内容正文:
必刷题四 等式性质与不等式性质、基本不等式
刷考点·保分
比较大小
1.设 a >b>c>0,x = a2+(b+c)2,y =
b2+(c+a)2,z= c2+(a+b)2,则x,y,z的大小
顺序是 ( )
A.x>y>z B.y>x>z
C.z>x>y D.z>y>x
2.已知c>1,且x= c+1-c,y=c- c-1,则x,
y之间的大小关系是 ( )
A.x>y B.x=y
C.x<y D.x,y的关系随c而定
不等关系的性质
3.已知a,b,c∈R,则下列命题正确的是 ( )
A.a>b⇒ac2>bc2 B.ac>
b
c⇒a>b
C.
a>b,
ab<0 ⇒1a>1b D.
ab>0,
a>b ⇒1a>1b
4.(多选)下列四个结论,正确的是 ( )
①a>b,c<d⇒a-c>b-d;②a>b>0,c<d<0⇒
ac>bd;③a>b>0⇒a3>b3;④a>b>0⇒1
a2
>1
b2
.
A.① B.② C.③ D.④
利用不等式的性质求代数式的范围
5.若8<x<10,2<y<4,则xy
的取值范围是 .
6.已知1≤a-b≤2,2≤a+b≤4,则代数式4a-2b
的最大值是 ,最小值是 .
类型一 利用基本不等式求最值
【例1】 (1)已知x>2,求x+ 4x-2
的最小值;
(2)设0<x<32
,求y=4x(3-
2x)的最大值;
(3)已知x>0,求y= 2xx2+1
的最
大值.
【关键技巧】 1.应用基本不等式
求最值,必须按照“一正、二定、三
相等”的条件进行,若具备这些条
件,可直接应用基本不等式,若不
具备这些条件,则应进行适当的
变形.
2.利用基本不等式求最值的关键
是获得定值条件,解题时应对照
已知 和 欲 求 的 式 子 进 行 适 当 的
“拆项、添项、配凑、变形”等,以创
设应用基本不等式的条件.具体
可归纳为三句话:一不正,用其相
反数,改变不等号方向;二不定,
应凑出定和或定积;三不等,一般
用函数的图象或性质.
【解】 (1)∵x>2,∴x-2>0,∴
x+ 4x-2=x-2+
4
x-2+2≥2
(x-2)· 4x-2+2=6
,
当且仅当x-2= 4x-2
,即x=4
时,等号成立.
∴x+ 4x-2
的最小值为6.
—01—
对基本不等式的理解
7.有下列式子:①a2+1>2a;② x+1x ≥2
;③a+b
ab
≥2;④x2+ 1
x2+1
≥1.其中正确的个数是 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.设0<a<b,则下列不等式中正确的是 ( )
A.a<b< ab<a+b2 B.a< ab<
a+b
2 <b
C.a< ab<b<a+b2 D.ab<a<
a+b
2 <b
利用基本不等式求最值
9.若x>0,y>0,且1x+
4
y=1
,则x+y的最小值是
( )
A.3 B.6 C.9 D.12
10.(多选)下列不等式一定成立的是 ( )
A.x2+14>x
(x>0)
B.x+2x≥2 2
(x>0)
C.x2+1≥2|x|(x∈R)
D. 1
x2+1
>1(x∈R)
11.若a,b∈R,ab>0,则a
4+4b4+1
ab
的最小值为 .
基本不等式的应用
12.为净化水质,向一个游泳池加入某种化学药品,
加药后池水中该药品的浓度C(单位:mg·L-1)
随时间t(单位:h)的变化关系为C= 20t
t2+4
,则经
过 h后池水中该药品的浓度达到最大.
13.某公司一年购买某种货物600t,每次购买xt,运
费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,
要使一年的总运费与总存储费之和最小,则x的
值是 .
(2)∵0<x<32
,∴3-2x>0,∴y
=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)]≤2
2x+(3-2x)
2
2
=92
,当 且 仅 当
2x=3-2x,即x=34
时,等号成
立.∵0<34<
3
2
,
∴y=4x(3-2x)0<x<32 的最
大值为9
2.
