内容正文:
练
高 中 数 学 必 修 第一册 (人教 B 版) 精编版
效 果 评 价
1.
给出下列条件 :
① ab>0
;
② ab<0
;
③a>0
,
b>0
;
④a<0
,
b<0.
其中能使
b
a
+
a
b
≥2
成立的条件的个数有 ( )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
2.
设
a
,
b
为正数, 且
a+b≤4
, 则下列
各式中正确的是 ( )
A.
1
a
+
1
b
<1 B.
1
a
+
1
b
≥1
C.
1
a
+
1
b
<2 D.
1
a
+
1
b
≥2
3.
设
x>0
, 则
y=3-3x-
1
x
的最大值是
( )
A. 3 B. 3-2 2
姨
C. 3-2 3
姨
D. -1
4.
若
a>0
,
b>0
且
a+b=4
, 则下列不等
式恒成立的是 ( )
A.
1
ab
>
1
2
B.
1
a
+
1
b
≤1
C. ab
姨
≥2 D.
1
a
2
+b
2
≤
1
8
5.
(多选题)
16
世纪中叶, 英国数学家
雷科德在 《砺智石》 一书中首先把 “
=
” 作
为等号使用, 后来英国数学家哈利奥特首次
使用 “
<
” 和 “
>
”, 并逐渐被数学界接受,
不等号的引入对不等式的发展影响深远
.
若
实数
a>b
, 则下列不等式不一定成立的有
( )
A.
a
b
>1 B. ab≤
a
2
+b
2
2
C.
b
a
+
a
b
≥2 D.
1
a
<
1
b
6.
已知
x>0
,
y>0
, 且
1
y
+
3
x
=1
, 则
3x+
4y
的最小值是
.
7.
某种饮料分两次提价, 提价方案有两
种
.
方案甲: 第一次提价
p%
, 第二次提价
q%
;
方案乙: 每次都提价
p+q
2
%.
若
p>q>0
, 则提
价多的方案是
.
8.
若正数
a
,
b
满足
a+b=1
, 则
1
3a+2
+
1
3b+2
的最小值为
.
9.
设
a>b>c
, 且
1
a-b
+
1
b-c
≥
m
a-c
恒成
立, 求
m
的取值范围
.
10.
已知
x∈
0
,
1
2
2 &
, 求函数
y=
1
x
+
8
1-2x
的最小值
.
2.2.4 均值不等式及其应用
28
第二章 等式与不等式
练
提 升 练 习
11.
如果
x>0
,
y>0
,
x+y+xy=2
, 则
x+y
的最小值为 ( )
A.
3
2
B. 1+ 3
姨
C. 2 3
姨
-2 D. 2- 3
姨
12.
(多选题) 已知正数
m
,
n
满足
m+
n
2
=2
, 则下列说法正确的有 ( )
A. m+3n
的最大值为
17
4
B. mn
2
的最大值为
2
C.
1
m
+
1
n
2
的最小值为
2
D. m
2
+n
4
的最小值为
2
13.
(多选题) 已知
x>0
,
y>0
, 且
1
x
+
4
y
=1
, 若
x+
y
4
≥m
2
-3m
恒成立, 则实数
m
的可能值有 ( )
A. -4 B. -1
C. 0 D. 4
*
14.
已知正实数
a
,
b
满足
1
2a+b
+
1
a+2b
=
1
, 则
a+b
的最小值为
.
*
15.
经观测, 某公路段在某时段内的车
流量
y
(千辆
/h
) 与汽车的平均速度
v
(
km/h
)
之间的函数关系为
y=
900v
v
2
+5v+1 000
(
v>0
)
.
(
1
) 在该时间段内, 当汽车的平均速度
v
为多少时车流量
y
最大?
(
2
) 为保证在该时段内车流量至少为
12
千辆
/h
, 则汽车的平均速度应控制在什么
范围内?
29
高 中 数 学 必 修 第一册 (人教 B 版) 精编版
根,
∴
a<0
,
-1+2=
b
a
,
-1×2=
c
a
a
#
#
#
#
#
#
"
#
#
#
#
#
#
$
,
且
a<c
, 故
A
正确; 由
b=a
,
c=-2a
,
∴b<0
,
c>0
, 故
B
正确; 当
x=-1
时, 此时
a+b+c=0
, 故
C
错误 ; 把
b=a
,
c=-2a
代入不等式
ax
2
-cx+b<0
, 可得
ax
2
+2ax+a<0
,
∵a<0
,
∴x
2
+2x+1>0
, 即(
x+1
)
2
>0
, 此时不等
式的解集为
{x|x≠-1}
, 故
D
错误
.
