内容正文:
2.3 不等式的应用
[学习目标]
1.通过实例,掌握不等式的应用;
2.利用不等式解决一些生活和生产实践中的实际问题.
一元一次不等式的实际应用
某公司有20名技术人员,计划开发A,B两类共50件电子器件,每类每件所需人员和预计产值如下:
电子器件种类
每件需要人员数
每件产值(万元/件)
A类
7.5
B类
6
若制订计划欲使总产值最高,则A类电子器件应开发 ________ 件,最高产值为 ________ 万元.
[解析] 设应开发A类电子器件x件,则开发B类电子器件(50-x)件.根据题意,得+≤20,解得x≤20.
由题意,得总产值y=7.5x+6×(50-x)=300+1.5x≤330,当且仅当x=20时,y取最大值330.所以欲使总产值最高,A类电子器件应开发20件,最高产值为330万元.
答案:20 330
利用不等式解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问题转化为不等式问题,再通过解不等式求解.
[变式训练]
1.某校王校长暑假将带领该校市级三好学生去北京旅游.甲旅行社说如果校长买全票一张,则其余学生可享受半价优惠,乙旅行社说包括校长在内全部按全票价的6折优惠(按全票价的60%收费,且全票价为1 200元).
①设学生数为x,甲旅行社收费为y甲,乙旅行社收费为y乙,分别计算两家旅行社的收费(写出表达式);
②就学生数x讨论哪家旅行社更优惠.
解:设学生数为x,甲旅行社收费为y甲,乙旅行社收费为y乙,根据题意,得
①y甲=1 200+1 200×50%×x=1 200+600x,
y乙=(x+1)×1 200×60%=720(x+1)=720x+720.
②就学生数x讨论哪家旅行社更优惠.
若y甲>y乙,即1 200+600x>720x+720,
所以120x<480,解得 x<4,此时乙旅行社便宜.
若y甲<y乙,即1 200+600x<720x+720,
解得,x>4,此时甲旅行社便宜.
一元二次不等式在经济生活中的应用
某种汽车在水泥路面上的刹车距离(刹车距离是指汽车刹车后由于惯性往前滑行的距离)s m和汽车车速x km/h有如下关系:s=x+x2.在一次交通事故中,测得这种车的刹车距离大于39.5 m,那么这辆汽车刹车前的车速至少为多少?(精确到0.01 km/h)
[解] 设这辆汽车刹车前的车速至少为x km/h,
根据题意,得x+x2>39.5.
移项整理,得x2+9x-7 110>0.
显然Δ>0,x2+9x-7 110=0有两个实数根,
即x1≈-88.94,x2≈79.94.
根据二次函数y=x2+9x-7 110的图象,
得不等式的解集为{x|x<-88.94或x>79.94}.
在这个实际问题中,x>0,所以这辆汽车刹车前的车速至少为79.94 km/h.
利用不等式解决实际问题的一般步骤
(1)选取合适的字母表示题中的未知数;
(2)由题中给出的不等关系,列出关于未知数的不等式(组);
(3)求解所列出的不等式(组);
(4)结合题目的实际意义确定答案.
[变式训练]
2.假设国家计划收购m kg某种农副产品,收购价格是每千克12元,其中征税标准是每100元征税8元(称为税率是8%),为了减轻农民负担,国家决定将税率降低x百分点,预计收购量可增加2x百分点,要使此项税收在税率降低后不低于原计划的78%,试确定实数x的取值范围.
解:税率降低后是(8-x)%,收购量为m(1+2x%)kg,税率降低后的税收为12m(1+2x%)(8-x)%元,原来的税收为12m×8%元.
根据题意,可得12m(1+2x%)(8-x)%≥12m×8%×78%,
即x2+42x-88≤0,解得-44≤x≤2.
又x>0,所以0<x≤2,
所以实数x的取值范围是{x|0<x≤2}.
一元二次不等式在几何中的实际应用
某公园有一个底面是矩形的建筑ABCD,如图,现在要将矩形区域扩大成更大的矩形AMPN,以便在建筑两面种植花草,要求站在点M位置能够看到点N位置,即M,C,N在一条直线上,已知AB=3米,AD=2米.
要使矩形AMPN面积大于32 m2,则DN的长应该在什么范围?
[解] 设DN=x米,则AN=x+2,由三角形相似得AM=,其中x>0,
则矩形AMPN的面积S=,
由题意,>32,即3x2-20x+12>0,解得0<x<或x>6,
所以DN的长的取值范围是∪(6,+∞).
在实际几何问题中,结合题意,设出其中一条边,结合题中的不等关系,列出不等式,通过解不等式求解问题.
[变式训练]
3.某施工单位在对一个长800 m,宽600 m的草坪进行绿化时,是这样想的:中间为矩形绿草坪,四周是等宽的花坛,如图所示,若要保证绿草坪的面积不小于总面积的二分之一,试确定花坛宽度的取值范围.
解:设花坛的宽度为x m,
则草坪的长为(800-2x)m,宽为(600-2x)m,
根据题意得(800-2x)·(600-2x)≥×800×600,
整理得x2-700x+60 000≥0,
解不等式得x≥600(舍去)或x≤100,
由题意知x>0,所以0<x≤100.
当x在(0,100]之间取值时,绿草坪的面积不小于总面积的二分之一.
1.小辉准备用自己节省的零花钱买一台学习机,他现在已存60元.计划从现在起以后每个月节省30元,直到他至少有400元.设x个月后他至少有400元,则可以用于计算所需要的月数x的不等式是( )
A.30x-60≥400 B.30x+60≥400
C.30x-60≤400 D.30x+40≤400
解析:B [x月后他至少有400元,可表示成30x+60≥400.]
2.某商品在最近30天内的价格m与时间t(单位:天)的函数关系是m=t+10(0<t≤30,t∈N);销售量y与时间t的函数关系是y=-t+35(0<t≤30,t∈N),则使这种商品日销售金额不小于500元的t的范围为( )
A.{t|15≤t≤20} B.{t|10≤t≤15}
C.{t|10<t<15} D.{t|0<t≤10}
解析:B [由日销售金额为(t+10)(-t+35)≥500,解得10≤t≤15.]
