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文档介绍
专题76 不等式选讲-2020年领军高考数学一轮复习(文理通用) Word版含解析
2020年领军高考数学一轮复习(文理通用) 专题76不等式选讲 最新考纲 1.理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,b∈R). 2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式: |ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c. 3.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法. 基础知识融会贯通 1.绝对值不等式的解法 (1)含绝对值的不等式|x|a的解集 不等式 a>0 a=0 a<0 |x|a (-∞,-a)∪(a,+∞) (-∞,0)∪(0,+∞) R (2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法 ①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c; ②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c. (3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法 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. 2.含有绝对值的不等式的性质 (1)如果a,b是实数,则|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立. (2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立. 3.不等式证明的方法 (1)比较法 ①作差比较法 知道a>b⇔a-b>0,ab,只要证明a-b>0 即可,这种方法称为作差比较法. ②作商比较法 由a>b>0⇔>1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时,要证明a>b,只要证明>1即可,这种方法称为作商比较法. (2)综合法 从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即“由因导果”的方法. (3)分析法 从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法. 重点难点突破 【题型一】绝对值不等式的解法 【典型例题】 已知函数f(x)=|2x﹣1|+|x+a|,g(x)=x+2. (1)当a=﹣1时,求不等式f(x)<g(x)的解集; (2)设,且当,求a的取值范围. 【解答】解:(1)当a=﹣1时,不等式f(x)<g(x)化为|2x﹣1|+|x﹣1|﹣x﹣2<0, (i)当x时,不等式化为﹣(2x﹣1)﹣(x﹣1)﹣x﹣2<0,解得0<x. (ii)当x≤1时,不等式化为2x﹣1﹣(x﹣1)﹣x﹣2<0,解得x≤1, (iii)当x>1时,不等式化为2x﹣1+x﹣1﹣x﹣2<0,解得1<x<2 综上,原不等式的解集为(0,2). (2)由﹣a≤x,得﹣2a≤2x<1,﹣2a﹣1≤2x﹣1<0, 又0≤x+aa, 则f(x)=﹣(2x﹣1)+x+a=﹣x+a+1, ∴不等式f(x)≤g(x)化为﹣x+a+1≤x+2, 得a≤2x+1对x∈[﹣a,)都成立, 故a≤﹣2a+1,即a, 又a,故a的取值范围是(,]. 【再练一题】 求不等式4﹣2|x+2|≤|x﹣1|的解集. 【解答】解:①当x≤﹣2时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x,此时x; ②当﹣2<x<1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤1﹣x,解得x≥﹣1,此时﹣1≤x<1; ③当x≥1时,原不等式可化为4﹣2(x﹣2)≤x﹣1,解得x,此时x≥1. 综上,原不等式的解集为(﹣∞,]∪[﹣1,+∞). 