内容正文:
专题02 不等式
目录
明晰学考要求 1
基础知识梳理 1
考点精讲讲练 3
考点一:比较数或式的大小 3
考点二:利用基本不等式求代数式的最值 5
考点三:一元二次不等式的解法 7
考点四:不等式恒成立问题 9
考点五:基本不等式与一元二次不等式的实际应用 11
实战能力训练 13
明晰学考要求
1、理解不等式的概念,掌握不等式的性质;
2、掌握基本不等式,能用基本不等式解决最值问题;
3、了解一元二次不等式;
4、能够从函数观点认识方程和不等式;
5、了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系
基础知识梳理
1、不等式中的基本事实
依据
a>b⇔a-b>0;
a=b⇔a-b=0;
a<b⇔a-b<0
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
①由上述基本事实可知,要比较两个数或式的大小,只需要比较这两个数或式的差与0的大小,一般将差化为完全平方的形式或多个因式的积的形式.
②对于两个正值,也可采用作商的方法,比较商与1的大小.
③对于某些问题也可能采用取中间值的方法比较大小.
2、不等式的性质
性质
性质内容
注意
1
a>b⇔b<a
⇔
2
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
a>b,c>0⇒ac>bc
a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
5
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
6
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向
7
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
①若a>b>0,则0<<;
②若a<b<0,则0>>.
③若,则.
3、基本不等式
(1)不等式≤()称为基本不等式,当且仅当a=b时,等号成立.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.所以两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
(2)当时,,,以上两式均在a=b时取等号.
(3)最值定理:已知x,y都为正数,则:如果积xy等于定值P,那么当且仅当x=y时,和x+y有最小值2;如果和x+y等于定值S,那么当且仅当x=y时,积xy有最大值S2.简记为:积定和最小,和定积最大.
(4)应用基本不等式的三个关键点:一正、二定、三相等.
①一正:各项必须为正;
②二定:各项之和或各项之积为定值;
③三相等:必须验证取等号时的条件是否具备.
4、一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a≠0,a,b,c均为常数
5、一元二次不等式的解法
(1)二次函数零点的概念:一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
(2)三个二次的关系
判别式
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)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
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
①零点不是点,只是函数的图象与x轴交点的横坐标.
②不等式的解集必须写成集合的形式.若不等式无解,则应说解集为空集.
考点精讲讲练
考点一:比较数或式的大小
【典型例题】
例题1.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)已知,,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】ACD可举出反例;B选项,可利用不等式的性质得到.
【详解】A选项,若,则,A错误;
B选项,由不等式的性质可得,B正确;
C选项,若,满足,但,C错误;
D选项,若,满足,但,D错误.
故选:B
例题2.已知,是实数,则“”是“”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】C
【分析】由不等式的性质、充要条件的定义即可求解.
【详解】由不等式的性质可知:等价于,即“”是“”的充要条件.
故选:C.
例题3.已知克糖水中含有克糖,再添加克糖()(假设全部溶解),糖水变甜了.能够表示这一事实的不等式是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意建立不等关系即可.
【详解】由题意可知糖水原浓度为,加糖之后的浓度为,
则有.
故选:C
【即时演练】
1.若,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】取特殊值作反例,可判断A、B、C项;根据不等式的性质可判断D项.
【详解】对于A,取,,则,,显然,但是,A项错误;
对于B,取,,,满足,,
,,但,B项错误;
对于C,取,,但,故C项错误;
对于D,若,,则,故D正确.
2.已知,则下面不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由不等式的性质及特例逐项判断即可.
【详解】对于ABD:取,满足,显然和,都不成立;
对于C:由可得,故成立.
故选:C
3.已知,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先通过条件求出的范围,再消去求范围即可.
【详解】由得,
所以,得,
所以.
考点二:利用基本不等式求代数式的最值
【典型例题】
例题1.若,则有( )
A.最小值 B.最小值
C.最大值 D.最大值
【答案】A
【分析】利用基本不等式求出最值.
【详解】因为,由基本不等式可得,
当且仅当时,等号成立,所以当时,则有最小值6.
故选:A.
例题2.已知,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.3
【答案】D
【分析】利用基本不等式直接求出最大值.
【详解】当时,,当且仅当,即时取等号,
所以的最大值为3.
故选:D
例题3.已知,且,则( )
A.的最大值为1 B.的最小值为1
C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】A
【分析】由基本不等式求解即可.
