内容正文:
第二章 一元二次函数、方程和不等式(思维导图+知识清单+六大易错点总结)
【人教A版】
2.1 等式性质与不等式性质
【知识点1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、 不多于、
不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识点2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,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.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识点3 等式性质与不等式性质】
1.等式的基本性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
2.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
3.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
2.2 基本不等式
【知识点1 两个不等式】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
≤(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,≠,即只能有a2+b2>2ab,<.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识点2 基本不等式与最值】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.常见的求最值模型
(1)模型一:,当且仅当时等号成立;
(2)模型二:,当且仅当时等号成
立;
(3)模型三:,当且仅当时等号成立;
(4)模型四:,当且仅当时
等号成立.
3.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
【知识点1 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
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.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
3.分式、高次、绝对值不等式的解法
(1)解分式不等式的一般步骤:
①对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
②对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
(2)解高次不等式的一般步骤:
高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”,步骤如下:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
(3)解绝对值不等式的一般步骤:
对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
【知识点2 二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系】
1.二次函数的零点
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.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
△>0
△=0
△<0
y=ax2+bx+ c
(a>0)的图象
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
没有实数根
ax2+bx+ c>0
(a>0)的解集
或
R
ax2+bx+ c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【知识点3 一元二次不等式恒成立、有解问题】
1.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【易错点1 忽略不等式成立的条件】
易错点分析:不等式的计算在遇到乘法或除法运算时,如果忽略不等式成立的条件是比较容易出错的,因此我们需要熟记一些不等式的性质.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【典例1】(25-26高一上·新疆·期中)设为实数,且,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·全国·课前预习)已知,则( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练1.2】(24-25高一上·上海·阶段练习)若,下列不等式:①;②;③;④.成立的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【跟踪训练1.3】(24-25高一上·北京顺义·期末)已知实数在数轴上对应的点如图所示,则下列式子中正确的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·全国·课前预习)若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,那么 D.若,则
【易错点2 多次运用不等式性质,扩大了代数式的取值范围】
易错点分析:在多次运用不等式性质进行运算时,其取等的条件可能不同,造成多次累积误差,结果扩大了所求代数式的取值范围.为了避免这类错误,必须要注意两点:①检查每次使用不等式性质时取等的条件是否相同;②尽量多使用等式,避免造成误差.
【注】解题思路:一般先用整体法建立所求代数式与已知代数式的等量关系,再通过不等式的性质求得.
【典例2】(25-26高一上·河南鹤壁·开学考试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练2.1】(25-26高一上·广西崇左·开学考试)已知且,求的取值范围( )
A.
B.
C.或
D.或
【跟踪训练2.2】(25-26高一上·全国·单元测试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练2.3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)实数满足.
(1)求实数的取值范围;
(2)求的取值范围:
(3)求的取值范围.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·河北·阶段练习)已知.
(1)求x的取值范围;
(2)求的取值范围;
(3)求的取值范围.
【易错点3 忽略基本不等式成立的条件】
易错点分析:利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
【典例3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)已知实数、,且,则的最小值是( )
A.4 B.6 C. D.2
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·河南·阶段练习)若,且,则的最小值为( )
A.60 B.64 C.56 D.28
【跟踪训练3.2】(24-25高一上·上海·期中)设非负实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值是 B.的最小值是
C.的最小值是 D.的最小值是
【跟踪训练3.3】(25-26高一上·河南许昌·阶段练习)(1)若,求的最大值;
(2)已知,求的最大值;
(3)设正实数,满足,求的最小值.
【跟踪训练3.4】(24-25高一上·河北衡水·阶段练习)已知,,.
(1)求的最小值和的最小值;
(2)求的最小值.
【易错点4 多次使用基本不等式时,忽略等号成立条件是否一致】
易错点分析:多次使用基本不等式求最值时,要注意各个基本不等式取等号时的条件是否一致,只有等号成立条件一致时,才能求出最值;如果不能同时取等号,则连续使用基本不等式是求不出最值的,此时要对原式进行适当的拆分或合并,直到取等号的条件成立.
【典例4】(2025·四川德阳·模拟预测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练4.1】(24-25高二上·湖南·开学考试)已知正数,满足,则的最小值为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【跟踪训练4.2】(24-25高三上·安徽六安·阶段练习)已知正数x,y,z满足,则的最小值为( )
A.3 B. C.4 D.
【跟踪训练4.3】(24-25高一上·上海·期中)已知正数、、满足,,则的最小值为 .
