專題03 不等式  (一)不等式的性質(zhì)1.比較大小的常用方法(1)作差法一般步驟:①作差;②變形;③定號(hào);④結(jié)論.其中關(guān)鍵是變形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式變成積式或者完全平方式.當(dāng)兩個(gè)式子都為正數(shù)時(shí),有時(shí)也可以先平方再作差.(2)作商法一般步驟:①作商;②變形;③判斷商與1的大小關(guān)系;④結(jié)論.*(3)函數(shù)的單調(diào)性法將要比較的兩個(gè)數(shù)作為一個(gè)函數(shù)的兩個(gè)函數(shù)值,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得出大小關(guān)系.2.判斷不等式是否成立的方法(1)判斷不等式是否成立,需要逐一給出推理判斷或反例說明.(2)在判斷一個(gè)關(guān)于不等式的命題的真假時(shí),可結(jié)合不等式的性質(zhì),對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行判斷.3.求代數(shù)式的取值范圍利用不等式性質(zhì)求某些代數(shù)式的取值范圍時(shí).一般是利用整體思想,通過“一次性”不等關(guān)系的運(yùn)算求得整體范圍,是避免錯(cuò)誤的有效途徑.4.不等式性質(zhì)(1)對(duì)稱性:a>b?b<a.(2)傳遞性:a>bb>c?a>c.(3)可加性:a>b?ac>bc.(4)可乘性:a>b,c>0?ac>bc;a>bc<0?ac<bc.(5)加法法則:a>b,c>d?ac>bd.(6)乘法法則:a>b>0,c>d>0?ac>bd.(7)乘方法則:a>b>0?an>bn(nNn2)(8)開方法則:a>b>0?>(nN,n2)(二)基本(均值)不等式1.重要不等式當(dāng)a、b是任意實(shí)數(shù)時(shí),有a2b2≥2ab,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.2.基本不等式當(dāng)a>0,b>0時(shí)有,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.3.常用推論12,);3(三)基本(均值)不等式應(yīng)用1.基本不等式與最值已知x、y都是正數(shù).(1)xys(和為定值),則當(dāng)xy時(shí),積xy取得最大值.(2)xyp(積為定值),則當(dāng)xy時(shí),和xy取得最小值.2. 利用基本不等式求解實(shí)際應(yīng)用題的方法(1)此類型的題目往往較長(zhǎng),解題時(shí)需認(rèn)真閱讀,從中提煉出有用信息,建立數(shù)學(xué)模型,轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題求解.(2)當(dāng)運(yùn)用基本不等式求最值時(shí),若等號(hào)成立的自變量不在定義域內(nèi)時(shí),就不能使用基本不等式求解,此時(shí)可根據(jù)變量的范圍用對(duì)應(yīng)函數(shù)的單調(diào)性求解.(四)二次函數(shù)與方程、不等式1函數(shù)yax2bxc(a≠0)的圖象與x軸的交點(diǎn)和相應(yīng)方程ax2bxc0(a≠0)的根的關(guān)系函數(shù)圖象判別式符號(hào)(設(shè)判別式Δb24ac)Δ0Δ0Δ0x軸交點(diǎn)個(gè)數(shù)210方程的根的個(gè)數(shù)210(五)不等式的解法1.解一元二次不等式的一般步驟(1)化:把不等式變形為二次項(xiàng)系數(shù)大于零的標(biāo)準(zhǔn)形式.(2)判:計(jì)算對(duì)應(yīng)方程的判別式.(3)求:求出對(duì)應(yīng)的一元二次方程的根,或根據(jù)判別式說明方程有沒有實(shí)根.(4)寫:利用“大于取兩邊,小于取中間”寫出不等式的解集.*2.分式不等式的解法求解分式不等式的關(guān)鍵是對(duì)原不等式進(jìn)行恒等變形,轉(zhuǎn)化為整式不等式(組)求解.(1) ;(2) 3.含有參數(shù)的不等式的求解,往往需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類討論.(1)若二次項(xiàng)系數(shù)為常數(shù),首先確定二次項(xiàng)系數(shù)是否為正數(shù),再考慮分解因式,對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類討論,若不易分解因式,則可依據(jù)判別式符號(hào)進(jìn)行分類討論.