3.小明有存款600元,小刚有存款2 000元,从本月开始小明每月存款500元,小刚每月存款200元,试问到第几个月,小明的存款能超过小刚的存款( )
A.4 B.5 C.6 D.7
解析:B [设到第 x个月小明的存款超过小刚的存款,根据题意,得600+500x>2 000+200x,300x>1 400,解得x>14/3,因为x为整数,所以x=5.所以到第 5个月小明的存款超过小刚的存款.]
4.雷电的温度大约是28 000 ℃,比太阳表面温度的4.5倍还要高.设太阳表面温度为t ℃,那么t应满足的关系式是 ________ .
解析:由题意得,太阳表面温度的4.5倍小于雷电的温度,即4.5 t<28 000.
答案:4.5 t<28 000
5.甲厂以x千克/小时的速度匀速生产某种产品(生产条件要求1≤x≤10),每小时可获得利润100元.要使生产该产品2小时获得的利润不低于3 000元,求x的取值范围.
解:由题可知200≥3 000,
化简可得5x2-14x-3≥0,
所以5x2-14x-3≥0⇒x≤-或x≥3,
又1≤x≤10,所以3≤x≤10.
1.某种出租车的收费标准是:起步价7元(即行驶距离不超过3 km都需要7元车费),超过3 km,每增加1 km,加收2.4元(不足1 km按1 km计).某人乘这种出租车从A地到B地共支付车费19元.设此人从A地到B地经过的路程最多是( )
A.6 km B.7 km C.8 km D.9 km
解析:C [19元-7元=12元(3 km后收费),
12÷2.4=5(超过3 km后行驶距离),从甲地到乙地所经过的路程最多是3+5=8 (km).]
2.爆破施工时,导火索燃烧的速度是0.8 cm/s,人跑开的速度是5 m/s,为了使点火的战士在施工时能跑到100 m以外的安全地区,导火索长度至少需要( )
A.15 cm B.16 cm C.17 cm D.18 cm
解析:B [设导火索至少需要x cm,根据题意,得x÷0.8≥100/5,
解得x≥16,所以导火索至少需要16 cm.]
3.某种图书,如果以每本2.5元的价格出售,可以售出8万本,若单价每提高0.1元,销售量将减少2 000本,如果提价后的单价为x元,下列各式中表示销售总收入不低于20万元的是( )
A.x[8-0.2(x-2.5)]≥20
B.x[80 000-2 000(x-2.5)]≥20
C.x[8-2(x-2.5)]≥20
D.x[80 000-20 000(x-2.5)]≥20
解析:C [提价后的价格为x元,则提高了(x-2.5)元,则销售减少了×2 000本,即减少了2(x-2.5)万本,实际售出8-2(x-2.5)万本,所以正确选项为C.]
4.某小型服装厂生产一种风衣,日销售量x(件)与单价P(元)之间的关系为P=160-2x,生产x件所需成本为C(元),其中C=500+30x元,若要求每天获利不少于1 300元,则日销量x的取值范围是( )
A.20≤x≤30 B.20≤x≤45
C.15≤x≤30 D.15≤x≤45
解析:B [设该厂每天获得的利润为y元,则y=(160-2x)·x-(500+30x)=-2x2+130x-500,(0<x<80),根据题意知,-2x2+130x-500≥1 300,解得20≤x≤45,所以当20≤x≤45时,每天获得的利润不少于1 300元,故选B.]
5.商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售.每天可销售100件,现准备采用提高售价来增加利润.已知这种商品每件销售价提高1元,销售量就要减少10件.那么要保证每天所赚的利润在320元以上,销售价每件可定为( )
A.11元
B.16元
C.12元到16元之间
D.13元到15元之间
解析:C [设销售价定为每件x元,利润为y元,则y=(x-8)[100-10(x-10)],由题意可得(x-8)[100-10(x-10)]>320,即x2-28x+192<0,所以(x-12)(x-16)<0,解得12<x<16,所以每件销售价应定为12元到16元之间.]
6.小王家到学校2.1千米,现在需要在18分钟内走完这段路.已知小王步行速度为90米/分,跑步速度为210米/分,小王至少需要跑 __________ 分钟.
解析:设小王至少要跑x分,根据题意,得90(18-x)
+210x≥2 100,
整理得120x≥480,解得x≥4,所以小王至少要跑4分钟.
答案:4
7.已知y=3 000+20x-0.1x2(0<x<240,x∈N*)是某产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式,若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是 ________ .
解析:设产量为x(台),则销售收入为25x万元,总成本为y=3 000+20x-0.1x2,由题意可知:若生产者不亏本,则25x≥y,即25x≥3 000+20x-0.1x2,
整理可得:x2+50x-30 000≥0,即(x+200)(x-150)≥0,解得x≥150或x≤-200(舍),因为0<x<240,x∈N*,所以150≤x<240,x∈N*,所以生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是150台.
答案:150
8.一个车辆制造厂引进了一条摩托车整车装配流水线,这条流水线生产的摩托车数量x(辆)与创造的价值y(元)之间满足二次函数关系.已知产量为0时,创造的价值也为0;当产量为55辆时,创造的价值达到最大6 050元.若这家工厂希望利用这条流水线创收达到6 000元及以上,则它应该生产的摩托车数量至少是 _____________ .
解析:由题意,求出摩托车数量x(辆)与创造的价值y(元)之间满足二次函数为y=-2x2+220x,则-2x2+220x≥6 000,解得50≤x≤60,故应该生产的摩托车数量至少是50辆.
答案:50辆
9.要在长为800 m,宽为600 m的一块长方形地面上进行绿化,要求四周种花卉(花卉的宽度相同),中间种草皮.要求草皮的面积不少于总面积的一半,则花卉宽度的范围是 ________ .
解析:设花卉宽度为x m,显然x<300,则草皮面积为S=(800-2x)(600-2x),由(800-2x),(600-2x)≥×800×600,(x-100)(x-600)≥0,
又0<x<300,故解得0<x≤100.
答案:(0,100]
10.国家为了加强对烟酒生产的管理,实行征收附加税政策.现在某种酒每瓶70元,不征收附加税时,每年大约产销100万瓶;若政府征收附加税,每销售100元征收R元(叫做税率为R%),则每年产销量将减少10R万瓶.要使每年在此项经营中所收附加税不少于112万元,R应怎样确定?
