内容正文:
专题03 不等式及含绝对值不等式解法
【培优目标】
1、 了解一元一次、一元二次、分式及绝对值不等式等的几何意义,掌握上述不等式的基本解法;
2、 初步掌握三类不等式及含绝对值不等式五种类型的典型解法;
3、 了解新高考关于此类不等式的要求并学会选择最优解法。
【核心考点】
掌握不等式基本性质以及上述三种不等式的几何意义;会解含参的三角绝对值不等式;学会建立不等式模型,尤其在几何方面的应用;对于不等式的性质,主要以应用的形式考查;基本不等式主要基于两方面考查,一是综合独立考查;二是作为工具在求最值、范围问题中应用.
【知识结构】
【知识拓展】
1.证明不等式典型方法:比较法(作差法、作商法)、综合法、分析法、反证法、放缩法.
2.分式的性质拓展:
(1)糖水法则:若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0);
(2)倒数法则:若ab>0,则a>b⇔<.
3.三角不等式
(1)
对中式若是,当同号时,有;左边符号相反时,等号成立;
(2)
对中式若是,当异号时,有;左边符号相同时,等号成立。
【课前自测】(10分钟)
1.(2025·北京·高考题)已知,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025年全国八省市适应性考试第8题)已知函数.若当时,,则的取值范围是
A., B., C., D.,
【探究过程】
问题1.如何比较数(式)的大小?
【探究1】比较下列数(式)的大小
(1)eπ·πe与ee·ππ的大小关系为 .
(2)若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<a<c
(3)已知M=,N=,则M,N的大小关系为________.
【拓展探究1】不等式的证明
(1)若bc-ad≥0,bd>0,求证:≤;
(2)已知c>a>b>0,求证:>.
【针对训练】
(1)已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( )
A.M>N B.M<N C.M≤N D.M,N大小关系不确定
(2)已知a+b>0,M=+, N=+试比较M与N的大小是 .
【拓展探究2】不等式性质的综合应用
(1)已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是________,3x+2y的取值范围是________.
(2)已知-3<a<-2,2<b<4,则的取值范围是________.
【思维迁移】 在题中,把条件改为“-1<x-y<4,2<x+y<3,求3x+2y的取值范围.
【拓展训练】新高考链接
1.已知0<β<α<,则α-β的取值范围是________.
2.已知实数a,b,c,满足a>b>c,且a+b+c=0,那么的取值范围是________.
问题2.形如型不等式
【基本方法】根据的符号,准确的去掉绝对值符号,再进一步求解.这也是其他类型的基本思维方式.
1. 当时,;
或.
1. 当时,,无解;
使的解集.
1. 当时,,无解;
使成立的的解集.
综上,对形如型不等式解集:一般的,就当a>0来解,其他两种情况补充说明一下即可(因为均是无解)。
【探究2】(多选)已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a值可以是( )
A.-1 B.0 C.1 D.3
【拓广探究】形如型不等式(与问题1属于一种类型)
【思维方式】将原不等式转化为以下不等式进行求解:
或
易错解:
【基本训练】
(1)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
(2)设函数f(x)=mx2-mx-1,命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,则实数m的范围为( )
A. B.(-∞,3] C. D.(3,+∞)
问题3.形如,型不等式,
【基本方法】把看成一个大于零的常数进行求解,即:
,
或
【探究3】设函数,若,求的取值范围.
【拓广探究】解关于的不等式
问题4.形如型不等式
【基本方法】平方法:两边平方,移项化一边为零,使其转化为:“两式和”与“两式差”的积,即:
【探究4】求不等式的解集.
【思维提升】
(1)
(2);
;
(3)特殊的,⇔无解;;
(4)含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段法和图象法求解。
问题5.形如使恒成立型的不等式.
【基本方法】利用三角不等式:,结合恒成立原理可解得,即:
;
;
【探究5】解不等式
【引申探究】不等式对任意的实数恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式训练】已知关于的不等式有实数解,则实数的取值范围是 .
【针对训练1】设函数
(1)若,解不等式
(2)如果求的范围
【针对训练2】若存在实数使得不等式成立,则实数的取值范围是 .