【详解】因为,且,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为1,
而,且,故无最小值.
故选:A
【即时演练】
1. 已知,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知利用1的代换法,结合基本不等式即可求解.
【详解】因为,且,
则,
当且仅当,即时取等号.
故选:B.
2.已知,的最小值为 .
【答案】12
【分析】利用不等式即可求解.
【详解】,
当且仅当,即或时,等号成立,
故的最小值为12.
故答案为:12.
3.若,则的最小值是 .
【答案】3
【分析】,利用基本不等式可得最值.
【详解】∵,
∴,
当且仅当即时取等号,
∴时取得最小值3.
故答案为:3.
考点三:一元二次不等式的解法
【典型例题】
例题1.不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】A
【分析】因式分解,求出不等式解集.
【详解】,解得,
故不等式的解集为.
故选:A
例题2.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先解一元二次不等式,再结合交集求解.
【详解】因为,
所以.
故选:C.
例题3.若不等式的解集为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得,是方程的两个根,且,利用韦达定理运算求解.
【详解】由题意知,是方程的两个根,且,
则,解得,
所以.
故选:D.
【即时演练】
1.不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,解一元二次不等式即可.
【详解】解不等式,得,
所以原不等式的解集为.
故选:A
2.关于x的不等式的解集为,则实数a的值为( )
A. B. C. D.4
【答案】D
【分析】根据一元二次不等式的解法即可求解.
【详解】由且不等于1,
由题意得,,解得.
3.一元二次不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】不等式即可化为,
解得,
所以不等式的解集为.
故选:B
考点四:不等式恒成立问题
【典例讲解】
例题1.若不等式对所有实数恒成立,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分和两种情况讨论,时,结合二次函数图象得到的取值范围.
【详解】时,原不等式化为,解得,不对所有的恒成立,不符合题意;
时,原不等式为一元二次不等式,要对所有实数恒成立,
则二次函数的图象开口向下且与轴无交点,
从而,解得,
所以,的取值范围为,
故选:B.
例题2.已知当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】分析可知:原题意等价于当时,不等式恒成立,结合基本不等式运算求解.
【详解】因为当时,不等式恒成立,则,
原题意等价于当时,不等式恒成立,
又因为,当且仅当,即等号成立,
可得,所以实数a的取值范围是.
例题3.设函数
(1)若,求不等式的解集;
(2)若时,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代入,解出一元二次不等式即可;
(2)分离参数,再利用基本不等式求出右边最小值即可.
【详解】(1)当时,即为,
解得或,
则该不等式解集为.
(2)对恒成立,
即对恒成立,
分离参数得对恒成立,
因为当时,,当且仅当,即时等号成立,
则.
【即时演练】
1.若不等式对一切实数都成立,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用一元二次不等式的性质建立不等式,求解参数范围即可.
【详解】因为不等式对一切实数都成立,
所以,解得,故B正确.
故选:B
2.对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】将原问题条件等价转换为对任意恒成立,故只需求出在上的最大值即可.
【详解】由题意对任意恒成立,
由复合函数单调性可知在上单调递减,
所以,即实数的取值范围是.
故答案为:.
3.已知关于的不等式的解集为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】不等式对应的二次函数开口向上,只需判别式小于0,函数图像与轴无交点,则不等式大于0恒成立,从而求出参数取值范围.
【详解】因为关于的不等式的解集为,
所以,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:
考点五:基本不等式与一元二次不等式的实际应用
【典例讲解】
例题1.若不计空气阻力,竖直上抛的物体距离抛出点的高度(单位:)与时间(单位:)满足关系式,其中为初速度.向盼归同学以竖直上抛一个排球,该排球在抛出点上方处及以上的位置最多停留时间为( )
A.1.8 B.2.8 C.3.8 D.4.8
【答案】A
【分析】令,求解,求出排球在抛出点上方处及以上的位置最多停留时间.
【详解】由题意得:,令,
即,解得,
所以排球在抛出点上方处及以上的位置最多停留时间为.
故选:A.
例题2.某服装加工厂为了适应市场需求,引进某种新设备,以提高生产效率和降低生产成本.已知购买台设备的总成本为(单位:万元).若要使每台设备的平均成本最低,则应购买设备 台.
【答案】400
【分析】由的表达式得到每台设备的平均成本,由均值不等式等号成立条件得到答案.
【详解】每台设备的平均成本,
当且仅当,时,等号成立,
故答案为:400.
