内容正文:
专题02 不等式(九大题型7大易错题)
【题型1 不等式的性质】
1.(2024·山东聊城·三模)“,且”是“,且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2024·广东广州·模拟预测)下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若,则
3.(2024·广东茂名·模拟预测)已知,,则下面结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则有最小值4 D.若,则
4.(2024·上海宝山·二模)已知,则( )
A. B.
C. D.
5.(2024·上海杨浦·二模)已知实数,,,满足:,则下列不等式一定正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2024·北京丰台·二模)若,且,则( )
A. B.
C. D.
7.(2024·四川成都·模拟预测)命题“”是“,且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
8.多选题(2024·湖南长沙·二模)设a,b,c,d为实数,且,则下列不等式正确的有( )
A. B. C. D.
9.多选题(2024·湖北武汉·二模)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.的最小值为2
C. D.的最小值为2
10.多选题(2024·福建厦门·三模)若,则( )
A. B. C. D.
【题型2 大小比较】
11.(2024·湖北黄冈·二模)已知分别满足下列关系:,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
12.(2024·辽宁·一模)设则( )
A. B.
C. D.
13.(2024·云南昆明·模拟预测)设,则( )
A. B.
C. D.
14.(2024·云南贵州·二模)已知,则的大关系为( )
A. B.
C. D.
【题型3 基本不等式求函数最值】
15.(2024·宁夏·二模)直线过函数图象的对称中心,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.6 D.5
16.(2024·山西太原·三模)已知 中, 是的中点,且 ,则 面积的最大值( )
A. B. C.1 D.2
17.(2024·四川遂宁·模拟预测)在中,点F为线段BC上任一点(不含端点),若,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.8 D.9
18.(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,点为两曲线的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,那么最小为( )
A. B. C. D.
19.(2024·湖南长沙·二模)已知 ,,直线 与曲线 相切,则 的最小值是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
20.(2024·安徽·模拟预测)已知,,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
21.(2024·贵州黔东南·二模)已知正实数,满足,则的最大值为( )
A.0 B. C.1 D.
22.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)若,,且,则的最小值为 .
23.(2024·重庆·模拟预测)已知,若实数m,n满足,则的最小值为
24.(2024·江西赣州·二模)已知,则的最小值为 .
25.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在中,,P是线段AD上的动点(与端点不重合),设,则的最小值是 .
26.(2024·广西河池·模拟预测)若实数,且,则的最小值为 .
27.(2024·安徽阜阳·模拟预测)已知,则的最小值为 .
【题型4利用基本不等式求参数】
28.(2024·江西·模拟预测)已知平面向量,,其中,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
29.(2024·河北秦皇岛·三模)若集合,,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
30.(2024·广西·模拟预测)已知,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【题型5 一元二次不等式求解】
31.(2024·河南郑州·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
32.(2024·辽宁大连·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
33.(2024·安徽马鞍山·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.[1,4]
34.(2024·山东枣庄·模拟预测)已知集合,,则( )
A.B. C. D.
35.(2024·河北·模拟预测)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【题型6 根据一元二次不等式解求参数】
36.(2024·陕西·二模)若,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
37.(2024·河北沧州·模拟预测)已知集合,.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
38.(2024·浙江·模拟预测)若不等式的解为全体实数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
39.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为 .
40.(2024·浙江绍兴·二模)已知集合,,且有4个子集,则实数的最小值是 .
41.(2024·辽宁·三模)若“,使”是假命题,则实数的取值范围为 .
【题型7 不等式恒成立问题】
42.(2024·陕西榆林·三模)已知,若当时,关于的不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
43.(2024·湖北·二模)已知等差数列的前n项和为,且,,若对于任意的,不等式恒成立,则实数x可能为( )
A. B.0 C.1 D.2
【题型8 基本不等式的其他应用】
44.(2024·北京延庆·一模)已知在正方体中,,是正方形内的动点,,则满足条件的点构成的图形的面积等于( )
A. B. C. D.
45.(2024·山东济南·三模)三棱锥中,平面,.若该三棱锥的最长的棱长为9,最短的棱长为3,则该三棱锥的最大体积为( )
A. B. C.18 D.36
46.(2024·黑龙江·二模)“不以规矩,不能成方圆”出自《孟子·离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画圆和方形图案的工具,今有一块圆形木板,按图中数据,以“矩”量之,若将这块圆形木板截成一块四边形形状的木板,且这块四边形木板的一个内角满足,则这块四边形木板周长的最大值为( )
