内容正文:
专题1.6 预备知识32道压轴题型专训(8大题型)
题型一 条件等式求最值
题型二 基本不等式的恒成立问题
题型三 对勾函数求最值
题型四 基本(均值)不等式的应用
题型五 一元二次不等式在实数集上恒成立问题
题型六 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
题型七 一元二次不等式在某区间上有解问题
题型八 分式不等式
【经典例题一 条件等式求最值】
1.(23-24高二下·江苏·期中)已知,,且,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
2.(多选题)(23-24高一上·山东日照·阶段练习)已知,,下列命题中正确的是( ).
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
3.(2025高三·全国·专题练习)已知正数x,y满足,则xy的最大值是 .
4.(23-24高三上·上海徐汇·期中)已知实数满足.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值,
【经典例题二 基本不等式的恒成立问题】
5.(24-25高一上·重庆·阶段练习)若是三个不全相等的实数,且不等式恒成立,则实数t的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(多选题)(23-24高二下·河北保定·期末)已知正实数x,y满足,且恒成立,则t的取值可能是( )
A. B. C.1 D.
7.(2024·辽宁沈阳·一模)若不等式对于任意正实数x、y成立,则k的范围为 .
8.(2024高三·全国·专题练习)设正实数满足,不等式恒成立,求的最大值.
【经典例题三 对勾函数求最值】
9.(24-25高一上·北京西城·期中)函数的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
10.(多选题)(23-24高一上·福建福州·期中)已知正实数,满足,则下列不等式成立的有( )
A. B.
C. D.
11.(2024·浙江·模拟预测)已知,,若,则的最大值是 .
12.(24-25高一上·江西景德镇·期中)若对任意的,对任意的,不等式恒成立,求的最大值.
【经典例题四 基本(均值)不等式的应用】
13.(23-24高一上·福建厦门·阶段练习)记为,两数的最大值,当正数,()变化时,的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
14.(多选题)(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段练习)《九章算术》中有“勾股容方”问题:“今有勾五步,股十二步.问:勾中容方几何?”魏晋时期数学家刘徽在《九章算术注》中利用出入相补原理给出了这个问题的一般解法:如图1,用对角线将长和宽分别为b和a的矩形分成两个直角三角形,每个直角三角形再分成一个内接正方形(黄)和两个小直角三角形(朱、青)将三种颜色的图形进行重组,得到如图2所示的矩形,该矩形长为,宽为内接正方形的边长d.由刘徽构造的图形可以得到许多重要的结论,如图3,设D为斜边的中点,作直角三角形的内接正方形对角线,过点A作于点F,则下列推理不正确的是( )
A.由图1和图2面积相等得 B.由可得
C.由可得 D.由可得
15.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)正实数,满足,则的最小值为 .
16.(2024高三·江苏·专题练习)某学校在平面图为矩形的操场内进行体操表演,其中,,为上一点,且,线段、、为表演队列所在位置(分别在线段、上),点为领队位置,且到、的距离均为12,记,当面积最小时观赏效果最好.
(1)当为何值时,为队列的中点?
(2)怎样安排的位置才能使观赏效果最好?求出此时的值.
【经典例题五 一元二次不等式在实数集上恒成立问题】
17.(24-25高三上·浙江宁波·阶段练习)已知,不等式在上恒成立,则( )
A. B. C. D.
18.(多选题)(23-24高一上·安徽六安·期中),关于的不等式恒成立,则实数的值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
19.(24-25高一上·内蒙古乌兰察布·期末)若不等式对恒成立,则实数的取值范围是 .
20.(22-23高一上·山东青岛·阶段练习)设,.
(1)若恒成立,求实数k的取值范围;
(2)当时,解不等式.
【经典例题六 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】
21.(24-25高一上·北京·阶段练习)已知.若对于,均有成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
22.(多选题)(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)设函数.对于任意恒成立,则实数x的取值范围不正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(24-25高一上·湖南·阶段练习)若对任意的恒成立,则实数的取值集合为 .
24.(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)已知函数.