【即时演练】
1.某产品的总成本为万元,与产量台的关系是,其中,若每台售价为25万元,那么生产厂家不亏本的最低产量是( )
A.60台 B.90台 C.120台 D.150台
【答案】D
【分析】根据利润=销售额总成本,列出不等式,然后解一元二次不等式即可得解.
【详解】由题意,有,即,
所以,解得或(舍).
故选:D.
2.(24-25高一上·河南驻马店·阶段练习)某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少2盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400元)的销售收入.则这批台灯的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意得出,然后通过计算以及即可得出结果.
【详解】设这批台灯的销售单价为x元,由题意得,,
即,解得,又因为,所以,
这批台灯的销售单价的取值范围是.
故选:C
实战能力训练
1.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等式的性质以及定义特殊值可求得结果.
【详解】取,,可知A,B错误;
因为,所以C正确;
取,可知D错误;
故选:C.
2.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】解一元二次不等式可得,再由交集、并集运算可得结果.
【详解】解不等式可得;
又可知,可知A错误,B正确;
,即可得C错误,D错误.
故选:B
3.已知,,,则的最小值为( ).
A.4 B. C.6 D.
【答案】B
【分析】由基本不等式即可求解.
【详解】由于,,所以,当且仅当时取等号,故的最小值为.
故选:B
4.一元二次不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【分析】求出一元二次不等式的解集判断即可.
【详解】不等式化为,即,解得,
所以原不等式的解集为.
故选:A
5. “”是“且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据不等式的性质,结合必要不充分条件的定义即可判断.
【详解】同向不等式可以相加,所以“且”“”,必要性满足;
若时,取,此时且不成立,即充分性不成立;
则“”是“且”的必要不充分条件.
故选:B
6.设,,则有( )
A. B. C. D...
【答案】C
【分析】由作差法判断两式大小.
【详解】因为,,
所以,
所以.
故选:C.
7.若且,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】D
【分析】利用基本不等式求和的最小值.
【详解】若且,则,
当且仅当时等号成立,
所以的最小值为4.
故选:D.
8.若一元二次不等式对一切实数都成立,则的取值集合为( )
A. B.
C. D.或
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式恒成立列不等式,由此求得的取值范围.
【详解】依题意,一元二次不等式对一切实数都成立,
所以,解得,
所以的取值集合为.
故选:A
9.不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【分析】把分式不等式转化为整式不等式,即可得解.
【详解】由,得,即,因此,解得,
所以原不等式的解集为.
故选:A
10.某生物制药公司为了节约污水处理成本,引进了一批新型生物污水处理器,通过费用开支的记录得知其月处理成本y(元)与月处理量x(吨)满足函数关系式,则每吨的月平均处理成本最低为( )
A.200元 B.220元 C.300元 D.400元
【答案】B
【分析】求出每吨的月平均处理成本表达式,再根据基本不等式求出最小值可得结果.
【详解】依题意,每吨的月平均处理成本为元,
当且仅当,即时,等号成立,
所以当月处理量为100吨时,每吨的月平均处理成本最低.
故选:B.
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专题02 不等式
目录
明晰学考要求 1
基础知识梳理 1
考点精讲讲练 3
考点一:比较数或式的大小 3
考点二:利用基本不等式求代数式的最值 5
考点三:一元二次不等式的解法 7
考点四:不等式恒成立问题 9
考点五:基本不等式与一元二次不等式的实际应用 11
实战能力训练 13
明晰学考要求
1、理解不等式的概念,掌握不等式的性质;
2、掌握基本不等式,能用基本不等式解决最值问题;
3、了解一元二次不等式;
4、能够从函数观点认识方程和不等式;
5、了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系
基础知识梳理
1、不等式中的基本事实
依据
a>b⇔a-b>0;
a=b⇔a-b=0;
a<b⇔a-b<0
结论
要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小
①由上述基本事实可知,要比较两个数或式的大小,只需要比较这两个数或式的差与0的大小,一般将差化为完全平方的形式或多个因式的积的形式.
②对于两个正值,也可采用作商的方法,比较商与1的大小.
③对于某些问题也可能采用取中间值的方法比较大小.