A. B.
C. D.
47.(2020·上海浦东新·三模)数学中的数形结合也可以组成世间万物的绚丽画面,一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的产物,曲线:为四叶玫瑰线,下列结论正确的有( )
(1)方程,表示的曲线在第二和第四象限;
(2)曲线上任一点到坐标原点的距离都不超过;
(3)曲线构成的四叶玫瑰线面积大于;
(4)曲线上有个整点横、纵坐标均为整数的点.
A.(1)(2) B.(1)(2)(3) C.(1)(2)(4) D.(1)(3)(4)
48.(2024·浙江金华·三模)某希望小学的操场空地的形状是一个扇形,计划在空地上挖一个内接于扇形的矩形沙坑(如图所示),有如下两个方案可供选择.经测量,,.在方案1中,若设,,则,满足的关系式为 ,比较两种方案,沙坑面积最大值为 .
49.(2024·四川绵阳·模拟预测)已知在中,D为BC边的中点,且.
(1)若的面积为,,求;
(2)若,求的周长的最大值.
50.(2024·江西·模拟预测)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b是a,c的等比中项.
(1)求B的最大值:
(2)若C为钝角,求的取值范围.
【题型9 不等式与线性规划综合】
51.(2024·陕西西安·模拟预测)若x,y满足约束条件,则的最小值为( )
A.0 B.-4 C.-5 D.-6
52.(2024·全国·模拟预测)在不等式组表示的平面区域内任取一点,则满足的概率为( )
A. B. C. D.
53.(2024·四川·模拟预测)若关于的不等式组表示的平面区域是直角三角形区域,则实数( )
A. B.1 C.或0 D.0或1
54.(2024·全国·模拟预测)已知满足约束条件,则的最小值为( )
A.2 B.18 C.20 D.22
55.(2024·四川·模拟预测)若,满足约束条件,则的最大值为 .
56.(2024·陕西·模拟预测)已知实数满足约束条件,则由可行域围成区域的面积为 .
【易错点1忽视字母的取值范围而致错】
1.(2024·北京东城·一模)已知,且,则( )
A. B. C. D.
2.(2024·全国·模拟预测)已知,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【易错点2 多次运用不等式性质而致错】
1.(2024·全国·模拟预测)已知实数满足,则的取值范围是 .
2.(2024高三·全国·专题练习)若实数x,y满足1≤xy2≤4,3≤x2y≤5,则xy5的取值范围是 .
【易错点3忽视字不等式种高次项的系数】
1.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)若命题“”为假命题,则实数m的取值范围是 .
2.(23-24高三上·全国·阶段练习)对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
【易错点4 运用不等式基本性质求最值时,忽略不等式成立的三个条件】
1.(没有考虑等号能否取到)
1.(2024·四川绵阳·模拟预测)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
2.(忽视一元二次不等式种两根大小)
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知集合,集合,若,则 .
3.(没有考虑“一正”)
1.(2024高三·天津·专题练习)已知正项等比数列中,,,成等差数列.若数列中存在两项,,使得为它们的等比中项,则的最小值为( )
A.1 B.3 C.6 D.9
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专题02 不等式(九大题型7大易错题)
【题型1 不等式的性质】
1.(2024·山东聊城·三模)“,且”是“,且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据题意,利用不等式的基本性质,结合充分、必要条件的判定方法,即可求解.
【详解】若,且,根据不等式的加法和乘法法则可得,且,即必要性成立;
当,满足,且,但是,故充分性不成立,
所以“,且”是“,且”的必要不充分条件.
故选:B
2.(2024·广东广州·模拟预测)下列命题为真命题的是( )
A.若,则 B.若,,则
C.若,则 D.若,则
【答案】B
【分析】由不等式的基本性质,赋值法逐项判断即可.
【详解】对于A,可以取,,,此时,所以A错误.
对于B:∵,∴,因为,所以,故B正确;
对于C:取,时,则,,,则,故C错误;
对于D:当,时,,,则,故D错误;
故选:B.
