- 2021-05-13 发布 |
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文档介绍
高考复习讲解专题之不等式
第七编 不等式 §7.1 不等关系与不等式 1.已知-1<a<0,那么-a,-a3,a2的大小关系是 . 答案 -a>a2>-a3 2.若m<0,n>0且m+n<0,则-n,-m,m,n的大小关系是 . 答案 m<-n<n<-m 3.已知a<0,-1<b<0,那么a,ab,ab2的大小关系是 . 答案 ab>ab2>a 4.设a=2-,b=-2,c=5-2,则a,b,c的大小关系为 . 答案 a<b<c 5.设甲:m、n满足乙:m、n满足那么甲是乙的 条件. 答案 必要不充分 例1 (1)设x<y<0,试比较(x2+y2)(x-y)与(x2-y2)(x+y)的大小; (2)已知a,b,c∈{正实数},且a2+b2=c2,当n∈N,n>2时比较cn与an+bn的大小. 解 (1)方法一 (x2+y2)(x-y)-(x2-y2)(x+y) =(x-y)[x2+y2-(x+y)2]=-2xy(x-y), ∵x<y<0,∴xy>0,x-y<0, ∴-2xy(x-y)>0, ∴(x2+y2)(x-y)>(x2-y2)(x+y). 方法二 ∵x<y<0,∴x-y<0,x2>y2,x+y<0. ∴(x2+y2)(x-y)<0,(x2-y2)(x+y)<0, ∴0<=<1, ∴(x2+y2)(x-y)>(x2-y2)(x+y). (2)∵a,b,c∈{正实数},∴an,bn,cn>0, 而=+. ∵a2+b2=c2,则+=1, ∴0<<1,0<<1. ∵n∈N,n>2, ∴<,<, ∴=+<=1, ∴an+bn<cn. 例2 已知a、b、c是任意的实数,且a>b,则下列不等式恒成立的是 . ①(a+c)4>(b+c)4 ②ac2>bc2 ③lg|b+c|<lg|a+c| ④(a+c)>(b+c) 答案 ④ 例3 (14分)已知-1<a+b<3且2<a-b<4,求2a+3b的取值范围. 解 设2a+3b=m(a+b)+n(a-b), ∴, 4分 ∴m=,n=-. 6分 ∴2a+3b=(a+b)-(a-b). 7分 ∵-1<a+b<3,2<a-b<4, ∴-<(a+b)<,-2<-(a-b)<-1, 10分 ∴-<(a+b)- (a-b)<, 12分 即-<2a+3b<. 14分 1.(1)比较x6+1与x4+x2的大小,其中x∈R; (2)设a∈R,且a≠0,试比较a与的大小. 解 (1)(x6+1)-(x4+x2) =x6-x4-x2+1=x4(x2-1)-(x2-1) =(x2-1)(x4-1)=(x2-1)(x2-1)(x2+1) =(x2-1)2(x2+1). 当x=±1时,x6+1=x4+x2; 当x≠±1时,x6+1>x4+x2. (2)a-== 当-1<a<0或a>1时,a>; 当a<-1或0<a<1时,a<; 当a=±1时,a=. 2.适当增加不等式条件使下列命题成立: (1)若a>b,则ac≤bc; (2)若ac2>bc2,则a2>b2; (3)若a>b,则lg(a+1)>lg(b+1); (4)若a>b,c>d,则>; (5)若a>b,则<. 解 (1)原命题改为:若a>b且c≤0,则ac≤bc,即增加条件“c≤0”. (2)由ac2>bc2可得a>b,但只有b≥0时,才有a2>b2,即增加条件“b≥0”. (3)由a>b可得a+1>b+1,但作为真数,应有b+1>0,故应加条件“b>-1”. (4)>成立的条件有多种,如a>b>0,c>d>0,因此可增加条件“b>0,d>0”.还可增加条件为“a<0,c>0,d<0”. (5) <成立的条件是a>b,ab>0或a<0,b>0, 故增加条件为“ab>0”. 3.设f(x)=ax2+bx,1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范围. 解 方法一 设f(-2)=mf(-1)+nf(1) (m,n为待定系数), 则4a-2b=m(a-b)+n(a+b), 即4a-2b=(m+n)a+(n-m)b, 于是得,解得, ∴f(-2)=3f(-1)+f(1). 又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4, ∴5≤3f(-1)+f(1)≤10, 故5≤f(-2)≤10. 方法二 由, 得, ∴f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1). 又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4, ∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,故5≤f(-2)≤10. 方法三 由确定的平面区域如图. 当f(-2)=4a-2b过点A时, 取得最小值4×-2×=5, 当f(-2)=4a-2b过点B(3,1)时, 取得最大值4×3-2×1=10, ∴5≤f(-2)≤10. 一、填空题 1.已知a,b,c满足c<b<a且ac<0,则下列不等式中恒成立的是 (填序号). ①> ②>0 ③> ④<0 答案 ①②④ 2.(2009·姜堰中学高三第四次综合练习)已知存在实数a满足ab2>a>ab,则实数b的取值范围为 . 