思维升华 解绝对值不等式的基本方法 (1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式. (2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式. (3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解. 【题型二】利用绝对值不等式求最值 【典型例题】 已知函数f(x)=|x+1|,g(x)=2|x|+a. (1)当a=﹣1时,解不等式f(x)≤g(x); (2)若存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),求实数a的取值范围. 【解答】解:(1)a=﹣1时,由f(x)≤g(x)得,|x+1|≤2|x|﹣1; x≤﹣1时,﹣x﹣1≤﹣2x﹣1,解得:x≤﹣1; ﹣1<x≤0时,x+1≤﹣2x﹣1,解得:﹣1<x; x>0时,x+1≤2x﹣1,解得:x≥2; ∴不等式f(x)≤g(x)的解集为{x|x,或x≥2}; (2)存在x0∈R,使得f(x0)g(x0),即存在x0∈R,使得|x0+1|≤|x0|; 即存在x0∈R,使得|x0+1|﹣|x0|; 设h(x)=|x+1|﹣|x|,则h(x)的最小值为﹣1; ∴1; 即a≥﹣2; ∴实数a的取值范围为:[﹣2,﹣∞). 【再练一题】 已知函数f(x)=|2x﹣4|+|x+1|, (Ⅰ)解不等式f(x)≤9; (Ⅱ)若不等式f(x)<2x+a的解集为A,B={x|x2﹣3x<0},且满足B⊆A,求实数a的取值范围. 【解答】解:(Ⅰ)f(x)≤9可化为|2x﹣4|+|x+1|≤9, 故,或,或;… 解得:2<x≤4,或﹣1≤x≤2,或﹣2≤x<﹣1; … 不等式的解集为[﹣2,4];… (Ⅱ)易知B=(0,3);… 所以B⊆A,又|2x﹣4|+|x+1|<2x+a在x∈(0,3)恒成立;… ⇒|2x﹣4|<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;… ⇒﹣x﹣a+1<2x﹣4<x+a﹣1在x∈(0,3)恒成立;… 故 思维升华 求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种 (1)利用绝对值的几何意义. (2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|. (3)利用零点分区间法. 【题型三】绝对值不等式的综合应用 【典型例题】 已知不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R. (1)求a的取值范围; (2)当a取得最小值时,请画出f(x)=x+|x﹣a|的图象. 【解答】解:(1)∵x+|x﹣a|≥x﹣x+a=a, ∴不等式x+|x﹣a|≥1的解集为R等价于a≥1, a的取值范围是[1,+∞) (2)由(1)知a=1,f(x)=x+|x﹣1|, 图象如下: 【再练一题】 设函数f(x)=|2x﹣4|+1. (Ⅰ)求不等式f(x)≥x+3的解集; (Ⅱ)关于x的不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解,求实数a的取值范围. 【解答】解:(Ⅰ)f(x)≥x+3,即|2x﹣4|+1≥x+3,则2|x﹣2|≥x+2, 当x≥2时,解得x≥6, 当x<2,解得x, 所以原不等式的解集为(﹣∞,)∪(6,+∞) (Ⅱ)由不等式f(x)﹣2|x+2|≥a在实数范围内有解可得: a≤2|x﹣2|﹣2|x+2|+1在实数范围内有解, 令g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1,则a≤g(x)nax, 因为g(x)=2|x﹣2|﹣2|x+2|+1≤2|(x﹣2)﹣(x+2)|+1=9, 所以a≤g(x)max=9,即a∈(﹣∞,9]. 思维升华 (1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决. (2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法. 【题型四】用综合法与分析法证明不等式 【典型例题】 用综合法或分析法证明: (1)求证2. (2)已知a+b+c=1,a,b,c为正实数,证明 8. 