(3)y= 2xx2+1
= 2
x+1x
.因为x>0,
所以x+1x≥2 x
·1
x=2
,当且仅
当x=1x
即x=1时等号成立.
所以y≤22=1
,所以y= 2xx2+1
的
最大值为1.
类型二
利用基本不等式解决实际
应用题
【例2】 如图,汽车行驶时,由于惯
性作用,刹车后还要向前滑行一
段距离才能停住,我们把这段距
离叫做“刹车距离”.在某公路上,
“刹车距离”s(m)与汽车车速v
(m/s)之间有经验公式:s=340v
2
+58v.
为保证安全行驶,要求在这
条公路上行驶着的两车之间保持
的“安全距离”为“刹车距离”再加
25m.现假设行驶在这条公路上
的汽车的平均车长为5m,每辆车
均以相同的速度v行驶,并且每两
辆车之间的间隔均是“安全距离”.
—11—
刷综合·高分
1.(1)已知a>0,b>0,c>0,求证:bca+
ac
b+
ab
c≥a+b+c.
(2)已 知 a > 0,b > 0,a +b = 1,求 证:
1+1a 1+1b ≥9.
2.某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上
建造一栋至少10层、每层2000m2 的楼房.经测算,
如果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建
筑费用为(560+48x)元.为了使楼房每平方米的平
均综合费用最少,该楼房应建为多少层?
注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,
平均购地费用=
购地总费用
建筑总面积.
刷真题·满分
1.(2022·新高考Ⅱ卷)(多选)若x,y满足x2+y2-xy
=1,则 ( )
A.x+y≤1 B.x+y≥-2
C.x2+y2≤2 D.x2+y2≥1
2.若a>0,b>0,则1a+
a
b2
+b的最小值为 .
(1)试写出经过观测点A 的每
两辆车之间的时间间隔T 与速
度v的函数关系式;
(2)问v为多少时,经过观测点
A 的车流量(即单位时间通过
的汽车数量)最大?
【关键技巧】 在应用基本不等
式解决实际问题时,应注意如
下的思路和方法
(1)先理解题意,设出变量,一
般把要求最值的量定为函数;
(2)建立相应的函数关系,把实
际问题抽象成函数的最大值或
最小值问题;
(3)在定义域内,求出函数的最
大值或最小值;
(4)结合实际意义求出正确的
答案,回答实际问题.
【解】 (1)T =s+25+5v =
3v2
40+
5v
8+30
v =
3v
40+
30
v+
5
8.
(2)经过A 点的车流量最大,
即每两辆车之间的时间间隔T
最小.
∵T=3v40+
30
v+
5
8≥2
3v
40
·30
v
+58=
29
8
,
当且仅当3v
40=
30
v
,即v=20时
等号成立,
∴当v=20m/s时,经过观测
点A 的车流量最大.
—21—
必刷题三 充分条件与必要条件、
全称量词与存在量词
刷考点·保分
1.AD 由-5x+3≥0,得x≤35
,选项中x 的范
围使x≤35
成立.
2.B 当c为零时,由ac=bc⇒/a=b.
3.A 因为x∈B 成立的一个充分条件是x∈A,
所以A⊆B,所以3≤m+1,即m≥2.
4.解析:“B 的充分条件是A”,即A 是B 的充分条
件,得A⇒B,即A⊆B,得a>2.
答案:a>2
5.B 对于A,由p⇒/q知,p 不是q 的充要条件.
对于B,由|x|+|y|=|x+y|知x,y要么同为
正数,要么同为负数,要么至少一个为零,能得
到xy≥0,故是充要条件.对于C,方程x2-x-
m=0有实数解,判别式Δ=1+4m≥0,即 m≥
-14
,所以q⇒/p,∴p 是q 的充分不必要条件.
对于D,因为p⇒/q,所以p 不是q 的充要条件.
故选B.
6.A 如图所示,A⫋B⇒(∁UA)∪B
=U;但(∁UA)∪B=U⇒/A⫋B,
如A=B,因此 A⫋B 是(∁UA)
∪B=U 的充分不必要条件.