答案 (-∞,-1) 3.(2009·苏、锡、常、镇三检)已知三个不等式:ab>0,bc-ad>0, ->0(其中a,b,c,d 均为实数),用其中两个不等式作为条件,余下的一个不等式作为结论组成一个命题,可组成的正确命题的个数为 个. 答案 3 4.已知函数f(x)=log2(x+1),设a>b>c>0,则,,的大小关系为 . 答案 << 5.若x>y>1,且0<a<1,则①ax<ay;②logax>logay;③x-a>y-a;④logxa<logya. 其中不成立的有 个. 答案 3 6.已知a+b>0,则+与+的大小关系是 . 答案 +≥+ 7.给出下列四个命题: ①若a>b>0,则>; ②若a>b>0,则a->b-; ③若a>b>0,则>; ④设a,b是互不相等的正数,则|a-b|+≥2. 其中正确命题的序号是 .(把你认为正确命题的序号都填上) 答案 ② 二、解答题 8.比较aabb与abba(a,b为不相等的正数)的大小. 解 =aa-bbb-a=, 当a>b>0时,>1,a-b>0,∴>1; 当0<a<b时,<1,a-b<0,∴>1. 综上所述,总有aabb>abba. 9.已知奇函数f(x)在区间(-∞,+∞)上是单调递减函数, ,,∈R且+>0, +>0, +>0. 试说明f()+f()+f()的值与0的关系. 解 由+>0,得>-. ∵f(x)在R上是单调减函数,∴f()<f(-). 又∵f(x)为奇函数,∴f()<-f(),∴f()+f()<0, 同理f()+f()<0,f()+f()<0, ∴f()+f()+f()<0. 10.某个电脑用户计划使用不超过1 000元的资金购买单价分别为80元、90元的单片软件和盒装磁盘.根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买4盒,写出满足上述所有不等关系的不等式. 解 设买软件x片、磁盘y盒, N+ N+ 则x、y满足关系:. 11.已知a>0,a2-2ab+c2=0,bc>a2.试比较a,b,c的大小. 解 ∵bc>a2>0,∴b,c同号. 又a2+c2>0,a>0,∴b=>0,∴c>0, 由(a-c)2=2ab-2ac=2a(b-c)≥0,∴b-c≥0. 当b-c>0,即b>c时, 由得·c>a2 即(a-c)(2a2+ac+c2)<0. ∵a>0,b>0,c>0,∴2a2+ac+c2>0, ∴a-c<0,即a<c,则a<c<b; 当b-c=0,即b=c时, ∵bc>a2,∴b2>a2,即b≠a. 又∵a2-2ab+c2=(a-b)2=0a=b与a≠b矛盾, ∴b-c≠0. 综上可知:a<c<b. §7.2 一元二次不等式及其解法 1.下列结论正确的是 . ①不等式x2≥4的解集为{x|x≥±2} ②不等式x2-9<0的解集为{x|x<3} ③不等式(x-1)2<2的解集为{x|1-<x<1+} ④设x1,x2为ax2+bx+c=0的两个实根,且x1<x2,则不等式ax2+bx+c<0的解集为{x|x1<x<x2} 答案 ③ 2.(2007·湖南理)不等式≤0的解集是 . 答案 (-1,2] 3.(2008·天津理)已知函数f(x)=则不等式x+(x+1)·f(x+1)≤1的解集是 . 答案 {x|x≤-1} 4.在R上定义运算:xy=x(1-y).若不等式(x-a)(x+a)<1对任意实数x成立,则a的取值范围是 . 答案 -<a< 5.(2008·江苏,4)A={x|(x-1)2<3x-7},则A∩Z的元素的个数为 . 答案 0 例1 解不等式≥(x2-9)-3x. 解 原不等式可化为-x2+≥x2--3x, 即2x2-3x-7≤0. 解方程2x2-3x-7=0,得x=. 所以原不等式的解集为 . 例2 已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(,),且0<<,求不等式cx2+bx+a<0的解集. 解 方法一 由已知不等式的解集为(,)可得a<0, ∵,为方程ax2+bx+c=0的两根, ② ① ∴由根与系数的关系可得 ∵a<0,∴由②得c<0, 则cx2+bx+a<0可化为x2++>0, ①÷②得==-<0, 由②得==·>0, ∴、为方程x2+x+=0的两根. ∵0<<, ∴不等式cx2+bx+a<0的解集为 . 方法二 由已知不等式解集为(,),得a<0, 且,是ax2+bx+c=0的两根, ∴+=-,=, ∴cx2+bx+a<0x2+x+1>0 ()x2-(+)x+1>0(x-1)(x-1)>0 >0. ∵0<<,∴>,∴x<或x>, ∴cx2+bx+a<0的解集为. 例3 已知不等式>0 (a∈R). (1)解这个关于x的不等式; (2)若x=-a时不等式成立,求a的取值范围. 解 (1)原不等式等价于(ax-1)(x+1)>0. ①当a=0时,由-(x+1)>0,得x<-1; ②当a>0时,不等式化为(x+1)>0, 解得x<-1或x>; ③当a<0时,不等式化为(x+1)<0; 若<-1,即-1<a<0,则<x<-1; 若=-1,即a=-1,则不等式解集为空集; 若>-1,即a<-1,则-1<x<. 综上所述, a<-1时,解集为; a=-1时,原不等式无解; -1<a<0时,解集为; a=0时,解集为{x|x<-1}; a>0时,解集为. (2)∵x=-a时不等式成立, ∴>0,即-a+1<0, ∴a>1,即a的取值范围为a>1. 