3.(2024·广东茂名·模拟预测)已知,,则下面结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则有最小值4 D.若,则
【答案】C
【分析】对于A. 利用基本不等式求解判断;对于B.取判断;对于C.利用基本不等式结合指数运算求解判断;对于D.利用作差法比较.
【详解】因为,,
对于选项A:若,则,当且仅当时取等号,A错误;
对于选项B:当时,式子不成立,B错误;
对于选项C:若,则,
当且仅当时取等号,C正确;
对于选项D:因为,且,
所以,故D错误.
故选:C.
4.(2024·上海宝山·二模)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件,结合不等式的性质,及函数单调性,即可求解.
【详解】,
则,故A正确;
,故B错误;
,故C错误;
,故D错误.
故选:A.
5.(2024·上海杨浦·二模)已知实数,,,满足:,则下列不等式一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】举例说明判断ABD;利用不等式的性质推理判断C.
【详解】对于ABD,取,满足,
显然,,,ABD错误;
对于C,,则,C正确.
故选:C
6.(2024·北京丰台·二模)若,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】举反例即可求解ABC,根据不等式的性质即可求解D.
【详解】由于,取,,,无法得到,,故AB错误,
取,则,无法得到,C错误,
由于,则,所以,
故选:D
7.(2024·四川成都·模拟预测)命题“”是“,且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据绝对值三角不等式和充分条件必要条件的定义即可判断.
【详解】若,
,即,
,即,
则充分性成立;
若且,
当时,,
当时,,
则必要性成立;
综上所述:“”是“,且”的充分必要条件.
故选:C.
8.多选题(2024·湖南长沙·二模)设a,b,c,d为实数,且,则下列不等式正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】根据不等式的相关性质可得A ,D 项正确;通过举反例可说明B ,C 项错误.
【详解】对于A,由和不等式性质可得,故A正确;
对于B,因,若取,,,,
则,,所以,故B错误;
对于C,因,若取,,,,
则,,所以,故C错误;
对于D,因为,则,又因则,
由不等式的同向皆正可乘性得,,故,故D正确.
故选:AD.
9.多选题(2024·湖北武汉·二模)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.的最小值为2
C. D.的最小值为2
【答案】AD
【分析】利用不等式的性质及基本不等式,以此判断选项即可.
【详解】对于A,若,则,A正确;
对于B,或,因为不知道和的大小关系,B错误;
对于C,若,则,而
,但是与的大小不能确定,故C错误;
对于D,,当且仅当,即取等号,D正确.
故选:AD
10.多选题(2024·福建厦门·三模)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】对A、B:借助不等式的性质即可得;对C:借助指数函数的单调性即可得;对D:借助基本不等式计算即可得.
【详解】对A:由,则 ,故A正确;
对B:由,则,故B错误;
对C:由在上单调递增,故,故C错误;
对D:由,则,故,
当且仅当时等号成立,故D正确.
故选:AD.
【题型2 大小比较】
11.(2024·湖北黄冈·二模)已知分别满足下列关系:,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将指数式化成对数式,利用换底公式,基本不等式可推得,利用指对数函数的单调性,通过构造函数判断单调性可推得,最后利用正切函数的单调性可得.
【详解】由可得
因 ,
又,故,即;
因,则由,
由函数,,因时,,
即函数在上单调递减,则有,故得;
由,而,即,
综上,则有.
故选:B.
【点睛】方法点睛:解决此类题的常见方法,
(1)指、对数函数的值比较:一般需要指对互化、换底公式,以及运用函数的单调性判断;
(2)作差、作商比较:对于结构相似的一般进行作差或作商比较,有时还需基本不等式放缩比较;
(3)构造函数法:对于相同结构的式子,常构造函数,利用函数单调性判断.
12.(2024·辽宁·一模)设则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用导数证明不等式,可得;根据不等式的性质可证得,则,即可求解.
【详解】对于函数,,
令,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,则,即.
所以,.
由,得,所以,则,
所以,即.
所以.
故选:B
【点睛】方法点睛:对于比较实数大小方法:
(1)利用基本函数的单调性,根据函数的单调性判断,
(2)利用中间值“1”或“0”进行比较,
(3)构造函数利用函数导数及函数单调性进行判断.
