内容正文:
第3讲 不等式及线性规划
「考情研析」 1.对不等式的性质及不等式解法的考查一般不单独命题,常与集合、函数图象与性质等相结合命题,也常渗透在三角函数、数列、解析几何、导数等题目中. 2.基本不等式主要渗透在其他知识点中求最值. 3.简单的线性规划常以选择题或填空题形式呈现,一般难度不大.
1.不等式的解法
(1)一元二次不等式的解法
先化为一般形式ax2+bx+c>0(a≠0),再求相应一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根,最后根据相应二次函数图象与x轴的位置关系,确定一元二次不等式的解集.
(2)简单分式不等式的解法
>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0);≥0(≤0)⇔f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
2.几个重要的不等式
(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R).
(2)+≥2(a,b同号).
(3)ab≤(a,b∈R).
(4)≥(a,b∈R).
3.利用基本不等式求最值问题
已知x>0,y>0,则
(1)如果积xy是定值P,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2;(简记:积定和最小)
(2)如果和x+y是定值P,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是.(简记:和定积最大)
4.线性规划最优解问题
(1)如果目标函数只存在一个最优解,那么最优解通常在可行域的顶点处取得;如果目标函数存在多个最优解,那么最优解通常在可行域的边界取得.
(2)最优解不一定唯一.
5.常见的目标函数
(1)截距型:形如z=ax+by(b≠0),可以转化为y=-x+,利用直线在y轴上的截距大小确定目标函数的最值.
(2)点到点的距离型:形如z=(x-a)2+(y-b)2,表示区域内的动点(x,y)与定点(a,b)的距离的平方.
(3)斜率型:形如z=,表示区域内的动点(x,y)与定点(a,b)连线的斜率.
(4)点到直线的距离型:形如z=|Ax+By+C|,表示区域内的动点(x,y)到直线Ax+By+C=0的距离的 倍.
考向1 不等式的性质及解法
例1 (1)若a>b>0,c<d<0,则一定有( )
A.> B.<
C.> D.<
答案 D
解析 解法一:∵c<d<0,∴-c>-d>0.∴>>0.又a>b>0,∴>,∴<.故选D.
解法二:令a=3,b=2,c=-3,d=-2.则=-1,=-1,排除A,B.又=-,=-,∴<,排除C.故选D.
(2)(2022·贵阳一中月考)在R上定义运算⊗:M⊗N=(1+M)(1-N),若不等式(x-a)⊗(x+a)<1对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-1,1) B.(0,2)
C. D.
答案 B
解析 由题意知,(1+x-a)(1-x-a)<1对任意实数x均成立,即(1-a)2-x2<1恒成立,所以(1-a)2<1+x2恒成立,所以只需(1-a)2<(1+x2)min,又(1+x2)min=1,所以(1-a)2<1,解得0<a<2.故选B.
(3)(2022·兰州西北师大附中期中)若关于x的不等式(ax-1)2<x2恰有2个整数解,则实数a的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
答案 B
解析 ∵不等式(ax-1)2<x2,即[(a+1)x-1][(a-1)x-1]<0恰有2个整数解,∴(a+1)(a-1)>0,解得a>1或a<-1.当a>1时,不等式的解集为,易知∈,∴2个整数解为1,2,∴2<≤3,解得≤a<;当a<-1时,不等式的解集为,易知∈,∴2个整数解为-1,-2,∴-3≤<-2,解得-<a≤-.综上所述,实数a的取值范围是.故选B.
1.比较不等式大小的一般方法
(1)直接利用不等式性质.
(2)利用函数的单调性.
(3)特殊值验证法.
2.不等式恒成立问题的解题方法
(1)f(x)>a对一切x∈I恒成立⇔f(x)min>a,f(x)<a对一切x∈I恒成立⇔f(x)max<a.
(2)f(x)>g(x)对一切x∈I恒成立⇔f(x)的图象在g(x)的图象的上方.
(3)解决恒成立问题还可以利用分离参数法,一定要搞清谁是自变量,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是变量,求谁的范围,谁就是参数.利用分离参数法时,常用到函数单调性、基本不等式等.
1.(2022·江西省上饶市六校高三第一次联考)已知a,b,c∈R,则下列命题正确的是( )
A.若a>b,则a2>b2
B.若a>b,则<
C.若a>b>c>0,则<
D.若a>b>c>0,则>
答案 D
解析 对于A,若a=1,b=-2,则a2=1<b2=4,故A错误;对于B,若a=1,b=-