【思维提升】
对含有多个绝对值的不等式,形如:;;
思维方式一、零点分段:根据绝对值的定义分段去掉绝对值号,最后把各种情况综合得出答案,其步骤是:找出零点,确定分段区间;分段求解,确定各段解集;综合各段取并集。
思维方式二、图象法:在方式一的基础上,根据各段所求解集,亦可结合图象进行求解。
思维方式三、三角不等式:根据恒成立条件,使问题转化为最值与字母的关系。
问题6.形如,;
,型不等式解法
【基本方法】可转化为以下不等式,即:
或
【探究6】若对任意,均有,求实数a的取值范围.
【课堂小结】
1. 本节总结了不等式及含绝对值不等式的五大类型及解法;
2. 绝对值不等式是教学难点也是高考热点,基本的思维方法是通过化归思想将其进行等价变换为以上五种类型,或分类讨论或使用三角不等式或数形结合思想。总之,本讲总体上概括了近几年高考中有关不等式的题目类型和思维方法。
《专题03 不等式及含绝对值不等式解法》巩固训练(限时90分钟)
1.若a>1,m=loga(a2+1),n=loga(a+1),p=loga(2a),则m,n,p的大小关系是( )
A.n>m>p B.m>p>n
C.m>n>p D.p>m>n
2.(多选题)已知a,b,c∈R,下列命题为真命题的是( )
A.若b<a<0,则bc2<ac2 B.若b>a>0>c,则<
C.若c>b>a>0,则> D.若a>b>c>0,则>
3.(2025年高考北京卷第6题)已知,则( )
A. B. C. D.
4.(2025年高考Ⅰ卷第8题)若实数,,满足,则,,的大小关系不可能是
A. B. C. D.
5.(2025年天津高考第3题)已知函数的图象如图,则的解析式可能为
A. B. C. D.
6.(2025年上海春季高考题)关于的方程的解集为 .
7.若关于x的不等式的解集为,则实数m的取值范围是
8.下面给出了问题:“已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-2<x<1},解关于x的不等式ax2-bx+c>0.”的一种解法:
因为不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-2<x<1},又不等式ax2-bx+c>0可化为a(-x)2+b(-x)+c>0,所以-2<-x<1,即-1<x<2.所以不等式ax2-bx+c>0的解集为{x|-1<x<2}.
参考上述解法,解答问题:
若关于x的不等式+<0的解集为{x|-2<x<-1,或1<x<3}.求关于x的不等式+<0的解集。
9.若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
(2)求证:<;
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
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专题03 不等式及含绝对值不等式解法
【培优目标】
1、 了解一元一次、一元二次、分式及绝对值不等式等的几何意义,掌握上述不等式的基本解法;
2、 初步掌握三类不等式及含绝对值不等式五种类型的典型解法;
3、 了解新高考关于此类不等式的要求并学会选择最优解法。
【核心考点】
掌握不等式基本性质以及上述三种不等式的几何意义;会解含参的三角绝对值不等式;学会建立不等式模型,尤其在几何方面的应用;对于不等式的性质,主要以应用的形式考查;基本不等式主要基于两方面考查,一是综合独立考查;二是作为工具在求最值、范围问题中应用.
【知识结构】
【知识拓展】
1.证明不等式典型方法:比较法(作差法、作商法)、综合法、分析法、反证法、放缩法.
2.分式的性质拓展:
(1)糖水法则:若a>b>0,m>0,则<;>(b-m>0);
(2)倒数法则:若ab>0,则a>b⇔<.
3.三角不等式
(1)
对中式若是,当同号时,有;左边符号相反时,等号成立;
(2)
对中式若是,当异号时,有;左边符号相同时,等号成立。
【课前自测】(10分钟)
1.(2025·北京·高考题)已知,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答】C
【分析】由基本不等式结合特例即可判断.
【解】对于A,当时,,故A错误;
对于BD,取,此时,
,故BD错误;
对于C,由基本不等式可得,故C正确.
故选:C.
2.(2025年全国八省市适应性考试第8题)已知函数.若当时,,则的取值范围是
A., B., C., D.,
【解】解法一(绝对值意义):根据题意,.
当时,恒成立,即在上的最小值大于0.
若,则,在上的最小值小于0,不符合题意,所以.
(1)当时,,在,上是增函数,
结合,,可得在上是增函数,
此时恒成立,可知,即,解得.