(2)若二次項(xiàng)系數(shù)為參數(shù),則應(yīng)先考慮二次項(xiàng)系數(shù)是否為零,確定不等式是不是二次不等式,然后再討論二次項(xiàng)系數(shù)不為零的情形,以便確定解集的形式.(3)對(duì)方程的根進(jìn)行討論,比較大小,以便寫出解集.題型  不等式的性質(zhì)及應(yīng)用【典例1】2021·湖南高考真題)若,則(    A BC D【典例2】2020·慈溪中學(xué)高一月考)下列命題中正確的是(    A.若,則 B.若,則C.若,則 D.若,則【典例3】2022·江蘇·高一)已知,,,則的大小關(guān)系為(    A B C D.無法確定【典例42022·江蘇·南京市中華中學(xué)高一階段練習(xí))已知.(1)分別求a,c的取值范圍;(2)的取值范圍.【特別提醒】1.比較兩個(gè)數(shù)或代數(shù)式的大小的三種方法(1)當(dāng)兩個(gè)數(shù)(或式子)正負(fù)未知且為多項(xiàng)式時(shí),用作差法.步驟:①作差;②變形;③判斷差的符號(hào);④下結(jié)論.變形技巧:①分解因式;②平方后再作差;③配方;④分子、分母有理化;⑤通分.(2)作商法:要求兩個(gè)數(shù)(或式子)為正數(shù).步驟:①作商;②變形;③判斷商與1的大?。虎芟陆Y(jié)論.(3)特殊值法:對(duì)于比較復(fù)雜的代數(shù)式比較大小,利用不等式的性質(zhì)不易比較大小時(shí),可以采用特殊值法比較.
2.判斷不等式是否成立的方法(1)不等式性質(zhì)法:直接利用不等式的性質(zhì)逐個(gè)驗(yàn)證,利用不等式的性質(zhì)時(shí)要特別注意前提條件.(2)特殊值法:利用特殊值排除錯(cuò)誤答案.3.利用不等式的性質(zhì)求取值范圍的方法(1)已知x,y的范圍,求F(xy)的范圍.可利用不等式的性質(zhì)直接求解.(2)已知f(x,y),g(x,y)的范圍,求F(xy)的范圍.可利用待定系數(shù)法解決,即設(shè)F(x,y)mf(x,y)ng(x,y),用恒等變形求得m,n,再利用不等式的性質(zhì)求得F(x,y)的取值范圍.題型二  利用基本不等式證明不等式【典例5【多選題】2021·江蘇揚(yáng)州·高一期中)若,,,則下列不等式中對(duì)一切滿足條件的,恒成立的是(    A B C D【典例6】【多選題】2021·徐州市第三十六中學(xué)(江蘇師范大學(xué)附屬中學(xué))高一期中)設(shè)a0b0,則(       A BC D【典例72021·江蘇·高一專題練習(xí))已知均為正實(shí)數(shù),且滿足證明:(1);(2)方法技巧利用基本不等式證明不等式是綜合法證明不等式的一種情況,要從整體上把握運(yùn)用基本不等式,對(duì)不滿足使用基本不等式條件的可通過變形來轉(zhuǎn)換,常見的變形技巧有:拆項(xiàng),并項(xiàng),也可乘上一個(gè)數(shù)或加上一個(gè)數(shù),“1”的代換法等.題型三利用基本不等式求最值【典例8】【多選題】2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中)以下結(jié)論正確的是(    A.函數(shù)的最小值是2;B.若,則;C的最小值是2D.函數(shù)的最大值為0【典例92021·江蘇·姜堰中學(xué)高一期中)設(shè),若,則的最大值是___________.【典例102022·江蘇·高一)已知,,且,則的最小值是________.【典例112021·江蘇省溧陽(yáng)中學(xué)高一期中)設(shè)實(shí)數(shù),若函數(shù)的最小值為6,則________.【典例122021·天津·高考真題)若,則的最小值為____________【規(guī)律方法】1.利用基本不等式求最值的三種方法2.利用均值不等式求最值遵循的原則:“一正二定三等”1)正:使用均值不等式所涉及的項(xiàng)必須為正數(shù),如果有負(fù)數(shù)則考慮變形或使用其它方法2)定:使用均值不等式求最值時(shí),變形后的一側(cè)不能還含有核心變量.3)等:若能利用均值不等式求得最值,則要保證等號(hào)成立,要注意以下兩點(diǎn): 若求最值的過程中多次使用均值不等式,則均值不等式等號(hào)成立的條件必須能夠同時(shí)成立(彼此不沖突) 若涉及的變量有初始范圍要求,則使用均值不等式后要解出等號(hào)成立時(shí)變量的值,并驗(yàn)證是否符合初始范圍.題型四基本不等式的實(shí)際應(yīng)用【典例132021·江蘇揚(yáng)州·高一期中)為響應(yīng)創(chuàng)建文明衛(wèi)生城市的號(hào)召,某校計(jì)劃在學(xué)??