【跟踪训练4.4】(24-25高一上·全国·课后作业)(1)若,,,都是正数,求证:;
(2)若,,都是正数,求证:.
【易错点5 忽略方程、不等式的二次项系数为0】
易错点分析:求解形如ax2+bx+c=0类型的方程和ax2+bx+c>0类型的不等式时,首先要判断二次项系数与0的大小,否则要进行分类讨论,同时要注意三个二次的关系的运用.
【典例5】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练5.1】(24-25高一上·新疆乌鲁木齐·期末)不等式的解集不可能是( )
A. B. C. D.R
【跟踪训练5.2】(24-25高一上·福建福州·阶段练习)已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)已知关于的不等式.
(1)若该不等式的解集为或,求实数的值;
(2)解该不等式.
【跟踪训练5.4】(25-26高一上·湖北孝感·开学考试)设函数()
(1)若不等式对一切实数恒成立,求的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
【易错点6 分式不等式等价转化不当】
易错点分析:求解分式不等式时,首先要移项通分,把分式不等式等价转化为整式不等式,此时要注意:转化为整式不等式后需要确保分母对应的因式不能为0,根式不等式要注意保证根号有意义等隐含条件,否则分式不等式等价转化不当,会导致结果错误.
【典例6】(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段练习)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练6.1】(24-25高一上·广东江门·阶段练习)不等式的解集为( )
A.或 B.
C.或 D.
【跟踪训练6.2】(24-25高一上·北京延庆·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练6.3】(25-26高一上·江苏徐州·阶段练习)解不等式
(1)
(2).
【跟踪训练6.4】(25-26高一上·广西柳州·开学考试)解下列不等式:
(1);
(2);
(3).
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第二章 一元二次函数、方程和不等式(思维导图+知识清单+六大易错点总结)
【人教A版】
2.1 等式性质与不等式性质
【知识点1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、 不多于、
不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识点2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,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.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识点3 等式性质与不等式性质】
1.等式的基本性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
2.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
3.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
2.2 基本不等式
【知识点1 两个不等式】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
≤(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,≠,即只能有a2+b2>2ab,<.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识点2 基本不等式与最值】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.常见的求最值模型
(1)模型一:,当且仅当时等号成立;
(2)模型二:,当且仅当时等号成
立;
(3)模型三:,当且仅当时等号成立;
(4)模型四:,当且仅当时
等号成立.
3.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
【知识点1 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
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.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
3.分式、高次、绝对值不等式的解法
(1)解分式不等式的一般步骤:
①对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
②对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
(2)解高次不等式的一般步骤:
高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”,步骤如下:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
(3)解绝对值不等式的一般步骤:
对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
【知识点2 二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系】
1.二次函数的零点
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.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
△>0
△=0
△<0
y=ax2+bx+ c
(a>0)的图象
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
没有实数根
ax2+bx+ c>0
(a>0)的解集
或
R
ax2+bx+ c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【知识点3 一元二次不等式恒成立、有解问题】
1.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【易错点1 忽略不等式成立的条件】
易错点分析:不等式的计算在遇到乘法或除法运算时,如果忽略不等式成立的条件是比较容易出错的,因此我们需要熟记一些不等式的性质.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【典例1】(25-26高一上·新疆·期中)设为实数,且,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】利用特例判断A的真假,根据不等式的基本性质,判断BCD的真假.
【解答过程】对A:若,则,故A错误;
对B:因为,两边同除以,可得,故B正确;
对C:因为,所以,故C错误;
对D:因为,两边同乘以,得:,故D错误.
故选:B.
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·全国·课前预习)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】根据已知及不等式的性质依次判断各项的正误即可.
【解答过程】由,得,而,
所以,得,故,B错误;
因为,所以,所以,A错误;
由两边同时乘以,且,所以,C错误;
由两边同时乘以,且,得,D正确.
故选:D.
【跟踪训练1.2】(24-25高一上·上海·阶段练习)若,下列不等式:①;②;③;④.成立的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解题思路】对于①②③:根据不等式的性质分析判断即可;对于④:由③可知,结合不等式性质分析判断.
【解答过程】对于①:因为,则,所以,故①正确;
对于②:因为,则,所以,故②错误;
对于③:因为,则,
所以,故③正确;
对于④:因为,则,可得,
即,所以,故④正确;
综上所述:成立的有3个.
故选:C.