解:设产销量为每年x万瓶,则销售收入为每年70x万元,从中征收附加税为70x·R%万元,并且x=100-10R,由题意,得70(100-10R)·R%≥112,即R2-10R+16≤0,解得2≤R≤8,
所以税率定在2%~8%(包括2%和8%)时,可使每年在此项经营中所收附加税不少于112万元.
11.某市原来居民用电价为0.52元/kw·h,换装分时电表后,峰时段(早上八点到晚上九点)的电价0.55元/kw·h,谷时段(晚上九点到次日早上八点)的电价为0.35元/kw·h.对于一个平均每月用电量为200 kw·h的家庭,换装分时电表后,每月节省的电费不少于原来电费的10%,则这个家庭每月在峰时段的平均用电量至多为( )
A.110 kw·h B.114 kw·h
C.118 kw·h D.120 kw·h
解析:C [设每月峰时段的平均用电量为x kw·h,则谷时段的用电量为(200-x)kw·h;
根据题意,得(0.52-0.55)x+(0.52-0.35)(200-x)≥200×0.52×10%,解得x≤118.
所以这个家庭每月峰时段的平均用电量至多为118 kw·h.]
12.用一段长为30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长18 m,要求菜园的面积不小于216 m2,靠墙的一边长为x m,其中的不等关系可用不等式(组)表示为 ____ .
解析:由条件,可知0<x≤18,因为要求菜园的面积不小于216,
所以x·≥216,所以
答案:
13.某地有一座水库,设计最大容量为128 000 m3.根据预测,汛期时水库的进水量Sn(单位:m3)与天数n(n∈N*)的关系是Sn=5 000(n<10).水库原有水量为80 000 m3,水闸泄水量每天4 000 m3.当汛期来临第一天,水库就开始泄洪,估计汛期将持续10天,问:此期间堤坝会发生危险吗?请说明理由(水库水量超过最大容量,堤坝就会发生危险).
解:设第n天发生危险.由题意得
5 000-4 000n>128 000-80 000,
即n2+24n-256>0,得n>8.
所以汛期的第9天会有危险.
14.某农贸公司按每担200元收购某农产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a万担,政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x(x≠0)个百分点,预测收购量可增加2x个百分点.
(1)写出税收y(万元)与x的函数关系式;
(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.
解: (1)降低税率后的税率为(10-x)%,农产品的收购量为a(1+2x%)万担,收购总金额为200a(1+2x%)万元.依题意y=200a(1+2x%)(10-x)%=a(100+2x)(10-x)(0<x<10).
(2)原计划税收为200a·10%=20a(万元).依题意得a(100+2x)(10-x)≥20a×83.2%,化简得,x2+40x-84≤0,所以-42≤x≤2.又因为0<x<10,所以0<x≤2,所以x的取值范围是0<x≤2.
不等式的性质及应用
实数的大小比较和不等式的性质是重点考查的内容之一,在试题中多以选择题或填空题的形式考查,有时也渗透到解答题中,主要考查比较实数大小及不等式的性质运用.
(1)如果a,b,c满足c<b<a且ac<0,那么下列选项中不一定成立的是( )
A.ab>ac B.c(b-a)>0
C.cb2<ab2 D.ac(a-c)<0
[解析] C [因为c<a且ac<0,所以c<0,a>0.
A成立,因为c<b,所以ac<ab,即ab>ac.
B成立,因为b<a,b-a<0,所以c(b-a)>0.
C不一定成立,当b=0时,cb2<ab2不成立.
D成立,因为c<a,所以a-c>0,
所以ac(a-c)<0.]
(2)比较3x2-x+1与2x2+x-1两个代数式的大小;
[解] 因为(3x2-x+1)-(2x2+x-1)=x2-2x+2=(x-1)2+1>0,因此3x2-x+1>2x2+x-1.
(3)已知2<a<3,-2<b<-1,求ab的取值范围.
[解] 因为-2<b<-1,所以1<-b<2.
又因为2<a<3,所以2<-ab<6,
所以-6<ab<-2.
[变式训练]
1.(1)如果a>b,那么下列说法正确的是( )
A.ac>bc B.ac2<bc2
C.ac=bc D.b-a<0
解析:D [因为a>b,不等式两边同时减去a得0>b-a,D正确;若c=0,则A、B错误;若c≠0,C错误.故选D.]
(2)已知a,b均为正实数,试利用作差法比较a3+b3与a2b+ab2的大小.
解:因为a3+b3-(a2b+ab2)=(a3-a2b)+(b3-ab2)=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)(a2-b2)=(a-b)2(a+b).
又a,b均为正实数,当a=b时,a-b=0,a3+b3=a2b+ab2;
当a≠b时,(a-b)2>0,a+b>0,则a3+b3>a2b+ab2.综上所述,a3+b3≥a2b+ab2.
区间表示
用区间表示变量的取值范围,简单,方便,特别是在集合运算中要善于运用区间运算,用区间表示集合时,要注意端点是小括号还是中括号.
(1)已知集合A=(-2,4),B=[2,+∞),则A∩(∁RB)=( )
A.(-2,2) B.(-2,4)
C.(2,4) D.(-2,2]
(2)已知全集U=[-3,+∞),集合A=(-3,4],则∁UA= ___________ .
[解析] (1) ∁RB=(-∞,2),A∩(∁RB)=(-2,2).
(2)因为全集U=[-3,+∞),集合A=(-3,4],所以∁UA={-3}∪(4,+∞).
[答案] (1)A (2){-3}∪(4,+∞)
[变式训练]
2.设集合A=(0,2),B=,则A∩B=( )
A.(0,2] B.
C. D.
解析:C [因为A=(0,2),B=,所以A∩B=.]
一元一次不等式(组)的解法
1.解一元一次不等式要考虑未知数系数的正、负,若未知数的系数为负,不等式两边同乘符号要变号.
2.求几个不等式的解集的公共部分的方法:
用数轴表示解集时,大于向右画,小于向左画;不带等号用空心点,带等号用实心点。
(1)不等式:-≤1的解集为 ________ .
(2)已知关于x的不等式组的解集是-1<x<1,那么(a+1)(b-2)的值等于 ________ .
[解析] (1)去分母2(2x-1)-3(5x+1)≤6,即4x-2-15x-3≤6
移项4x-15x≤6+2+3
合并同类项-11x≤11,所以x≥-1
所以,原不等式的解集为:[-1,+∞).