例4 (14分)已知f(x)=x2-2ax+2,当x∈[-1,+∞)时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围. 解 方法一 f(x)=(x-a)2+2-a2, 此二次函数图象的对称轴为x=a, 2分 ①当a∈(-∞,-1)时,结合图象知,f(x)在[-1,+∞)上单调递增,f(x)min=f(-1)=2a+3, 4分 要使f(x)≥a恒成立,只需f(x)min≥a, 即2a+3≥a,解得a≥-3,又a<-1,∴-3≤a<-1; 6分 ②当a∈[-1,+∞)时,f(x)min=f(a)=2-a2, 8分 由2-a2≥a,解得-2≤a≤1,又a≥-1, ∴-1≤a≤1. 12分 综上所述,所求a的取值范围为-3≤a≤1. 14分 方法二 由已知得x2-2ax+2-a≥0在[-1,+∞)上恒成立, 4分 即Δ=4a2-4(2-a)≤0或, 10分 解得-3≤a≤1. 14分 1.解下列不等式: (1)-x2+2x->0;(2)9x2-6x+1≥0. 解 (1)-x2+2x->0 x2-2x+<0 3x2-6x+2<0 Δ=12>0,且方程3x2-6x+2=0的两根为 x1=1-,x2=1+, ∴原不等式解集为. (2)9x2-6x+1≥0(3x-1)2≥0. ∴x∈R,∴不等式解集为R. 2.已知关于x的不等式(a+b)x+(2a-3b)<0的解集为,求关于x的不等式(a-3b)x+(b-2a)>0的解集. 解 ∵(a+b)x+(2a-3b)<0的解集是, ∴ 于是a=2b>0,b>0,不等式(a-3b)x+(b-2a)>0, 即为-bx-3b>0,亦即-bx>3b,∴x<-3. 故所求不等式的解集为{x|x<-3}. 3.解关于x的不等式<0 (a∈R). 解 <0(x-a)(x-a2)<0, ①当a=0或a=1时,原不等式的解集为; ②当a<0或a>1时,a<a2,此时a<x<a2; ③当0<a<1时,a>a2,此时a2<x<a. 综上,当a<0或a>1时,原不等式的解集为{x|a<x<a2}; 当0<a<1时,原不等式的解集为{x|a2<x<a}; 当a=0或a=1时,原不等式的解集为. 4.函数f(x)=x2+ax+3. (1)当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围. (2)当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围. 解 (1)∵x∈R时,有x2+ax+3-a≥0恒成立, 须Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,所以-6≤a≤2. (2)当x∈[-2,2]时,设g(x)=x2+ax+3-a≥0,分如下三种情况讨论(如图所示): ①如图(1),当g(x)的图象恒在x轴上方时,满足条件时,有Δ=a2-4(3-a)≤0,即-6≤a≤2. ②如图(2),g(x)的图象与x轴有交点, 但在x∈[-2,+∞)时,g(x)≥0, 即 即 解之得a∈. ③如图(3),g(x)的图象与x轴有交点, 但在x∈(-∞,2]时,g(x)≥0, 即 即 -7≤a≤-6 综合①②③得a∈[-7,2]. 一、填空题 1.函数y=的定义域是 . 答案 [-,-1)∪(1,] 2.不等式>0的解集是 . 答案 (-2,1)∪(2,+∞) 3.若(m+1)x2-(m-1)x+3(m-1)<0对任何实数x恒成立,则实数m的取值范围是 . 答案 m<- 4.若关于x的不等式:x2-ax-6a<0有解且解区间长不超过5个单位,则a的取值范围是 . 答案 -25≤a<-24或0<a≤1 5.(2009·启东质检)已知函数f(x)的定义域为(-∞,+∞), f′(x)为f(x)的导函数,函数y=f′(x)的图象如右图所示, 且f(-2)=1,f(3)=1,则不等式f(x2-6)>1的解集为 . 答案 (2,3)∪(-3,-2) 6.不等式组的解集为 . 答案 {x|0<x<1} 7.若不等式2x>x2+a对于任意的x∈[-2,3]恒成立,则实数a的取值范围为 . 答案 (-∞,-8) 8.已知{x|ax2-ax+1<0}=,则实数a的取值范围为 . 答案 0≤a≤4 二、解答题 9.解关于x的不等式56x2+ax-a2<0. 解 原不等式可化为(7x+a)(8x-a)<0, 即<0. ①当-<,即a>0时,-<x<; ②当-=,即a=0时,原不等式解集为; ③当->,即a<0时, <x<-. 综上知:当a>0时,原不等式的解集为 ; 当a=0时,原不等式的解集为; 当a<0时,原不等式的解集为. 10.已知x2+px+q<0的解集为,求不等式qx2+px+1>0的解集. 解 ∵x2+px+q<0的解集为, ∴-,是方程x2+px+q=0的两实数根, 由根与系数的关系得,∴, ∴不等式qx2+px+1>0可化为-, 即x2-x-6<0,∴-2<x<3, ∴不等式qx2+px+1>0的解集为{x|-2<x<3}. 11.若不等式2x-1>m(x2-1)对满足|m|≤2的所有m都成立,求x的取值范围. 解 方法一 原不等式化为(x2-1)m-(2x-1)<0. 令f(m)=(x2-1)m-(2x-1)(-2≤m≤2). 则 解得<x<. 