(2)当时,,
此时在上的值域为,恒成立,符合题意.
(3)当时,,在,上是增函数,
根据,,,可得在上是增函数,
所以,即,整理得,解得.
综上所述,,验证-2,1适合,即实数的取值范围是,.
解法二(反解法)::当时,,即为或,
即有,可得,
又,故上式恒成立,若不然取满足,排除,,
再取不满足,排除.故选:.
解法三(数形结合法):因为,
所以当时,
作与的图象如下:
所以,解得,
故选.
解法四(筛选法):由端点效应可得,,即,,解得,
此时,当时,,其对称轴在的左侧,满足题意.先排除C,D;当时,,在上是增函数且连续,,当,时,所以在有解,不符合题意,故排除A.故选:
解法五(排除法):当时,,不符合题意,故排除C.D
当时,,不符合题意,故排除A.故选:.
【探究过程】
问题1.如何比较数(式)的大小?
【探究1】比较下列数(式)的大小
(1)eπ·πe与ee·ππ的大小关系为 .
【答】 eπ·πe<ee·ππ
【解】(作商法) ==,又0<<1,0<π-e<1,
所以<1,即<1,即eπ·πe<ee·ππ.
(2)若a=,b=,c=,则( )
A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<a<c
【答】B
【解】法一(作商法): a,b,c都是正数,==log8164<1,所以a>b;
==log6251 024>1,所以b>c. 即c<b<a.
法二(构造法):构造函数f(x)=,则f′(x)=,
由f′(x)>0,得0<x<e;由f′(x)<0,得x>e.
∴f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减.∴f(3)>f(4)>f(5),即a>b>c.
(3)已知M=,N=,则M,N的大小关系为________.
【答】 M>N
【解】
法一(作差法) M-N=-=
==>0.∴M>N.
法二(构造法) 令f(x)===+,
显然f(x)是R上的减函数,∴f(2 023)>f(2 024),即M>N.
【拓展探究1】不等式的证明
(1)若bc-ad≥0,bd>0,求证:≤;
(2)已知c>a>b>0,求证:>.
证明 (1)∵bc≥ad,>0,∴≥,∴+1≥+1,∴≤.
(2)∵c>a>b>0,∴c-a>0,c-b>0.∵a>b>0,∴<.
又∵c>0,∴<,∴<,
又c-a>0,c-b>0,∴>.
【针对训练】
(1)已知a>0,b>0,M=,N=+,则M与N的大小关系为( )
A.M>N B.M<N C.M≤N D.M,N大小关系不确定
【答】 B
【解】 M2-N2=(a+b)-(a+b+2)=-2<0,∴M<N.
(2)已知a+b>0,M=+, N=+试比较M与N的大小是 .
【解】 + -=+=(a-b)·=.
∵a+b>0,(a-b)2≥0,∴≥0.∴+≥+.即M>N
【拓展探究2】不等式性质的综合应用
(1)已知-1<x<4,2<y<3,则x-y的取值范围是________,3x+2y的取值范围是________.
【答】 (-4,2), (1,18)
【解】因为-1<x<4,2<y<3,所以-3<-y<-2,所以-4<x-y<2.
由-3<3x<12,4<2y<6,得1<3x+2y<18.
(2)已知-3<a<-2,2<b<4,则的取值范围是________.
【答】
【解】 ∵-3<a<-2,∴-<<-,故<-<.
又∵2<b<4,∴<-<2,则-2<<-.
【思维迁移】 在题中,把条件改为“-1<x-y<4,2<x+y<3,求3x+2y的取值范围.
【解】设3x+2y=λ(x-y)+μ(x+y), 即3x+2y=(λ+μ)x+(μ-λ)y,
于是解得∴3x+2y=(x-y)+(x+y).
∵-1<x-y<4,2<x+y<3,∴-<(x-y)<2,5<(x+y)<,
∴<(x-y)+(x+y)<.故3x+2y的取值范围是.
【拓展训练】新高考链接
1.已知0<β<α<,则α-β的取值范围是________.
【答】
【解】 ∵0<β<,∴-<-β<0,又0<α<,∴-<α-β<,
又β<α,∴α-β>0,即0<α-β<.
2.已知实数a,b,c,满足a>b>c,且a+b+c=0,那么的取值范围是________.