故选
AB.
13. ACD
【解析】 由
x
2
+3x-4<0
, 得
-4<x<1
, 当
x
2
-
(
2k+3
)
x+k
2
+3k>0
时, 即 (
x-k
)[
x-
(
k+3
)]
>0
, 解得
x<k
或
x>k+3.
由题意知 (
-4
,
1
)芴(-∞
,
k
)
∪
(
k+3
,
+∞
),
∴k≥1
或
k+3≤-4
, 即
k∈
(
-∞
,
-7
]
∪
[
1
,
+∞
)
.
故选
ACD.
14.
(
-∞
,
-1
)
∪
(
0
,
+∞
) 【解析】 由
1-x
2
≥a
2
+a+1
(
x∈R
) 的解集为芰, 得(1-x
2
)
max
<a
2
+a+1.
而(
1-x
2
)
max
=1
,
∴a
2
+a+1>1
,
∴a<-1
或
a>0
, 即
a∈
(
-∞
,
-1
)
∪
(
0
,
+∞
)
.
*
15.
解 : 由题 意 , 不 等 式
ax
2
-x +1 -a≤0
对
a∈
[
2
,
3
] 恒成立 , 可设
f
(
a
)
=
(
x
2
-1
)
a+
(
-x+1
) ,
a∈
[
2
,
3
], 则
f
(
a
)是关于
a
的一次函数, 要使题意成立只
需
f
(
2
)
≤0
,
f
(
3
)
≤
≤
0
圯
2x
2
-x-1≤0
,
3x
2
-x-2≤0
≤
,
解得
-
1
2
≤x≤1
,
∴x
的取值
范围是
-
1
2
,
, /
1
.
2.2.4
均值不等式及其应用
学习手册
变式训练
1
C
【解析】 由于式子
x+
1
x
≥2
中
x
的取值范围不确
定, 故当
x<0
时,
x+
1
x
<0
,
∴x+
1
x
的最小值不能为
2
,
故
①
不正确;
∵x
与
1
x
同号,
∴
x+
1
x
=|x|+
1
|x|
≥2
, 当且
仅当
|x|=1
时, 等号成立, 故
②
正确; 由题意知,
x+2y≥
2 x
·
2y
姨
, 即
2 2xy
姨
≤2
,
∴ xy
姨
≤
2
姨
2
, 故
③
正确;
由于 x
2
+3
姨
+
1
x
2
+3
姨
≥2
, 当且仅当 x
2
+3
姨
=
1
x
2
+3
姨
时
取等号, 即 x
2
+3=1
, 即 x
2
=-2
, 方程无解, 故
④
不正确
.
故选
C.
变式训练
2
(
a-b
)(
b-c
)
姨
≤
a-c
2
【解析 】
∵a>b>c
,
∴a-b>0
,
b-c>0
,
∴
(
a-b
)(
b-c
)
姨
≤
(
a-b
)
+
(
b-c
)
2
=
a-c
2
.
变式训练
3
证明: 左边
=
b
a
+
c
a
-1+
c
b
+
a
b
-1+
a
c
+
b
c
-1
=
b
a
+
a
b
b 2
+
c
a
+
a
c
b 2
+
c
b
+
b
c
b 2
-3.
∵a
,
b
,
c
为正数,
∴
b
a
+
a
b
≥2
(当且仅当
a=b
时取 “
=
”);
c
a
+
a
c
≥2
(当且仅当
a=c
时取 “
=
”);
c
b
+
b
c
≥2
(当且仅当
b=c
时取 “
=
”)
.
从而
b
a
+
a
b
b 2
+
c
a
+
a
c
b 2
+
c
b
+
b
c
b 2
≥6.
(当且仅当
a=b=c
时取 “
=
”)
.
∴
b
a
+
a
b
b 2
+
c
a
+
a
c
b 2
+
c
b
+
b
c
b 2
-3≥3
,
即
b+c-a
a
+
c+a-b
b
+
a+b-c
c
≥3.