(2)解不等式组可得解集为2b+3<x<,因为不等式组的解集为-1<x<1,所以2b+3=-1,=1,解得a=1,b=-2代入(a+1)(b-2)=2×(-4)=-8.
[答案](1)(-1,+∞) (2)-8
[变式训练]
3.(1)关于x的不等式2x-a≤-1的解集如图所示,则a的取值是( )
A.0 B.-3 C.-2 D.-1
(2)能同时满足不等式x>-1和x<2的整数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:(1)2x-a≤-1,解不等式得x≤,结合所给数轴,可得=-1,解得a=-1.故选D.
(2)能同时满足不等式x>-1和x<2的解为-1<x<2,包含的整数有0,1.故选B.
答案:(1)D (2)B
一元二次不等式
一元二次方程的解集及其根与系数的关系,虽在高考中不直接考查,但它是解决某些数学问题的基础,常在解题过程中用到,主要涉及到一元二次方程的解法及其根与系数的关系的应用.
(1)不等式2x+3-x2>0的解集是( )
A.{x|-1<x<3}
B.{x|x>3或x<-1}
C.{x|-3<x<1}
D.{x|x>1或x<-3}
(2)关于x的不等式x2+2mx-15m2<0(m<0)的解集区间为(a,b),且b-a=18,则m=( )
A.-2 B.-1
C.- D.-
(3)已知关于x的不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围是( )
A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1<a<4}
C.{a|a≥4或a≤-1} D.{a|-4≤a≤1}
[解析] (1)原不等式变形为x2-2x-3<0,
即(x-3)(x+1)<0,解得-1<x<3.
(2)不等式可化为(x+5m)(x-3m)<0,因为m<0,所以不等式的解集为(3m,-5m),
所以a=3m,b=-5m,即b-a=-8m=18,
解得m=-.
(3)因为关于x的不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,
即x2-4x+a2-3a≤0在R上有解,只需y=x2-4x+a2-3a的图象与x轴有公共点,
所以Δ=(-4)2-4×(a2-3a)≥0,即a2-3a-4≤0,所以(a-4)(a+1)≤0,
解得-1≤a≤4,所以实数a的取值范围是{a|-1≤a≤4}.
[答案] (1)A (2)D (3)A
[变式训练]
4.(1)不等式x2+6x+10<0的解集是( )
A.∅ B.R
C.{x|x>5} D.{x|x<2}
解析:A [因为x2+6x+10=(x+3)2+1>0,所以原不等式的解集为∅.]
(2)关于x的不等式ax-b<0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式(ax+b)(x-3)>0的解集是 __________ .
解析:关于x的不等式ax-b<0,即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,
所以所求不等式的解集是(-1,3).
答案:(-1,3)
(3)已知ax2-(a+1)x+1<0(a>0),求不等式的解集.
解:原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,因为a>0,所以a(x-1)<0.
所以当a>1时,解集为;当a=1时,解集为∅;当0<a<1时,解集为.
综上,当0<a<1时,不等式的解集为;当a=1时,不等式的解集为∅;当a>1时,不等式的解集为.
解绝对值不等式
解绝对值不等式需要强调的有两点:一是由定义引出的绝对值的几何意义的应用;二是代数意义上的分类讨论,其中几何意义的应用主要涉及到有关绝对值不等式的解法,而分类讨论的思想就体现为去绝对值、画绝对值函数图象、解绝对值不等式.
解下列绝对值不等式
(1)|2-3x|<5;(2)1≤|2x-3|<5;
(3)|4x-3|≤x+1.
[解] (1)由|2-3x|<5的-5<2-3x<5,解得-1<x<.原不等式的解集为.
(2)由1≤|2x-3|<5,得1≤2x-3<5或-5<2x-3≤-1,解1≤2x-3<5,得2≤x<4;
解-5<2x-3≤-1,得-1<x≤1,原不等式的解集为[2,4)∪(-1,1].
(3)由|4x-3|≤x+1,得-(x+1)≤4x-3≤x+1,解得≤x≤,原不等式的解集为.
[变式训练]
5.设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;
(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},
求a的值.
解:(1)当a=1时,f(x)≥3x+2,可化为|x-1|≥2,
由此可得x≥3或x≤-1,故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x≥3或x≤-1}.
(2)由f(x)≤0,得|x-a|+3x≤0,
此不等式化为不等式组或,即或.
由于a>0,所以不等式组的解集为.由题设可得-=-1,故a=2.
构建不等式模型解决实际问题
数学建模是应用数学实际问题的基本手段,在本章中体现在:(1)一元一次不等式的实际应用;(2)一元二次不等式的实际应用.
某商品的成本价80元/件,售价100元/件,每天售出100件,若售价降低x成(1成=10%),售出商品的数量就增加x成,要求售价不能低于成本价.
(1)设该商店一天的营业额为y,试求出y与x之间的函数关系式y=f(x),并写出定义域;
(2)若再要求该商品一天营业额至少10 260元,求x的取值范围.
[解] (1)依题意y=100·100;
又售价不能低于成本价,
所以100-80≥0,解得x≤2,
所以y=f(x)=20(10-x)(50+8x)(0≤x≤2).
(2)20(10-x)(50+8x)≥10 260,
化简得:8x2-30x+13≤0,解得≤x≤.
又x∈{x|0≤x≤2},所以x的取值范围为≤x≤2.
[变式训练]
6.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m2的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x(单位:m)的取值范围是 ________ .
解析:设矩形的另一边长为y m,则由相似三角形的性质知,=,所以y=40-x,因为xy≥300,
所以x(40-x)≥300,所以x2-40x+300≤0,
所以10≤x≤30.
答案:{x|10≤x≤30}
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$$
1.某种出租车的收费标准是:起步价7元(即行驶距离不超过3 km都需要7元车费),超过3 km,每增加1 km,加收2.4元(不足1 km按1 km计).某人乘这种出租车从A地到B地共支付车费19元.设此人从A地到B地经过的路程最多是( )
A.6 km B.7 km C.8 km D.9 km
解析:C [19元-7元=12元(3 km后收费),
12÷2.4=5(超过3 km后行驶距离),从甲地到乙地所经过的路程最多是3+5=8 (km).]