方法二 求已知不等式视为关于m的不等式, (1)若x2-1=0,即x=±1时,不等式变为2x-1>0,即x>,∴x=1,此时原不等式恒成立. (2)当x2-1>0时,使>m对一切|m|≤2恒成立的充要条件是>2, ∴1<x<. (3)当x2-1<0时,使<m对一切|m|≤2恒成立的充要条件是<-2. ∴<x<1. 由(1)(2)(3)知原不等式的解集为. 12.已知函数f(x)=ax2+a2x+2b-a3,当x∈(-2,6)时,其值为正,而当x∈(-∞,-2)∪(6,+∞)时,其值为负. (1)求实数a,b的值及函数f(x)的表达式; (2)设F(x)=-f(x)+4(k+1)x+2(6k-1),问k取何值时,函数F(x)的值恒为负值? 解 (1)由题意可知-2和6是方程f(x)=0的两根, ∴,∴, ∴f(x)=-4x2+16x+48. (2)F(x)=-(-4x2+16x+48)+4(k+1)x+2(6k-1) =kx2+4x-2. 当k=0时,F(x)=4x-2不恒为负值; 当k≠0时,若F(x)的值恒为负值, 则有,解得k<-2. §7.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 1.已知点A(1,-1),B(5,-3),C(4,-5),则表示△ABC的边界及其内部的约束条件是 . 答案 2.(2008·天津理,2)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=5x+y的最大值为 . 答案 5 3.若点(1,3)和(-4,-2)在直线2x+y+m=0的两侧,则m的取值范围是 . 答案 -5<m<10 4.(2008·北京理)若实数x,y满足则z=3x+2y的最小值是 . 答案 1 5.(2008·福建理)若实数x、y满足,则的取值范围是 . 答案 (1,+∞) 例1 画出不等式组表示的平面区域,并回答下列问题: (1)指出x,y的取值范围; (2)平面区域内有多少个整点? 解 (1)不等式x-y+5≥0表示直线x-y+5=0上及 右下方的点的集合.x+y≥0表示直线x+y=0上及 右上方的点的集合,x≤3表示直线x=3上及左方 的点的集合. 所以,不等式组 表示的平面区域如图所示. 结合图中可行域得x∈ ,y∈[-3,8]. Z (2)由图形及不等式组知 当x=3时,-3≤y≤8,有12个整点; 当x=2时,-2≤y≤7,有10个整点; 当x=1时,-1≤y≤6,有8个整点; 当x=0时,0≤y≤5,有6个整点; 当x=-1时,1≤y≤4,有4个整点; 当x=-2时,2≤y≤3,有2个整点; ∴平面区域内的整点共有 2+4+6+8+10+12=42(个). 例2 (2008·湖南理,3)已知变量x、y满足条件则x+y的最大值是 . 答案 6 例3 (14分)某工厂生产甲、乙两种产品,计划每天每种产品的生产量不少于15吨,已知生产甲产品1吨,需煤9吨,电力4千瓦时,劳力3个;生产乙产品1吨,需煤4吨,电力5千瓦时,劳力10个;甲产品每吨的利润为7万元,乙产品每吨的利润为12万元;但每天用煤不超过300吨,电力不超过200千瓦时,劳力只有300个.问每天生产甲、乙两种产品各多少吨,才能使利润总额达到最大? 解 设每天生产甲、乙两种产品分别为x吨、y吨,利润总额为z万元, 1分 则线性约束条件为, 4分 目标函数为z=7x+12y, 8分 作出可行域如图, 10分 作出一组平行直线7x+12y=t,当直线经过直线4x+5y=200和直线3x+10y=300的交点A(20,24)时, 利润最大. 12分 即生产甲、乙两种产品分别为20吨、24吨时,利润总额最大,zmax=7×20+12×24=428(万元). 答 每天生产甲产品20吨、乙产品24吨,才能使利润总额达到最大. 14分 1.(2008·浙江理,17)若a≥0,b≥0,且当时,恒有ax+by≤1,则以a,b为坐 标的点P(a,b)所形成的平面区域的面积等于 . 答案 1 2.(2008·全国Ⅰ理,13)若x,y满足约束条件则z=2x-y的最大值为 . 答案 9 3.某家具公司制作木质的书桌和椅子两种家具,需要木工和漆工两道工序,已知木工平均四个小时做一把椅子,八个小时做一张书桌,该公司每星期木工最多有8 000个工作时;漆工平均两小时漆一把椅子,一个小时漆一张书桌,该公司每星期漆工最多有1 300个工作时.又已知制作一把椅子和一张书桌的利润分别是15元和20元,根据以上条件,怎样安排生产能获得最大利润? 解 依题意设每星期生产x把椅子,y张书桌, 那么利润p=15x+20y. N N 其中x,y满足限制条件. 即点(x,y)的允许区域为图中阴影部分,它们的边界分别为4x+8y=8 000(即AB),2x+y=1 300(即BC),x=0(即OA)和y=0(即OC). 对于某一个确定的p=p0满足p0=15x+20y,且点(x,y)属于阴影部分的解x,y就是一个能获得p0元利润的生产方案. 对于不同的p,p=15x+20y表示一组斜率为-的平行线,且p越大,相应的直线位置越高;p越小,相应的直线位置越低.按题意,要求p的最大值,需把直线p=15x+20y尽量地往上平移,又考虑到x,y的允许范围, 当直线通过B点时,处在这组平行线的最高位置,此时p取最大值. 由,得B(200,900), 当x=200,y=900时,p取最大值, 即pmax=15×200+20×900=21 000, 即生产200把椅子、900张书桌可获得最大利润21 000元. 