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专题11 不等式选讲综合(陕西专用)
一、解答题
1.(2023·陕西咸阳·统考三模)已知定义在R上的函数的最小值为p.
(1)求p的值;
(2)设,,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据三角不等式分析运算;
(2)根据柯西不等式分析运算.
【详解】(1),当且仅当时等号成立.
∴,即.
(2)依题意可知,
则由柯西不等式得,
∴,即,
当且仅当时,等号成立.
2.(2023·陕西咸阳·统考模拟预测)已知函数
(1)当时,解不等式;
(2)若不等式对任意都成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分类讨论去掉绝对值,转化成整式不等式组去求解即可解决;
(2)分类讨论,去绝对值值利用分离参数法求实数m的取值范围.
【详解】(1)当时,,
则化为
或或,
解得或,
所以不等式的解集为.
(2),即,
当时,,即,
所以,所以,
所以,因为,所以;
当时,,即,所以,
所以,因为,所以;
综上,.
3.(2023·陕西安康·陕西省安康中学校考模拟预测)已知a,b,c均为正数,且,证明:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用基本不等式证明;
(2)利用柯西不等式证明.
【详解】(1)证明:
,
当且仅当,,时,等号成立.
所以.
(2)证明:由柯西不等式得:
,
当且仅当,即,,时,等号成立.
所以.
4.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)(1)已知函数,若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)已知正数,满足.证明:.
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,去掉绝对值符号即可得到函数图像,结合图像列出不等式即可得到结果;
(2)根据题意,由柯西不等式即可证明.
【详解】因为,做出函数图像如图:
由图像可知.若使不等式恒成立,
只需,即或或,
解得或或,即实数的取值范围是.
(2)已知正数,满足,由柯西不等式可得
,
当且仅当,即时等号成立.
5.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知函数.
(1)解不等式;
(2)已知的最小值为,正实数,满足,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)范围根据x的取值展开,解出不等式即可;
(2)根据绝对值的性质求出的最小值,代入上式利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)由题知,原不等式等价于
或或,
解得不等式的解集为
(2),
当且仅当时,,
,
,
当且仅当,即时,.
6.(2023·陕西商洛·统考三模)已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)若的最大值为,且正数,满足,求的最小值.
【答案】(1)
(2)3
【分析】(1)分类讨论去掉绝对值号求解;
(2)根据绝对值不等式求出的最大值,利用均值不等式求解即可.
【详解】(1)当时,不等式转化为,恒成立.
当时,不等式转化为,解得.
当时,不等式转化为,无解.
综上所述,不等式的解集为.
(2)由,得.
,
当且仅当时,等号成立,故的最小值为3.
7.(2023·陕西安康·陕西省安康中学校考模拟预测)设,且.
(1)若,求的最小值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)8
(2)3
【分析】(1)根据,将所求式子分子“1”替换,结合基本不等式即可得最小值;
(2)法1:利用三个数和的完全平方公式变形,再结合重要不等式即可求最小值;法2:利用柯西不等式求解最小值即可.
【详解】(1)因为,
所以
,
当且仅当时,等号成立.
所以的最小值为8.
(2)法1:
,
故由已知得,
当且仅当时,等号成立.
所以的最小值为3.
法2:,故,当且仅当时,等号成立.
所以的最小值为3.
8.(2023·陕西西安·校考模拟预测)设不等式的解集为,且,.
(1)求的值;
(2)若、、为正实数,且,求的最小值.
【答案】(1)
(2)的最小值为
【分析】(1)根据,可得出实数的取值范围,结合可得出的值;
(2)由(1)可得,利用柯西不等式可求得的最小值.
【详解】(1)因为,,所以,,即,
因为,则.
(2)由(1)可知,,
由柯西不等式可得,
当且仅当时,即当,时,等号成立,
所以,,当且仅当时,即当,时,等号成立,
因此,的最小值为.
9.(2023·陕西西安·校联考模拟预测)已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)当时,求证:.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)分,三种情况解不等式即可求出答案;
(2)(方法一)当时,要证即证,由均值不等式即可证明;(方法二)当时,要证即证,由二次函数的性质即可证明.
【详解】(1)解:∵
∴等价于下列不等式组
①;或②;或③.
①的解为;②无解;③的解为.
∴不等式的解集为或.
(2)证明:(方法一)当时,.