《2019屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考系列 第2講 不等式選講學(xué)案 理》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考系列 第2講 不等式選講學(xué)案 理(12頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 不等式選講
高考定位 本部分主要考查絕對值不等式的解法.求含絕對值的函數(shù)的最值及求含參數(shù)的絕對值不等式中的參數(shù)的取值范圍,不等式的證明等,結(jié)合集合的運算、函數(shù)的圖象和性質(zhì)、恒成立問題及基本不等式,絕對值不等式的應(yīng)用成為命題的熱點,主要考查基本運算能力與推理論證能力及數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想.
真 題 感 悟
1.(2018·全國Ⅲ卷)設(shè)函數(shù)f(x)=|2x+1|+|x-1|.
(1)畫出y=f(x)的圖象;
(2)當(dāng)x∈[0,+∞)時,f(x)≤ax+b,求a+b的最小值.
解 (1)f(x)=
y=f(x)的圖象如圖所示.
(2)由(1)知,y=f(x)
2、的圖象與y軸交點的縱坐標(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,f(x)≤ax+b在[0,+∞)成立,因此a+b的最小值為5.
2.(2017·全國Ⅰ卷)已知函數(shù)f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.
(1)當(dāng)a=1時,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.
解 (1)當(dāng)a=1時,f(x)=-x2+x+4,
g(x)=|x+1|+|x-1|=
①當(dāng)x>1時,f(x)≥g(x)-x2+x+4≥2x,
解之得1
3、(x-2)(x+1)≤0,
則-1≤x≤1.
③當(dāng)x<-1時,f(x)≥g(x)x2-3x-4≤0,
解得-1≤x≤4,
又x<-1,∴不等式此時的解集為空集.
綜上所述,f(x)≥g(x)的解集為.
(2)依題意得:-x2+ax+4≥2在[-1,1]上恒成立.
則x2-ax-2≤0在[-1,1]上恒成立.
則只需解之得-1≤a≤1.
故a的取值范圍是[-1,1].
考 點 整 合
1.絕對值不等式的性質(zhì)
定理1:如果a,b是實數(shù),則|a+b|≤|a|+|b|,當(dāng)且僅當(dāng)ab≥0時,等號成立.
定理2:如果a,b,c是實數(shù),那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,當(dāng)且
4、僅當(dāng)(a-b)(b-c)≥0時,等號成立.
2.|ax+b|≤c,|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法
(1)|ax+b|≤c-c≤ax+b≤c.
(2)|ax+b|≥cax+b≥c或ax+b≤-c.
3.|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
(1)利用絕對值不等式的幾何意義直觀求解.
(2)利用零點分段法求解.
(3)構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖象求解.
4.基本不等式
定理1:設(shè)a,b∈R,則a2+b2≥2ab.當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,等號成立.
定理2:如果a,b為正數(shù),則≥,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,等號成立.
定理3:如果a,b,c
5、為正數(shù),則≥,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時,等號成立.
定理4:(一般形式的算術(shù)—幾何平均不等式)如果a1,a2,…,an為n個正數(shù),則≥,當(dāng)且僅當(dāng)a1=a2=…=an時,等號成立.
熱點一 絕對值不等式的解法
【例1】 (2018·衡水中學(xué)質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=|2x-2|+|x+3|.
(1)求不等式f(x)≥3x+2的解集;
(2)若不等式f(x)>+a的解集包含[2,3],求實數(shù)a的取值范圍.
解 (1)依題意得|2x-2|+|x+3|≥3x+2,
當(dāng)x<-3時,原不等式可化為2-2x-x-3≥3x+2,
解得x≤-,故x<-3;
當(dāng)-3≤x≤1時,原不等式可化為2-2
6、x+x+3≥3x+2,
解得x≤,故-3≤x≤;
當(dāng)x>1時,原不等式可化為2x-2+x+3≥3x+2,無解.
綜上所述,不等式f(x)≥3x+2的解集為.
(2)依題意,|2x-2|+|x+3|>+a在[2,3]上恒成立,
則3x+1->a在[2,3]上恒成立.
又因為g(x)=3x+1-在[2,3]上為增函數(shù),
所以有3×2+1->a,解得a<.
故實數(shù)a的取值范圍為.
探究提高 1.含絕對值的函數(shù)本質(zhì)上是分段函數(shù),絕對值不等式可利用分段函數(shù)的圖象的幾何直觀性求解,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想.