一、填空题 1.(2008·全国Ⅱ理,5)设变量x,y满足约束条件: 则z=x-3y的最小值为 . 答案 -8 2.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 . 答案 0<a≤1或a≥ 3.已知平面区域D由以A(1,3)、B(5,2)、C(3,1)为顶点的三角形内部和边界组成.若在区域D 上有无穷多个点(x,y)可使目标函数z=x+my取得最小值,则m= . 答案 1 4.(2008·山东理)设二元一次不等式组,所表示的平面区域为M,使函数y=ax (a>0,a≠1)的图象过区域M的a的取值范围是 . 答案 [2,9] 5.如果实数x,y满足,目标函数z=kx+y的最大值为12, 答案 2 6.(2007·江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知平面区域A={(x,y)|x+y≤1,且x≥0, y≥0},则平面区域B={(x+y,x-y)|(x,y)∈A}的面积为 . 答案 1 7.(2008·安徽理,15)若A为不等式组表示的平面区域,则当a从-2连续变化 到1时,动直线x+y=a扫过A中的那部分区域的面积为 . 答案 8.设集合A={(x,y)|y≥|x-2|,x≥0},B={(x,y)|y≤-x+b},A∩B≠. (1)b的取值范围是 ; (2)若(x,y)∈A∩B,且x+2y的最大值为9,则b的值是 . 答案 (1)[2,+∞)(2) 二、解答题 9.已知实数x、y满足,试求z=的最大值和最小值. 解 由于z==, 所以z的几何意义是点(x,y)与点M(-1,-1)连线的斜率,因此的最值就是点 (x,y)与点M(-1,-1)连线的斜率的最值, 结合图可知:直线MB的斜率最大,直线MC的斜率最小,即zmax=kMB=3,此时x=0,y=2; zmin=kMC=,此时x=1,y=0. 10.已知变量x,y满足的约束条件为.若目标函数z=ax+y(其中a>0)仅在点 (3,0)处取得最大值,求a的取值范围. 解 依据约束条件,画出可行域. ∵直线x+2y-3=0的斜率k1=-,目标函数 z=ax+y(a>0)对应直线的斜率k2=-a,若符 合题意,则须k1>k2,即->-a,得a>. 11.两种大小不同的钢板可按下表截成A,B,C三种规格成品: 某建筑工地需A,B,C三种规格的成品分别为15,18,27块,问怎样截这两种钢板,可 得所需三种规格成品,且所用钢板张数最小. 解 设需要第一种钢板x张,第二种钢板y张,钢板总数为z张,z=x+y 约束条件为: 作出可行域如图所示: 令z=0,作出基准直线l:y=-x,平行移动直线l发现在可行域内,经过直线x+3y=27和直线2x+y=15的交点A可使 z取最小,由于都不是整数,而最优解(x,y)中,x,y必须都是整数,可行域内点A不是最优解; 通过在可行域内画网格发现,经过可行域内的整点且与A点距离最近的直线是x+y=12,经过的整点是B(3,9)和 C(4,8),它们都是最优解. 答 要截得所需三种规格的钢板,且使所截两种钢板的张数最少的方法有两种: 第一种截法是截第一种钢板3张,第二种钢板9张; 第二种截法是截第一种钢板4张,第二种钢板8张; 两种方法都最少要截两种钢板共12张. 12.在R上可导的函数f(x)= x3+ax2+2bx+c,当x∈(0,1)时取得极大值,当x∈(1,2)时取得极小值,求点(a,b)对应的区域 的面积以及的取值范围. 解 函数f(x)的导数为f′(x)=x2+ax+2b,当x∈(0,1)时,f(x)取得极大值,当x∈(1,2)时,f(x)取得极小值,则方程x2+ax+2b=0有两个根,一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,由二次函数f′(x)=x2+ax+2b的图象与方程x2+ax+2b=0根的分布之间的关系可以得到, 在aOb平面内作出满足约束条件的点(a,b)对应的区域为 △ABD(不包括边界),如图阴影部分,其中点A(-3,1),B(-1,0),D(-2,0), △ABD的面积为 S△ABD=|BD|×h=(h为点A到a轴的距离). 点C(1,2)与点(a,b)连线的斜率为, 显然∈(kCA,kCB),即∈. §7.4 基本不等式:≤ 1.已知a>0,b>0,+=1,则a+2b的最小值为 . 答案 7+2 2.(2009·常州武进区四校高三期中联考)若x,y∈R+,且x+4y=1,则x·y的最大值是 . 答案 3.已知x>0,y>0,x,a,b,y成等差数列,x,c,d,y成等比数列,则的最小值是 . 答案 4 4.x+3y-2=0,则3x+27y+1的最小值为 . 答案 7 5.(2008·江苏,11)x,y,z∈R+,x-2y+3z=0,的最小值是 . 答案 3 例1 已知x>0,y>0,z>0. 求证:≥8. 证明 ∵x>0,y>0,z>0, ∴+≥>0, +≥>0. +≥>0, ∴ ≥=8. (当且仅当x=y=z时等号成立) 例2 (1)已知x>0,y>0,且+=1,求x+y的最小值; (2)已知x<,求函数y=4x-2+的最大值; (3)若x,y∈(0,+∞)且2x+8y-xy=0,求x+y的最小值. 解(1)∵x>0,y>0,+=1, ∴x+y=(x+y) =++10≥6+10=16. 