2.爆破施工时,导火索燃烧的速度是0.8 cm/s,人跑开的速度是5 m/s,为了使点火的战士在施工时能跑到100 m以外的安全地区,导火索长度至少需要( )
A.15 cm B.16 cm C.17 cm D.18 cm
解析:B [设导火索至少需要x cm,根据题意,得x÷0.8≥100/5,
解得x≥16,所以导火索至少需要16 cm.]
3.某种图书,如果以每本2.5元的价格出售,可以售出8万本,若单价每提高0.1元,销售量将减少2 000本,如果提价后的单价为x元,下列各式中表示销售总收入不低于20万元的是( )
A.x[8-0.2(x-2.5)]≥20
B.x[80 000-2 000(x-2.5)]≥20
C.x[8-2(x-2.5)]≥20
D.x[80 000-20 000(x-2.5)]≥20
解析:C [提价后的价格为x元,则提高了(x-2.5)元,则销售减少了×2 000本,即减少了2(x-2.5)万本,实际售出8-2(x-2.5)万本,所以正确选项为C.]
4.某小型服装厂生产一种风衣,日销售量x(件)与单价P(元)之间的关系为P=160-2x,生产x件所需成本为C(元),其中C=500+30x元,若要求每天获利不少于1 300元,则日销量x的取值范围是( )
A.20≤x≤30 B.20≤x≤45
C.15≤x≤30 D.15≤x≤45
解析:B [设该厂每天获得的利润为y元,则y=(160-2x)·x-(500+30x)=-2x2+130x-500,(0<x<80),根据题意知,-2x2+130x-500≥1 300,解得20≤x≤45,所以当20≤x≤45时,每天获得的利润不少于1 300元,故选B.]
5.商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售.每天可销售100件,现准备采用提高售价来增加利润.已知这种商品每件销售价提高1元,销售量就要减少10件.那么要保证每天所赚的利润在320元以上,销售价每件可定为( )
A.11元
B.16元
C.12元到16元之间
D.13元到15元之间
解析:C [设销售价定为每件x元,利润为y元,则y=(x-8)[100-10(x-10)],由题意可得(x-8)[100-10(x-10)]>320,即x2-28x+192<0,所以(x-12)(x-16)<0,解得12<x<16,所以每件销售价应定为12元到16元之间.]
6.小王家到学校2.1千米,现在需要在18分钟内走完这段路.已知小王步行速度为90米/分,跑步速度为210米/分,小王至少需要跑 __________ 分钟.
解析:设小王至少要跑x分,根据题意,得90(18-x)
+210x≥2 100,
整理得120x≥480,解得x≥4,所以小王至少要跑4分钟.
答案:4
7.已知y=3 000+20x-0.1x2(0<x<240,x∈N*)是某产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式,若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是 ________ .
解析:设产量为x(台),则销售收入为25x万元,总成本为y=3 000+20x-0.1x2,由题意可知:若生产者不亏本,则25x≥y,即25x≥3 000+20x-0.1x2,
整理可得:x2+50x-30 000≥0,即(x+200)(x-150)≥0,解得x≥150或x≤-200(舍),因为0<x<240,x∈N*,所以150≤x<240,x∈N*,所以生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是150台.
答案:150
8.一个车辆制造厂引进了一条摩托车整车装配流水线,这条流水线生产的摩托车数量x(辆)与创造的价值y(元)之间满足二次函数关系.已知产量为0时,创造的价值也为0;当产量为55辆时,创造的价值达到最大6 050元.若这家工厂希望利用这条流水线创收达到6 000元及以上,则它应该生产的摩托车数量至少是 _____________ .
解析:由题意,求出摩托车数量x(辆)与创造的价值y(元)之间满足二次函数为y=-2x2+220x,则-2x2+220x≥6 000,解得50≤x≤60,故应该生产的摩托车数量至少是50辆.
答案:50辆
9.要在长为800 m,宽为600 m的一块长方形地面上进行绿化,要求四周种花卉(花卉的宽度相同),中间种草皮.要求草皮的面积不少于总面积的一半,则花卉宽度的范围是 ________ .
解析:设花卉宽度为x m,显然x<300,则草皮面积为S=(800-2x)(600-2x),由(800-2x),(600-2x)≥×800×600,(x-100)(x-600)≥0,
又0<x<300,故解得0<x≤100.
答案:(0,100]
10.国家为了加强对烟酒生产的管理,实行征收附加税政策.现在某种酒每瓶70元,不征收附加税时,每年大约产销100万瓶;若政府征收附加税,每销售100元征收R元(叫做税率为R%),则每年产销量将减少10R万瓶.要使每年在此项经营中所收附加税不少于112万元,R应怎样确定?
解:设产销量为每年x万瓶,则销售收入为每年70x万元,从中征收附加税为70x·R%万元,并且x=100-10R,由题意,得70(100-10R)·R%≥112,即R2-10R+16≤0,解得2≤R≤8,
所以税率定在2%~8%(包括2%和8%)时,可使每年在此项经营中所收附加税不少于112万元.
11.某市原来居民用电价为0.52元/kw·h,换装分时电表后,峰时段(早上八点到晚上九点)的电价0.55元/kw·h,谷时段(晚上九点到次日早上八点)的电价为0.35元/kw·h.对于一个平均每月用电量为200 kw·h的家庭,换装分时电表后,每月节省的电费不少于原来电费的10%,则这个家庭每月在峰时段的平均用电量至多为( )
A.110 kw·h B.114 kw·h
C.118 kw·h D.120 kw·h
解析:C [设每月峰时段的平均用电量为x kw·h,则谷时段的用电量为(200-x)kw·h;
根据题意,得(0.52-0.55)x+(0.52-0.35)(200-x)≥200×0.52×10%,解得x≤118.
所以这个家庭每月峰时段的平均用电量至多为118 kw·h.]
12.用一段长为30 m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长18 m,要求菜园的面积不小于216 m2,靠墙的一边长为x m,其中的不等关系可用不等式(组)表示为 ____ .
解析:由条件,可知0<x≤18,因为要求菜园的面积不小于216,
所以x·≥216,所以
答案:
13.某地有一座水库,设计最大容量为128 000 m3.根据预测,汛期时水库的进水量Sn(单位:m3)与天数n(n∈N*)的关系是Sn=5 000(n<10).水库原有水量为80 000 m3,水闸泄水量每天4 000 m3.当汛期来临第一天,水库就开始泄洪,估计汛期将持续10天,问:此期间堤坝会发生危险吗?请说明理由(水库水量超过最大容量,堤坝就会发生危险).