【跟踪训练1.3】(24-25高一上·北京顺义·期末)已知实数在数轴上对应的点如图所示,则下列式子中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据图可得,应用不等式性质及特殊值法逐一分析选项,即可得答案.
【解答过程】对于A:因为,左右乘以,所以,
所以,故A正确;
对于B:由图可得,左右乘以,所以,所以B错误;
对于C:因为,所以,故C错误;
对于D:因为,取,所以,故D错误,
故选:A.
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·全国·课前预习)若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,那么 D.若,则
【答案】B
【解题思路】应用不等式性质及特殊值法、作差法判断各项的正误.
【解答过程】取,有,A错误;
因为,所以,所以,所以,B正确;
取,显然,C错误;
因为,所以,即,D错误.
故选:B.
【易错点2 多次运用不等式性质,扩大了代数式的取值范围】
易错点分析:在多次运用不等式性质进行运算时,其取等的条件可能不同,造成多次累积误差,结果扩大了所求代数式的取值范围.为了避免这类错误,必须要注意两点:①检查每次使用不等式性质时取等的条件是否相同;②尽量多使用等式,避免造成误差.
【注】解题思路:一般先用整体法建立所求代数式与已知代数式的等量关系,再通过不等式的性质求得.
【典例2】(25-26高一上·河南鹤壁·开学考试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】令,得到,求得,得到,即可求解.
【解答过程】令,联立方程组,解得 ,
则,
因为,可得,
所以,所以,即.
故选:B.
【跟踪训练2.1】(25-26高一上·广西崇左·开学考试)已知且,求的取值范围( )
A.
B.
C.或
D.或
【答案】B
【解题思路】先将用,表示出来,根据已知的与的取值范围,再利用不等式的性质求的取值范围.
【解答过程】设
因为,
所以,
又因为,将与的取值范围相加,
所以,
即.
故选:.
【跟踪训练2.2】(25-26高一上·全国·单元测试)已知实数满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】方法一:利用待定系数法,结合不等式的基本性质可求得的取值范围.
方法二:利用双换元法,结合不等式的性质求得正确答案.
【解答过程】方法一:设,则,
所以解得即 ,
因为则
因此.
方法二:设,则,
所以,
又因为,所以,
因此.
故选:D.
【跟踪训练2.3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)实数满足.
(1)求实数的取值范围;
(2)求的取值范围:
(3)求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【解题思路】(1)利用不等式的性质即可求解;
(2)利用待定系数法可得,进而利用不等式的性质求解;
(3)根据即可求解.
【解答过程】(1)由可得,故,
由可得,故,
(2)设,故且,
解得,
因此,
故,即,
(3)由于,
所以,
由于,故,
进而,因此,
故.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·河北·阶段练习)已知.
(1)求x的取值范围;
(2)求的取值范围;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)(2)根据不等式的性质即可求得答案;
(3)设,解方程组可求得的值,再结合不等式性质,即可求得答案.
【解答过程】(1)由于,
将两不等式相加可得;
(2)由,得,
结合,可得,
即;
(3)设,
则,解得,
故,
由于,故,
故,
即.
【易错点3 忽略基本不等式成立的条件】
易错点分析:利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
【典例3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)已知实数、,且,则的最小值是( )
A.4 B.6 C. D.2
【答案】A
【解题思路】应用“1”的代换化目标式为,再应用基本不等式求最小值,注意取值条件.
【解答过程】由题设,
当且仅当,即时取等号,故的最小值为4.
故选:A.
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·河南·阶段练习)若,且,则的最小值为( )
A.60 B.64 C.56 D.28
【答案】A
【解题思路】利用基本不等式“1”的代换求解.
【解答过程】因,
则,
,
当且仅当时,等号成立,
由解得,
即当 时,的最小值为60.
故选:A.
【跟踪训练3.2】(24-25高一上·上海·期中)设非负实数,满足,则下列说法正确的是( )
A.的最大值是 B.的最小值是
C.的最小值是 D.的最小值是
【答案】C
【解题思路】对于ABC:利用基本不等式以及乘“1”法逐项分析判断;对于D:根据题设条件反推即可.
【解答过程】因为非负实数x,y满足,
对于选项A:因为,
当且仅当时,等号成立,
所以的最大值是,故A错误;
对于选项B:因为,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值是,故B错误;
对于选项C:因为,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值是,故C正确;
对于选项D:因为,为非负实数,
若的最小值是,当且仅当时成立,
但此时不满足,所以不是的最小值,故D错误;
故选:C.
