内容正文:
专题02 不等式
【考点1 不等式的性质】
【考点2 大小比较】
【考点3 基本不等式求函数最值(10 种技巧)】
【考点4利用基本不等式求参数】
【考点5 一元二次不等式求解】
【考点6 根据一元二次不等式解求参数】
【考点7 不等式恒成立问题】
【考点8 基本不等式的其他应用】
【考点9 不等式与线性规划综合】
知识点1不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔b<a.
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c.
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc.
(5)同向可加性:a>b,c>d⇒a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ac>bd.
(7)同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
知识点2两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R).
知识点3 基本不等式
(1)基本不等式:≤.
(2)基本不等式成立的条件:a>0,b>0.
(3)等号成立的条件:当且仅当a=b时,等号成立.
(4)其中叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
知识点4 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).
知识点5 三个“二次”的关系
判别式Δ
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数的图象
方程的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有实数根
不等式的解集
{x|x<x1,或x>x2}
{x|x≠-}
R
知识点6 分式不等式与绝对值不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0).
(2)≥0(≤0)⇔f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
(3)|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
【考点1 不等式的性质】
方法技巧:
判断不等式的常用方法.
(1)利用不等式的性质逐个验证.
(2)利用特殊值法排除错误选项.
(3)作差法.
(4)构造函数,利用函数的单调性.
【典例1】(2024•淮北模拟)已知a,b∈R,下列命题正确的是( )
A.若ab=1,则a+b≥2
B.若,则a>b
C.若a>b,则ln(a﹣b)>0
D.若a>b>0,则
【典例2】(2024•郫都区校级模拟)已知非零实数a,b满足a>|b|+1,则下列不等关系不一定成立的是( )
A.a2>b2+1 B.2a>2b+1 C.a2>4b D.>b+1
【典例3】(2024•固始县校级三模)若a,b∈R,且a>b,则( )
A. B.a2b>ab2
C.a2>ab>b2 D.
【典例4】(2024•东城区一模)已知a,b∈R,ab≠0,且a<b,则( )
A. B.ab<b2 C.a3<b3 D.lg|a|<lg|b|
【典例5】(多选)(2024•合肥模拟)已知实数a,b满足0<a<b<1,则( )
A.
B.a+b>ab
C.ab<ba
D.
【考点2 大小比较】
【典例1】(2024•李沧区校级模拟)设,b=log2sin2,c=2sin2,则下列关系正确的是( )
A.a>c>b B.c>a>b C.b>a>c D.a>b>c
【典例2】(2024•青羊区校级模拟)若lna=﹣1,eb,3c=ln3,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>c>b B.b>c>a C.c>b>a D.a>b>c
【典例3】(2024•博爱县校级三模)函数,记,则( )
A.a<b<c B.b<a<c C.c<a<b D.c<b<a
【典例4】(2024•李沧区校级模拟)设a=log73,,c=30.7,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.c<b<a C.b<c<a D.b<a<c
【典例5】(多选)(2024•柳州三模)若a>b,则( )
A.a3﹣b3>0 B.ln(a﹣b)>0 C.ea﹣b>1 D.|a|﹣|b|>0
【考点3 基本不等式求函数最值(10 种技巧)】
技巧一:凑项
【典例1】(2024•林芝市一模)已知x>1,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.6 D.7
技巧二:凑系数
【典例1】(2024•成都三模)若正实数a,b满足a2+b2=m,则a+b的最大值为( )
A. B. C. D.2m
技巧三: 分离
【典例1】(2024•安徽三模)已知x>0,y>0,且2x+y=1,则的最小值为( )
A.4 B. C. D.
【典例2】(2024•新余二模)已知x,y为正实数,且x+y=2,则的最小值为( )
A.12 B. C. D.
【典例3】(2024•山东模拟)设正实数a,b满足a+2b=1,则的最小值为( )
A. B.17 C. D.16
技巧四:换元
【典例1】(2024•苏州模拟)已知a,b∈R,a+b=4,则的最大值为( )
A. B. C. D.
技巧五:函数的单调性
【典例1】(2024•一模拟)已知函数f(x)=log2(﹣x),若对任意的正数a,b,满足f(a)+f(3b﹣1)=0,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.12 D.24
【典例2】(2024•新县校级模拟)已知m,n∈R,且m+2n=2,则m•2m+n•22n+1的最小值为 .
技巧六:整体代换
【典例1】(2024•安徽模拟)已知m,n∈(0,+∞),,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【典例2】(2024•江苏模拟)设x>0,y>0,,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
【典例3】(2024•龙华区校级二模)已知x>0,y>0,且,则的最小值为 .
技巧七:利用sin²a+cos²a=l转换式子
【典例1】(2024•昭通模拟)的最小值为 .
技巧八:解决二元函数的最值问题
【典例1】(2024•凉山州模拟)已知正数x,y满足x+2y=1,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【典例2】(2024•松江区校级模拟)设实数x、y满足|x+y|=1,则xy的最大值是 .