13.(2024·云南昆明·模拟预测)设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,利用函数单调性确定大小,通过作差,判断正负即可确定大小即可.
【详解】设,则令,得,
则在上单调递增,在上单调递减,
,则,
又,得,
所以,
故选:A
14.(2024·云南贵州·二模)已知,则的大关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据的特点,构造函数,判断其单调性,得到,故有,再运用作差法比较即得.
【详解】设,则,
当时,,在上递增;
当时,,在上递减,
故.
则,即;
由可知,故.
故选:B.
【题型3 基本不等式求函数最值】
15.(2024·宁夏·二模)直线过函数图象的对称中心,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.6 D.5
【答案】A
【分析】先利用函数图象平移与奇函数的性质求得的对称中心,从而得到,再利用基本不等式“1”的妙用即可得解.
【详解】因为为奇函数,所以函数图象关于中心对称,函数图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位可得函数的图象,
所以的对称中心为,所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:A
16.(2024·山西太原·三模)已知 中, 是的中点,且 ,则 面积的最大值( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】利用中线得到,结合不等式得出,进而得到面积的最大值.
【详解】因为所以,
因为是中线,所以,,
所以,当且仅当时,等号成立;
面积为.
故选:A
17.(2024·四川遂宁·模拟预测)在中,点F为线段BC上任一点(不含端点),若,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.8 D.9
【答案】D
【分析】先根据共线向量基本定理得到,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】因为点F为线段BC上任一点(不含端点),
所以设,故,
即,
又,
故,
故,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为9.
故选:D
18.(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,点为两曲线的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,那么最小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分别在椭圆和双曲线中,利用焦点三角形中的余弦定理建立等量关系,再构造,利用基本不等式,即可求解.
【详解】设两曲线的半焦距为,由余弦定理得.
在椭圆中,,
得 .
在双曲线中,,
得.从而,得,
则,即,
即.
所以,
当且仅当时等号成立.
故选:B
19.(2024·湖南长沙·二模)已知 ,,直线 与曲线 相切,则 的最小值是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【分析】利用已知条件求出切点横坐标,从而得到。利用基本不等式即可求解.
【详解】由于直线 与曲线 相切,
设切点为,且,所以,
则切点横坐标 ,则,即 .
所以,即,
当且仅当 时取等号,所以 的最小值为1.
故选:D
20.(2024·安徽·模拟预测)已知,,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合基本不等式的公式,即可求解.
【详解】,,
当且仅当,即,时等号成立.
故选:B.
21.(2024·贵州黔东南·二模)已知正实数,满足,则的最大值为( )
A.0 B. C.1 D.
【答案】A
【分析】根据等式关系构造函数,由其单调性可得,于是结合基本不等式可得的最大值.
【详解】由题,构造函数,则,
显然在上单调递增,所以,即,
所以,当且仅当,时等号成立.
所以的最大值为0.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
22.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)若,,且,则的最小值为 .
【答案】9
【分析】利用“1”的变形,结合基本不等式即可求解.
【详解】,
当,即,联立,得到时,等号成立,
所以的最小值为9.
故答案为:9
23.(2024·重庆·模拟预测)已知,若实数m,n满足,则的最小值为
【答案】4
【分析】利用导数求解函数单调性,由得,即可利用不等式求解最值.
【详解】由可得,故在单调递增,
而,
故得,
,当且仅当,即时取等号,
故答案为:4
24.(2024·江西赣州·二模)已知,则的最小值为 .
【答案】
【分析】依据条件结构特征利用分离常数法和配凑法思想对进行变形配凑,再结合基本不等式即可求解最小值.
【详解】由题,所以
,
当且仅当,即,即时等号成立.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键在于巧妙变形分离和配凑.
25.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在中,,P是线段AD上的动点(与端点不重合),设,则的最小值是 .
【答案】
【分析】由,得到,从而有,再根据三点共线,得到,然后利用基本不等式求解.
【详解】解:因为在中,,
所以,
又因为,则,
因为三点共线,则,结合题意知,
所以,
,
当且仅当,即 时,等号成立,
故答案为:
26.(2024·广西河池·模拟预测)若实数,且,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】根据,将化简可得,再根据基本不等式“1”的巧用求解最值即可.
【详解】由可得,
因为,所以,即,则,
则,
当且仅当,即时等号成立,故的最小值为.