【跟踪训练3.3】(25-26高一上·河南许昌·阶段练习)(1)若,求的最大值;
(2)已知,求的最大值;
(3)设正实数,满足,求的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【解题思路】(1)根据条件,直接利用基本不等式,即可求解;
(2)根据条件得,再利用基本不等式,即可求解;
(3)根据条件得,再利用基本不等式,即可求解;
【解答过程】(1)因为,则,所以,
当且仅当,即时取等号,所以的最大值为.
(2)因为,则,
所以,
当且仅当,即时取等号,所以的最大值为.
(3)因为正实数,满足,则,
当且仅当,即时取等号,所以的最小值为.
【跟踪训练3.4】(24-25高一上·河北衡水·阶段练习)已知,,.
(1)求的最小值和的最小值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)的最小值为,的最小值为
(2)
【解题思路】(1)依题意可得,利用消元法及基本不等式计算可得;
(2)结合(1)可得,再利用基本不等式计算可得.
【解答过程】(1)因为,,,
所以,所以,解得,
所以,当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为;
又,当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
(2)因为,且,所以,
所以
,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
【易错点4 多次使用基本不等式时,忽略等号成立条件是否一致】
易错点分析:多次使用基本不等式求最值时,要注意各个基本不等式取等号时的条件是否一致,只有等号成立条件一致时,才能求出最值;如果不能同时取等号,则连续使用基本不等式是求不出最值的,此时要对原式进行适当的拆分或合并,直到取等号的条件成立.
【典例4】(2025·四川德阳·模拟预测)已知,,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】结合条件可得,展开等式右侧,结合基本不等式求其最小值即可.
【解答过程】 因为,所以,
所以
所以,
又,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当,,时等号成立,
所以的最小值为,
故选:A.
【跟踪训练4.1】(24-25高二上·湖南·开学考试)已知正数,满足,则的最小值为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【答案】C
【解题思路】根据基本不等式求出和的取值范围,求出的最小值.
【解答过程】 因为,
所以,当且仅当时等号成立,
又,
当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立.
故选:C.
【跟踪训练4.2】(24-25高三上·安徽六安·阶段练习)已知正数x,y,z满足,则的最小值为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】C
【解题思路】由基本不等式可得,由题意整理可得,即可得.
【解答过程】 由题意可得,
则,当且仅当,即时,等号成立,
又因为,
则,当且仅当时,等号成立,
可得,即,
又因为,则,
可得,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值.
故选:C.
【跟踪训练4.3】(24-25高一上·上海·期中)已知正数、、满足,,则的最小值为 .
【答案】
【解题思路】根据基本(均值)不等式,先求的最小值,再求的最小值.
【解答过程】 已知:正数、、满足,.
因为 (当且仅当即时取“”).
所以 (当且仅当时取“”).
所以(当且仅当时取“”).
故答案为:.
【跟踪训练4.4】(24-25高一上·全国·课后作业)(1)若,,,都是正数,求证:;
(2)若,,都是正数,求证:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【解题思路】(1)对分别应用基本不等式即可证明;
(2)对分别应用基本不等式即可证明.
【解答过程】证明 (1)由,,,都是正数,利用基本不等式可知,,
当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,
即有,当且仅当,时,等号成立.
(2)由,,都是正数,利用基本不等式可知,
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
所以,
当且仅当时,等号成立.
【易错点5 忽略方程、不等式的二次项系数为0】
易错点分析:求解形如ax2+bx+c=0类型的方程和ax2+bx+c>0类型的不等式时,首先要判断二次项系数与0的大小,否则要进行分类讨论,同时要注意三个二次的关系的运用.
【典例5】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】考虑和两种情况,当时将不等式变形为,根据根的大小关系得到,,三种情况,解不等式对比选项即可.
【解答过程】当时,不等式,即,,
故不等式的解集为,故A可能;
当时,,即,
当时,的解集为,故D可能;
当时,不等式无解;
当时,的解集为,故B可能.
故选:C.
【跟踪训练5.1】(24-25高一上·新疆乌鲁木齐·期末)不等式的解集不可能是( )
A. B. C. D.R
【答案】D
【解题思路】根据不等式特点对参数进行分类讨论,当时,不等式为一元一次不等式,直接求解即可;当时,不等式为一元二次不等式,需结合一元二次不等式对应的一元二次方程及二次函数即可求解.