【考点4利用基本不等式求参数】
【典例1】(2024•江西模拟)已知集合M={x|lnx<0},N={x|ex﹣a>0},若M⊆N,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,1] B.(﹣∞,1) C.(﹣∞,e] D.(﹣∞,e)
【典例2】(2024•思明区校级模拟)已知,若2∈A,则m的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【典例3】(2024•天河区二模)若实数m满足log2(﹣m)<m+1,则m的取值范围为( )
A.(﹣∞,0) B.(0,+∞) C.(﹣∞,﹣1) D.(﹣1,0)
【典例4】(2024•昌乐县校级模拟)若正数a,b满足ab=a+b+3,则a+b的取值范围是( )
A.[6,+∞) B.[9,+∞) C.(0,6] D.(0,9)
【考点5 一元二次不等式求解】
【典例1】(2024•河北模拟)已知集合A={x∈N|x≤5},集合B={x|x2﹣4x+3>0},则A∩B=( )
A.{2} B.{0,1,3,4,5} C.{0,4,5} D.{4,5}
【典例2】(2024•原州区校级模拟)已知集合A={x∈Z|x2+2x﹣3≤0},B={x∈N|x<3},则A∩B=( )
A.{1} B.{0,1} C.{1,2} D.{0,1,2}
【典例3】(2024•东城区校级三模)若全集U=R,A={x|x<1},B={x|x2+3x+2>0},则( )
A.A⊆B B.B⊆A C.B⊆∁UA D.∁UA⊆B
【考点6 根据一元二次不等式解求参数】
【典例1】(2024•河池二模)已知A={x|x2﹣ax+1≤0},若2∈A,且3∉A,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(2024•永寿县校级模拟)已知集合A={x∈Z|x2+x﹣2<0},B={x∈N|0≤log2(x+1)<2},则A∪B的真子集的个数为( )
A.16 B.15 C.14 D.8
【典例3】(2024•济宁一模)设集合A={x|x2﹣x﹣6<0},B={x|﹣a≤x≤a},若A⊆B,则实数a的取值范围是 .
【考点7 不等式恒成立问题】
【典例1】(2023秋•滨州期末)已知不等式x2﹣ax+4≥0对于任意的x∈[1,3]恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣∞,4] B.[4,+∞) C.(﹣∞,5] D.[5,+∞)
【典例2】(多选)(2024•广东模拟)若a>0,b>0,a+b=8,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C.a2+b2≥32 D.
【典例3】(多选)(2023秋•湖北期末)设x∈R,不等式ax2﹣2ax﹣3<0恒成立的充分不必要条件可以是( )
A.﹣4<a≤0 B.﹣2<a<0 C.﹣3<a<0 D.﹣4<a<1
【考点8 基本不等式的其他应用】
【典例1】(2024•梅县区校级一模)在△ABC中,E为AC上一点,,P为BE上任一点,若,则的最小值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【典例2】(2024•古蔺县校级模拟)在△ABC中,若C=,则sinAsinB的最大值是 .
【考点9 不等式与线性规划综合】
【典例1】(2024•汉中模拟)若实数x,y满足约束条件则z=2x+3y的最小值为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣1 D.1
【典例2】(2024•大通县二模)若实数x,y满足约束条件则z=x+4y的最大值为( )
A. B.6 C.13 D.15
一.选择题
1.(2024•邹城市校级三模)已知集合A={x|1<x2<9},,则A∩B=( )
A.(﹣3,2) B.(﹣2,3)
C.(﹣3,﹣2)∪(2,3) D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
2.(2024•大兴区校级模拟)若集合A={x∈N|2x<4},B={﹣2,﹣1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{﹣2,﹣1,0,1,2} B.{﹣2,﹣1,0,1}
C.{0,1} D.{1}
3.(2024•香坊区校级模拟)已知集合,B={x|log2x≥1},则(∁UA)∩B=( )
A.[2,3] B.(2,3)
C.(﹣∞.﹣1]∪(2,+∞) D.(2,+∞)
4.(2024•袁州区校级三模)已知集合M={x|lgx>0},,则M∩N=( )
A.(1,2] B.(4,+∞)
C.(1,2)∪[4,+∞) D.(1,2]∪[4,+∞)
5.(2024•郊区校级三模)已知,(a>0,b>0),则下列结论不正确的是( )
A. B. C.a2+b2≤6 D.ab≥3
6.(2024•思明区校级模拟)已知集合,则( )
A.A⊆B B.B⊆A C.A∩B=∅ D.A∪B=R
7.(2024•江苏模拟)若集合A={x|log2x>1},B={x|x2﹣5x﹣6≤0},则A∩B=( )
A.(1,3] B.(2,3] C.(1,6] D.(2,6]
8.(2024•临汾模拟)若0<x<1,则的最小值是( )
A.1 B.4 C. D.
9.(2024•雨城区校级模拟)已知x>0,y>0,且,则的最小值为( )
A.9 B.10 C.12 D.13
10.(2024•安徽模拟)已知全集U=R,集合,,则M∩N等于( )
A.[﹣1,1) B.[0,1) C.(﹣3,0) D.(﹣3,﹣1)
11.(2024•济南校级模拟)已知x,y为正实数,且x+y=1,则的最小值为( )
A.24 B.25 C. D.