7.0
8.ABC 选项A中,14<x<
3
4
且x∈Z,不成立;
选项B中,x=-15
,与x∈Z矛盾;选项C中,
x≠±1时,x2-1≠0;选项D正确.
9.D 先将条件中的全称量词变为存在量词,存在
量词变为全称量词,再否定结论.
10.B 命题的否定为∀x>0,使2x(x-a)≤1.
11.ABD “有的三角形为正三角形”为存在量词
命题,其否定为全称量词命题:“所有的三角形
都不是正三角形”,故选项C错误.
12.D 命题“存在-1≤x≤1,-x2+3x+a>0”
为真命题,等价于a>x2-3x 在{x|-1≤x≤
1}上有解,令y=x2-3x(-1≤x≤1),则等价
于a>ymin=-2,所以a>-2.
13.解析:由于命题“∃x<2021,x>a”是假命题,
因此其否定“∀x<2021,x≤a”是真命题,所
以a≥2021.
答案:{a|a≥2021}
刷综合·高分
1.证明:必要性:∵方程ax2+bx+c=0有一个根
为1,
∴x=1满足方程ax2+bx+c=0,
a·12+b·1+c=0,即a+b+c=0.
充分性:∵a+b+c=0,∴c=-a-b.
代入方程ax2+bx+c=0中可得ax2+bx-a-
b=0.
即(x-1)(ax+a+b)=0.
故方程ax2+bx+c=0有一个根为1.
2.解:若命题“∃x∈R,x2-2x+m≤0”是假命题,
则命题“∀x∈R,x2-2x+m>0”是真命题.
∴∀x∈R,m>-x2+2x恒成立.
∵-x2+2x=-(x-1)2+1≤1,
∴m>1,即实数m 的取值范围是(1,+∞).
刷真题·满分
1.B 通解 因为∀x∈R,|x+1|≥0,所以命题p
为假命题,所以p为真命题.因为x3=x,所以
x3-x=0,所以x(x2-1)=0,即x(x+1)(x-
1)=0,解得x=-1或x=0或x=1,所以∃x
>0,使得x3=x,所以命题q为真命题,所以q
为假命题,所以p和q 都是真命题,故选B.
优解(特殊值法) 在命题p 中,当x=-1时,
|x+1|=0,所以命题p 为假命题,p 为真命
题.在命题q中,因为立方根等于本身的实数有
-1,0,1,所以∃x>0,使得x3=x,所以命题q
为真命题,q为假命题,所以p 和q 都是真
命题,故选B.
2.B 由a2=b2,则a=±b,当a=-b≠0时a2+
b2=2ab 不 成 立,充 分 性 不 成 立;由a2+b2=
2ab,则(a-b)2=0,即a=b,显然a2=b2 成立,
必要性成立;所以a2=b2 是a2+b2=2ab的必
要不充分条件.故选B.
必刷题四 等式性质与不等式性质、
基本不等式
刷考点·保分
1.D 方法一:因为a>b>c>0,所以y2-x2=b2
+(c+a)2-a2-(b+c)2=2c(a-b)>0,所以
y2>x2,即y>x,z2-y2=c2+(a+b)2-b2-(c
+a)2=2a(b-c)>0,故z2>y2,即z>y,故z>
y>x.
方法二:特值代换法,令a=3,b=2,c=1,则x
= 18,y= 20,z= 26,则x<y<z,故z>y
>x.
2.C 用作商法比较,由题意x,y>0,
∵xy=
c+1-c
c- c-1
=c+ c-1
c+1+c
<1,∴x<y.
3.C 当c=0时,A错误;当c<0时,B错误;当a
<0,b<0时,D错误,故选C.
4.AC 利用不等式的同向可加性可知①正确;根
据不等式的性质可知ac<bd,故②不正确;根据
不等式性质可知③正确;对④由a>b>0可知
a2>b2>0,所以1
a2
<1
b2
,所以④不正确.
—95—
5.解析:∵2<y<4,∴14<
1
y<
1
2.