(1)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
【经典例题七 一元二次不等式在某区间上有解问题】
25.(23-24高二下·宁夏银川·期中)若存在,使不等式成立,则实数取值范围是
A. B. C. D.
26.(多选题)(23-24高三上·广东揭阳·期中)若关于的不等式在区间内有解,则实数的取值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
27.(2024·辽宁沈阳·三模)已知函数,若关于的不等式恰有3个整数解,则实数的最小值为 .
28.(23-24高二下·浙江绍兴·期中)已知函数.
(1)若在区间上恒成立,求的取值范围;
(2)若对于任意的,存在,使得,求的取值范围.
【经典例题八 分式不等式】
29.(2024·海南·一模)已知,若存在,使不等式成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
30.(多选题)(24-25高一上·浙江湖州·阶段练习)下列不等式的解集正确的是( )
A.的解集是 B.的解集是
C.的解集是 D.的解集是
31.(24-25高三上·浙江宁波·期末)已知不等式对任意正整数均成立,则实数的取值范围
32.(24-25高一上·上海·随堂练习)关于x的不等式.
(1)若,求不等式解集;
(2)当时,求上述不等式的解集.
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专题1.6 预备知识32道压轴题型专训(8大题型)
题型一 条件等式求最值
题型二 基本不等式的恒成立问题
题型三 对勾函数求最值
题型四 基本(均值)不等式的应用
题型五 一元二次不等式在实数集上恒成立问题
题型六 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
题型七 一元二次不等式在某区间上有解问题
题型八 分式不等式
【经典例题一 条件等式求最值】
1.(23-24高二下·江苏·期中)已知,,且,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】由已知条件可得,令,,可得,,,进一步可得,最后利用基本不等式求出最大值即可.
【详解】,,配凑得:,
两边同时除以4得:,即,
令,,则,,,
所以
(当且仅当即时,等号成立).
故选:C.
【点睛】本题考查利用基本不等式求最值,考查逻辑思维能力和运算求解能力,考查转化和划归思想,属于难题.
2.(多选题)(23-24高一上·山东日照·阶段练习)已知,,下列命题中正确的是( ).
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】AD
【分析】根据基本不等式及一元二次不等式求解判断A,根据基本不等式中常数代换求解判断B,根据基本不等式变形求解判断C,消元后利用基本不等式求解判断D.
【详解】对于A,因为,所以,
因为,,所以,当且仅当时取等号,
所以,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,所以A正确;
对于B,因为,所以,
所以
,当且仅当,即,取等号,所以B错误;
对于C,由,则,,,
由,所以,
当且仅当,即,时取等号,由等号取不到,所以C错误;
对于D,由,得,
化简得,所以,因为,,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,所以,所以D正确.
故选:AD
【点睛】易错点点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
3.(2025高三·全国·专题练习)已知正数x,y满足,则xy的最大值是 .
【答案】
【分析】解法1:由题意可得,令,,得,,代入,进而利用基本不等式可求解.解法2:,令,可得,令,可得,结合基本不等式可求解.
【详解】解法1:,
令,,得,,
则,
当且仅当,即时取得等号.
所以xy的最大值是;
解法2:,
令,则
令,则,
,
当且仅当,即时取得等号.
所以xy的最大值是.
4.(23-24高三上·上海徐汇·期中)已知实数满足.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值,
【答案】(1)9;(2)4.
【分析】(1)由得,并且将其代入得,再根据二次函数的最值可求从而可得的最小值;
(2)由得,并代入得,再由,利用基本不等式得,可得的最小值.
【详解】(1)由得,所以,
而当取等号,
所以,当取等号,
所以的最小值为;
(2)由得,所以,
因为,所以,
又,当且仅当,即(舍去)时取等号,
所以,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最小值为;
故得解.
【点睛】本题考查基本不等式的应用,解决问题的关键在于将两个量转化成求关于一个量的最值,再运用二次函数的最值和基本不等式求解,属于中档题.
【经典例题二 基本不等式的恒成立问题】
5.(24-25高一上·重庆·阶段练习)若是三个不全相等的实数,且不等式恒成立,则实数t的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,令,可得,故,则求得t的范围,即可求得t的最小值.