2.解絕對值不等式的關(guān)鍵是去絕對值符號,常用的零點分段法的一般步驟:求零點;劃分區(qū)
7、間,去絕對值符號;分段解不等式;求各段的并集.此外,還常用絕對值的幾何意義,結(jié)合數(shù)軸直觀求解.
【訓(xùn)練1】 (2018·全國Ⅱ卷)設(shè)函數(shù)f(x)=5-|x+a|-|x-2|.
(1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)≥0的解集;
(2)若f(x)≤1,求a的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a=1時,f(x)=
可得f(x)≥0的解集為{x|-2≤x≤3}.
(2)f(x)≤1等價于|x+a|+|x-2|≥4.
又|x+a|+|x-2|≥|a+2|,且當(dāng)x=2時等號成立.
故f(x)≤1等價于|a+2|≥4.
由|a+2|≥4可得a≤-6或a≥2.
所以a的取值范圍是(-∞,-6]∪[2,
8、+∞).
熱點二 不等式的證明
【例2】 (2017·全國Ⅱ卷)已知實數(shù)a>0,b>0,且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)因為(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.
探究提高 1.證明不等式的基本方法有比較法、綜合法、分析法和反證法,其中比較法和綜合法是基礎(chǔ),綜合法證明的關(guān)鍵是
9、找到證明的切入點.
2.當(dāng)要證的不等式較難發(fā)現(xiàn)條件和結(jié)論之間的關(guān)系時,可用分析法來尋找證明途徑,使用分析法證明的關(guān)鍵是推理的每一步必須可逆.如果待證命題是否定性命題、唯一性命題或以“至少”“至多”等方式給出的,則考慮用反證法.
【訓(xùn)練2】 (2018·濟南調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=|x-1|.
(1)解不等式f(x)+f(2x+5)≥x+9;
(2)若a>0,b>0,且+=2,證明:f(x+a)+f(x-b)≥,并求f(x+a)+f(x-b)=時,a,b的值.
解 (1)f(x)+f(2x+5)=|x-1|+|2x+4|≥x+9,
當(dāng)x≤-2時,不等式為4x≤-12,
解得x≤-3
10、,故x≤-3,
當(dāng)-20,b>0).
又+=2,
所以a+b=(a+b)=++
≥+2=,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即b=2a時“=”成立;
由可得
綜上所述,f(x+a)+f(x-b)≥,
當(dāng)f(x+a)+f(x-b)=時,a=,b=3.
熱點三 絕對值不等式恒成立(存在)問題
【例3】 (2017·全國Ⅲ卷
11、)已知函數(shù)f(x)=|x+1|-|x-2|.
(1)求不等式f(x)≥1的解集;
(2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,求m的取值范圍.
解 (1)f(x)=|x+1|-|x-2|=
由f(x)≥1可得
①當(dāng)x≤-1時顯然不滿足題意;
②當(dāng)-1
12、
①當(dāng)x≤-1時,[g(x)]max=g(-1)=-3-1-1=-5;
②當(dāng)-1
13、數(shù)a的值;
(2)在(1)的條件下,若不等式f(x)≥k2-k-4恒成立,求實數(shù)k的取值范圍.
解 (1)因為|x+a|+2a≤1,所以|x+a|≤1-2a,
所以2a-1≤x+a≤1-2a,所以a-1≤x≤1-3a.
因為不等式f(x)≤1的解集為{x|-2≤x≤4},
所以解得a=-1.
(2)由(1)得f(x)=|x-1|-2.
不等式f(x)≥k2-k-4恒成立,
只需f(x)min≥k2-k-4,
所以-2≥k2-k-4,即k2-k-2≤0,
所以k的取值范圍是[-1,2].
1.絕對值不等式的三種常用解法:零點分段法、幾何法(利用絕對值幾何意義)、構(gòu)造函數(shù)
14、法.前者體現(xiàn)了分類討論思想,后者體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
2.利用絕對值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|求函數(shù)最值,要注意其中等號成立的條件,利用基本不等式求最值也必須滿足等號成立的條件.不等式恒成立問題、存在性問題都可以轉(zhuǎn)化為最值問題解決.