盏亟ㄔO(shè)一個(gè)面積為的長(zhǎng)方形花草坪,如圖所示,花草坪中間設(shè)計(jì)一個(gè)矩形種植花卉,矩形上下各留左右各留種植草坪,設(shè)花草坪長(zhǎng)度為(單位:),寬度為(單位:),矩形的面積為(單位:.(1)試用表示;(2)的最大值,并求出此時(shí)的值.【典例142021·江蘇高考真題)某化工廠引進(jìn)一條先進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品,其生產(chǎn)的總成本萬元與年產(chǎn)量噸之間的函數(shù)關(guān)系可以近似地表示為,已知此生產(chǎn)線的年產(chǎn)量最小為60噸,最大為110.1)年產(chǎn)量為多少噸時(shí),生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的平均成本最低?并求最低平均成本;2)若每噸產(chǎn)品的平均出廠價(jià)為24萬元,且產(chǎn)品能全部售出,則年產(chǎn)量為多少噸時(shí),可以獲得最大利潤(rùn)?并求最大利潤(rùn).【規(guī)律方法】1.用均值不等式解決此類問題時(shí),應(yīng)按如下步驟進(jìn)行:(1)理解題意,設(shè)變量,設(shè)變量時(shí)一般把要求最大值或最小值的變量定為函數(shù);(2)建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式,把實(shí)際問題抽象為函數(shù)的最大值或最小值問題;(3)在定義域內(nèi),求出函數(shù)的最大值或最小值;(4)正確寫出答案.2.利用基本不等式求解實(shí)際應(yīng)用題注意點(diǎn):(1)此類型的題目往往較長(zhǎng),解題時(shí)需認(rèn)真閱讀,從中提煉出有用信息,建立數(shù)學(xué)模型,轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題求解.(2)當(dāng)運(yùn)用基本不等式求最值時(shí),若等號(hào)成立的自變量不在定義域內(nèi)時(shí),就不能使用基本不等式求解,此時(shí)可根據(jù)變量的范圍用對(duì)應(yīng)函數(shù)的單調(diào)性求解.【易錯(cuò)警示】忽視不等式等號(hào)成立的條件!題型五二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)的應(yīng)用【典例152020·山東·高考真題)已知二次函數(shù)的圖像如圖所示,則不等式的解集是(       A B C D【典例162021·江蘇·海安高級(jí)中學(xué)高一階段練習(xí))不等式的解集是,則下列結(jié)論正確的是(   A BC D題型六一元二次不等式的解法【典例172022·江蘇省如皋中學(xué)高一開學(xué)考試)不等式的解集為(    A BC D【典例18】2022·江蘇·高一專題練習(xí))若不等式的解集為,則不等式的解集是(    A BC D【典例19】解不等式:ax2(a1)x10.a為實(shí)數(shù))【特別提醒】含參不等式的解法:(1)當(dāng)判別式Δ能寫成一個(gè)式子的平方的形式時(shí),可先求方程的兩根,再討論兩根的大小,從而寫出解集.(2)三個(gè)方面討論:二次項(xiàng)系數(shù)的討論,根有無的討論,根大小的討論.(3)含參數(shù)分類討論問題最后要寫綜述.題型七一元二次不等式恒成立問題【典例202021·四川省南充高級(jí)中學(xué)高二期中(文))若命題,是真命題,則實(shí)數(shù)的取值范圍為_________.【典例212022·江蘇·高一)設(shè)函數(shù),若對(duì)于任意的恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為______【規(guī)律方法】一元二次不等式恒成立問題的解法(1)函數(shù)法(圖象法)設(shè)f(x)ax2bxc(a≠0)f(x)0xR上恒成立?a0Δ0f(x)0xR上恒成立?a0Δ0;當(dāng)a0時(shí),f(x)0x[α,β]上恒成立? f(x)0x[α,β]上恒成立? 當(dāng)a0時(shí),f(x)0x[α,β]上恒成立?;f(x)0x[α,β]上恒成立?(2)最值法對(duì)于含參數(shù)的不等式恒成立問題,常通過分離參數(shù),把求參數(shù)的范圍問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題.af(x)恒成立?af(x)maxaf(x)恒成立?af(x)min.一、單選題1.