【解答】证明(1)要证2, 只需证明()2>()2, 即证明22,也就是证明42>40, 上式显然成立,故原结论成立. (2)(分析法)要证明8, ∵a+b+c=1,只要证明••8, ∵,,,∴相乘可得; (综合法)∵a,b,c为正实数, ∴,,, ∴••8, ∵a+b+c=1, ∴8. 【再练一题】 已知函数f(x)=x3,x∈[0,1]. (1)用分析法证明:f(x)≥1﹣x+x2; (2)证明:. 【解答】证明:(1)∵x∈[0,1],∴x+1∈[1,2]. 要证明:f(x)≥1﹣x+x2, 只要证明:x3(x+1)+1≥(x+1)(1﹣x+x2), 只要证明:x4≥0, 显然成立, ∴f(x)≥1﹣x+x2; (2)∵1﹣x+x2=(x)2,当且仅当x时取等号, ∵f(),f(x)≥1﹣x+x2, ∴f(x), (2)∵0≤x≤1,∴x3≤x, ∴f(x)≤x, 设g(x)=x,x∈[0,1], ∴g′(x)=10, ∴g(x)在[0,1]上单调递增, ∴f(x)≤g(1), 综上所述明. 思维升华 用综合法证明不等式是“由因导果”,用分析法证明不等式是“执果索因”,它们是两种思路截然相反的证明方法.综合法往往是分析法的逆过程,表述简单、条理清楚,所以在实际应用时,往往用分析法找思路,用综合法写步骤,由此可见,分析法与综合法相互转化,互相渗透,互为前提,充分利用这一辩证关系,可以增加解题思路,开阔视野. 所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2. 基础知识训练 1.已知. (1)若函数的最小值为3,求实数a的值; (2)若时,函数的最大值为k,且.求的最小值. 【答案】(1)6(2)2 【解析】 解:(1),,函数 当时,函数的最小值为,. (2)当时,, ,,所以 因为, 所以当,即,时,最小值为2 2.选修4-5:不等式选讲 已知正实数满足. (Ⅰ)求证:; (Ⅱ) 若对任意正实数,不等式恒成立,求实数的取值范围. 【答案】(Ⅰ)见解析.(Ⅱ) . 【解析】 (Ⅰ) 所以. (Ⅱ)对正实数有, 所以,解得,当且仅当时等号成立. 因为对任意正实数,恒成立, 所以恒成立. 当时,不等式化为,整理得,所以不等式无解; 当时,不等式化为,解得; 当时,不等式化为,整理得,不等式恒成立. 综上可得的取值范围是. 3.已知函数. (1)若,求的取值范围; (2)若,对,不等式恒成立,求的取值范围. 【答案】(1);(2). 【解析】 (1)由得, 若,则,显然不成立; 若,则,,即; 若,则,即,显然成立, 综上所述,的取值范围是. (2)由题意知,要使得不等式恒成立,只需, 当时,,所以; 因为, 所以,解得,结合, 所以的取值范围是. 4.已知函数. (1)解不等式; (2)当,时,存在,使得,求实数的取值范围。 【答案】(1);(2) 【解析】 (1)由,且,得: 得:或或 解得:或或 综上所述: (2)由,得: ,,则: 由得: 实数的取值范围是 5.选修4-5:不等式选讲 (1)已知,且,证明; (2)已知,且,证明. 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】 证明:(1)因为 , 当时等号成立. (2)因为 , 又因为,所以,,,∴. 当时等号成立,即原不等式成立. 6.已知函数,. (1)当时,求不等式的解集; (2)若存在使得成立,求的取值范围 【答案】(1)(2) 【解析】 解:(1)当时,故不等式可化为: 或或 解得:,所以解集为. (2)当时,,, 于是原问题等价于存在使,即成立. 设,,则. 因为为开口向上的抛物线,对称轴为, 所以在单调递减, 当时,. 令,解得或. 又,因此的取值范围是. 7.选修4-5:不等式选讲 已知函数 (1)解不等式:; (2)当,时,存在,使得,求的取值范围. 【答案】(1);(2) 【解析】 (1)由,且,得: 得:或或 解得:或或 综上所述: (2)由,得: ,,则: 由得: 实数的取值范围是 8.已知函数,. (1)若将函数图象向左平移个单位后,得到函数,要使 恒成立,求实数的最大值; (2)当时,函数存在零点,求实数的取值范围. 【答案】(1)1;(2). 【解析】 (1)由函数向左平移个单位可知, 函数, 要使恒成立,则,即恒成立, 因为, 所以只需,即实数的最大值为1. (2)当时, 函数 若函数存在零点, 则满足函数, 即, 因为函数与函数的图像有且只有一个交点, 所以实数的取值范围为. 