解:设第n天发生危险.由题意得
5 000-4 000n>128 000-80 000,
即n2+24n-256>0,得n>8.
所以汛期的第9天会有危险.
14.某农贸公司按每担200元收购某农产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a万担,政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x(x≠0)个百分点,预测收购量可增加2x个百分点.
(1)写出税收y(万元)与x的函数关系式;
(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.
解: (1)降低税率后的税率为(10-x)%,农产品的收购量为a(1+2x%)万担,收购总金额为200a(1+2x%)万元.依题意y=200a(1+2x%)(10-x)%=a(100+2x)(10-x)(0<x<10).
(2)原计划税收为200a·10%=20a(万元).依题意得a(100+2x)(10-x)≥20a×83.2%,化简得,x2+40x-84≤0,所以-42≤x≤2.又因为0<x<10,所以0<x≤2,所以x的取值范围是0<x≤2.
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$$2.3 不等式的应用
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第二章 不等式
[学习目标]
1.通过实例,掌握不等式的应用;
2.利用不等式解决一些生活和生产实践中的实际问题.
一元一次不等式的实际应用
某公司有20名技术人员,计划开发A,B两类共50件电子器件,每类每件所需人员和预计产值如下:
电子器件种类
每件需要人员数
每件产值(万元/件)
A类
eq \f(1,2)
7.5
B类
eq \f(1,3)
6
若制订计划欲使总产值最高,则A类电子器件应开发 ________ 件,最高产值为 ________ 万元.
[解析] 设应开发A类电子器件x件,则开发B类电子器件(50-x)件.根据题意,得eq \f(x,2)+eq \f(50-x,3)≤20,解得x≤20.
由题意,得总产值y=7.5x+6×(50-x)=300+1.5x≤330,当且仅当x=20时,y取最大值330.所以欲使总产值最高,A类电子器件应开发20件,最高产值为330万元.
答案:20 330
利用不等式解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问题转化为不等式问题,再通过解不等式求解.
[变式训练]
1.某校王校长暑假将带领该校市级三好学生去北京旅游.甲旅行社说如果校长买全票一张,则其余学生可享受半价优惠,乙旅行社说包括校长在内全部按全票价的6折优惠(按全票价的60%收费,且全票价为1 200元).
①设学生数为x,甲旅行社收费为y甲,乙旅行社收费为y乙,分别计算两家旅行社的收费(写出表达式);
②就学生数x讨论哪家旅行社更优惠.
解:设学生数为x,甲旅行社收费为y甲,乙旅行社收费为y乙,根据题意,得①y甲=1 200+1 200×50%×x=1 200+600x,
y乙=(x+1)×1 200×60%=720(x+1)=720x+720.
②就学生数x讨论哪家旅行社更优惠.
若y甲>y乙,即1 200+600x>720x+720,
所以120x<480,解得 x<4,此时乙旅行社便宜.
若y甲<y乙,即1 200+600x<720x+720,
解得,x>4,此时甲旅行社便宜.
一元二次不等式在经济生活中的应用
某种汽车在水泥路面上的刹车距离(刹车距离是指汽车刹车后由于惯性往前滑行的距离)s m和汽车车速x km/h有如下关系:s=eq \f(1,20)x+eq \f(1,180)x2.在一次交通事故中,测得这种车的刹车距离大于39.5 m,那么这辆汽车刹车前的车速至少为多少?(精确到0.01 km/h)
[解] 设这辆汽车刹车前的车速至少为x km/h,
根据题意,得eq \f(1,20)x+eq \f(1,180)x2>39.5.
移项整理,得x2+9x-7 110>0.
显然Δ>0,x2+9x-7 110=0有两个实数根,即x1≈-88.94,x2≈79.94.
根据二次函数y=x2+9x-7 110的图象,
得不等式的解集为{x|x<-88.94或x>79.94}.在这个实际问题中,x>0,所以这辆汽车刹车前的车速至少为79.94 km/h.
利用不等式解决实际问题的一般步骤
(1)选取合适的字母表示题中的未知数;
(2)由题中给出的不等关系,列出关于未知数的不等式(组);
(3)求解所列出的不等式(组);
(4)结合题目的实际意义确定答案.
[变式训练]
2.假设国家计划收购m kg某种农副产品,收购价格是每千克12元,其中征税标准是每100元征税8元(称为税率是8%),为了减轻农民负担,国家决定将税率降低x百分点,预计收购量可增加2x百分点,要使此项税收在税率降低后不低于原计划的78%,试确定实数x的取值范围.
解:税率降低后是(8-x)%,收购量为m(1+2x%)kg,税率降低后的税收为12m(1+2x%)(8-x)%元,原来的税收为12m×8%元.
根据题意,可得12m(1+2x%)(8-x)%≥12m×8%×78%,
即x2+42x-88≤0,解得-44≤x≤2.
又x>0,所以0<x≤2,
所以实数x的取值范围是{x|0<x≤2}.
一元二次不等式在几何中的实际应用
某公园有一个底面是矩形的建筑ABCD,如图,现在要将矩形区域扩大成更大的矩形AMPN,以便在建筑两面种植花草,要求站在点M位置能够看到点N位置,即M,C,N在一条直线上,已知AB=3米,AD=2米.
要使矩形AMPN面积大于32 m2,则DN的长应该在什么范围?
[解] 设DN=x米,则AN=x+2,由三角形相似得AM=eq \f(3x+2,x),其中x>0,则矩形AMPN的面积S=eq \f(3x+22,x),
由题意,eq \f(3x+22,x)>32,即3x2-20x+12>0,解得0<x<eq \f(2,3)或x>6,
所以DN的长的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(2,3)))∪(6,+∞).
在实际几何问题中,结合题意,设出其中一条边,结合题中的不等关系,列出不等式,通过解不等式求解问题.
[变式训练]
3.某施工单位在对一个长800 m,宽600 m的草坪进行绿化时,是这样想的:中间为矩形绿草坪,四周是等宽的花坛,如图所示,若要保证绿草坪的面积不小于总面积的二分之一,试确定花坛宽度的取值范围.