2、不等式的性质
性质
性质内容
注意
1
a>b⇔b<a
⇔
2
a>b,b>c⇒a>c
不可逆
3
a>b⇔a+c>b+c
可逆
4
a>b,c>0⇒ac>bc
a>b,c<0⇒ac<bc
c的符号
5
a>b,c>d⇒a+c>b+d
同向
6
a>b>0,c>d>0⇒ac>bd
同向
7
a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥2)
同正
①若a>b>0,则0<<;
②若a<b<0,则0>>.
③若,则.
3、基本不等式
(1)不等式≤()称为基本不等式,当且仅当a=b时,等号成立.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.所以两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
(2)当时,,,以上两式均在a=b时取等号.
(3)最值定理:已知x,y都为正数,则:如果积xy等于定值P,那么当且仅当x=y时,和x+y有最小值2;如果和x+y等于定值S,那么当且仅当x=y时,积xy有最大值S2.简记为:积定和最小,和定积最大.
(4)应用基本不等式的三个关键点:一正、二定、三相等.
①一正:各项必须为正;
②二定:各项之和或各项之积为定值;
③三相等:必须验证取等号时的条件是否具备.
4、一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a≠0,a,b,c均为常数
5、一元二次不等式的解法
(1)二次函数零点的概念:一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
(2)三个二次的关系
判别式
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)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
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
①零点不是点,只是函数的图象与x轴交点的横坐标.
②不等式的解集必须写成集合的形式.若不等式无解,则应说解集为空集.
考点精讲讲练
考点一:比较数或式的大小
【典型例题】
例题1.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)已知,,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
例题2.已知,是实数,则“”是“”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
例题3.已知克糖水中含有克糖,再添加克糖()(假设全部溶解),糖水变甜了.能够表示这一事实的不等式是( )
A. B.
C. D.
【即时演练】
1.若,,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
2.已知,则下面不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
3.已知,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点二:利用基本不等式求代数式的最值
【典型例题】
例题1.若,则有( )
A.最小值 B.最小值
C.最大值 D.最大值
例题2.已知,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.3
例题3.已知,且,则( )
A.的最大值为1 B.的最小值为1
C.的最大值为 D.的最小值为
【即时演练】
1. 已知,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知,的最小值为 .
3.若,则的最小值是 .
考点三:一元二次不等式的解法
【典型例题】
例题1.不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
例题2.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
例题3.若不等式的解集为,则( )
A.1 B. C. D.
【即时演练】
1.不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
2.关于x的不等式的解集为,则实数a的值为( )
A. B. C. D.4
3.一元二次不等式的解集是( )
A. B. C. D.
考点四:不等式恒成立问题
【典例讲解】
例题1.若不等式对所有实数恒成立,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例题2.已知当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是 .
例题3.设函数
(1)若,求不等式的解集;
(2)若时,不等式恒成立,求的取值范围.
【即时演练】
1.若不等式对一切实数都成立,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
3.已知关于的不等式的解集为,则实数的取值范围是 .
考点五:基本不等式与一元二次不等式的实际应用
【典例讲解】
例题1.若不计空气阻力,竖直上抛的物体距离抛出点的高度(单位:)与时间(单位:)满足关系式,其中为初速度.向盼归同学以竖直上抛一个排球,该排球在抛出点上方处及以上的位置最多停留时间为( )
A.1.8 B.2.8 C.3.8 D.4.8
例题2.某服装加工厂为了适应市场需求,引进某种新设备,以提高生产效率和降低生产成本.已知购买台设备的总成本为(单位:万元).若要使每台设备的平均成本最低,则应购买设备 台.
【即时演练】
1.某产品的总成本为万元,与产量台的关系是,其中,若每台售价为25万元,那么生产厂家不亏本的最低产量是( )
A.60台 B.90台 C.120台 D.150台
2.(24-25高一上·河南驻马店·阶段练习)某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少2盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400元)的销售收入.则这批台灯的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B.
C. D.
实战能力训练
1.已知,则( )
A. B. C. D.
2.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
3.已知,,,则的最小值为( ).
A.4 B. C.6 D.
4.一元二次不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
5. “”是“且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分条件 D.既不充分也不必要条件
6.设,,则有( )
A. B. C. D...
7.若且,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.4
8.若一元二次不等式对一切实数都成立,则的取值集合为( )
A. B.
C. D.或
9.不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
10.某生物制药公司为了节约污水处理成本,引进了一批新型生物污水处理器,通过费用开支的记录得知其月处理成本y(元)与月处理量x(吨)满足函数关系式,则每吨的月平均处理成本最低为( )
A.200元 B.220元 C.300元 D.400元
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