12.(2024•玄武区校级二模)已知集合A={x|x2﹣3x﹣4≤0},B={x∈N|2﹣x>0},则A∩B=( )
A.{3,4} B.{0,1} C.{﹣1,0,1} D.{2,3,4}
13.(2024•揭阳二模)已知函数f(x)=﹣x2+ax+1在(2,6)上不单调,则a的取值范围为( )
A.(2,6) B.(﹣∞,2]∪[6,+∞)
C.(4,12) D.(﹣∞,4]∪[12,+∞)
14.(2024•商洛模拟)在不等式组表示的平面区域内任取一点P(x,y),则满足y≥x﹣2的概率为( )
A. B. C. D.
15.(2024•4月份模拟)若函数f(x)=|x2﹣(m﹣2)x+1|在上单调,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
16.(2024•高碑店市校级模拟)若关于x的不等式x2﹣(m+3)x+3m<0的解集中恰有3个正整数,则实数m的取值范围为( )
A.5<m≤6 B.5≤m≤6 C.6<m≤7 D.6≤m≤7
17.(2024•西安模拟)已知x,y满足约束条件,则z=﹣3x+6y的最大值为( )
A.18 B.14 C.10 D.﹣30
18.(2024•榆阳区校级模拟)已知实数x,y满足约束条件,则z=2x+y﹣1的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二.填空题(共1小题)
19.(2024•河东区一模)若a>0,b>0,ab=2,则的最小值为 .
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专题02 不等式
【考点1 不等式的性质】
【考点2 大小比较】
【考点3 基本不等式求函数最值(10 种技巧)】
【考点4利用基本不等式求参数】
【考点5 一元二次不等式求解】
【考点6 根据一元二次不等式解求参数】
【考点7 不等式恒成立问题】
【考点8 基本不等式的其他应用】
【考点9 不等式与线性规划综合】
知识点1不等式的性质
(1)对称性:a>b⇔b<a.
(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c.
(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc.
(5)同向可加性:a>b,c>d⇒a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ac>bd.
(7)同正可乘方性:a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2).
知识点2两个实数比较大小的方法
作差法 (a,b∈R).
知识点3 基本不等式
(1)基本不等式:≤.
(2)基本不等式成立的条件:a>0,b>0.
(3)等号成立的条件:当且仅当a=b时,等号成立.
(4)其中叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
知识点4 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).
知识点5 三个“二次”的关系
判别式Δ
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数的图象
方程的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有实数根
不等式的解集
{x|x<x1,或x>x2}
{x|x≠-}
R
知识点6 分式不等式与绝对值不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0).
(2)≥0(≤0)⇔f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
(3)|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
【考点1 不等式的性质】
方法技巧:
判断不等式的常用方法.
(1)利用不等式的性质逐个验证.
(2)利用特殊值法排除错误选项.
(3)作差法.
(4)构造函数,利用函数的单调性.
【典例1】(2024•淮北模拟)已知a,b∈R,下列命题正确的是( )
A.若ab=1,则a+b≥2
B.若,则a>b
C.若a>b,则ln(a﹣b)>0
D.若a>b>0,则
【答案】D
【解答】解:当a<0,b<0时,A显然错误;
当a=﹣1,b=1时,B显然错误;
当a=2,b=1时,C显然错误;
若a>b>0,则>,
所以a+>b+,D正确.
故选:D.
【典例2】(2024•郫都区校级模拟)已知非零实数a,b满足a>|b|+1,则下列不等关系不一定成立的是( )
A.a2>b2+1 B.2a>2b+1 C.a2>4b D.>b+1
【答案】D
【解答】解:非零实数a,b满足a>|b|+1⇔a2>b2+2|b|+1>b2+1,A一定成立;
a>|b|+1≥b+1⇒2a>2b+1,B一定成立;
又b2+1≥2|b|,故a2>4|b|≥4b,C一定成立;
令a=5,b=3,即可推得D不一定成立.
故选:D.
【典例3】(2024•固始县校级三模)若a,b∈R,且a>b,则( )
A. B.a2b>ab2
C.a2>ab>b2 D.
【答案】D
【解答】解:当a=1,b=﹣1时,A,B显然错误;
当a<0,b<0时,C显然错误;
由a>b可得2a>a+b>2b,
即a>>b,D正确.
故选:D.
【典例4】(2024•东城区一模)已知a,b∈R,ab≠0,且a<b,则( )
A. B.ab<b2 C.a3<b3 D.lg|a|<lg|b|
【答案】C
【解答】解:A项,当a=﹣1,b=1时,不等式不成立,错误;
B项,当b=1,a=1,则ab﹣b2=1﹣1=0,则ab=b2,错误;
C项,a<b,则a3<b3,正确;
D项,当a=﹣10,b=10时,lg|a|=lg|b|=lg10=1,错误.
故选:C.
【典例5】(多选)(2024•合肥模拟)已知实数a,b满足0<a<b<1,则( )
A.
B.a+b>ab
C.ab<ba
D.
