- 2021-06-24 发布 |
- 37.5 KB |
- 31页
申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
文档介绍
专题62+不等式证明的基本方法(检测)-2019年高考数学(文)名师揭秘之一轮总复习
【学习目标】 1.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法等. 2.了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用数学归纳法证明一些简单的不等式. 【高考模拟】 1.设函数的定义域为. (1)求集合; (2)设,证明. 【答案】(1)(2)见解析 【解析】 【分析】 (1)分段去绝对值解不等式即可;(2)将不等式平方因式分解即可证得. 【详解】 (2)证明,原不等式 由得,原不等式得证. 【点睛】 含绝对值不等式的解法由两个基本方法,一是运用零点分区间讨论,二是利用绝对值的几何意义求解.法一是运用分类讨论的思想,法二是运用数形结合思想,将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,解题时强化函数、数形结合与转化化归思想方法的灵活应用,这是命题的新动向. 2.选修4-5:不等式选讲 (Ⅰ)如果关于x的不等式的解集不是空集,求参数m的取值范围; (Ⅱ)已知正实数a,b,且,求证:。 【答案】(1);(2)见解析. 【解析】 【分析】 (Ⅰ)根据绝对值的三角不等式求出的最小值,则可得到m的取值范围.(Ⅱ)由不等式可得,即.又,所以,故得. 【详解】 (Ⅰ) ∵,当且仅当,即时等号成立, ∴ ∴参数m的取值范围为. 【点睛】 (1)运用绝对值的三角不等式解题时要注意等号成立的条件,这点容易被忽视. (2)证明不等式的常用方法有比较法、综合法、分析法.证明不等式时要结合题中的条件及不等式的特征,合理选择方法进行证明. 3.已知函数. (1)当时,解不等式; (2)若的解集为,,求证:. 【答案】(1);(2)证明见解析. 【解析】 【分析】 (1)当时,不等式为,据此零点分段可得不等式的解集为. (2)由题意结合不等式的解集可得,利用均值不等式的结论即可证得题中的结论,注意等号成立的条件. 【详解】 (1)当时,不等式为, ∴或或, ∴不等式的解集为. 【点睛】 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. 4.设,对于,有. (1)证明: (2)令, 证明 :(I)当时, (II)当时, 【答案】(1)见解析;(2)(I)见解析;(II)见解析. 【解析】 【分析】 (1)由分析法可证明,找到成立的充分性。(2)(I)当时,当时,有;再由分析法证明。(II)当时,当时,有 ,再由分析法结合数学归纳法证明。 【详解】 (2)、(I)当时, 用数学归纳法很明显可证当时,有; 下证:, 只需要证, 只需证 只需证, 只需证, 只需证. 由(1)可知,我们只需要证, 只需证,只需证. 当时该不等式恒成立 当时, ,故该不等式恒成立 综上所得,上述不等式成立 【点睛】 本题综合考查数列,不等式,二项式定理知识交汇题,应用了分析法与数学归纳法。思维难度较大,需要综合分析条件与所证明结果的关系。对于那些较为复杂的数学命题,不论是从“已知”推向“未知”,或者是由“未知”靠拢“已知”,都有一个比较长的过程,单靠分析法或综合法显得较为困难.为保证探索方向准确及过程快捷,我们又常常把分析法与综合法两者并列起来使用,即常采取同时从已知和结论出发,寻找问题的一个中间目标.从已知到中间目标运用综合法思索,而由结论到中间目标运用分析法思索,以中间目标为桥梁沟通已知与结论,构建出证明的有效路径. 5.[选修4—5:不等式选讲] 已知x>0,y>0,z>0,,求证:. 【答案】见解析 【解析】 【分析】 利用作差,即可作差证明. 【详解】 【点睛】 本题主要考查了不等式的证明问题,其中解答中利用作差比较法是证明的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力. 6. (1)证明: ; (2)证明:(); (3)证明:. 【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析. 【解析】 【分析】 (1)用数学归纳法证明;(2)由,由此可得可得 ,将以上各式两边分别相加可得所求;(3)由题意得 ,故得,两边取对数然后放缩可得,然后利用累加法可得,于是得到,从而得到结论. 【详解】 (1)(用数学归纳法证明) ①当时,, 所以结论成立; ②假设当时结论成立,即. 则当时 所以时,结论成立. 由①②可知,当时,成立. (3)由题意得, ∴, ∴, ∴, 由累加法得 , 所以, 所以, 故, 所以. 【点睛】 (1)用数学归纳法证题时注意解题的步骤,证明不等式的关键是由n=k时成立得n=k+1时成立,主要方法有①放缩法;②利用基本不等式法;③作差比较法等. (2)本题中的(3)证明的难度较大,解题时要注意结合题意构造合适的不等式,同时在证明中要进行合理的放缩. 