变式训练
4
C
【解析】 根据题意, 实数
x>0
,
y>0
,
x+4y=xy
, 两
边同除
xy
得,
1
y
+
4
x
=1
,
∴x+y=
(
x+y
)
1
y
+
4
x
b 2
=
x
y
+
4y
x
+
5≥2
x
y
·
4y
x
姨
+5=9
, 当且仅当
x=2y
时等号成立, 即
x+y
的最小值为
9.
变式训练
5
解:
∵x<3
,
∴3-x>0.
又
∵y=2x+1+
1
x-3
=2
(
x-3
)
+
1
x-3
+7=-
2
(
3-x
)
+
1
3-x
, x
+7
, 由基本不等式可得
2
(
3-x
)
+
1
3-x
≥2 2
(
3-x
)·
1
3-x
b 2
姨
=2 2
姨
, 当且仅当
2
(
3-x
)
=
1
3-x
,
即
x=3-
2
姨
2
时, 等号成立, 于是
-
2
(
3-x
)
+
1
3-x
, x
≤
-2 2
姨
,
-
2
(
3-x
)
+
1
3-x
, x
+7≤7-2 2
姨
, 故
y=2x+1+
1
x-3
的最大值是
7-2 2
姨
.
变式训练
6
B
【解析】 根据题意, 生产 x
件产品的生产准备费
用与仓储费用之和是
800+x
·
x
8
·
1=800+
1
8
x
2
, 则平均每
件的生产准备费用与仓储费用之和为 y=
800+
1
8
x
2
x
=
800
x
+
1
8
x
(
x 为正整数), 由均值不等式得, y≥2
800
x
·
1
8
x
姨
=20
, 当且仅当
800
x
=
1
8
x=10
时, y 取最小值, 可得 x=80
时, 每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小
.
故
选
B.
随堂练习
1. C
【解析】 令
x=-1
时,
y=x+
1
x
=-1+
1
-1
=-2
, 故
A
错误; 由于
y= x
2
+2
姨
+
1
x
2
+2
姨
≥2
, 当且仅当 x
2
+2
姨
=
1
x
2
+2
姨
时取等号 , 即
x
2
+2=1
, 即
x
2
=-1
, 方程无解 ,
44
参 考 答 案
故
B
错误 ; 由于
ab<0
,
∴y=
b
a
+
a
b
=-
-
b
a
a "
+
-
a
b
a "b $
≤-2
-
b
a
a "
-
a
b
a "
姨
=-2
, 故
C
正确;
∵a>0
,
∴a+
a+4
a
=
a+1+
4
a
=a+
4
a
+1≥2 a
·
4
a
姨
+1=5
, 当且仅当
a=
4
a
, 即
a=2
时取等号, 故
D
错误
.
故选
C.
2. B
【解析】 由题意
x-2>0
,
y=x+
1
x-2
=x-2+
1
x-2
+
2≥2
(
x-2
)·
1
x-2
姨
+2=4
, 当且仅当
x-2=
1
x-2
, 即
x=3
时取等号, 故可得
a=3
,
b=4
, 所以
a+b=7.
故选
B.
3. AD
【解析 】 由
ab-
(
a+b
)
=1
得
ab=1+
(
a +b
)
≤
a+b
2
a "
2
(当且仅当
a=b>1
时取等号), 即(
a+b
)
2
-4
(
a+b
)
-4≥0
且
a+b>2
, 解得
a+b≥2+2
2
姨
,
∴a+b
有最小值,
为
2+2
2
姨
, 故
A
正确; 由
ab-
(
a+b
)
=1
得,
ab-1=a+
b≥2 ab
姨
(当且仅当
a=b>1
时取等号), 即
ab-2 ab
姨
-
1≥0
且
ab>1
, 解得
ab≥3+2
2
姨
,
∴ab
有最小值 , 为
3+2
2
姨
, 故
D
正确
.
故选
AD.
4. a≥
1
5
【解析 】
∵x>0
,
∴
x
x
2
+3x+1
=
1
x+
1
x
+3
≤
1
2 x
·
1
x
姨
+3
=
1
5
, 当且仅当
x=
1
x
, 即
x=1
时等号成立,
∴a≥
1
5
.
5.