【答案】BCD
【解答】解:因为0<a<b<1,
所以a﹣b<0,a﹣1<0,a(a﹣1)<0,
对于,故A错误;
对于B,a+b﹣ab=a+b(1﹣a)>0,则a+b>ab,故B正确;
对于C,令,
当0<x<e时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
因为0<a<b<1,则f(a)<f(b),得,即blna<alnb,
所以lnab<lnba,
因为y=lnt在t>0时单调递增,所以ab<ba,故C正确;
对于D,因为函数g(x)=2x﹣在R上单调递增,
因为0<a<b<1,
所以g(a)<g(b),即,
所以,故D正确.
故选:BCD.
【考点2 大小比较】
【典例1】(2024•李沧区校级模拟)设,b=log2sin2,c=2sin2,则下列关系正确的是( )
A.a>c>b B.c>a>b C.b>a>c D.a>b>c
【答案】B
【解答】解:∵0<sin2<1,
∴,∴;
∵log2sin2<log21=0,∴b<0;
∵2sin2>20=1,∴c>1,
∴c>a>b.
故选:B.
【典例2】(2024•青羊区校级模拟)若lna=﹣1,eb,3c=ln3,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>c>b B.b>c>a C.c>b>a D.a>b>c
【答案】A
【解答】解:,,
设,,则x≥e时,f′(x)≤0,
∴f(x)在[e,+∞)上单调递减,
∴f(e)>f(3)>f(4),即,
∴a>c>b.
故选:A.
【典例3】(2024•博爱县校级三模)函数,记,则( )
A.a<b<c B.b<a<c C.c<a<b D.c<b<a
【答案】B
【解答】解:因为,可得f(x)为偶函数,且在[0,+∞)上为减函数,
则c=f(log5)=f(﹣log52)=f(log52),a=f()=f(),
又由0<log52<log5;
3﹣0.5,
故有b<a<c.
故选:B.
【典例4】(2024•李沧区校级模拟)设a=log73,,c=30.7,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.c<b<a C.b<c<a D.b<a<c
【答案】D
【解答】解:0=log71<a=log73<log77=1,
0,
c=30.7>30=1,
∴b<a<c.
故选:D.
【典例5】(多选)(2024•柳州三模)若a>b,则( )
A.a3﹣b3>0 B.ln(a﹣b)>0 C.ea﹣b>1 D.|a|﹣|b|>0
【答案】AC
【解答】解:由于函数y=x3是R上的增函数,所以当a>b时,a3>b3,可得a3﹣b3>0成立,故A项正确;
当a=b+1时,ln(a﹣b)=ln1=0,所以ln(a﹣b)>0不成立,故B项不正确;
因为a>b即a﹣b>0,且函数y=ex是R上的增函数,所以ea﹣b>e0=1,故C项正确;
当a>b时,取a=﹣1,b=﹣2,此时|a|﹣|b|=﹣1<0,故D项不正确.
故选:AC.
【考点3 基本不等式求函数最值(10 种技巧)】
技巧一:凑项
【典例1】(2024•林芝市一模)已知x>1,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.6 D.7
【答案】C
【解答】解:因为x>1,所以=2(x﹣1)++2≥+2=6,
当且仅当2(x﹣1)=,即x=2时等号成立,
所以的最小值是6.
故选:C.
技巧二:凑系数
【典例1】(2024•成都三模)若正实数a,b满足a2+b2=m,则a+b的最大值为( )
A. B. C. D.2m
【答案】A
【解答】解:若正实数a,b满足a2+b2=m,
则a+b≤2×=,当且仅当a=b=时取等号.
故选:A.
技巧三: 分离
【典例1】(2024•安徽三模)已知x>0,y>0,且2x+y=1,则的最小值为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【解答】解:∵x>0,y>0,且2x+y=1,
∴=,当且仅当,即时取等号,
∴的最小值为:.
故选:D.
【典例2】(2024•新余二模)已知x,y为正实数,且x+y=2,则的最小值为( )
A.12 B. C. D.
【答案】C
【解答】解:因为x,y为正实数,且x+y=2,
则===()(x+y)
=(13++)(13+2)=,
当且仅当2x=3y,即y=,x=时取等号.
故选:C.
【典例3】(2024•山东模拟)设正实数a,b满足a+2b=1,则的最小值为( )
A. B.17 C. D.16
【答案】C
【解答】解:正实数a,b满足a+2b=1,
则==
=++8+8=8+4,当且仅当=且a+2b=1,即a=,b=时取等号.
故选:C.
技巧四:换元
【典例1】(2024•苏州模拟)已知a,b∈R,a+b=4,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:因为a+b=4,
令a=2+t,b=2﹣t,
则=+=+=,
令u=5+t2,则u≥5,
上式可化为g(u)===,当且仅当u=,即u=4时取等号.
故选:D.