∵8<x<10,∴2<xy<5.
答案:2<xy<5
6.解析:设4a-2b=m(a-b)+n(a+b)=(m+n)
a+(n-m)b,于是得 m+n=4n-m=-2 ,解得 m=3n=1 ,
∴4a-2b=3(a-b)+(a+b),又∵1≤a-b≤
2,2≤a+b≤4,∴3≤3(a-b)≤6,∴5≤3(a-
b)+(a+b)≤10,即5≤4a-2b≤10.
答案:10 5
7.C 对于①,∵a2-2a+1=(a-1)2≥0,∴a2+
1≥2a,故 ① 不 正 确;对 于 ②,当 x>0 时,
x+1x =x+
1
x≥2
(当且仅当x=1时等号成
立);当x<0时,x+1x =-x-
1
x≥2
(当且
仅当x=-1时等号成立),∴②正确;对于③,
若a=b=-1,则a+b
ab
=-2<2,故③不正确;对
于④,x2+ 1
x2+1
=x2+1+ 1
x2+1
-1≥1(当且
仅当x=0时等号成立),故④正确.
8.B 方法一 ∵0<a<b,∴a+b2 > ab
,2b>b
+a,b>a+b2
,∴a< ab<a+b2 <b.
方法二 取a=2,b=8,则 ab=4,a+b2 =5
,
∴a< ab<a+b2 <b.
9.C x+y=(x+y)· 1x+
4
y =1+yx+4xy +4
=5+yx+
4x
y ≥5+2
y
x
·4x
y =5+4=9.
当且仅当
1
x+
4
y=1
,
y
x=
4x
y
,
即
x=3,
y=6 时等号成立,故x+y的最小值为9.
10.BC A中,当x=12
时,x2+14=x
,所以A不
一定成立;
B中,当x>0时,x+2x≥2 2
,当且仅当x=
2时,等号成立,所以B一定成立;
C中,不等式x2+1-2|x|=(|x|-1)2≥0,即
x2+1≥2|x|恒成立,所以C一定成立;
D中,因为x2+1≥1,所以0< 1
x2+1
≤1,所以
D不成立.
11.解析:a
4+4b4+1
ab ≥
4a2b2+1
ab =4ab+
1
ab≥4
,当
且仅当a2=2b2 且4ab=1ab
时取等号.
答案:4
12.解析:由C= 20t
t2+4
= 20
t+4t
≤204=5
,当且仅当t
=4t
,即t=2时等号成立.
答案:2
13.解析:总费用4x+600x ×6=4x+
900
x ≥4×2
900=240,当且仅当x=900x
,即x=30时等
号成立.
答案:30
刷综合·高分
1.证明:(1)∵a>0,b>0,c>0,∴bca>0
,ac
b>0
,
ab
c>0.
则bc
a+
ac
b ≥2
abc2
ab =2c
,bc
a +
ab
c ≥2b
,ac
b +
ab
c
≥2a.
由不等式的性质知,2bca+
ac
b+
ab
c ≥2(a+b+c),
∴bca+
ac
b+
ab
c≥a+b+c.
(2)证法一 ∵a+b=1,∴1+1a=1+
a+b
a =2
+ba.
同理,1+1b=2+
a
b
,
∴ 1+1a 1+1b = 2+ba 2+ab
=4+1+2 ba+
a
b
≥5+4=9,
当且仅当b
a=
a
b
,即a=b时等号成立.
证法二 ∵ 1+1a 1+1b =1+1a+1b+1ab
=1+a+bab +
1
ab
,
又a+b=1,
∴ 1+1a 1+1b =1+2ab.
∵ab≤ a+b2
2
=14
,
∴1ab≥4
,∴1+2ab≥9
(当且仅当a=b时等号
成立).
—06—
2.解:设楼房每平方米的平均综合费用为f(x)元,
则f(x)=(560+48x)+2160×100002000x
=560+48x+10800x
(x≥10,x∈N*).
又48x+10800x ≥2 48x
·10800
x =
2 48×10800=1440,
当且仅当48x=10800x
,即x=15时,等号成立.