当且仅当=时,上式等号成立, 又+=1,∴x=4,y=12时,(x+y)min=16. (2)∵x<,∴5-4x>0, ∴y=4x-2+=-+3≤-2+3=1, 当且仅当5-4x=,即x=1时,上式等号成立, 故当x=1时,ymax=1. (3)由2x+8y-xy=0,得2x+8y=xy,∴+=1, ∴x+y=(x+y)=10++ =10+2≥10+2×2×=18, 当且仅当=,即x=2y时取等号, 又2x+8y-xy=0,∴x=12,y=6, ∴当x=12,y=6时,x+y取最小值18. 例3 (14分)某造纸厂拟建一座平面图形为矩形 且面积为162平方米的三级污水处理池,池的深度一定 (平面图如图所示),如果池四周围墙建造单价为400元/米,中间两道隔墙建造单价为248元/米,池底建造单价为 80元/米2,水池所有墙的厚度忽略不计. (1)试设计污水处理池的长和宽,使总造价最低,并求出最低总造价; (2)若由于地形限制,该池的长和宽都不能超过16米,试设计污水池的长和宽,使总造价最低,并求出最低总造价. 解 (1)设污水处理池的宽为x米,则长为米. 1分 则总造价f(x)=400×+248×2x+80×162 =1 296x++12 960 =1 296+12 960 4分 ≥1 296×2+12 960=38 880(元), 当且仅当x=(x>0), 即x=10时取等号. 6分 ∴当长为16.2米,宽为10米时总造价最低,最低总造价为38 880元. 8分 (2)由限制条件知,∴10≤x≤16. 10分 设g(x)=x+. g(x)在上是增函数, ∴当x=10时(此时=16), g(x)有最小值, 12分 即f(x)有最小值. 1 296×+12 960=38 882(元). ∴当长为16米,宽为10米时,总造价最低,为38 882元. 14分 1.已知,a,b,c均为正数,且a+b+c=1. 求证:++≥9. 证明 ++= ++ =3+++ ≥3+2+2+2=9. 当且仅当a=b=c=时取等号. 2.若-4<x<1,求的最大值. 解 =·= =- ∵-4<x<1,∴-(x-1)>0,>0. 从而≥2 -≤-1 当且仅当-(x-1)= , 即x=2(舍)或x=0时取等号. 即=-1. 3.甲、乙两地相距s千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不超过c千米/小时,已知汽车每小时的运输成本(以元为 单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(千米/小时)的平方成正比,比例系数为b;固定部分为a元. (1)把全程运输成本y(元)表示为速度v(千米/小时)的函数,并指出这个函数的定义域; (2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶? 解 (1)建模:依题意知,汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为,全程运输成本为y=(a+bv2) =sb,v∈(0,c]. (2)依题意,有s,b,a,v都是正数. 因此y=sb≥2s; ①若≤c,则当且仅当v=v=时,y取到最小值. ②若≥c,则y在(0,c]上单调递减, 所以当v=c时,y取到最小值. 综上所述,为了使全程运输成本最小,当≤c时,行驶速度应该为v=; 当≥c时,行驶速度应该为v=c. 一、填空题 1.若不等式x2+ax+4≥0对一切x∈(0,1]恒成立,则a的取值范围是 . 答案 a≥-5 2.(2008·江苏)x,y,z∈R+,x-2y+3z=0,的最小值为 . 答案 3 3.已知0<x<1,则x(3-3x)取得最大值时x的值为 . 答案 4.(2008·栟茶中学模拟)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 . 答案 3+2 5.函数y=log2x+logx(2x)的值域是 . 答案 (-∞,-1]∪[3,+∞) 6.某公司一年购买某种货物400吨,每次都购买x吨,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x万元,要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x= 吨. 答案 20 7.(2008·徐州调研)若实数a,b满足ab-4a-b+1=0 (a>1),则(a+1)(b+2)的最小值为 . 答案 27 8.若a,b是正常数,a≠b,x,y∈(0,+∞),则+≥,当且仅当=时上式取等号.利用以上结论,可以得到函数f(x)=+ 的最小值为 ,取最小值时x的值为 . 答案 25 二、解答题 9.(1)已知0<x<,求x(4-3x)的最大值; (2)点(x,y)在直线x+2y=3上移动,求2x+4y的最小值. 解 (1)已知0<x<,∴0<3x<4. ∴x(4-3x)=(3x)(4-3x)≤= 当且仅当3x=4-3x,即x=时“=”成立. ∴当x=时,x(4-3x)的最大值为. (2)已知点(x,y)在直线x+2y=3上移动,所以x+2y=3. ∴2x+4y≥2=2=2=4. 当且仅当,即x=,y=时“=”成立. ∴当x=,y=时,2x+4y的最小值为4. 10.已知a、b∈(0,+∞),且a+b=1,求证: (1)a2+b2≥; (2)+≥8; (3)+ ≥; (4) ≥. 