【详解】设,,
因为,,
所以,等号成立的条件是.
令,解得,
所以,
即,
所以,
故选:A
【点睛】方法点睛:由已知式联想基本不等式,由于不等式一侧只有两项:,把拆成两项,分别与相加应用基本不等式,构成形式上的一致,再利用系数关系求得参数,然后由不等式恒成立可得结论.
6.(多选题)(23-24高二下·河北保定·期末)已知正实数x,y满足,且恒成立,则t的取值可能是( )
A. B. C.1 D.
【答案】BCD
【分析】对式子变形,构造定值,利用基本不等式求解最值,利用最值解决恒成立问题.
【详解】由,得,因为,所以,所以,则,
当且仅当时,等号成立,故,
因为恒成立,所以,解得.故A错.
故选:BCD.
7.(2024·辽宁沈阳·一模)若不等式对于任意正实数x、y成立,则k的范围为 .
【答案】
【分析】将不等式转化为.只要求得最大值即可.
【详解】易知,,
.
令,分式上下同除y,
则,则即可,
令,则.
可转化为:,
于是,.
∴,即时,不等式恒成立(当时等号成立).
故答案为:
8.(2024高三·全国·专题练习)设正实数满足,不等式恒成立,求的最大值.
【答案】
【分析】利用换元法,将不等式左边转化为 的表达式,再多次利用基本不等式求得其最小值,从而得解.
【详解】因为,,所以,,
令,,则,,,,
所以
,
当且仅当且且且,即,
即,时,等号成立,
又不等式恒成立,所以,即的最大值为.
【经典例题三 对勾函数求最值】
9.(24-25高一上·北京西城·期中)函数的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】C
【分析】先判断在上单调递增,再由单调性求最值即可
【详解】由对勾函数的性质可知在上单调递增,
所以,
故选:C
10.(多选题)(23-24高一上·福建福州·期中)已知正实数,满足,则下列不等式成立的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】选项A用不等式性质判断即可;选项B先用立方和公式展开,再用基本不等式即可;选项C用指数的运算加基本不等式判断;D利用对勾函数的单调性判断.
【详解】对A:因为正实数,满足,所以,
所以,故A正确;
对B:因为,所以,
故B错误;
对C:,故C正确;
对D:因为对勾函数在是减函数,且由B选项知,
所以,故D正确;
故选:ACD
11.(2024·浙江·模拟预测)已知,,若,则的最大值是 .
【答案】
【分析】以为主元、为参数,将问题转化为了对勾函数的最值问题,根据对勾函数的单调性可解得结果.
【详解】令,则,令,
因为,
等价于,
所以题意可转化为函数在有最小值,
因为对勾函数在上递减,在上递增,
所以 ,即,
所以,
故的最大值是.
故答案为:
【点睛】本题考查了基本不等式在求最值中的应用.根据具体条件和解题需要,从不同的角度出发,在众多变元中选用一个变元为主元,并以此为线索把握解决问题的方法叫做主元法.本题中以为主元、为参数,将问题转化为了对勾函数的最值问题,达到了“避虚就实、变繁成简,化难为易”的解题效果.属于中档题.
12.(24-25高一上·江西景德镇·期中)若对任意的,对任意的,不等式恒成立,求的最大值.
【答案】33
【解析】设,对讨论,分,,,判断的单调性,求得最值,由不等式的性质和不等式的解法,可得所求最大值.
【详解】设,
当时,,可得的最小值为 ,最大值为,
由题意可得,即为,则 ;
当时,,可得的最小值为,最大值为,
由题意可得,即为,则.
当即时,在递减,可得的最大值为,最小值为,
由题意可得,即为,则,
由,可得无最大值.
综上可得的最大值为.
【点睛】思路点睛:本题考查了对勾函数的单调性,利用单调性求函数的最值,考查了分类讨论的思想,属于难题.
【经典例题四 基本(均值)不等式的应用】
13.(23-24高一上·福建厦门·阶段练习)记为,两数的最大值,当正数,()变化时,的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【分析】根据题中定义,结合基本不等式进行求解.