故答案为:.
27.(2024·安徽阜阳·模拟预测)已知,则的最小值为 .
【答案】20
【分析】由可得,再由基本不等式求解即可.
【详解】依题意,,由可得,
所以,等号成立当且仅当.
故答案为:20.
【题型4利用基本不等式求参数】
28.(2024·江西·模拟预测)已知平面向量,,其中,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据向量平行,得到,结合基本不等式即可求.
【详解】由题意,因为,所以,又,
所以,当且仅当即时等号成立.
故选:A
29.(2024·河北秦皇岛·三模)若集合,,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先解一元二次不等式求出集合,再分、两种情况讨论,确定集合,再根据集合的包含关系得到不等式,解得即可.
【详解】由,即,解得,
所以,
当时,,符合,
当时,由,解得,
所以,
因为,所以,解得.
综上可得的取值范围为.
故选:D
30.(2024·广西·模拟预测)已知,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先确定,再由基本不等式得到,从而求出的取值范围.
【详解】因为,,则,所以.
又,
即,即,解得,
所以,当且仅当,即时,等号成立,
即的取值范围为.
故选:D.
【题型5 一元二次不等式求解】
31.(2024·河南郑州·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出集合和即可求解.
【详解】因为,所以,
因为,所以,
所以.
故选:D.
32.(2024·辽宁大连·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解一元二次不等式求出A集合,解一元一次不等式求出B集合,利用交集的定义运算即可.
【详解】因为,,
所以 .
故选:B
33.(2024·安徽马鞍山·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.[1,4]
【答案】C
【分析】本题先解不等式求出集合A、B,再结合补集和交集的定义即可求解.
【详解】因为集合或,
,
所以,
故
故选:C.
34.(2024·山东枣庄·模拟预测)已知集合,,则( )
A.B. C. D.
【答案】D
【分析】首先解一元二次不等式求出集合,再根据交集的定义计算可得.
【详解】由,即,解得,
所以,
又,所以.
故选:D
35.(2024·河北·模拟预测)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】化简集合,根据集合交集的概念求解即可.
【详解】由题意可得,
由解得或,所以或,
所以,
故选:C
【题型6 根据一元二次不等式解求参数】
36.(2024·陕西·二模)若,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
将代入原不等式,可得,解之即可求解.
【详解】由题意知,当时,可变为,符合题意;
当时,由,得,
即,解得或且;
综上,实数a的取值范围为.
故选:D
37.(2024·河北沧州·模拟预测)已知集合,.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解绝对值不等式求出集合,由,得,由此能求出实数的取值范围.
【详解】由,解得,所以集合 ,
由,可得,所以,
因为,所以,
当时,不符合题意,
所以,因为,所以,
即实数的取值范围是.
故选:B.
38.(2024·浙江·模拟预测)若不等式的解为全体实数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论与两种情况,结合二次不等式恒成立问题的解决方法即可得解.
【详解】当时,不等式可化为,显然不合题意;
当时,因为的解为全体实数,
所以,解得;
综上:.
故选:C.
39.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】求出方程的解后可求不等式的解集.
【详解】方程的解为或,
故不等式的解集为,
故答案为:.
40.(2024·浙江绍兴·二模)已知集合,,且有4个子集,则实数的最小值是 .
【答案】/0.5
【分析】根据的子集个数,得到元素个数,分和讨论,进而得到实数m的取值范围.
【详解】由有4个子集,所以中有2个元素,
所以,所以 ,
所以满足,或,
综上,实数的取值范围为,或,
故答案为:
41.(2024·辽宁·三模)若“,使”是假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】将问题转化为“在上恒成立”,再利用对勾函数的单调性求得最值,从而得解.
【详解】因为“,使”是假命题,
所以“,”为真命题,
其等价于在上恒成立,
又因为对勾函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以,即实数的取值范围为.
故答案为:.
【题型7 不等式恒成立问题】
42.(2024·陕西榆林·三模)已知,若当时,关于的不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,易得的对称轴为,则,进而可得出答案.
【详解】令,
由题意可得,则,
又因为,所以,
函数的对称轴为,
则,
即,
即,结合,解得.
故选:A.