证明 由 a、b∈(0,+∞), 得≤ab≤≥4. (当且仅当a=b=时取等号) (1)∵a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab≥1-2×=, ∴a2+b2≥. (2)∵+≥≥8,∴+≥8. (3)由(1)、(2)的结论,知 + =a2+b2+4++ ≥+4+8=,∴+ ≥. (4) =++ab+ =+++2≥2++2=. 11.设a>0,b>0,a+b=1. (1)证明:ab+≥4; (2)探索猜想,并将结果填在以下括号内: a2b2+≥( );a3b3+≥( ); (3)由(1)(2)归纳出更一般的结论,并加以证明. (1)证明 方法一 ab+≥44a2b2-17ab+4≥0 (4ab-1)(ab-4)≥0. ∵ab=()2≤=, ∴4ab≤1,而又知ab≤<4, 因此(4ab-1)(ab-4)≥0成立,故ab+≥4. 方法二 ab+=ab++, ∵ab≤=,∴≥4,∴≥. 当且仅当a=b=时取等号. 又ab+≥2=, 当且仅当ab=,即=4,a=b=时取等号. 故ab+≥+=4 (当且仅当a=b=时,等号成立). (2)解 猜想:当a=b=时, 不等式a2b2+≥( )与a3b3+≥( )取等号,故在括号内分别填16与64. (3)解 由此得到更一般性的结论: anbn+≥4n+. 证明如下: ∵ab≤=,∴≥4. ∴anbn+=anbn++ ≥2+×4n =+=4n+, 当且仅当ab=,即a=b=时取等号. 12.某工厂统计资料显示,产品次品率p与日产量x(单位:件,x∈N*,1≤x≤96)的关系如下: 又知每生产一件正品盈利a(a为正常数)元,每生产一件次品就损失元. (注:次品率p=×100%,正品率=1-p) (1)将该厂日盈利额T(元)表示为日产量x的函数; (2)为了获得最大盈利,该厂的日产量应定为多少件? 解 (1)依题意可知:p=(1≤x≤96,x∈N*), 日产量x件中次品有xp件,正品有x-px件, 日盈利额T=a(x-px)-px=a. (2)∵T=a=a =a=a ≤a(104-2)=64a, 所以当100-x=20,即x=80时,T最大. 因此日产量为80件时,日盈利额T取最大值. 单元检测七 一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分) 1.已知集合M={x|x2<4},N={x|x2-2x-3<0},则集合M∩N= . 答案 {x|-1<x<2} 2.已知a>0,b>0,a,b的等差中项是,且m=a+,n=b+,则m+n的最小值是 . 答案 5 当且仅当a=b=时取等号. 3.已知x>,则函数y=4x+的最小值为 . 4.若x,y是正数,则+的最小值是 . 答案 4 5.(2009·东海高级中学高三调研)函数y=a1-x (a>0,a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny-1=0 (mn>0)上,则+ 的最小值为 . 答案 4 6.设函数f(x)=,若f(x0)>1,则x0的取值范围是 . 答案 (0,2)∪(3,+∞) 7.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 . 答案 5≤a<7 8.一批救灾物资随26辆汽车从某市以v km/h的速度匀速直达400 km外的灾区,为了安全起见,两辆汽车的间距不得小于km,则这批物资全部运送到灾区最少需 h. 答案 10 9.函数f(x)=,则不等式xf(x)-x≤2的解集为 . 答案 [-1,2] 10.(2008·江西文)已知函数f(x)=2x2+(4-m)x+4-m,g(x)=mx,若对于任一实数x,f(x)与g(x)的值至少有一个为正数,则实数m的取值范围是 . 答案 (-∞,4) 11.若方程x2-2ax+4=0在区间(1,2]上有且仅有一个根,则实数a的取值范围是 . 答案 12.(2008·苏中三市质检)若不等式x2-2ax+a>0对x∈R恒成立,则关于t的不等式a2t+1<a的解集为 . 答案 (-2,2) 13.已知,则(x+1)2+(y+1)2的最小值和最大值分别是 . 答案 13,41 14.对于0≤m≤4的m,不等式x2+mx>4x+m-3恒成立,则x的取值范围是 . 答案 x<-1或x>3 解析 ∵x2-4x+3+m(x-1)>0, 即(x-1)(x-3+m)>0对0≤m≤4恒成立, ∴或 ∴x<-1或x>3. 二、解答题(本大题共6小题,共90分) 15.(2008·石家庄模拟)(14分)已知a=(1,x),b=(x2+x,-x),m为常数且m≤-2,求使不等式a·b+2>m成立 的x的范围. 解 ∵a=(1,x),b=(x2+x,-x), ∴a·b=x2+x-x2=x. 由a·b+2>m x+2>m(x+2)-m>0 x(x+2)(x-m)>0(m≤-2). ①当m=-2时,原不等式x(x+2)2>0x>0; ②当m<-2时,原不等式m<x<-2或x>0. 综上,得m=-2时,x的取值范围是(0,+∞); m<-2时,x的取值范围是(m,-2)∪(0,+∞). 16.