【详解】由,可得,,
,
当正数,()时,
,
当且仅当,即时等号成立,
故,则,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
故选:A
14.(多选题)(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段练习)《九章算术》中有“勾股容方”问题:“今有勾五步,股十二步.问:勾中容方几何?”魏晋时期数学家刘徽在《九章算术注》中利用出入相补原理给出了这个问题的一般解法:如图1,用对角线将长和宽分别为b和a的矩形分成两个直角三角形,每个直角三角形再分成一个内接正方形(黄)和两个小直角三角形(朱、青)将三种颜色的图形进行重组,得到如图2所示的矩形,该矩形长为,宽为内接正方形的边长d.由刘徽构造的图形可以得到许多重要的结论,如图3,设D为斜边的中点,作直角三角形的内接正方形对角线,过点A作于点F,则下列推理不正确的是( )
A.由图1和图2面积相等得 B.由可得
C.由可得 D.由可得
【答案】ABD
【分析】根据图1和图2面积相等,可用表示,判断A的真假;把、用表示出来,判断B的真假;把、用表示出来,判断C的真假;把、用表示出来,判断D的真假.
【详解】对于A,由图1和图2面积相等得,所以,故A错误;
对于B,因为,所以,所以,,,
因为,所以,整理得,故B错误;
对于C,因为D为斜边BC的中点,所以,
因为,所以,整理得,故C正确;
对于D,因为,所以,整理得,故D错误.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:采用数形结合,分别表示出相应线段,结合图形中线段的长度关系,逐一分析各选项,即可得到答案.
15.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)正实数,满足,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据已知条件得关于的方程,再将平方并替换,最后使用基本不等式求解即可.
【详解】依题意,因为,
所以,
所以,
即
,
当且仅当,即,故取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题主要考查了基本不等式的应用,解题的关键是根据已知条件得关于的方程,再将平方并替换,最后使用基本不等式求解即可.
16.(2024高三·江苏·专题练习)某学校在平面图为矩形的操场内进行体操表演,其中,,为上一点,且,线段、、为表演队列所在位置(分别在线段、上),点为领队位置,且到、的距离均为12,记,当面积最小时观赏效果最好.
(1)当为何值时,为队列的中点?
(2)怎样安排的位置才能使观赏效果最好?求出此时的值.
【答案】(1);(2)当点满足时,观赏效果最好.
【分析】(1)以为坐标原点,所在直线为轴,过垂直于的直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,设,,,则由题意可得,从而可求出的值;
(2)由得,而,再利用基本不等式可得结果
【详解】(1)以为坐标原点,所在直线为轴,过垂直于的直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系.则,,,
因为到、的距离均为12,所以.
∴;,
设,,,
∵为的中点,
∴,∴,
此时,;
(2)∵,∴,∴,
∵由(1)知:,∴
∵当且仅当时取等号,
∴.∴,此时.
答:(1)当时,为队列的中点;
(2)当点满足时,观赏效果最好.
【点睛】本题主要考查基本不等式的应用,熟记基本不等式,利用建系的方法求解即可,属于常考题型.
【经典例题五 一元二次不等式在实数集上恒成立问题】
17.(24-25高三上·浙江宁波·阶段练习)已知,不等式在上恒成立,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意,原不等式转化为,两边同时平方并化简得,由此分析出,进而得到,由此可解出答案.
【详解】解:∵,且,
∴,
∴,
∴,
∵上述不等式恒成立,
∴,即(否则取,则左边,矛盾),
此时不等式转化为,
∴,解得,
∴,
故选:D.
【点睛】本题主要考查一元二次不等式的应用,考查转化与化归思想,属于难题.
18.(多选题)(23-24高一上·安徽六安·期中),关于的不等式恒成立,则实数的值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】BCD
【分析】结合一元二次不等式恒成立有,即可求范围.
【详解】,关于的不等式恒成立,所以,解得,
对照选项知实数的值可以是1,2,3.
故选:BCD
19.(24-25高一上·内蒙古乌兰察布·期末)若不等式对恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】讨论、,结合二次函数性质列不等式求参数范围.