解:设花坛的宽度为x m,
则草坪的长为(800-2x)m,宽为(600-2x)m,
根据题意得(800-2x)·(600-2x)≥eq \f(1,2)×800×600,
整理得x2-700x+60 000≥0,
解不等式得x≥600(舍去)或x≤100,
由题意知x>0,所以0<x≤100.
当x在(0,100]之间取值时,绿草坪的面积不小于总面积的二分之一.
1.小辉准备用自己节省的零花钱买一台学习机,他现在已存60元.计划从现在起以后每个月节省30元,直到他至少有400元.设x个月后他至少有400元,则可以用于计算所需要的月数x的不等式是( )
A.30x-60≥400
B.30x+60≥400
C.30x-60≤400
D.30x+40≤400
解析:B [x月后他至少有400元,可表示成30x+60≥400.]
2.某商品在最近30天内的价格m与时间t(单位:天)的函数关系是m=t+10(0<t≤30,t∈N);销售量y与时间t的函数关系是y=-t+35(0<t≤30,t∈N),则使这种商品日销售金额不小于500元的t的范围为( )
A.{t|15≤t≤20}
B.{t|10≤t≤15}
C.{t|10<t<15}
D.{t|0<t≤10}
解析:B [由日销售金额为(t+10)(-t+35)≥500,解得10≤t≤15.]
3.小明有存款600元,小刚有存款2 000元,从本月开始小明每月存款500元,小刚每月存款200元,试问到第几个月,小明的存款能超过小刚的存款( )
A.4 B.5 C.6 D.7
解析:B [设到第 x个月小明的存款超过小刚的存款,根据题意,得600+500x>2 000+200x,300x>1 400,解得x>14/3,因为x为整数,所以x=5.所以到第 5个月小明的存款超过小刚的存款.]
4.雷电的温度大约是28 000 ℃,比太阳表面温度的4.5倍还要高.设太阳表面温度为t ℃,那么t应满足的关系式是 ________ .
解析:由题意得,太阳表面温度的4.5倍小于雷电的温度,即4.5 t<28 000.
答案:4.5 t<28 000
5.甲厂以x千克/小时的速度匀速生产某种产品(生产条件要求1≤x≤10),每小时可获得利润100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5x+1-\f(3,x)))元.要使生产该产品2小时获得的利润不低于3 000元,求x的取值范围.
解:由题可知200eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5x+1-\f(3,x)))≥3 000,
化简可得5x2-14x-3≥0,
所以5x2-14x-3≥0⇒x≤-eq \f(1,5)或x≥3,
又1≤x≤10,所以3≤x≤10.
不等式的性质及应用
实数的大小比较和不等式的性质是重点考查的内容之一,在试题中多以选择题或填空题的形式考查,有时也渗透到解答题中,主要考查比较实数大小及不等式的性质运用.
(1)如果a,b,c满足c<b<a且ac<0,那么下列选项中不一定成立的是( )
A.ab>ac
B.c(b-a)>0
C.cb2<ab2
D.ac(a-c)<0
[解析] C [因为c<a且ac<0,所以c<0,a>0.
A成立,因为c<b,所以ac<ab,即ab>ac.
B成立,因为b<a,b-a<0,所以c(b-a)>0.
C不一定成立,当b=0时,cb2<ab2不成立.
D成立,因为c<a,所以a-c>0,
所以ac(a-c)<0.]
(2)比较3x2-x+1与2x2+x-1两个代数式的大小;
[解] 因为(3x2-x+1)-(2x2+x-1)=x2-2x+2=(x-1)2+1>0,因此3x2-x+1>2x2+x-1.
(3)已知2<a<3,-2<b<-1,求ab的取值范围.
[解] 因为-2<b<-1,所以1<-b<2.
又因为2<a<3,所以2<-ab<6,
所以-6<ab<-2.
[变式训练]
1.(1)如果a>b,那么下列说法正确的是( )
A.ac>bc
B.ac2<bc2
C.ac=bc
D.b-a<0
解析:D [因为a>b,不等式两边同时减去a得0>b-a,D正确;若c=0,则A、B错误;若c≠0,C错误.故选D.]
(2)已知a,b均为正实数,试利用作差法比较a3+b3与a2b+ab2的大小.
解:因为a3+b3-(a2b+ab2)=(a3-a2b)+(b3-ab2)=a2(a-b)+b2(b-a)=(a-b)(a2-b2)=(a-b)2(a+b).
又a,b均为正实数,当a=b时,a-b=0,a3+b3=a2b+ab2;
当a≠b时,(a-b)2>0,a+b>0,则a3+b3>a2b+ab2.综上所述,a3+b3≥a2b+ab2.
区间表示
用区间表示变量的取值范围,简单,方便,特别是在集合运算中要善于运用区间运算,用区间表示集合时,要注意端点是小括号还是中括号.
(1)已知集合A=(-2,4),B=[2,+∞),则A∩(∁RB)=( )
A.(-2,2)
B.(-2,4)
C.(2,4)
D.(-2,2]
(2)已知全集U=[-3,+∞),集合A=(-3,4],则∁UA= ___________ .
[解析] (1) ∁RB=(-∞,2),A∩(∁RB)=(-2,2).
(2)因为全集U=[-3,+∞),集合A=(-3,4],所以∁UA={-3}∪(4,+∞).
[答案] (1)A (2){-3}∪(4,+∞)
[变式训练]
2.设集合A=(0,2),B=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),3)),则A∩B=( )
A.(0,2] B.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),3))
C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))
D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))
解析:C [因为A=(0,2),B=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),3)),所以A∩B=eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2)).]
一元一次不等式(组)的解法
1.解一元一次不等式要考虑未知数系数的正、负,若未知数的系数为负,不等式两边同乘符号要变号.
2.求几个不等式的解集的公共部分的方法:
用数轴表示解集时,大于向右画,小于向左画;不带等号用空心点,带等号用实心点。
(1)不等式:eq \f(2x-1,3)-eq \f(5x+1,2)≤1的解集为 ________ .
(2)已知关于x的不等式组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x-a<1,x-2b>3))的解集是-1<x<1,那么(a+1)(b-2)的值等于 ________ .
[解析] (1)去分母2(2x-1)-3(5x+1)≤6,即4x-2-15x-3≤6
移项4x-15x≤6+2+3
合并同类项-11x≤11,所以x≥-1
所以,原不等式的解集为:[-1,+∞).