43.(2024·湖北·二模)已知等差数列的前n项和为,且,,若对于任意的,不等式恒成立,则实数x可能为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】由与的关系且为等差数列,求出,由,得,构造函数,由在时恒成立,求实数x的取值范围.
【详解】因为,时,,
时,,
所以,,,
因为为等差数列,所以,,
从而,,
所以,即,
则当时,恒成立,
,解得或,
只有选项A符合题意,
故选:A
【题型8 基本不等式的其他应用】
44.(2024·北京延庆·一模)已知在正方体中,,是正方形内的动点,,则满足条件的点构成的图形的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意,在平面上,分别以为轴建立平面直角坐标系,设,根据已知列出满足的关系,进而可得满足条件的点构成的图形,计算面积即可.
【详解】如图,连接,则,
如图,在平面上,分别以为轴建立平面直角坐标系,
则,设,
由,得,
即,整理得,
设直线与交于点,
则点在内部(含边界),即满足条件的点构成的图形为及其内部,
易知,∴,
∴.
故选:A.
【点睛】关键点睛:本题解题关键是在底面上建立平面直角坐标系,把空间问题转化为平面问题去解决.
45.(2024·山东济南·三模)三棱锥中,平面,.若该三棱锥的最长的棱长为9,最短的棱长为3,则该三棱锥的最大体积为( )
A. B. C.18 D.36
【答案】C
【分析】由线面垂直得到线线垂直,推出该三棱锥的最长的棱为,故,最短的棱为或,分三种情况,利用锥体体积公式和基本不等式求出体积的最大值,得到答案.
【详解】因为平面,平面,
所以,,
故,
因为,所以,故,
则该三棱锥的最长的棱为,故,
最短的棱为或,
当最短的棱为,即时,
由勾股定理得,
故,故,
当且仅当时,等号成立,
故三棱锥体积为,
当最短的棱为,即时,
设,则,则,
故,
三棱锥体积为,
当且仅当,即时,等号成立,
当最短的棱为,即时,
设,则,则,
故,
三棱锥体积为,
当且仅当,即时,等号成立,
综上,该三棱锥的最大体积为18.
故选:C
46.(2024·黑龙江·二模)“不以规矩,不能成方圆”出自《孟子·离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画圆和方形图案的工具,今有一块圆形木板,按图中数据,以“矩”量之,若将这块圆形木板截成一块四边形形状的木板,且这块四边形木板的一个内角满足,则这块四边形木板周长的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用余弦定理结合基本不等式可求周长的最大值.
【详解】因为四边形木板的一个内角满足,如图,
设,由题设可得圆的直径为,
故,因,为三角形内角,故,
故,
故,
故,
故,当且仅当时等号成立,
同理,当且仅当等号成立,
故四边形周长的最大值为,
故选:A.
47.(2020·上海浦东新·三模)数学中的数形结合也可以组成世间万物的绚丽画面,一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的产物,曲线:为四叶玫瑰线,下列结论正确的有( )
(1)方程,表示的曲线在第二和第四象限;
(2)曲线上任一点到坐标原点的距离都不超过;
(3)曲线构成的四叶玫瑰线面积大于;
(4)曲线上有个整点横、纵坐标均为整数的点.
A.(1)(2) B.(1)(2)(3) C.(1)(2)(4) D.(1)(3)(4)
【答案】A
【分析】因为,所以与异号,从而可判断(1);利用基本不等可判断(2);将以为圆心,2为半径的圆的面积与曲线围成区域的面积进行比较即可判断(3);先确定曲线经过点,再将第一象限内经过的整点,,逐一代入曲线的方程进行检验,根据对称性即可判断(4).
【详解】对于(1):因为,所以x与y异号,故图象在第二和第四象限,正确;
对于(2):因为 ,所以,
所以,所以,正确;
对于(3):以O为圆点,2为半径的圆O的面积为,
结合(2)知然曲线C围成的区域的面积小于圆O的面积,错误;
对于(4):将和联立,解得,
所以可得圆与曲线C相切于点,,,,
点的位置是图中的点M,
由曲线的对称性可知,只需要考虑曲线在第一象限内经过的整点即可,
把,和代入曲线C的方程验证可知,等号不成立,
所以曲线C在第一象限内不经过任何整点,再结合曲线的对称性可知,曲线C只经过整点,错误.