【详解】当,则,显然对于都成立,满足;
当,要使对恒成立,则,所以;
综上,.
故答案为:.
20.(22-23高一上·山东青岛·阶段练习)设,.
(1)若恒成立,求实数k的取值范围;
(2)当时,解不等式.
【答案】(1)
(2)当时,不等式的解集为,
当时,不等式为
当时,不等式的解集为或,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
【分析】(1)分别在,时转化已知条件,由此可求k的取值范围;(2)分别在,,,,条件下求解不等式即可.
【详解】(1)当时,即时,不等式可化为,所以,与条件矛盾,
当时,即时,由已知恒成立,所以,所以,
所以实数k的取值范围为;
(2)由(1)当时不等式在上恒成立,所以不等式的解集为,
当时,不等式可化为,方程的判别式,方程的解为,所以不等式的解集为,
当时,方程的判别式,方程的解为
,,,所以不等式的解集为或,
当时,不等式可化为,所以,即不等式的解集为,
当时,方程的判别式,方程的解为
,,,所以不等式的解集为,
综上可得,当时,不等式的解集为,
当时,不等式为
当时,不等式的解集为或,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
【经典例题六 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】
21.(24-25高一上·北京·阶段练习)已知.若对于,均有成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将成立转化成恒成立的问题,构造函数,然后分类讨论,即可求出的取值范围.
【详解】由题意,在中,对称轴,函数在上单调递减,在上单调递增,
∵对于,均有成立,
即对于,均有恒成立,设,则对称轴,函数在上单调递减,在上单调递增,
当即时,
函数在上单调递减,函数在上单调递减,
,,
,
当,即时,
函数在上单调递减,在上单调递增,
函数在上单调递减,
,,
,
当,即时,,
函数在上单调递增,函数在上单调递减,
,,
,故不符题意,舍去.
当即时,
函数在上单调递增,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,
,
当即时,
函数在上单调递增,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,
此时,,所以符合题意.
当时,
函数在上单调递增,函数在上单调递增,
,,
此时,,所以符合题意.
综上,实数的取值范围是.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题考查恒成立问题,关键在于熟练掌握二次函数不同区间的单调性,以及分类讨论的思想,具有很强的综合性.
22.(多选题)(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)设函数.对于任意恒成立,则实数x的取值范围不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据条件将问题转化为:不等式对任意成立,求解的取值范围,从而判断出取值范围不正确的选项.
【详解】根据条件可知:不等式对任意成立,
所以对任意成立,
所以对任意成立,
问题等价于且,
所以,解得:,
故选:ABC.
【点睛】本题考查根据不等式恒成立求解参数范围,难度一般.不等式恒成立求解参数范围的问题常用的两种方法:(1)分离参数;(2)分类讨论.
23.(24-25高一上·湖南·阶段练习)若对任意的恒成立,则实数的取值集合为 .
【答案】
【分析】当时,借助函数的性质分析即可;当时,由于,故必定是方程的一个正根,代入即可求.
【详解】因为,故原式可等价于恒成立,
由题意当时,因为,则,
由于的图象开口向上,则不恒成立,
当时,由可解得,
由于,
故方程有两个不相等的实数根且异号,
所以必定是方程的一个正根,
则,
,则可解得,
故答案为:.
24.(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)已知函数.
(1)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)由题设可得,进而可知在恒成立,即可求参数范围.
(2)题设不等式等价于,讨论的大小并根据一元二次不等式的解法求解集即可.
【详解】(1)当时,得,即.
由,则,
∴,即,
∴,即,
∴实数的取值范围是.
(2)由,即,即.
①当时,不等式的解集为;
②当时,不等式的解集为;
③当时,不等式的解集为.
综上,当时﹐不等式的解集为;当时,不等式的解集为﹔当时,不等式的解集为.
【经典例题七 一元二次不等式在某区间上有解问题】
25.(23-24高二下·宁夏银川·期中)若存在,使不等式成立,则实数取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,将问题等价转化为,然后讨论的最大值,从而求出的取值范围.