(2022·江蘇·南京市中華中學(xué)高一階段練習(xí))下列結(jié)論正確的是(    A.若,則 B.若,則C.若,則 D.若,則2.(2022·江蘇·高一專題練習(xí))已知二次函數(shù)的圖象如圖所示,則不等式的解集是(    A B C D3.(2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中)不等式的解集是(    A B C D4.(2022·江蘇·南京市中華中學(xué)高一階段練習(xí))若命題對(duì)任意的恒成立為假命題,則m的取值范圍為(    A B C D5.(2022·江蘇省如皋中學(xué)高一開學(xué)考試)命題為假命題,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(    A BC D6.(2021·江蘇·高一單元測(cè)試)已知,且,若恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(    A BC D7.(2022·江蘇·高一)《幾何原本》卷2的幾何代數(shù)法(以幾何方法研究代數(shù)問題)成了后世西方數(shù)學(xué)家處理問題的重要依據(jù),通過這一原理,很多的代數(shù)的公理或定理都能夠通過圖形實(shí)現(xiàn)證明,也稱之為無字證明.現(xiàn)有如圖所示圖形,點(diǎn)在半圓上,點(diǎn)在直徑上,且,設(shè),,則該圖形可以完成的無字證明為(    A BC D8.(2021·江蘇·揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)下列命題,錯(cuò)誤的是(    A.若,則的最小值為2 B.若,則的最小值為2C.若,則的最小值為2 D.若,則的最小值為2二、多選題9.(2022·江蘇省天一中學(xué)高一期末)已知、、均為非零實(shí)數(shù),則下列一定正確的有(    A BC.若,則 D.若,則10.(2022·江蘇·高一專題練習(xí))已知,,且,則(    Axy的取值范圍是 B的取值范圍是C的最小值是3 D的最小值是11.(2020·江蘇·明達(dá)中學(xué)高一階段練習(xí))在R上定義運(yùn)算:,若不等式對(duì)任意實(shí)數(shù)恒成立,則實(shí)數(shù)的可能取值為(    A B C D12.(2022·江蘇南通·高一開學(xué)考試)已知不等式的解集是,則下列四個(gè)結(jié)論中正確的是(    .AB.若不等式的解集為,則C.若不等式的解集為,則D.若不等式的解集為,且,則三、填空題13.(2022·江蘇省響水中學(xué)高一開學(xué)考試)已知正實(shí)數(shù)a,b滿足,則的最小值為______14.(2021·江蘇·無錫市市北高級(jí)中學(xué)高一期中)已知,,且滿足,則的最大值為__________.15.(2022·江蘇·高一專題練習(xí))已知不等式的解集是,,則不等式的解集是____________.16.(2022·江蘇·高一)已知,,,則的最小值為__四、解答題17.(2020·江蘇·明達(dá)中學(xué)高一階段練習(xí))設(shè),比較的大小18.(2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中)設(shè)全集,集合,集合,其中(1)當(dāng)時(shí),求(2)的充分條件,求的取值范圍.19.(2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中)若正數(shù),,滿足(1)的最大值;(2)的最小值.20.(2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中)已知不等式的解集為(1)求實(shí)數(shù),的值;(2)解關(guān)于的不等式(其中為實(shí)數(shù)).21.(2021·江蘇·揚(yáng)中市第二高級(jí)中學(xué)高一期中)(1)已知,比較的大小;2)已知正數(shù),滿足,證明:22.(2022·江蘇·高一)為宣傳2022年北京冬奧會(huì),某公益廣告公司擬在一張矩形海報(bào)紙(記為矩形,如圖)上設(shè)計(jì)三個(gè)等高的宣傳欄(欄面分別為一個(gè)等腰三角形和兩個(gè)全等的直角梯形),宣傳欄(圖中陰影部分)的面積之和為.為了美觀,要求海報(bào)上所有水平方向和豎直方向的留空寬度均為.設(shè)直角梯形的高為.(1)當(dāng)時(shí),求海報(bào)紙的面積;(2)為節(jié)約成本,應(yīng)如何選擇海報(bào)紙的尺寸,可使用紙量最少(即矩形的面積最小)?
 

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