故选:A
48.(2024·浙江金华·三模)某希望小学的操场空地的形状是一个扇形,计划在空地上挖一个内接于扇形的矩形沙坑(如图所示),有如下两个方案可供选择.经测量,,.在方案1中,若设,,则,满足的关系式为 ,比较两种方案,沙坑面积最大值为 .
【答案】 (其中,),或, /
【分析】(1)连接,在中应用勾股定理找到关系式,注意取值范围;
(2)由(1)及基本不等式求得,结合三角形面积公式求方案一的最大值;再连接,,设,,在中应用勾股定理得,结合基本不等式、三角形面积公式求方案二最大值,比较大小即可.
【详解】连接,由,,,,得,
在中,,由,得,
显然在上单调递减,
所以满足的关系式为(,)或,;
方案1:设游泳池的面积为,
由(1)得,解得,当且仅当,即,时取等号,
所以;
方案2:设游泳池的面积为,取的中点,
连接,,设,,在中,,
则,解得,当且仅当时取等号,
,
而,
所以选择第一种方案,此时游泳池面积的最大值为.
故答案为:(,),或,;
【点睛】关键点点睛:设出与图形面积相关的两个变形,借助勾股定理建立关系,利用基本不等式求解最值是解决问题的关键.
49.(2024·四川绵阳·模拟预测)已知在中,D为BC边的中点,且.
(1)若的面积为,,求;
(2)若,求的周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,利用三角形的面积公式,求得,由余弦定理,求得,再由正弦定理求得,进而求得的值;
(2)设,分别在和中,利用余弦定理,列出方程求得,结合,即可求解.
【详解】(1)解:因为的面积为,且为的中点,
可得,
又因为,可得,所以
在中,由余弦定理得
,所以,
由正弦定理,可得,
因为且,
可得,
即为钝角,所以为锐角,所以.
(2)解:设,分别在和中,
由余弦定理,
即,同理可得,
所以,可得,
又因为,当且仅当时,等号成立,
所以,所以周长的最大值为.
50.(2024·江西·模拟预测)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b是a,c的等比中项.
(1)求B的最大值:
(2)若C为钝角,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比中项及余弦定理得,根据基本不等式及余弦函数性质可得结果;
(2)依题意设,,根据三角形三边关系及条件求出,利用正弦定理及两角和正弦公式。诱导公式化简得,从而可得结果.
【详解】(1)因为b是a,c的等比中项,所以.
由余弦定理可知,
则,当且仅当时,等号成立.
又,根据余弦函数的性质且,
故B的最大值为.
(2)由已知可设,,
则,所以,解得.
,
所以的取值范围为.
【题型9 不等式与线性规划综合】
51.(2024·陕西西安·模拟预测)若x,y满足约束条件,则的最小值为( )
A.0 B.-4 C.-5 D.-6
【答案】C
【分析】作出不等式所表示的可行域,数形结合可求的最小值.
【详解】作出不等式组所表示的可行域如图所示:
当直线经过点时,最小,
由,解得,即,
将代入,可得,
所以的最小值为-5.
故选:C.
52.(2024·全国·模拟预测)在不等式组表示的平面区域内任取一点,则满足的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分别画出不等式组和不等式满足的区域,再利用几何概型的概率求解.
【详解】解:如图,
不等式组表示的平面区域为及其内部,其中,
所以,
设直线与直线分别交于点,
所以满足的平面区域为四边形及其内部,
,
所以满足的概率为.
故选:C.
53.(2024·四川·模拟预测)若关于的不等式组表示的平面区域是直角三角形区域,则实数( )
A. B.1 C.或0 D.0或1
【答案】C
【分析】由已知,关于的不等式组表示的平面区域是直角三角形区域,则直线垂直于直线或直线垂直于直线,从而得到值.
【详解】由题意,当直线垂直于直线时,表示的平面区域是直角三角形区域,所以.
当直线垂直于直线时,表示的平面区域是直角三角形区域,所以.
故选:C.
54.(2024·全国·模拟预测)已知满足约束条件,则的最小值为( )
A.2 B.18 C.20 D.22
【答案】B
【分析】先作出不等式组表示的平面区域,再根据表示可行域内的点与原点距离的平方,数形结合即可.