7.设函数. (I)当时,解不等式; (II)若的解集为, (, ),求证: . 【答案】 (1) (2)见解析 【解析】 【分析】 (I)当时,不等式化为,分类讨论,即可求解不等式的解集; (II)根据得或,根据题意里程方程组,求得,得到 ,再利用基本不等式,即可作出证明. 【详解】 (I)当时,不等式化为 ∵ ∴不等式的解集为 (II)根据得 ∵的解集为故,所以, ∵, ∴, 当且仅当, 时取等号 ∴ 【点睛】 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. 8.[选修4-5:不等式选讲] 已知,且,求证:. 【答案】证明见解析. 【解析】 【分析】 利用分析法证明不等式. 【详解】 证法:要证, 即证, 即证, 即证, 由基本不等式易得. 【点睛】 (1)本题主要考查分析法证明不等式,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理能力.(2) 分析法证明不等式时,从待证命题出发,分析使其成立的充分条件,利用已知的一些基本原理,逐步探索,最后将命题成立的条件归结为一个已经证明过的定理、简单事实或题设的条件,这种证明的方法称为分析法,它是执果索因的方法.用分析法证明时,要注意格式,一般格式是“要证明,只需证明……”.一般用分析法寻找思路,用综合法写出证明过程. 9.选修4-5:不等式选讲 已知函数. (1)求不等式的解集; (2)设,证明: . 【答案】(1) (2)见解析 【解析】 【分析】 (1)讨论x的取值范围,去掉绝对值,从而得到不等式的解集;(2)利用作差法证明不等式. 【详解】 (1)当时, 恒成立,所以; 当时, , 所以,综合可知,不等式的解集为. 【点睛】 作差法一般步骤:①作差;②变形;③定号;④结论.其中关键是变形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式变成积式或者完全平方式.当两个式子都为正数时,有时也可以先平方再作差. 10.已知函数,且关于x的不等式的解集为R. 求实数a的取值范围; 求的最小值. 【答案】(1);(2)见解析 【解析】 【分析】 由绝对值三角不等式可知函数的最小值为15,则,解得; 由题意结合均值不等式的结论可求得的最小值为9. 【详解】 【点睛】 本题主要考查绝对值三角不等式的性质,均值不等式求最值的方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力. 11.证明下列不等式: (1)用分析法证明:; (2)已知 是正实数,且.求证:. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析. 【解析】分析:⑴两边同时平方即可证明不等式 ⑵构造同理得到其他形式,然后运用不等式证明 详解:(1)证明:要证成立, 只需证, 即证, 只需证,即证显然为真, 故原式成立. (2)证明:∵ , ∴. 点睛:本题主要考查的是不等式的证明,着重考查了基本不等式的变形与应用,考查了综合法和推理论证的能力,属于中档题。 12.选修4-5:不等式选讲 已知函数,,且的解集为. (1)求的值; (2)若,,,且,求证:. 【答案】(1)1;(2)证明见解析. 【解析】分析:(1)由条件可得=,故有的解集为,即|x-1|≤m 的解集为,故m=1. (2)根据a+2b+3c=(a+2b+3c)(++),利用基本不等式证明它大于或等于9. 详解:(1), 的解集为可知. 点睛:本题主要考查含有绝对值的不等式的解法,基本不等式在最值问题中的应用,属于中档题. 13.(1)求证:; (2)已知函数,用反证法证明方程没有负数根. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析. 【解析】分析:(1)利用分析法证明不等式. 详解:(2)利用反证法设存在,使,则.,导出矛盾,证明方程没有负数根. (2)设存在,使,则. 由于得,解得,与已知矛盾,因此方程没有负数根. 点睛:本题主要考查反证法的应用以及利用分析法证明不等式,属于难题.分析法证明不等式的注意事项:用分析法证明不等式时,不要把“逆求”错误的作为“逆推”,分析法的过程仅需寻求充分条件即可,而不是充要条件,也就是说,分析法的思维是逆向思维,因此在证题时,应正确使用“要证”、“只需证”这样的连接关键词. 14.已知函数. (Ⅰ)当时,解不等式; (Ⅱ)求证:. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析. 【解析】分析:(Ⅰ)利用分类讨论法解绝对值不等式.( Ⅱ)先放缩得到 ,再利用绝对值三角不等式得到 详解:(Ⅰ)当时,不等式,即, 当时,不等式可化为,解得,所以, 当时,不等式可化为,解得,所以无解, 当时,不等式可化为,解得,所以, 综上可知,不等式的解集为. (Ⅱ) . :(1)本题主要考查绝对值不等式的解法,考查绝对值不等式的证明,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析转化的能力.