【详解】令,对称轴方程为,
若存在,使不等式成立,
等价于,
当时,即,,解得,
因为,所以;
当时,即,,解得,
因为,所以;
因为,所以.
故选C.
【点睛】主要考查了一元二次不等式存在性问题,属于中档题.这类型问题关键是等价转化为最值问题,通过讨论对应二次函数最值的情况,从而求出参数范围.
26.(多选题)(23-24高三上·广东揭阳·期中)若关于的不等式在区间内有解,则实数的取值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】AB
【分析】不等式在区间内有解,转化为,利用二次函数求最值即可得出的取值范围.
【详解】不等式在区间内有解,仅需即可,
令,因为的对称轴为,,,
所以,所以.
故选:AB
27.(2024·辽宁沈阳·三模)已知函数,若关于的不等式恰有3个整数解,则实数的最小值为 .
【答案】
【分析】先利用一元二次不等式的解法求得点的取值范围.将原函数通过换元后变为,利用为对钩函数,画出它的大致图像.结合图像可求得不等式桑格整数解对应的的值,由此可求得的最小值.
【详解】因为,所以由,可得.令,,画出的大致图像如下图所示,结合图像分析可知原不等式有个整数解转化为的三个解分别为.当的值分别为时,.画出直线,结合函数图像可知,点的最小值为.
【点睛】
本小题主要考查一元二次不等式的解法,考查数形结合的数学思想方法和分析问题的能力,属于难题.
28.(23-24高二下·浙江绍兴·期中)已知函数.
(1)若在区间上恒成立,求的取值范围;
(2)若对于任意的,存在,使得,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)结合二次函数图像可得恒成立的条件为,求解即可;
(2)不等式问题转化为函数的最小值问题,求二次函数在区间上的最小值需考虑区间与对称轴的位置关系,即需要对分情况讨论得到相应的最值
【详解】(1)由题意可得:,即,
所以;
(2)对于任意的,存在,使得,
等价于对于任意的,,
因为,
所以,
进而等价于对于任意的,,
解法1:(i)当时,即时,
,
所以
(ii)当时,即时,
,
,,
综上,,
故,所以;
解法2:
等号当且仅当或时成立,
又,所以;
【经典例题八 分式不等式】
29.(2024·海南·一模)已知,若存在,使不等式成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,利用分离参数法求出,求函数的最小值,即可求得的取值范围.
【详解】因为,所以.
即:
因为存在使不等式成立,
所以.
即:的取值范围是.
故选:C.
30.(多选题)(24-25高一上·浙江湖州·阶段练习)下列不等式的解集正确的是( )
A.的解集是 B.的解集是
C.的解集是 D.的解集是
【答案】ABD
【分析】分别解出各个选项所对应的不等式,逐一对比每一选项即可.
【详解】对于A,,所以,故A选项正确;
对于B,,所以,故B选项正确;
对于C,,所以解集为空集,故C选项错误;
对于D,,
而,
所以,所以,故D选项正确.
故选:ABD.
31.(24-25高三上·浙江宁波·期末)已知不等式对任意正整数均成立,则实数的取值范围
【答案】
【分析】首先利用转换思想把分式不等式转换为整式不等式,进一步利用赋值法和集合法求出实数的范围.
【详解】由,得:,
记.
则或;或;
或;或;
当时,或.
所求范围为.
【点睛】本题考查的知识要点:分式不等式的解法及应用,数列的关系式的应用,主要考查学生的运算能力和转化能力
32.(24-25高一上·上海·随堂练习)关于x的不等式.
(1)若,求不等式解集;
(2)当时,求上述不等式的解集.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)当时,利用不等式的解法求解即可,注意分母不为;
(2)分别讨论,,,和的情况下,不等式的解集.
【详解】(1)因为,
所以,
所以且,
解得或,
所以,不等式的解集为;
(2)①当时,,
因为恒成立,
所以,
即不等式的解集为:;
②当时,且,
解得或,且,
即不等式的解集为:;
③当时,且,
解得或,且,
即不等式的解集为:;
④当时,,
所以,且,
解得或,
即不等式的解集为:;
⑤当时,且,
解得或,
即不等式的解集为:.
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