【详解】约束条件表示的可行域为如图所示的阴影部分(包括边界),
表示可行域内的点与原点距离的平方.
由图知,的最小值为原点到直线的距离.
由点到直线的距离公式得原点到直线的距离,
故的最小值为18.
故选:B.
55.(2024·四川·模拟预测)若,满足约束条件,则的最大值为 .
【答案】
【分析】作出可行域,再数形结合求出目标函数的最大值.
【详解】因为,满足约束条件,
作出可行域如下所示:
由,解得 ,由,解得,
由,解得,
所以约束条件表示的是以三点为顶点的三角形及其内部,
目标函数可化为,平移直线可知,
当直线经过点时,在轴上的截距最大,此时.
故答案为:
56.(2024·陕西·模拟预测)已知实数满足约束条件,则由可行域围成区域的面积为 .
【答案】8
【分析】可行域围成区域是平行四边形,利用两点间距离公式求底边长,平行线间的距离求高,可计算面积.
【详解】在直角坐标系中作出其可行域,区域是平行四边形,如图,
,解得,即,
,解得,即,
,
且与之间的距离为,
所以围成的图形面积为.
故答案为:8.
【易错点1忽视字母的取值范围而致错】
1.(2024·北京东城·一模)已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】举出反例即可判断ABD,利用作差法即可判断C.
【详解】当时,,故AD错误;
当时,,故B错误;
对于C,因为,所以,因为,所以且,
则,
所以,故C正确.
故选:C.
2.(2024·全国·模拟预测)已知,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用不等式的性质可判断A项正确,D项错误,通过举反例可说明B,C两项错误.
【详解】,即,故选项A正确;
当时,满足,但,此时,,故选项B,C错误;
当时,由可得,故选项D错误.
故选:A.
【易错点2 多次运用不等式性质而致错】
1.(2024·全国·模拟预测)已知实数满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据不等式的性质即可求解.
【详解】由可得,所以,
故答案为:
2.(2024高三·全国·专题练习)若实数x,y满足1≤xy2≤4,3≤x2y≤5,则xy5的取值范围是 .
【答案】[,]
【详解】
因为(xy2)3∈[1,64],∈[,],所以xy5=(xy2)3·∈[,].
【易错点3忽视字不等式种高次项的系数】
1.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)若命题“”为假命题,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【分析】正难则反,命题“”为假命题,等价于命题“”为真命题,则分为和两大类讨论即可.
【详解】命题“”的否定为:“”
命题“”为假命题等价于命题“”为真命题;
当时,,成立;
当时,结合一元二次函数的图象可得:,解得,
综上,实数m的取值范围是.
故答案为:.
2.(23-24高三上·全国·阶段练习)对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】设,,将不等式恒成立问题转化成,构造,根据单调性求最值.
【详解】设,
,
则,
则恒成立可化为恒成立,
即恒成立,故,
设,
易知在时递减,在时递增,
所以,
而显然在时单调递增,所以,
故,当且仅当时,即时,等号成立,
所以实数的取值范围为.
【点睛】方法点睛:本题将恒成立问题转化成求最值问题,然后采用双换元和轮流作主法求最值.
【易错点4 运用不等式基本性质求最值时,忽略不等式成立的三个条件】
1.(没有考虑等号能否取到)
1.(2024·四川绵阳·模拟预测)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先化简两个集合,再利用补集运算求解.
【详解】因为,所以,即,
因为,所以.
故选:B
2.(忽视一元二次不等式种两根大小)
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知集合,集合,若,则 .
【答案】0或1
【分析】根据题意先求集合,结合包含关系分析求解.
【详解】由题意可知:,
,
因为,可知或,可得或.
故答案为:0或1.
3.(没有考虑“一正”)
1.(2024高三·天津·专题练习)已知正项等比数列中,,,成等差数列.若数列中存在两项,,使得为它们的等比中项,则的最小值为( )
A.1 B.3 C.6 D.9
【答案】B
【分析】先根据题意求出首项及公比,再根据等比中项的定义求出,再根据基本不等式中“1”的整体代换即可得解.
【详解】设正项等比数列公比为,由,,成等差数列,
有,即,得,
由,解得,
若数列中存在两项,,使得为它们的等比中项,
则,即,得,则,
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为3.
故选:B
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