【答】
【解】由于a>b>c,且a+b+c=0,所以a>0,c<0,
b=-a-c,-a-c<a,2a>-c,>-2,-a-c>c,-a>2c,<-,所以-2<<-.
问题2.形如型不等式
【基本方法】根据的符号,准确的去掉绝对值符号,再进一步求解.这也是其他类型的基本思维方式.
1. 当时,;
或.
1. 当时,,无解;
使的解集.
1. 当时,,无解;
使成立的的解集.
综上,对形如型不等式解集:一般的,就当a>0来解,其他两种情况补充说明一下即可(因为均是无解)。
【探究2】(多选)已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a值可以是( )
A.-1 B.0 C.1 D.3
【答】CD
【解】∵|f(x)|≤5⇔-5≤x2-ax-1≤5,
①当x=0时,a∈R;
②当x≠0时,由-5≤x2-ax-1≤5,得x-≤a≤x+,
当x∈(0,3]时,=2+=4,=3-2=1,
∴1≤a≤4.
【拓广探究】形如型不等式(与问题1属于一种类型)
【思维方式】将原不等式转化为以下不等式进行求解:
或
易错解:
【基本训练】
(1)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【解】因为 ,所以.即,
解得:,所以 ,故选A.
(2)设函数f(x)=mx2-mx-1,命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,则实数m的范围为( )
A. B.(-∞,3] C. D.(3,+∞)
【答】D
【解】法一: 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,
又f(x)>-m+2,即mx2-mx-1>-m+2,即m(x2-x+1)>3,
当x∈[1,3]时,x2-x+1∈[1,7],所以m>在x∈[1,3]上恒成立,
所以m>,x∈[1,3],
当x=1时,x2-x+1有最小值1,
此时有最大值3,所以m>3,故实数m的取值范围是(3,+∞).
法二: 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,即mx2-mx+m-3>0在x∈[1,3]上恒成立.
当m=0时,-3>0,不符合题意;设g(x)=mx2-mx+m-3,
因为g(x)图象的对称轴方程为x=,所以只需或
即或解得m>3,
故实数m的取值范围是(3,+∞).
问题3.形如,型不等式,
【基本方法】把看成一个大于零的常数进行求解,即:
,
或
【探究3】设函数,若,求的取值范围.
【解】
,故的取值范围:.
【拓广探究】解关于的不等式
【解】
①当时,原不等式等价于:
②当时,原不等式等价于:
③当时,原不等式等价于:或或
综上所述:
①当时,原不等式的解集为:
②当时,原不等式的解集为:
③当时,原不等式的解集为:
问题4.形如型不等式
【基本方法】平方法:两边平方,移项化一边为零,使其转化为:“两式和”与“两式差”的积,即:
【探究4】求不等式的解集.
【解】
所以原不等式的解集为
【思维提升】
(1)
(2);
;
(3)特殊的,⇔无解;;
(4)含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段法和图象法求解。
问题5.形如使恒成立型的不等式.
【基本方法】利用三角不等式:,结合恒成立原理可解得,即:
;
;
【探究5】解不等式
【基本方法】找出零点:➩确定分段区间:
【解】(1)当时,原不等式可化为:解得:因为 ,∴ 不存在;
(2)当时,原不等式可化为:解得:,∴
(3)当时,原不等式可化为:,解得:又 ,∴ .
综上所述,原不等式的解集为:
【引申探究】不等式对任意的实数恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解】解法一、设函数,所以
而不等式对任意的实数恒成立,只需,
故选择A
解法二、去绝对值,讨论(此略)
【变式训练】已知关于的不等式有实数解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解法一】因为关于的不等式有实数解,
所以,讨论如下:
当时,,
当时,,
当时,,
所以,即,
解得或,所以实数的取值范围是.
故答案为:
【解法二】三角不等式求出最值:(此略)
【针对训练1】设函数
(1)若,解不等式
(2)如果求的范围
【解】
1. 当
由得:即: 或
解得:,即: 或
故不等式的解集为:
(2)由得:
即: 或 即: 或
因为恒成立,所以 成立,解得: 或
故的取值范围为:
【针对训练2】若存在实数使得不等式成立,则实数的取值范围是 .
【答】
【解】因为,当且仅当时,等号成立,
由题意可得,解得,所以实数的取值范围是.