解: (
1
)
x
,
y∈
(
0
,
+∞
), 且
2
x
+
3
y
=1.
由均值
不等式可得
1=
2
x
+
3
y
≥2
6
xy
姨
, 解不等式可得
xy≥24
,
当且仅当
2
x
=
3
y
=
1
2
, 即
x=4
,
y=6
时,
xy
取最小值
24.
(
2
)
4x+6y=
(
4x+6y
)
2
x
+
3
y
a "
=26+
12y
x
+
12x
y
≥26+24=
50
, 当且仅当
x=y=5
时,
4x+6y
取得最小值
50.
练习手册
效果评价
1. C
【解析 】 当
b
a
,
a
b
均为正数时 ,
b
a
+
a
b
≥2
,
故只需
a
,
b
同号即可,
∴①③④
均可以
.
故选
C.
2. B
【解析】
∵ab≤
a+b
2
a "
2
≤
4
2
a "
2
=4
,
∴
1
a
+
1
b
≥
2
1
ab
姨
≥2
1
4
姨
=1.
故选
B.
3. C
【解析】
y=3-3x-
1
x
=3-
3x+
1
x
a "
≤3-2 3x
·
1
x
姨
=
3-2 3
姨
, 当且仅当
3x=
1
x
, 即
x=
3
姨
3
时取等号
.
故选
C.
4. D
【解析】
∵a>0
,
b>0
,
a+b=4
,
∴ ab
姨
≤
a+b
2
=2
,
∴ab≤4
,
∴
1
ab
≥
1
4
,
∴
1
a
+
1
b
=
a+b
ab
=
4
ab
≥1
, 故
A
,
B
,
C
均错
.
故选
D.
5. ACD
【解析 】 当
a=-1
,
b=-2
时 , 满足
a>b
, 此
时
a
b
=
1
2
<1
, 故
A
正确;
∵a
2
+b
2
-2ab=
(
a-b
)
2
>0
,
∴a
2
+b
2
>
2ab
,
∴
a
2
+b
2
2
>ab
, 即
ab<
a
2
+b
2
2
,
∴ab≤
a
2
+b
2
2
一定成立,
故
B
错误; 当
a=1
,
b=-1
时, 满足
a>b
, 此时
b
a
+
a
b
=-1
-1=-2<2
, 故
C
正确; 当
a=1
,
b=-1
时, 满足
a>b
, 此
时
1
a
=1>
1
b
=-1
, 故
D
正确
.
故选
ACD.
6. 25
【解析 】
∵x>0
,
y>0
,
1
y
+
3
x
=1
,
∴3x+4y=
(
3x+4y
)
1
y
+
3
x
a "
=13+
3x
y
+
12y
x
≥13+3×2
x
y
·
4y
x
姨
=25 (当
且仅当
x=2y=5
时取等号),
∴
(
3x+4y
)
min
=25.
7.
乙 【解析】 设原价为
1
, 则提价后的价格为方案
甲 : (
1 +p%
) (
1 +q%
) , 方 案 乙 :
1+
p+q
2
a "
%
2
. ∵
(
1+p%
)(
1+q%
)
姨
≤
1+p%+1+q%
2
=1+
p+q
2
%
, 且
p>q>0
,
∴
(
1+p%
)(
1+q%
)
姨
<1+
p+q
2
%
, 即 (
1+p%
) (
1+q%
)
<
1+
p+q
2
a "
%
2
,
∴
提价多的方案是乙
.
8.
4
7
【解析】 由
a+b=1
, 知
1
3a+2
+
1
3b+2
=
3b+2+3a+2
(
3a+2
)(
3b+2
)
=
7
9ab+10
.
又
∵ab≤
a+b
2
a "
2
=
1
4
.
当且仅当
a=b=
1
2
时等号
成立,
∴9ab+10≤
49
4
,
∴
7
9ab+10
≥
4
7
, 故
1
3a+2
+
1
3b+2
的最小值为
4
7
.
9.
解: 由
a>b>c
, 知
a-b>0
,
b-c>0
,
a-c>0.
因此, 原不等式等价于
a-c
a-b
+
a-c
b-c
≥m.
要使原不等式恒成立, 只需
a-c
a-b
+
a-c
b-c
的最小值不
小于
m
即可
.