9.已知函数. (1)当,时,求不等式的解集; (2)若,,的最小值为2,求的最小值. 【答案】(1);(2) 【解析】 (1)当,时,, 得或或,解得:, ∴不等式的解集为. (2), ∴, ∴, 当且仅当,时取等号. ∴的最小值为. 10.选修4-5:不等式选讲 已知函数. (1)当时,求不等式的解集; (2)若恒成立,求实数的取值范围. 【答案】(1);(2). 【解析】 (1)当时,, 当时,,无解; 当时,,得,所以; 当时,,符合. 综上,不等式的解集为. (2)因为恒成立等价于, 因为, 所以. 所以,所以,解得. 所以所求实数的取值范围为. 11.已知函数. (1)若,求x的取值范围; 在(1)的条件下,求的最大值. 【答案】(1)(2) 【解析】 (1)由已知得,,即,即, 即x的取值范围为. (2)由可得 由柯西不等式,得 . 当且仅当,即时, 的最大值为 12.设函数,其中,. (1)当,时,求关于的不等式的解集; (2)若,证明:. 【答案】(1)(2)见解析 【解析】 解:(1)由,, 得, 所以的解集为. (2)由,可得, , 因为,, 所以, 当且仅当时等号成立.所以. 13.已知,且的解集为. (1)求实数,的值; (2)若的图像与直线及围成的四边形的面积不小于14,求实数取值范围. 【答案】(1),;(2) 【解析】 (1)由得:,, 即,解得,. (2)的图像与直线及围成的四边形,,,,. 过点向引垂线,垂足为,则. 化简得:,(舍)或. 故的取值范围为. 14.已知函数. (1)解不等式; (2)记函数的最小值,正实数,满足,求证:. 【答案】(1);(2)证明见解析. 【解析】 (1)等价于 或或, 故或或, 综上解集为. (2) 当且仅当取等号, ,, ,当且仅当时等号成立, . 15.已知函数. (1)当时,求不等式的解集; (2)若时不等式成立,求实数的取值范围. 【答案】(1)或;(2)空集. 【解析】 解:(1)不等式,即. 可得,或或, 解得或,所以不等式的解集为. (2)当时,,所以, 由得,即, 则,该不等式无解, 所以实数的取值范围是空集(或者). 16.已知. (1)求不等式的解集; (2)设、、为正实数,且,求证:. 【答案】(1) (2)见证明 【解析】 (1)①时,, 由,∴,∴,即, ②时,,由,∴,∴,即, ③时,,由,∴,∴,可知无解, 综上,不等式的解集为; (2)∵,∴, ∴,且为正实数 ∴, ∵,,, ∴, ∴ 又为正实数,∴可以解得. 17.[选修4—5:不等式选讲] 已知函数. (1)当,求不等式的解集; (2)对于任意实数,不等式恒成立,求实数的取值范围. 【答案】(1);(2) 【解析】 (1)当时,为: 当时,不等式为:,解得:,无解 当时,不等式为:,解得:,此时 当时,不等式为:,解得:,此时 综上所述,不等式的解集为 (2)对于任意实数,,不等式恒成立等价于 因为,当且仅当时等号成立 所以 因为时,, 函数单调递增区间为,单调递减区间为 当时, ,又,解得: 实数的取值范围 18.设函数. (Ⅰ)解不等式; (Ⅱ),证明:. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析. 【解析】 (Ⅰ)因为 根据题意,或或 解之得, 故解集为. (Ⅱ)当时,函数单调递减,当时,函数单调递增. 所以当时,函数. 由题知,即, ∵, 则,所以. ∴,∴, 所以. 19.选修4-5不等式选讲 已知关于的不等式的解集为,其中. (1)求的值; (2)若正数,,满足,求证:. 【答案】(1)(2)见证明 【解析】 (1)由题意知: 即或 化简得:或 不等式组的解集为 ,解得: (2)由(1)可知, 由基本不等式有:,, 三式相加可得: ,即: 20.选修4-5:不等式选讲 已知函数 (1)当时,解不等式; (2)若存在满足,求实数的取值范围. 【答案】(1) (2) 【解析】 (1)当时,, 当时,不等式等价于,解得,; 当时,不等式等价于,解得,; 当时,不等式等价于,解得,. 综上所述,原不等式的解集为. (2)由,得, 而, (当且仅当时等号成立) 由题可知,即, 解得实数的取值范围是. 能力提升训练 1.已知函数. (Ⅰ)解不等式; (Ⅱ)记函数的最小值为,若均为正实数,且,求的最小值. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ). 