技巧五:函数的单调性
【典例1】(2024•一模拟)已知函数f(x)=log2(﹣x),若对任意的正数a,b,满足f(a)+f(3b﹣1)=0,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.12 D.24
【答案】C
【解答】解:f(x)=log2(﹣x),
因为﹣x>﹣x≥x﹣x=0,所以定义域为:R,
因为:f(x)=log2(﹣x),f(x)=log2(),所以:f(x)为减函数
因为f(x)=log2(),:f(﹣x)=log2(+x),所以:f(x)=﹣f(﹣x),f(x)为奇函数,
因为:f(a)=f(3b﹣1)=0,所以:f(a)=f(1﹣3b),a=1﹣3b,即a+3b=1,
所以+=(+)(a+3b)=++6,
因为:+≥2=6,
所以+=(+)(a+3b)=++6≥12,(当且仅当a=,b=时,等号成立),
故选:C.
【典例2】(2024•新县校级模拟)已知m,n∈R,且m+2n=2,则m•2m+n•22n+1的最小值为 4 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:∵2n=2﹣m
∴f(m)=m•2m+n•22n+1=m•2m+(2﹣m)•22﹣m
令g(m)=m•2m,h(m)=(2﹣m)•22﹣m
当m≤0时,h(m)为增函数,且h(m)≥h(0)=8
g(m)=﹣|m|•2﹣|m|由于从y=x与y=2x的图象易知,|m|≤2|m|,所以|m|•2﹣|m|≤1,
g(m)=﹣|m|•2﹣|m|≥﹣1
f(m)=g(m)+h(m)≥﹣1+8=7
当m≥2时,由g(m)与h(m)关于x=1对称,同上可得f(m)≥7
当 0<m<2时,g(0)=h(2)=0,g(2)=h(0)=8
g'(m)=(mln2+1)2m>0,h'(m)=﹣[(2﹣m)ln2+1]22﹣m<0 且g'(m),h'(m)均为单调递增
当0<m<1时,g'(m)<g'(1)=2(ln2+1),h'(m)<h′(1)=﹣2(2ln2+1),
f′(m)=g'(m)+h'(m)<0单调递减
当1≤m<2时,同理,可得f′(m)=g'(m)+h'(m)≥g'(1)+h'(1)=0单调递增(当m=1时等号成立)
所以当m=1时,f(m)取最小值,
即当m=1,n=时,m•2m+n•22n+1的最小值为4
故答案为:4
技巧六:整体代换
【典例1】(2024•安徽模拟)已知m,n∈(0,+∞),,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解答】解:∀m,n∈(0,+∞),,
则,
当且仅当且,即m=1,n=3时等号成立.
故选:B.
【典例2】(2024•江苏模拟)设x>0,y>0,,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【解答】解:因为x>0,y>0,,
则=(x+)()=(3+)(3+2),
当且仅当2xy=,即xy=,此时x=,y=2﹣时取等号.
故选:C.
【典例3】(2024•龙华区校级二模)已知x>0,y>0,且,则的最小值为 16 .
【答案】16.
【解答】解:∵x>0,y>0,且,
∴,当且仅当时取等号,
∴的最小值为16.
故答案为:16.
技巧七:利用sin²a+cos²a=l转换式子
【典例1】(2024•昭通模拟)的最小值为 9 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:令t=sin2x,则=,
=()[t+(1﹣t)]=5+≥9,
当且仅当时取等号,
故答案为:9.
技巧八:解决二元函数的最值问题
【典例1】(2024•凉山州模拟)已知正数x,y满足x+2y=1,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:由x+2y=1,可得===,
因为x,y是正数,所以,当且仅当x=时,等号成立.
因此=,当x=,y=时,则的最大值为.
故选:C.
【典例2】(2024•松江区校级模拟)设实数x、y满足|x+y|=1,则xy的最大值是 .
【答案】
【解答】解:因为|x+y|=1,所以x+y=±1,
所以(x+y)2=x2+y2+2xy≥2xy+2xy=4xy,
即1≥4xy,当且仅当x=y=时,等号成立,
所以xy≤,
所以xy的最大值是.
故答案为:.
【考点4利用基本不等式求参数】
【典例1】(2024•江西模拟)已知集合M={x|lnx<0},N={x|ex﹣a>0},若M⊆N,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,1] B.(﹣∞,1) C.(﹣∞,e] D.(﹣∞,e)
【答案】A
【解答】解:由lnx<0得0<x<1,所以M={x|0<x<1},
因为M⊆N,所以a<ex对∀x∈(0,1)恒成立,
所以a≤1.
故选:A.
【典例2】(2024•思明区校级模拟)已知,若2∈A,则m的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【解答】解:因为,
若2∈A,则,
解得﹣.
故选:A.
【典例3】(2024•天河区二模)若实数m满足log2(﹣m)<m+1,则m的取值范围为( )
A.(﹣∞,0) B.(0,+∞) C.(﹣∞,﹣1) D.(﹣1,0)
【答案】D
【解答】解:当m=﹣1时,log2(﹣m)=m+1,故A错误;
当m>0时,对数函数无意义,故B错误;
当m=﹣2时,log2(﹣m)>m+1,故C错误.
故选:D.