∵
a-c
a-b
+
a-c
b-c
=
(
a-b
)
+
(
b-c
)
a-b
+
(
a-b
)
+
(
b-c
)
b-c
=2+
b-c
a-b
+
a-b
b-c
≥2+2
b-c
a-b
·
a-b
b-c
姨
=4
,
当且仅当
b-c
a-b
=
a-b
b-c
, 即
2b=a+c
时, 等号成立
.
∴m≤4
, 即
m∈{m|m≤4} .
10.
解:
y=
2
2x
+
8
1-2x
=
2
2x
+
8
1-2x
a "
·(
2x+1-2x
)
=10+2
·
1-2x
2x
+8
·
2x
1-2x
,
而
x∈
0
,
1
2
a "
,
2
·
1-2x
2x
+8
·
2x
1-2x
≥2 16
姨
=8
,
45
高 中 数 学 必 修 第一册 (人教 B 版) 精编版
当且仅当
2
·
1-2x
2x
=8
·
2x
1-2x
,
即
x=
1
6
∈
0
,
1
2
2 #
时取等号, 则
y≥18
,
∴
函数
y=
1
x
+
8
1-2x
的最小值为
18.
提升练习
11. C
【解析】 已知
x>0
,
y>0
, 且
x+y+xy=2
, 即
xy=
2-
(
x+y
), 利用均值不等式
xy≤
x+y
2
2 #
2
, 可得
2-
(
x+y
)
≤
x+y
2
2 #
2
, 解得
x+y≥2
3
姨
-2
, 当且仅当
x=y=
3
姨
-1
时取等号, 则
x+y
的最小值为
2
3
姨
-2.
故选
C.
12. CD
【解析】 由
m+n
2
=2
可得,
m=2-n
2
>0
, 故
0<
n<
2
姨
, 则
m+3n=2-n
2
+3n=-
n-
3
2
2 #
2
+
17
4
, 可知
m+3n<
17
4
, 故
A
错误;
mn
2
≤
m+n
2
2
2 #
2
=
2
2
2 #
2
=1
, 当且仅当 m=
n
2
=1
时等号成立, 故
B
错误;
∵
1
m
+
1
n
2
=
1
2
(m+n
2
)
1
m
+
1
n
2
2 #
=
1
2
2+
n
2
m
+
m
n
2
#
≥2
, 当且仅当
m=n
2
=1
时等号成立, 故
C
正确 ;
∵
m
2
+n
4
2
≥
m+n
2
2
2 #
2
, 故 m
2
+n
4
≥2
, 当且仅当
m=n
2
=1
时等号成立, 故
D
正确
.
故选
CD.
13. BCD
【解析】
∵x>0
,
y>0
, 且
1
x
+
4
y
=1
, 则
x+
4
y
=
1
4
(
4x+y
)
1
x
+
4
y
2 #
=
1
4
8+
16x
y
+
y
x
2 #
≥
1
4
8+2
16x
y
·
y
x
姨
2 #
=
4
, 当且仅当
y=4x
时, 等号成立,
∴m
2
-3m≤4
, 解得
-1≤
m≤4.
故选
BCD.
*
14.
4
3
【解析】 令
x=2a+b
,
y=a+2b
, 则
1
x
+
1
y
=1
, 且
x>0
,
y>0
,
∴a+b=
1
3
(
x+y
)
=
1
3
(
x+y
)
1
x
+
1
y
2 #
=
1
3
x
y
+
y
x
+
2 #
2
≥
1
3
2
x
y
·
y
x
姨
+
#
2 =
4
3
, 当且仅当
x=y=2
时取等号
.
*
15.
解 : (
1
)
y=
900v
v
2
+5v+1 000
=
900
v+
1 000
v
+5
. ∵v+
1 000
v
≥2 v
·
1 000
v
姨
=20
10
姨
,
∴y =
900
v+
1 000
v
+5
≤
900
20 10
姨
+5
=
180
4 10
姨
+1
, 当且仅当
v =
1 000
v
, 即
v=
10 10
姨
时等号成立
. ∴
当汽车的平均速度
v=10 10
姨
km/h
时车流量
y
最大
.
(
2
) 令
900v
v
2
+5v+1 000
≥12
, 则可化为 v
2
-70v+1 000≤
0
, 即(v-20
)(v-50
)
≤0
, 解得
20≤v≤50. ∴
汽车的平均
速度应控制在
20 km/h
到
50 km/h
范围内
.