3.分析法是證明不等式的重要方法,當(dāng)所證不等式不能使用比較法且與重要不等式、基本不等式?jīng)]有直接聯(lián)系,較難發(fā)現(xiàn)條件和結(jié)論之間的關(guān)系時,可用分析法來尋找證明途徑,使用分析法證明的關(guān)鍵是推理的每一步必須可逆.
1.(2018·湖南六校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|2x+3|-|1-2x|.若存在x∈R,使得f(x)>|3a-1|
15、成立,求實數(shù)a的取值范圍.
解 ∵f(x)=|2x+3|-|1-2x|≤|(2x+3)+(1-2x)|=4.畫出f(x)的圖象,如圖所示:
∴f(x)max=4.
若存在x∈R,使得f(x)>|3a-1|成立.
∴|3a-1|<4,解之得-1cd,則+>+;
(2)+>+是|a-b|<|c-d|的充要條件.
證明 (1)∵a,b,c,d為正數(shù),且a+b=c+d,
要證+>+,只需證明(+)2>(+)2,
也就是證明a+b+2>c+d+2,
只需證明>,即證ab>c
16、d.
由于ab>cd,因此+>+.
(2)必要性:若|a-b|<|c-d|,則(a-b)2<(c-d)2,
即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.
∵a+b=c+d,所以ab>cd.
由(1)得+>+.
充分性:若+>+,則(+)2>(+)2,
∴a+b+2>c+d+2.
∵a+b=c+d,所以ab>cd.
于是(a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd=(c-d)2.
因此|a-b|<|c-d|.
綜上,+>+是|a-b|<|c-d|的充要條件.
3.(2018·南寧聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|x-1|.
(1)求不等式f(x)≥3-2|x|的解
17、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.
(1)解 當(dāng)x≥1時,x-1≥3-2x,解得x≥,故x≥;
當(dāng)0
18、1|.
(1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若x∈(0,1)時不等式f(x)>x成立,求a的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a=1時,f(x)=|x+1|-|x-1|,
即f(x)=
則當(dāng)x≥1時,f(x)=2>1恒成立,所以x≥1;
當(dāng)-11,所以1的解集為.
(2)當(dāng)x∈(0,1)時|x+1|-|ax-1|>x成立等價于當(dāng)x∈(0,1)時|ax-1|<1成立.
若a≤0,則當(dāng)x∈(0,1)時,|ax-1|≥1;
若a>0,|ax-1|<1的解集為,
所以≥1,故0
19、-1,所以-1
20、(1-b2)<0,
所以(a+b)2<(1+ab)2,因此|a+b|<|1+ab|.
6.(2018·武漢二模)已知函數(shù)f(x)=+,a為實數(shù).
(1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)>4的解集;
(2)求f(a)的最小值.
解 (1)當(dāng)a=1時,不等式f(x)>4,
即f(x)=>4,
①當(dāng)x<-1時,得f(x)=2>4,無解;
②當(dāng)x∈[-1,0)∪(0,1]時,得f(x)=>4,
即|x|<,解得-1時,得f(x)=2>4,無解;
綜上不等式f(x)>4的解集為∪.
(2)f(a)==,
①當(dāng)a<-1或a>1時,f(a)==2|a|>2
21、,
②當(dāng)-1≤a≤1且a≠0時,f(a)=≥2,
綜上知,f(a)的最小值為2.
7.已知定義在R上的函數(shù)f(x)=|x-m|+|x|,m∈N*,若存在實數(shù)x使得f(x)<2成立.
(1)求實數(shù)m的值;
(2)若α,β>1,f(α)+f(β)=6,求證:+≥.
(1)解 因為|x-m|+|x|≥|x-m-x|=|m|,
要使|x-m|+|x|<2有解,則|m|<2,解得-21,f(α)+f(β)=2α-1+2β-1=6,
∴α+β=4,
∴+=(α+β)
=≥=,
當(dāng)且僅當(dāng)=,
即α=,β=時“=”成立,
故
22、+≥.
8.(2018·江南十校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|x+a|+|2x+1|,a∈R.
(1)當(dāng)a=1時,求不等式f(x)≤1的解集;
(2)設(shè)關(guān)于x的不等式f(x)≤-2x+1的解集為P,且P,求a的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a=1時,f(x)=|x+a|+|2x+1|=|x+1|+|2x+1|,
f(x)≤1|x+1|+|2x+1|≤1,
所以或
或
即或或
解得x=-1或-1