内容正文:
第2讲 不等式选讲
考点一 不等式的证明——看“目标”,找“条件”,想“联系”,用“转化”
算术—几何平均不等式
定理1:设a,b∈R,则a2+b2≥2ab.当且仅当a=b时,等号成立.
定理2:如果a,b为正数,则≥,当且仅当a=b时,等号成立.
定理3:如果a,b,c为正数,则≥,当且仅当a=b=c时,等号成立.
定理4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果a1,a2,…,an为n个正数,则≥,当且仅当a1=a2=…=an时,等号成立.
例 1[2022·全国乙卷]已知a,b,c都是正数,且a+b+c=1,证明:
(1)abc≤;
(2)++≤.
归纳总结
证明不等式的常用方法
不等式证明的常用方法有比较法、分析法、综合法、放缩法、反证法等.
(1)如果已知条件与待证结论直接联系不明显,则考虑用分析法.
(2)利用放缩法证明不等式,就是舍掉式中的一些正项或负项,或者在分式中放大或缩小分子、分母,还可把和式中各项或某项换为较大或较小的数或式子,从而达到证明不等式的目的.
(3)如果待证的是否定性命题、唯一性命题或以“至少”“至多”等方式给出的问题,则考虑用反证法.用反证法证明不等式的关键是作出假设,推出矛盾.
对点训练
[2022·全国甲卷]已知a,b,c均为正数,且a2+b2+4c2=3,证明:
(1)a+b+2c≤3;
(2)若b=2c,则+≥3.
考点二 含绝对值不等式的解法——掀起“绝对值”的盖头
1.|ax+b|≤c,|ax+b|≥c型不等式的解法
(1)c>0,则|ax+b|≤c的解集为-c≤ax+b≤c,|ax+b|≥c的解集为ax+b≥c或ax+b≤-c,然后根据a、b的值解出即可.
(2)c<0,则|ax+b|≤c的解集为∅,|ax+b|≥c的解集为R.
2.|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解法
(1)令每个绝对值符号里的一次式为0,求出相应的根;
(2)把这些根由小到大排序,它们把数轴分为若干个区间;
(3)在所分区间上,根据绝对值的定义去掉绝对值符号,讨论所得的不等式在这个区间上的解集;
(4)这些解集的并集就是原不等式的解集.
例 2[2023·全国乙卷]已知f(x)=2|x|+|x-2|.
(1)求不等式f(x)≤6-x的解集;
(2)在直角坐标系xOy中,求不等式组所确定的平面区域的面积.
归纳总结
绝对值不等式的常用解法
(1)基本性质法:对a∈R+,|x|<a⇔-a<x<a,|x|>a⇔x<-a或x>a;
(2)平方法:两边平方去掉绝对值符号;
(3)零点分区间法:含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分区间法脱去绝对值符号,将其转化为与之等价的不含绝对值符号的不等式(组)求解;
(4)几何法:利用绝对值的几何意义,画出数轴,将绝对值转化为数轴上两点的距离求解;
(5)数形结合法:在直角坐标系中作出不等式两边所对应的两个函数的图象,利用函数图象求解.
对点训练
[2021·全国甲卷]已知函数f(x)=|x-2|,g(x)=|2x+3|-|2x-1|.
(1)画出y=f(x)和y=g(x)的图象;
(2)若f(x+a)≥g(x),求a的取值范围.
考点三 与绝对值不等式有关的恒成立问题——弄清绝对值的几何意义
定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.
定理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.
例 3 [2023·河南省开封市杞县高三三模]已知函数f(x)=|2sin x-k|+k(k∈R).
(1)当k=1时,求不等式f(x)≤2的解集;
(2)h(x)=f(x)+|2sin x-1|,当x∈R时,h(x)≥3恒成立,求k的取值范围.
[听课记录]
归纳总结
解决不等式恒成立、能成立、恰成立问题的策略
不等式恒成立问题
不等式f(x)>A在区间D上恒成立,等价于在区间D上f(x)min>A.
不等式f(x)<B在区间D上恒成立,等价于在区间D上f(x)max<B.
不等式能成立问题
在区间D上存在实数x使不等式f(x)>A成立,等价于在区间D上f(x)max>A.
在区间D上存在实数x使不等式f(x)<B成立,等价于在区间D上f(x)min<B.
不等式恰成立问题
不等式f(x)>A在区间D上恰成立,等价于不等式f(x)>A的解集为D.
不等式f(x)<B在区间D上恰成立,等价于不等式f(x)<B的解集为D.
对点训练
[2023·陕西省商洛市镇安中学高三模拟]已知函数f(x)=|x|+|x-2|+1.
(1)解不等式f(x)≤7;
(2)若不等式mx+2≤f(x)(m>0)对于x∈R恒成立,求m的取值范围.
第2