(2)解不等式组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x-a<1,x-2b>3))可得解集为2b+3<x<eq \f(a+1,2),因为不等式组的解集为-1<x<1,所以2b+3=-1,eq \f(a+1,2)=1,解得a=1,b=-2代入(a+1)(b-2)=2×(-4)=-8.
[答案](1)(-1,+∞) (2)-8
[变式训练]
3.(1)关于x的不等式2x-a≤-1的解集如图所示,则a的取值是( )
A.0 B.-3 C.-2 D.-1
(2)能同时满足不等式x>-1和x<2的整数有( )
A.1个 B.2个 C.3个
D.4个
解析:(1)2x-a≤-1,解不等式得x≤eq \f(a-1,2),结合所给数轴,可得eq \f(a-1,2)=-1,解得a=-1.故选D.
(2)能同时满足不等式x>-1和x<2的解为-1<x<2,包含的整数有0,1.故选B.
答案:(1)D (2)B
一元二次不等式
一元二次方程的解集及其根与系数的关系,虽在高考中不直接考查,但它是解决某些数学问题的基础,常在解题过程中用到,主要涉及到一元二次方程的解法及其根与系数的关系的应用.
(1)不等式2x+3-x2>0的解集是( )
A.{x|-1<x<3}
B.{x|x>3或x<-1}
C.{x|-3<x<1}
D.{x|x>1或x<-3}
(2)关于x的不等式x2+2mx-15m2<0(m<0)的解集区间为(a,b),且b-a=18,则m=( )
A.-2
B.-1
C.-eq \f(9,2)
D.-eq \f(9,4)
(3)已知关于x的不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围是( )
A.{a|-1≤a≤4}
B.{a|-1<a<4}
C.{a|a≥4或a≤-1}
D.{a|-4≤a≤1}
[解析] (1)原不等式变形为x2-2x-3<0,
即(x-3)(x+1)<0,解得-1<x<3.
(2)不等式可化为(x+5m)(x-3m)<0,因为m<0,所以不等式的解集为(3m,-5m),
所以a=3m,b=-5m,即b-a=-8m=18,
解得m=-eq \f(9,4).
(3)因为关于x的不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,
即x2-4x+a2-3a≤0在R上有解,只需y=x2-4x+a2-3a的图象与x轴有公共点,
所以Δ=(-4)2-4×(a2-3a)≥0,即a2-3a-4≤0,所以(a-4)(a+1)≤0,
解得-1≤a≤4,所以实数a的取值范围是{a|-1≤a≤4}.
[答案] (1)A (2)D (3)A
[变式训练]
4.(1)不等式x2+6x+10<0的解集是( )
A.∅
B.R
C.{x|x>5}
D.{x|x<2}
解析:A [因为x2+6x+10=(x+3)2+1>0,所以原不等式的解集为∅.]
(2)关于x的不等式ax-b<0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式(ax+b)(x-3)>0的解集是 __________ .
解析:关于x的不等式ax-b<0,即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,
所以所求不等式的解集是(-1,3).
答案:(-1,3)
(3)已知ax2-(a+1)x+1<0(a>0),求不等式的解集.
解:原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,因为a>0,所以aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,a)))(x-1)<0.
所以当a>1时,解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,a)<x<1));当a=1时,解集为∅;当0<a<1时,解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|1<x<\f(1,a))).
综上,当0<a<1时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|1<x<\f(1,a)));当a=1时,不等式的解集为∅;当a>1时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,a)<x<1)).
解绝对值不等式
解绝对值不等式需要强调的有两点:一是由定义引出的绝对值的几何意义的应用;二是代数意义上的分类讨论,其中几何意义的应用主要涉及到有关绝对值不等式的解法,而分类讨论的思想就体现为去绝对值、画绝对值函数图象、解绝对值不等式.
解下列绝对值不等式
(1)|2-3x|<5;(2)1≤|2x-3|<5;
(3)|4x-3|≤x+1.
[解] (1)由|2-3x|<5的-5<2-3x<5,解得-1<x<eq \f(7,3).原不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-1<x<\f(7,3))).
(2)由1≤|2x-3|<5,得1≤2x-3<5或-5<2x-3≤-1,解1≤2x-3<5,得2≤x<4;解-5<2x-3≤-1,得-1<x≤1,原不等式的解集为[2,4)∪(-1,1].
(3)由|4x-3|≤x+1,得-(x+1)≤4x-3≤x+1,解得eq \f(2,5)≤x≤eq \f(4,3),原不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(2,5)≤x≤\f(4,3))).
[变式训练]
5.设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;
(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},
求a的值.
解:(1)当a=1时,f(x)≥3x+2,可化为|x-1|≥2,
由此可得x≥3或x≤-1,故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x≥3或x≤-1}.
(2)由f(x)≤0,得|x-a|+3x≤0,此不等式化为不等式组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≥a,x-a+3x≤0))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≤a,a-x+3x≤0)),即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≥a,x≤\f(a,4)))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≤a,x≤-\f(a,2))).
由于a>0,所以不等式组的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x≤-\f(a,2))).由题设可得-eq \f(a,2)=-1,故a=2.
构建不等式模型解决实际问题
数学建模是应用数学实际问题的基本手段,在本章中体现在:(1)一元一次不等式的实际应用;(2)一元二次不等式的实际应用.
某商品的成本价80元/件,售价100元/件,每天售出100件,若售价降低x成(1成=10%),售出商品的数量就增加eq \f(8,5)x成,要求售价不能低于成本价.
(1)设该商店一天的营业额为y,试求出y与x之间的函数关系式y=f(x),并写出定义域;
(2)若再要求该商品一天营业额至少10 260元,求x的取值范围.
[解] (1)依题意y=100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(x,10)))·100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(8,50)x));
又售价不能低于成本价,所以100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(x,10)))-80≥0,解得x≤2,
所以y=f(x)=20(10-x)(50+8x)(0≤x≤2).
(2)20(10-x)(50+8x)≥10 260,
化简得:8x2-30x+13≤0,解得eq \f(1,2)≤x≤eq \f(13,4).
又x∈{x|0≤x≤2},所以x的取值范围为eq \f(1,2)≤x≤2.
[变式训练]
6.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m2的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x(单位:m)的取值范围是 ________ .
$$