2)2=11.∴圆心C(1,2)在直线上⇒2a+2b-2=0⇒a+b=1.∴+=(+)(a+b)=2+++1=3++≥3+2,故选D.

17、若对任意正实数a,不等式x2<1+a恒成立,则实数x的最小值为________.

【解析】 ∵a是正实数,∴1+a>1,∴不等式x2<1+a恒成立等价于x2≤1,解得-1≤x≤1,∴实数x的最小值为-1。

18、函数f(x)=x+(x>2)的最小值为________.

【解析】 ∵x>2,∴x-2>0,∴f(x)=x+=(x-2)++2≥4,当且仅当x=2=1,即x=3时取等号.∴函数f(x)的最小值为f(3)=4.

19、已知x>0,y>0,且2x+5y=20.

(1)求u=lg x+lg y的最大值;(2)求+的最小值.

【解析】 (1)∵x>0,y>0,∴由基本不等式,得2x+5y≥2.

∵2x+5y=20,∴2≤20,xy≤10,当且仅当2x=5y时,等号成立.

因此有解得此时xy有最大值10.

∴u=lg x+lg y=lg(xy)≤lg 10=1.∴当x=5,y=2时,u=lg x+lg y有最大值1.

(2)∵x>0,y>0,∴+=·=≥=,

当且仅当=时,等号成立.

由解得∴+的最小值为.

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