因此,当x=15时,f(x)取 最 小 值,f(15)=
2000.
故为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,
该楼房应建为15层.
刷真题·满分
1.BC 因为ab≤ a+b2
2
≤a
2+b2
2
(ab∈R),由x2
+y2-xy=1可变形为,(x+y)2-1=3xy≤3
x+y
2
2
,解得-2≤x+y≤2,当且仅当x=y
=-1时,x+y=-2,当且仅当x=y=1时,x
+y=2,所以A错误,B正确;
由x2+y2-xy=1可变形为(x2+y2)-1=xy
≤x
2+y2
2
,解得x2+y2≤2,当且仅当x=y=±
1时取等号,所以C正确;
因为x2+y2-xy=1变形可得 x-y2
2
+34y
2
=1,设x-y2=cosθ
,3
2y=sinθ
,所以x=cosθ
+1
3
sinθ,y=2
3
sinθ,因此,x2+y2=cos2θ+53
sin2θ+2
3
sinθcosθ=1+1
3
sin2θ-13cos2θ+
1
3=
4
3+
2
3sin2θ-
π
6 ∈ 23,2 ,所以当x=
3
3
,y=- 33
时满足等式,但是x2+y2≥1不成
立,所以D错误.故选:BC.
2.解析:∵a>0,b>0,
∴1a +
a
b2
+b≥2 1a
·a
b2
+b= 2b +b≥
2 2b
·b=2 2,
当且仅当1
a=
a
b2
且2
b=b
,即a=b= 2时等号
成立,
所以1
a+
a
b2
+b的最小值为2 2.
故答案为:2 2.
答案:2 2
必刷题五 二次函数与一元二次方程、不等式
刷考点·保分
1.D (3x+1)2≤0,
∴3x+1=0,∴x=-13.
2.ABC 不等式-2+3x-2x2>0可化为2x2-
3x+2<0,因为Δ=(-3)2-4×2×2=-7<0,
所以不等式-2+3x-2x2>0的解集为⌀.
3.C 因为关于x 的不等式ax-b<0的解集是
(1,+∞),所以不等式ax<b的解集是(1,+
∞),所以a=b<0;所以不等式(ax+b)(x-3)
>0可化为(x+1)(x-3)<0,解得-1<x<3,
所以该不等式的解集是(-1,3).
4.解析:因为a<-1,所以a(x-a)· x-1a <0
⇔(x-a)· x-1a >0.又a<-1,
所以1
a>a
,所以x>1a
或x<a.
答案:x x<a或x>1a
5.ABD 由题意,-1,12
是方程ax2+bx+1=0
的 根. 由 根 与 系 数 的 关 系, 得
-ba=-1+
1
2
,
1
a=-1×
1
2
,
解得
a=-2,
b=-1.
∴ab=2,a+b=-3,a2+b2=5.故ABD正确.
6.解析:将原不等式化为12x
2+(m-2)x<0,即x
(x+2m-4)<0,故0,2是对应方程x(x+2m
-4)=0的两个根,代入得m=1.
答案:1
7.A (1)当k=0时,8≥0显然符合题意;
(2)当k≠0时,由题意可知
k>0,
Δ=36k2-4k(k+8)≤0,
即
k>0,
0≤k≤1, 解得0<k≤1.
综上可知0≤k≤1,故选A.
8.D 当a-2=0,即a=2,-4<0,恒成立;
当a-2≠0时,
a-2<0,
4(a-2)2+16(a-2)<0,
解得-2<a<2,∴-2<a≤2,故选D.
9.BCD 因为 mx2+2mx-4<2x2+4x,所以(2
-m)x2+(4-2m)x+4>0.当m=2时,4>0,
x∈R,满足题意;当m<2时,Δ=(4-2m)2-16
(2-m)<0,解得-2<m<2.此时,x∈R,满足
题意.综上所述,-2<m≤2.
10.解析:令f(x)=8x2-(m-1)x+m-7.
∵方程8x2-(m-1)x+m-7=0的两根均大
于1,
—16—