【解析】 (Ⅰ)由题意, , 所以等价于或或. 解得:或,所以不等式的解集为; (Ⅱ)由(1)可知,当时, 取得最小值, 所以,即, 由柯西不等式得, 整理得, 当且仅当时, 即时等号成立. 所以的最小值为. 2.设函数,其中. (1)解不等式; (2)设的值域分别为,若,求实数的取值范围. 【答案】(1);(2). 【解析】 (1) 由 得,, 解得 ∴的解集为 (2),根据函数的单调性得 当x=-m时取等号 ∴B=时A⊆B ∴ 化简得 ∴m的取值范围[-2,-1]∪[1,2]. 3.已知函数f(x)=|2x-1|+|x+m|. (l)当m=l时,解不等式f(x)≥3; (2)证明:对任意x∈R,2f(x)≥|m+1|-|m|. 【答案】(1){x|x≤-1或x≥1};(2)见解析 【解析】 (1)当m=1时,f(x)=|2x-1|+|x+1|, ①当x≤-1时,f(x)=-3x≥3,解得x≤-1, ②当-1<x<时,f(x)=-x+2≥3,解得x≤-1,与-1<x<矛盾,舍去, ③当x≥时,f(x)=3x≥3,解得x≥1, 综上,不等式f(x)<3的解集为{x|x≤-1或x≥1}; (2)2f(x)=|4x-2|+|2x+2m|=|2x-1|+|2x-1|+|2x+2m|≥|2x-1|+|2x+2m|≥|2x+2m-2x+1| =|2m+1|=|(m+1)+m|≥|m+1|-|m|, ∴对任意x∈R,2f(x)≥|m+1|-|m|. 4.已知函数,. (1)当时,求不等式的解集; (2)若的解集包含,求实数的取值范围. 【答案】(1) .(2) . 【解析】 (1)当时,. ①当时,原不等式可化为, 化简得,解得,∴; ②当时,原不等式可化为, 化简得,解得,∴; ③当时,原不等式可化为, 化简得,解得,∴; 综上所述,不等式的解集是; (2)由题意知,对任意的,恒成立, 即对任意的,恒成立, ∵当时,, ∴对任意的,恒成立, ∵,,∴, ∴,即实数的取值范围为. 5.已知. (1)证明; (2)若,记的最小值为,解关于的不等式. 【答案】(1)见证明;(2) 【解析】 (1).当且仅当,等号成立 (2)∵,当且仅当a=b=c等号成立 由不等式即. 由得:不等式的解集为. 6.[选修4—5:不等式选讲] 已知函数 (1)若,求不等式的解集. (2)对任意的,有,求实数的取值范围. 【答案】(1);(2) 【解析】 (1), 所以 解之得不等式的解集为. (2) 当时,由题得2必须在3m+1的右边或者与3m+1重合, 所以,所以, 当时,不等式恒成立, 当时,由题得2必须在3m+1的左边或者与3m+1重合, 由题得,所以m没有解. 综上,. 7.选修4-5:不等式选讲 已知函数. (1)求不等式的解集; (2)设集合满足:当且仅当时,,若,求证:. 【答案】(1) ;(2)见解析. 【解析】 (1) 当 时, ,得 ,故; 当 时, ,得 ,故; 当 时, ,得 ,故; 综上,不等式的解集为 (2)由绝对值不等式的性质可知 等价于,当且仅当, 即 时等号成立,故 所以, 所以, 即. 8.已知函数. (Ⅰ)求时,的解集; (Ⅱ)若有最小值,求的取值范围,并写出相应的最小值. 【答案】(Ⅰ); (Ⅱ)见解析. 【解析】 (Ⅰ)当时, ∵ 当时解得 当时恒成立 当时解得 综上可得解集. (Ⅱ) 当,即时,无最小值; 当,即时,有最小值; 当且,即时, 当且,即时, 综上:当时,无最小值; 当时,有最小值; 当时, ; 当时, ; 9.已知函数. (Ⅰ)解关于的不等式; (Ⅱ)若恒成立,求实数的取值范围. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ). 【解析】 解:(I)当时,不等式为:,解得,故. 当时,不等式为:,解得,故1<x<3, 当时,不等式为:,解得,故. 综上,不等式的解集为. (II)由恒成立可得恒成立. 又,故在上单调递减,在上单调递减,在上单调递增, ∴的最小值为. ∴,解得. 即的最值范围是. 10.已知函数. (Ⅰ)求不等式的解集; (Ⅱ)若函数的定义域为,求实数的取值范围. 【答案】(I)(II) 【解析】 解:(I)由已知不等式,得, 当时,不等式为,解得,所以; 当时,不等式为,解得,所以; 当时,不等式为,解得,此时无解. 综上:不等式的解集为. (II)若的定义域为,则 恒成立. ∵,当且仅当时取等号. ∴,即. 所以实数的取值范围是.查看更多