阶段性练习卷 (二)
1. A
【解析】 由题意得,
M={x|-1≤x<4}
,
N={x|1≤
x≤5}
, 则
M∩N={x|1≤x<4} .
故选
A.
2. A
【解析】 当
a>b>0
时,
a
2
>b
2
>0
,
∴
1
a
2
<
1
b
2
,
∴
充
分性满足, 当
1
a
2
<
1
b
2
时, 取
a=-2
,
b=1
, 此时
a>b>0
不满
足,
∴
必要性不满足,
∴p
是
q
的充分不必要条件
.
故选
A.
3. B
【解析】
∵x>2
,
y>1
, (
x-2
)(
y-1
)
=4
,
∴x+y=
(
x-2
)
+
(
y-1
)
+3≥2
(
x-2
)(
y-1
)
姨
+3=7
, 当且仅当
x=4
,
y=
=
3
时等号成立
.
故选
B.
4. D
【解析】
∵x
2
-3x+2=0
,
Δ=9-8=1>0
,
∴
当
x<1
或
x>2
时,
x
2
-3x+2>0
成立, 故
A
是假命题;
x
2
=3
, 当且
仅当
x=±
3
姨
, 不是有理数, 故
B
是假命题;
∵x∈R
,
x
2
+1≥1
, 故
C
是假命题; 移项得,
4x
2
-
(
2x-1+3x
2
)
=x
2
-
2x+1=
(
x-1
)
2
≥0
, 即
4x
2
≥2x-1+3x
2
, 故
D
是真命题
.
故
选
D.
5. C
【解析】 ∵
不等式
ax
2
-bx+c>0
的解集为
{x|-2<x<
1}
,
∴
-2+1=
b
a
,
-2×1=
c
a
,
a<0
0
,
,
,
,
,
,
+
,
,
,
,
,
,
-
,
∴
b=-a
,
c=-2a
,
a<0
0
,
,
,
+
,
,
,
-
,
∴y=ax
2
-bx+c=ax
2
-ax-2a=a
(
x
2
-
x-2
), 图象开口方向向下 , 与
x
轴的交点为 (
-1
,
0
)
和 (
2
,
0
)
.
故选
C.
6. A
【解析】 由题意可知, p=7
,
S= 7
(
7-a
)(
7-b
)(
7-c
)
姨
= 7
(
7-b
)(
7-c
)
姨
≤
7
姨
·
7-b+7-c
2
=3
7
姨
, 当且仅当
7-b=7-c
, 即
b=c
时等号成立, 故此三角形面积的最大
值为
3 7
姨
.
故选
A.
7. AC
【解析】 由题意可知,
b+c=6-4a+3a
2
,
c-b=4-4a+a
2
=
,
两式
相减得
2b=2a
2
+2
, 即
b=a
2
+1
,
∴b≥1.
又
∵b-a=a
2
+1-a=
a-
1
2
2 2
2
+
3
4
>0
,
∴b>a.
而
c-b=4-4a+a
2
=
(
a-2
)
2
≥0
,
∴c≥
b
, 从而
c≥b>a.
故选
AC.
8. BC
【解析】 当 a
2
-1=0
时,
a=±1
, 若
a=1
, 不等式
化简为
-1<0
, 满足题意, 则
a=1
符合题意; 若
a=-1
, 不
等式化简为
2x-1<0
, 解集不是
R
, 故不满足题意, 则
a=-1
舍去
.
当
a
2
-1≠0
时, (
a
2
-1
)
x
2
-
(
a-1
)
x-1<0
的解集
是
R
, 则
a
2
-1<0
,
Δ=
(
a-1
)
2
+4
(
a
2
-1
)
<0
=
,
解得
-
3
5
<a<1.
综上 ,
-
3
5
<a≤1
, 故选
BC.
9. {x|-1<x≤3} 【解析】
集合
A={x||x-1|<2}={x|-2<x-
1<2}={x|-1<x<3}
,
B={x|x
(
x-3
)
≤0}={x|0≤x≤3}
, 则
A∪B=
{x|-1<x≤3} .
10. 4
【解析】 将
x=2
,
y=3
代入方程组
2x-y=m
,
x+my=n
=
,
得
46