【典例4】(2024•昌乐县校级模拟)若正数a,b满足ab=a+b+3,则a+b的取值范围是( )
A.[6,+∞) B.[9,+∞) C.(0,6] D.(0,9)
【答案】A
【解答】解:由题意知a,b为正数,且ab=a+b+3,
所以,化简得(a+b)2﹣4(a+b)﹣12≥0,解得a+b≥6,
当且仅当a=b=3时取等号,所以a+b∈[6,+∞),故A正确.
故选:A.
【考点5 一元二次不等式求解】
【典例1】(2024•河北模拟)已知集合A={x∈N|x≤5},集合B={x|x2﹣4x+3>0},则A∩B=( )
A.{2} B.{0,1,3,4,5} C.{0,4,5} D.{4,5}
【答案】C
【解答】解:集合A={x∈N|x≤5}={0,1,2,3,4,5},
集合B={x|x2﹣4x+3>0}={x|x>3或x<1},
故A∩B={0,4,5}.
故选:C.
【典例2】(2024•原州区校级模拟)已知集合A={x∈Z|x2+2x﹣3≤0},B={x∈N|x<3},则A∩B=( )
A.{1} B.{0,1} C.{1,2} D.{0,1,2}
【答案】B
【解答】解:集合A={x∈Z|x2+2x﹣3≤0}={x∈Z|﹣3≤x≤1}={﹣3,﹣2,﹣1,0,1},
B={x∈N|x<3}={0,1,2},
则A∩B={0,1}.
故选:B.
【典例3】(2024•东城区校级三模)若全集U=R,A={x|x<1},B={x|x2+3x+2>0},则( )
A.A⊆B B.B⊆A C.B⊆∁UA D.∁UA⊆B
【答案】D
【解答】解:B={x|x2+3x+2>0}={x|x>﹣1或x<﹣2},
全集U=R,A={x|x<1},
则∁UA={x|x≥1},
故∁UA⊆B.
故选:D.
【考点6 根据一元二次不等式解求参数】
【典例1】(2024•河池二模)已知A={x|x2﹣ax+1≤0},若2∈A,且3∉A,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:因为A={x|x2﹣ax+1≤0},若2∈A,且3∉A,
则,解得≤a<,
所以a的取值范围是[,).
故选:A.
【典例2】(2024•永寿县校级模拟)已知集合A={x∈Z|x2+x﹣2<0},B={x∈N|0≤log2(x+1)<2},则A∪B的真子集的个数为( )
A.16 B.15 C.14 D.8
【答案】B
【解答】解:集合A={x∈Z|x2+x﹣2<0}={x∈Z|﹣2<x<1}={﹣1,0},
集合B={x∈N|0≤log2(x+1)<2}={x∈N|1≤x+1<4}={x∈N|0≤x<3}={0,1,2},
所以A∪B={﹣1,0,1,2},它的真子集有24﹣1=15(个).
故选:B.
【典例3】(2024•济宁一模)设集合A={x|x2﹣x﹣6<0},B={x|﹣a≤x≤a},若A⊆B,则实数a的取值范围是 [3,+∞) .
【答案】[3,+∞).
【解答】解:由题意得A={x|x2﹣x﹣6<0}={x|﹣2<x<3},A⊆B,所以,则a≥3,即a∈[3,+∞).
故答案为:[3,+∞).
【考点7 不等式恒成立问题】
【典例1】(2023秋•滨州期末)已知不等式x2﹣ax+4≥0对于任意的x∈[1,3]恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣∞,4] B.[4,+∞) C.(﹣∞,5] D.[5,+∞)
【答案】A
【解答】解:若不等式x2﹣ax+4≥0对于任意的x∈[1,3]恒成立,
则x2+4≥ax对于任意的x∈[1,3]恒成立,
即x+≥a对于任意的x∈[1,3]恒成立,
∵当x∈[1,3]时,x+∈[4,5]
故a≤4
即实数a的取值范围是(﹣∞,4]
故选:A.
【典例2】(多选)(2024•广东模拟)若a>0,b>0,a+b=8,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C.a2+b2≥32 D.
【答案】ACD
【解答】解:a+b=8,
对于A,=4,当且仅当a=b=4时,等号成立,故A正确;
对于B,a+b+a+b=16,当且仅当a=b=4时,等号成立,
故,故B错误;
对于C,a2+b2=(a+b)2﹣2ab=64﹣2ab≥64﹣=32,当且仅当a=b=4时,等号成立,故C正确;
对于D,a>0,b>0,a+b=8,
则=≥,当且仅当,即a=,b=时,等号成立,故D正确.
故选:ACD.
【典例3】(多选)(2023秋•湖北期末)设x∈R,不等式ax2﹣2ax﹣3<0恒成立的充分不必要条件可以是( )
A.﹣4<a≤0 B.﹣2<a<0 C.﹣3<a<0 D.﹣4<a<1
【答案】BC
【解答】解:当a=0时,不等式为﹣3<0,满足题意;
a≠0时,则必有a<0且Δ=(﹣2a)2+4a×3<0,
解得﹣3<a<0,
故a的取值范围为﹣3<a≤0,
由题意知所选不等式ax2﹣2ax﹣3<0恒成立的充分不必要条件中不等式相应集合应为(﹣3,0]的真子集,
故选项B,C满足条件.