(2)解答第2问的关键一是先要放缩 ,其二是要利用绝对值三角不等式. 15.已知,,. (1)用分析法证明:; (2)用反证法证明:与不能同时为负数. 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】分析:(1)利用分析法,原命题等价于证明,则题中的结论成立. (2)假设与同时为负数,而,与假设矛盾,则题中的结论成立. (2)设与同时为负数,则(1), 所以 , 与(1)式矛盾,所以假设不成立,所以与不能同时为负数. 点睛:本题主要考查分析法、反证法证明不等式的方法等知识,意在考查学生的转化能力和逻辑思维能力. 16.若,.求证: (1);(2). 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】分析:(1)将不等式左侧乘以,最后由均值不等式求解;(2)分析法证明,两侧平方。 详解: (1)∵,, ∴ . 点睛:在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误. 17.已知,均为正实数,求证:. 【答案】证明见解析 【解析】分析:直接利用作差法比较和的大小得解. 详解: . 所以. 点睛:(1)本题主要考查不等式的证明,意在考查学生对该知识的掌握水平.(2)不等式的证明常用的有比较法、综合法、分析法、放缩法、反证法等,本题运用的是比较法,也可以利用综合法. 18.若, (Ⅰ)求证:; (Ⅱ)求证:; (Ⅲ)在(Ⅱ)中的不等式中,能否找到一个代数式,满足所求式?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由. 【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)答案见解析. 【解析】分析:(Ⅰ)由题意结合绝对值不等式的性质即可证得题中的结论; (Ⅱ)由不等式的性质可证得.则. (Ⅲ)利用放缩法可给出结论:,或. (Ⅲ)因为,, 所以,或.(只要写出其中一个即可) 点睛:本题主要考查不等式的性质,放缩法及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力. 19.设函数,(实数) (1)当,求不等式的解集; (2)求证:. 【答案】(1);(2) 【解析】试题分析:(1)第(1)问,利用分类讨论法解不等式即得 的解集. (2)对a分类讨论,得到一个分段函数,求出每一段的最小值,最后证明≥2. (2)法一:, 当; 当 当 所以,当且仅当时等号成立 法二:, 当且仅当时等号成立。 又因为,所以当时,取得最小值 ,当且仅当时等号成立. 20.已知数列满. (1)求数列的通项公式; (2)设,求数列的前项和; (3)设,记,求证:. 【答案】(1)(2)(3)见解析 【解析】分析:(1)由,利用“累乘法”可得;(2)利用(1)可得,利用错位相减法即可的结果;(3) ,利用放缩法可得结论. 详解:(Ⅰ)数列满足 (3) , . 点睛:本题主要考查“累乘法”的应用,放缩法证明不等式以及错位相减法求数列的前 项和,属于中档题.一般地,如果数列是等差数列,是等比数列,求数列的前项和时,可采用“错位相减法”求和,一般是和式两边同乘以等比数列的公比,然后作差求解, 在写出“”与“” 的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“”的表达式. 21.已知函数. (I)若,解不等式; (II)若均为正实数,且,求证:. 【答案】(1) . (2)证明见解析. 【解析】分析:(I)当时,得到不等式.,分类讨论即可求解不等式的解集; (II) 由于均为正实数,所以,利用基本不等式求得最小值,即可作出证明. (II) 由于均为正实数,所以, 而, 当且仅当,即时取等号. 故. 点睛:本题主要考查了含绝对值的不等式的求解,以及基本不等式求最值的应用,其中构造基本不等式的条件,合理使用基本不等式是解答的关键,着重考查了分类讨论思想,推理与论证能力. 22.选修4-5:不等式选讲 关于的不等式的解集为. (1)求实数的值; (2)若,且,求证:. 【答案】(1)1(2)见解析 【解析】分析:(1)先化简得到,再根据二次函数的图像性质得到m的值.(2)利用综合法证明不等式. 详解:(Ⅰ)解:∵ , ∴, 整理得:, 由题可得:, 即, ∴. 点睛:(1)本题主要考查绝对值不等式和不等式的证明,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和逻辑分析推理能力.(2) 不等式的证明常用的有六种方法:比较法、综合法、分析法、放缩法、数学归纳法和反证法. 23.已知函数,. (1)解不等式; (2)设,求证:. 【答案】(1);(2)证明见解析. 【解析】分析:(1)由题意得原不等式即为,然后利用分类讨论解不等式即可.