【解答过程】根据题意,当时,原不等式为,解得;
当时,原不等式可化为,
当时,不等式对应的二次函数为,开口向上,对应方程根为和,
又因为当时,,所以不等式的解集为;
当时,不等式对应的二次函数为,开口向下,对应方程根为和,
当,即,不等式的解集为;
当,即,不等式的解集为;
当,即,不等式的解集为.
综上所述,不等式的解集不可能是.
故选:D.
【跟踪训练5.2】(24-25高一上·福建福州·阶段练习)已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【解题思路】根据题意,分和两种情况讨论,即可求出的取值范围.
【解答过程】当时,不等式化为恒成立,
当时,不等式不能恒成立,
当时,要使不等式恒成立,需,
解得,
综上所述,不等式对任意恒成立,的取值范围是,
故选:A.
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)已知关于的不等式.
(1)若该不等式的解集为或,求实数的值;
(2)解该不等式.
【答案】(1),;
(2)答案见解析
【解题思路】(1)根据2是方程的根可得,即可代入不等式求解,
(2)对分类讨论,即可结合一元二次不等式的性质求解.
【解答过程】(1)由题意知,2是方程的一个根,
所以,解得,
所以,解得或,所以;
(2)若,解得,所以该不等式的解集为;
若,当,即时,该不等式的解集为;
当,即时,,该不等式的解集为;
当,即时,的两个根分别为,,所以该不等式的解集为或;
若时,当,即时,该不等式的解集为;
当,即时,的两个根分别为,,所以该不等式的解集为.
【跟踪训练5.4】(25-26高一上·湖北孝感·开学考试)设函数()
(1)若不等式对一切实数恒成立,求的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【解题思路】(1)将问题转化为,恒成立,进而结合二次不等式恒成立问题求解即可;
(2)不等式化简为,进而根据含参一元二次不等式的解法,分类讨论即可求解.
【解答过程】(1)恒成立等价于,恒成立.
当时,不等式可化为,满足题意.
当时,有,即,解得,
综上,a的取值范围是.
(2)依题意,等价于,
当时,不等式可化为,所以不等式的解集为;
当时,不等式化为,
此时,所以不等式的解集为;
当时,不等式化为,
当时,,不等式的解集为;
当时,,不等式的解集为或;
当时,,不等式的解集为或 ;
综上,当时,原不等式的解集为或 ;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
【易错点6 分式不等式等价转化不当】
易错点分析:求解分式不等式时,首先要移项通分,把分式不等式等价转化为整式不等式,此时要注意:转化为整式不等式后需要确保分母对应的因式不能为0,根式不等式要注意保证根号有意义等隐含条件,否则分式不等式等价转化不当,会导致结果错误.
【典例6】(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段练习)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据分式不等式的解法,求解即可.
【解答过程】不等式可化为,即,等价于,
解得,则解集为.
故选:B.
【跟踪训练6.1】(24-25高一上·广东江门·阶段练习)不等式的解集为( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】C
【解题思路】将分式不等式转化为一元二次不等式求解.
【解答过程】由题意得,,则,解得或,
所以不等式的解集为或.
故选:C.
【跟踪训练6.2】(24-25高一上·北京延庆·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】移项通分后转化一元二次不等式即可求解.
【解答过程】原不等式即为即,故,
故,
故选:D.
【跟踪训练6.3】(25-26高一上·江苏徐州·阶段练习)解不等式
(1)
(2).
【答案】(1)
(2)或
【解题思路】(1)把不等式变形为求解;
(2)通过分类讨论解分式不等式.
【解答过程】(1)不等式变形为,
即,解得.
所以不等式的解集为.
(2)不等式,即,
等价于或,解得或.
所以不等式的解集为或.
【跟踪训练6.4】(25-26高一上·广西柳州·开学考试)解下列不等式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)或
(2)或
(3)
【解题思路】(1)利用分式不等式的解法:分式不等式转化成整式不等式,得到,再利用一元二次不等式的解法,即可求出结果;
(2)利用分式不等式的解法:分式不等式转化成整式不等式,得到,且,再利用一元二次不等式的解法,即可求出结果.
(3)根据条件得到,利用,将问题转化成,再利用一元二次不等式的解法,即可求出结果.
【解答过程】(1)因为等价于,得到或,
所以的解集为或.
(2)由,得到,即,
等价于,且,解得或,
所以的解集为或.
(3)由,得到,
又恒成立,
所以原不等式等价于,解得,
所以原不等式的解集为.
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