(2008·苏南四市模拟)(14分)甲、乙两公司同时开发同一种新产品,经测算,对于函数f(x),g(x)以及任意的x≥0,当甲公司投入x万元做宣传时,若乙公司投入的宣传费小于f(x)万元,则乙公司对这一新产品的开发有失败的风险,否则没有失败的风险;当乙公司投入x万元做宣传时,若甲公司投入的宣传费小于g(x)万元,则甲公司这一新产品的开发有失败的风险,否则没有失败的风险. (1)试解释f(0)=10,g(0)=20的实际意义; (2)设f(x)= x+10,g(x)=+20,甲、乙两公司为了避免恶性竞争,经过协商,同意在双方均无失败风险的情况下尽可能少地投入宣传费用,问甲、乙两公司各应投入多少宣传费? 解 (1)f(0)=10表示当甲公司不投入宣传费时,乙公司要避免新产品的开发有失败的风险,至少要投入10万元宣传费;g(0)=20表示当乙公司不投入宣传费时,甲公司要避免新产品的开发有失败的风险,至少要投入20万元宣传费. (2)设甲公司投入宣传费x万元,乙公司投入宣传费y万元,依题意,当且仅当 ① ② 时, 双方均无失败的风险. 由①②得y≥(+20)+10,即4y--60≥0, 即(-4)(4+15)≥0. ∵≥0,∴4+15>0. ∴≥4.∴y≥16.∴x≥+20≥4+20=24. ∴xmin=24,ymin=16, 即在双方均无失败风险的情况下,甲公司至少要投入24万元,乙公司至少要投入16万元. 17.(14分)函数f(x)对一切实数x,y均有f(x+y)-f(y)=(x+2y+1)x成立,且f(1)=0. (1)求f(0); (2)求f(x); (3)不等式f(x)>ax-5当0<x<2时恒成立,求a的取值范围. 解 (1)令x=1,y=0, 得f(1+0)-f(0)=(1+2×0+1)·1=2, ∴f(0)=f(1)-2=-2. (2)令y=0,f(x+0)-f(0)=(x+2×0+1)·x=x2+x, ∴f(x)=x2+x-2. (3)f(x)>ax-5化为x2+x-2>ax-5, ax<x2+x+3,∵x∈(0,2), ∴a<=1+x+. 当x∈(0,2)时,1+x+≥1+2,当且仅当x=,即x=时取等号,由∈(0,2),得=1+2. ∴a<1+2. 18.(16分)设f(x)是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数且在(-∞,0)上为增函数. (1)若m·n<0,m+n≤0,求证:f(m)+f(n)≤0; (2)若f(1)=0,解关于x的不等式f(x2-2x-2)>0. (1)证明 ∵m·n<0,m+n≤0,∴m、n一正一负. 不妨设m>0,n<0,则n≤-m<0.取n=-m<0, ∵函数f(x)在(-∞,0)上为增函数, 则f(n)=f(-m);取n<-m<0,同理 f(n)<f(-m)∴f(n)≤f(-m). 又函数f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上为奇函数, ∴f(-m)=-f(m).∴f(n)+f(m)≤0. (2)解 ∵f(1)=0,f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上为奇函数,∴f(-1)=0, ∴原不等式可化为或. 易证:f(x)在(0,+∞)上为增函数. ∴或. ∴x2-2x-3>0或. 解得x>3或x<-1或. ∴不等式的解集为 (-∞,-1)∪(1-,1-)∪(1+,1+)∪(3,+∞). 19.(16分)某厂家拟在2008年举行促销活动,经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用 m万元(m≥0)满足x=3-(k为常数),如果不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是1万件.已知2008年生产该产品的固定投入为8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金). (1)将2008年该产品的利润y万元表示为年促销费用m万元的函数; (2)该厂家2008年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大. 解 (1)由题意可知当m=0时,x=1(万件), ∴1=3-kk=2.∴x=3-. 每件产品的销售价格为1.5×(元), ∴2008年的利润y=x·-(8+16x+m) =4+8x-m=4+8-m =-+29(m≥0). (2)∵m≥0时,+(m+1)≥2=8, ∴y≤-8+29=21,当且仅当=m+1m=3(万元)时,ymax=21(万元). 20.(16分)已知点M(x1,f(x1))是函数f(x)=,x∈(0,+∞)图象C上的一点,记曲线C在点M处的切线为l. (1)求切线l的方程; (2)设l与x轴,y轴的交点分别为A、B,求△AOB周长的最小值. 解 (1)f′(x)=-,∴k=f′(x1)=-. ∴切线方程为y-=-(x-x1), 即y=-x+. (2)在y=-x+中,令y=0得x=2x1, ∴A(2x1,0).令x=0,得y=,∴B. ∴△AOB的周长m=2x1++. ∴m=2,x1∈(0,+∞). 令t=x1+,∵x1∈(0,+∞),∴t≥2. ∴当t=2,即x1=1时,m最小=2(2+). 故△AOB周长的最小值是4+2. 选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 (按ctrl 点击打开)查看更多