(2)根据绝对值的三角不等式证明即可. 详解:(1)由题意得原不等式为,等价于 或或, 解得或或, 综上可得. ∴原不等式的解集为. (2) , 当且仅当时等号成立. 点睛:解绝对值不等式的关键是去掉绝对值,要注意分类讨论思想的运用.对于含有一个绝对值号的不等式,可根据绝对值的几何意义求解;含有两个绝对值号的不等式,一般利用分类讨论求解. 24.已知函数. (1)求不等式的解集; (2)若正数,满足,求证:. 【答案】(1);(2)见解析 【解析】分析:(1)利用零点分类讨论法求不等式的解集.(2)先求出,再求,再证明. 详解:(1)此不等式等价于或或, 即不等式解集为. 点睛:(1)本题主要考查绝对值不等式的解法,考查基本不等式和不等式的证明.(2)第(2)问利用了基本不等式和绝对值三角不等式 ,注意这些重要不等式的灵活运用. 25.已知实数x, y满足. (1)解关于x的不等式; (2)若,证明: 【答案】(1);(2)9 【解析】分析:(1)先消去y,再利用零点分类讨论法解绝对值不等式.(2)利用基本不等式证明. (2)且, . 当且仅当时,取“=”. 点睛:(1)本题主要考查零点讨论法解绝对值不等式,考查不等式的证明,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和分类讨论能力.(2)第(2)的关键是常量代换,,常量代换之后才方便利用基本不等式证明. 26.[选修4-5:不等式选讲] 已知函数的值域为. (1)求,; (2)若,证明:. 【答案】(1),. (2)证明见解析. 【解析】分析:(1)根据绝对值不等式解法,可直接代入求得,的值。 (2)由(1)中, 的值,可求得m、n的关系,根据不等式中“1”的代换转化成基本不等式即可证明不等式。 详解:(1)解:∵, ∴, ∴,. 点睛:本题考查了绝对值不等式的解法,不等式中“1”的代换和基本不等式的用法,综合性较强,属于中档题。 27.已知函数, 为不等式的解集. (1)求集合; (2)若, ,求证: . 【答案】(1). (2)见试题解析. 【解析】分析:(1)利用零点分段法去掉绝对值符号,转化为不等式组,解出的范围; (2)由,即可证得求证的不等式. 详解:(1) 当时, ,由解得, ; 当时, , 恒成立, ; 当时, 由解得, 综上, 的解集 (2) 由得 . 点睛:本题主要考查了绝对值不等式的解法,不等式的证明,着重考查了的转化为转化能力和计算能力,属于中档试题,对于绝对值不等式的解法有三种:(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. 28.(本题满分15分)三个数列,满足,,,,. (Ⅰ)证明:当时,; (Ⅱ)是否存在集合,使得对任意成立,若存在,求出的最小值;若不存在,请说明理由; (Ⅲ)求证:. 【答案】(Ⅰ)见解析. (Ⅱ)存在集合,使得对任意成立, 当时,的最小值为. (Ⅲ)见解析. 【解析】分析:(Ⅰ)利用数学归纳法证明即可. (Ⅱ)先求出再证明当时,,再判断存在集合,使得对任意成立,最后求求出的最小值. (Ⅲ)先证明 ,再证明. 详解:(Ⅰ)下面用数学归纳法证明:当时,. ⅰ)当时,由,, 得,显然成立; ⅱ)假设时命题成立,即. 则时, . 于是. 因为. 所以,这就是说时命题成立. 由ⅰ)ⅱ)可知,当时,. (Ⅲ)当时,, 所以 即 , 也即 , . 即 , 于是. 故. 点睛:本题难点在第(Ⅲ),要求和,直接求和比较困难,所以要先对通项进行放缩再求和.放缩法证明不等式是重点和难点,放缩的技巧和度要在实际的解题中摸索理解并运用. 29.设是数列的前项之积,且满足,. (1)求证:数列是等比数列,并写出数列的通项公式; (2)设是数列是前项之和,证明:. 【答案】(1)见解析;(2)见解析 【解析】分析:(1)由条件可得,又时,即,所以得,于是得所证结论成立,然后可得数列的通项公式.(2) 由(1)可知,故.一方面,由求和后可得.另一方面,由 求和后可得,于是可得所证结论. 详解:(1)当时,, 所以. 显然,且 当时,,即, 所以, 又, 所以数列是首项为,公比为的等比数列. 所以, 即. 点睛:(1)对于等比数列的证明,除了证得从第二项起后一项比前一项等于同一常数外,还要证明数列的首项不等于0. (2)数列中不等式的证明常涉及到放缩法的运用,用放缩法证明不等式时要做到放缩适度,不要放得过大,也不要缩的过小,解题时要以符合题目要求为标准. 30.选修4-5:不等式选讲 (1)已知,,且,,求证:. (2)若关于的不等式有解,求实数的取值范围. 【答案】(1)见解析. (2) . 【解析】分析:(1)直接利用作差法证明.(2)先转化为, 再利用分段函数求其最小值得解. 详解:(1)证明:∵, 又,,且,,∴,, ∴,即. (2)解:有解等价于, 由单调性知:, 所以. 点睛:分类讨论和分离参数是处理参数问题常用的两种方法,如果参数方便分离,就选分离参数法,如果不方便分离参数,就选分类讨论.本题选用的分离参数,就比较恰当,提高了解析效率.查看更多