故选:BC.
【考点8 基本不等式的其他应用】
【典例1】(2024•梅县区校级一模)在△ABC中,E为AC上一点,,P为BE上任一点,若,则的最小值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】D
【解答】解:∵,
∴==+,
∵P为BE上任一点,∴m+3n=1.
∴=(m+3n)=3+3++≥=12,当且仅当m=3n=时取等号.
故选:D.
【典例2】(2024•古蔺县校级模拟)在△ABC中,若C=,则sinAsinB的最大值是 .
【答案】.
【解答】解:在△ABC中,C=,则sinA>0,sinB>0,
由基本不等式得sinAsinB≤,
∵A+B=,sinB=cosA,
∴sinAsinB≤==,等号当sinA=sinB=成立,
则sinAsinB的最大值是.
故答案为:.
【考点9 不等式与线性规划综合】
【典例1】(2024•汉中模拟)若实数x,y满足约束条件则z=2x+3y的最小值为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣1 D.1
【答案】C
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得,则A(1,﹣1).
化目标函数z=2x+3y为y=﹣xz.
由图可知,当直线y=﹣xz过A时,直线在y轴上的截距最大小,z有最小值为2×1+3×(﹣1)=﹣1.
故选:C.
【典例2】(2024•大通县二模)若实数x,y满足约束条件则z=x+4y的最大值为( )
A. B.6 C.13 D.15
【答案】C
【解答】解:实数x,y满足约束条件,
则表示的可行域如图阴影部分所示.
当直线z=x+4y经过点A时,z取得最大值,
由,解得x=5,y=2,
所以zmax=5+4×2=13.
故选:C.
一.选择题
1.(2024•邹城市校级三模)已知集合A={x|1<x2<9},,则A∩B=( )
A.(﹣3,2) B.(﹣2,3)
C.(﹣3,﹣2)∪(2,3) D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
【答案】D
【解答】解:A={x|1<x2<9}={x|﹣3<x<﹣1或1<x<3},
,
所以A∩B=(﹣2,﹣1)∪(1,2).
故选:D.
2.(2024•大兴区校级模拟)若集合A={x∈N|2x<4},B={﹣2,﹣1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{﹣2,﹣1,0,1,2} B.{﹣2,﹣1,0,1}
C.{0,1} D.{1}
【答案】C
【解答】解:集合A={x∈N|2x<4}={0,1},B={﹣2,﹣1,0,1,2},
则A∩B={0,1}.
故选:C.
3.(2024•香坊区校级模拟)已知集合,B={x|log2x≥1},则(∁UA)∩B=( )
A.[2,3] B.(2,3)
C.(﹣∞.﹣1]∪(2,+∞) D.(2,+∞)
【答案】A
【解答】解:集合={x|x>3或x<﹣1},
则∁UA={x|﹣1≤x≤3},
B={x|log2x≥1}={x|x≥2},
故(∁UA)∩B=[2,3].
故选:A.
4.(2024•袁州区校级三模)已知集合M={x|lgx>0},,则M∩N=( )
A.(1,2] B.(4,+∞)
C.(1,2)∪[4,+∞) D.(1,2]∪[4,+∞)
【答案】D
【解答】解:M={x|lgx>0}={x|x>1},或x≤2},
所以M∩N={x|x>1}∩{x|x≥4或x≤2}=(1,2]∪[4,+∞).
故选:D.
5.(2024•郊区校级三模)已知,(a>0,b>0),则下列结论不正确的是( )
A. B. C.a2+b2≤6 D.ab≥3
【答案】C
【解答】解:对于选项A,
=,当且仅当且即时,等号成立,
所以,,故A正确;
对于选项B,因为,
当且仅当即时,等号成立,
所以,解得,故B正确;
对于选项C,因为,
当且仅当即时,等号成立,
所以,故C错误;
对于选项D,因为,
当且仅当即时,等号成立,
所以,故D正确.
故选:C.
6.(2024•思明区校级模拟)已知集合,则( )
A.A⊆B B.B⊆A C.A∩B=∅ D.A∪B=R
【答案】A
【解答】解:由,得,则,
所以A⊆B,A正确,B错误;
A∩B={x|0<x<3},A∪B={x|0<x<},C,D错误.
故选:A.
7.(2024•江苏模拟)若集合A={x|log2x>1},B={x|x2﹣5x﹣6≤0},则A∩B=( )
A.(1,3] B.(2,3] C.(1,6] D.(2,6]
【答案】D
【解答】解:集合A={x|log2x>1}={x|x>2},
B={x|x2﹣5x﹣6≤0}={x|﹣1≤x≤6},
故A∩B={x|2≤x≤6}.
故选:D.
8.(2024•临汾模拟)若0<x<1,则的最小值是( )
A.1 B.4 C. D.
【答案】D
【解答】解:因为0<x<1,所以1﹣x>0,
则,
当且仅当,即时,等号成立,取得最小值.
故选:D.
9.(2024•雨城区校级模拟)已知x>0,y>0,且,则的最小值为( )
A.9 B.10 C.12 D.13
【答案】D
【解答】解:因为x>0,y>0,且,两边同时乘以x,可得=x﹣3,
所以=2x+y+x﹣3=3x+y﹣3=(3x+y)(+)﹣3=9+1++﹣3≥7+2=13,
当且仅当=,即x=y=4时取等号,
所以的最小值为13.
故选:D.
10.(2024•安徽模拟)已知全集U=R,集合,,则M∩N等于( )
A.[﹣1,1) B.[0,1) C.(﹣3,0) D.(﹣3,﹣1)
【答案】B
【解答】解:由,即(x﹣1)(x+3)<0,解得﹣3<x<1,
所以M={x|﹣3<x<1},
又,
所以M∩N={x|0≤x<1}.
故选:B.
11.(2024•济南校级模拟)已知x,y为正实数,且x+y=1,则的最小值为( )
A.24 B.25 C. D.
【答案】B
【解答】解:因为x,y为正实数,且x+y=1,
所以
=,
当且仅当即时,等号成立,所以的最小值为25.
故选:B.
12.(2024•玄武区校级二模)已知集合A={x|x2﹣3x﹣4≤0},B={x∈N|2﹣x>0},则A∩B=( )
A.{3,4} B.{0,1} C.{﹣1,0,1} D.{2,3,4}
【答案】B
【解答】解:由题意可得A={x|﹣1≤x≤4},B={x∈N|x<2}={0,1},
则A∩B={0,1}.
故选:B.
13.(2024•揭阳二模)已知函数f(x)=﹣x2+ax+1在(2,6)上不单调,则a的取值范围为( )
A.(2,6) B.(﹣∞,2]∪[6,+∞)
C.(4,12) D.(﹣∞,4]∪[12,+∞)
【答案】C
【解答】解:,则,
得4<a<12,即a的范围(4,12).
故选:C.
14.(2024•商洛模拟)在不等式组表示的平面区域内任取一点P(x,y),则满足y≥x﹣2的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:画出不等式组表示的平面区域,如图为△OAB及其内部,
其中O(0,0),A(6,0),B(3,3),
所以S△AOB=×6×3=9.
设直线y=x﹣2与直线y=0,x+y﹣6=0分别交于点C(2,0),D(4,2),
所以满足y≥x﹣2的平面区域为四边形OCDB及其内部,
所以S四边形OCDB=S△AOB﹣S△CAD=9﹣×4×2=5,
所以满足y≥x﹣2的概率为P=.
故选:C.
15.(2024•4月份模拟)若函数f(x)=|x2﹣(m﹣2)x+1|在上单调,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:设g(x)=x2﹣(m﹣2)x+1,则方程g(x)=0的根的判别式Δ=(m﹣2)2﹣4=m2﹣4m.
①当Δ≤0时,即0≤m≤4时,g(x)≥0恒成立,故f(x)=g(x)=x2﹣(m﹣2)x+1,
若f(x)在上单调,则g(x)函数图象的对称轴,
即或,解得0≤m≤1或3≤m≤4;
②当Δ>0时,m<0或m>4,
(i)当m<0时,g(x)=0有两个不相等的实数根x1、x2,且它们都是负数,设x1<x2,
若f(x)在上单调,则,即g()=,解得;
(ii)当m>4时,g(x)=0有两个不相等的实数根x1、x2,且它们都是正数,设x1<x2,
若f(x)在上单调,则,即g()=,解得.
综上所述,或,即实数m的取值范围是.
故选:C.
16.(2024•高碑店市校级模拟)若关于x的不等式x2﹣(m+3)x+3m<0的解集中恰有3个正整数,则实数m的取值范围为( )
A.5<m≤6 B.5≤m≤6 C.6<m≤7 D.6≤m≤7
【答案】C
【解答】解:关于x的不等式x2﹣(m+3)x+3m<0,
可化为(x﹣m)(x﹣3)<0,
该不等式的解集中恰有3个正整数,
故不等式的解集为{x|3<x<m},且6<m≤7;
故选:C.
17.(2024•西安模拟)已知x,y满足约束条件,则z=﹣3x+6y的最大值为( )
A.18 B.14 C.10 D.﹣30
【答案】B
【解答】解:画出约束条件表示的平面区域,如图所示:
平移目标函数z=﹣3x+6y,知直线y=x+z过点A时,z取得最大值,
由,解得(,),
所以z的最大值为zmax=﹣3×+6×=14.
故选:B.
18.(2024•榆阳区校级模拟)已知实数x,y满足约束条件,则z=2x+y﹣1的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得A(1,3)
由z=2x+y﹣1,得y=﹣2x+z+1,由图可知,当直线y=﹣2x+z﹣1过A时,z有最大值为2×1+3﹣1=4.
故选:D.
二.填空题(共1小题)
19.(2024•河东区一模)若a>0,b>0,ab=2,则的最小值为 4 .
【答案】4.
【解答】解:若a>0,b>0,ab=2,
则===2(b+)=4,
当且仅当b=,即b=1时取等号.
故答案为:4.
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