故答案为:.
【思维提升】
对含有多个绝对值的不等式,形如:;;
思维方式一、零点分段:根据绝对值的定义分段去掉绝对值号,最后把各种情况综合得出答案,其步骤是:找出零点,确定分段区间;分段求解,确定各段解集;综合各段取并集。
思维方式二、图象法:在方式一的基础上,根据各段所求解集,亦可结合图象进行求解。
思维方式三、三角不等式:根据恒成立条件,使问题转化为最值与字母的关系。
问题6.形如,;
,型不等式解法
【基本方法】可转化为以下不等式,即:
或
【探究6】若对任意,均有,求实数a的取值范围.
【解】在绝对值三角不等式中,当同号时有,
又因为,因此,命题等价于
在恒成立,
所以或在恒成立,
即有或在恒成立,
由,解得,
由,解得,
综上所述实数a的取值范围为.
【课堂小结】
1. 本节总结了不等式及含绝对值不等式的五大类型及解法;
2. 绝对值不等式是教学难点也是高考热点,基本的思维方法是通过化归思想将其进行等价变换为以上五种类型,或分类讨论或使用三角不等式或数形结合思想。总之,本讲总体上概括了近几年高考中有关不等式的题目类型和思维方法。
《专题03 不等式及含绝对值不等式解法》巩固训练(限时90分钟)
1.若a>1,m=loga(a2+1),n=loga(a+1),p=loga(2a),则m,n,p的大小关系是( )
A.n>m>p B.m>p>n
C.m>n>p D.p>m>n
【答】 B
【解】 由a>1知,a2+1-2a=(a-1)2>0,
2a-(a+1)=a-1>0,∴a2+1>2a>a+1,
而y=logax在定义域上单调递增,∴m>p>n.
2.(多选题)已知a,b,c∈R,下列命题为真命题的是( )
A.若b<a<0,则bc2<ac2 B.若b>a>0>c,则<
C.若c>b>a>0,则> D.若a>b>c>0,则>
【答】 BD
【解】对于A,ac2-bc2=c2(a-b),因为b<a<0,所以a-b>0,
又c2≥0,所以c2(a-b)≥0,则bc2≤ac2,故A错误;
对于B,-=,因为b>a>0>c,所以c(b-a)<0,ab>0,
所以-=<0,即<,故B正确;
对于C,-=,因为c>b>a>0,所以c-a>0,c-b>0,a-b<0,
所以-=<0,即<,故C错误;
对于D,-==,
因为a>b>c>0,所以a-b>0,b+c>0,
所以>0,即>,故D正确.
3.(2025年高考北京卷第6题)已知,则( )
A. B. C. D.
【答】C
【解】解法一:(特值特位法)对于A,当时,,故A错误;
对于B、D,取,
此时,
故B、D错误;
对于C,由基本不等式可得,故C正确.故选C.
解法二:(特殊点法)过,过点,比对上面选项选A.
解法三:(特殊值验证法)因为,对于A选项,不妨取,则A选项不成立;
对于B选项,不等式等价于,即,显然不恒成立;
对于D选项,不等式等价于,即,显然不恒成立,故选C.
4.(2025年高考Ⅰ卷第8题)若实数,,满足,则,,的大小关系不可能是
A. B. C. D.
【解】
解法一:令,则,可得,,
所以.可能正确;
当时,,,所以,所以可能正确;
时,,此时,满足,所以可能正确.故选:.
解法二:设,所以
令,则,此时,A有可能;
令,则,此时,C有可能;
令,则,此时,D有可能;故选:B.
解法三:
设,所以,
根据指数函数的单调性,易知各方程只有唯一的根,
作出函数的图象,以上方程的根分别是函数的图象与直线的交点纵坐标,如图所示:
易知,随着的变化可能出现:,,,,故选:B.
解法四:通过对数运算将问题“线性化”再数形结合:因为,所以,考虑三个一次函数.注意到,在同一直角坐标系下作草图,如图所示,选B.
5.(2025年天津高考第3题)已知函数的图象如图,则的解析式可能为
A. B. C. D.
【解】解法一:由图象可得为偶函数,因为,选项的函数为奇函数,故排除,;
因为,选项的函数为偶函数,且对于,,不满足图象,故排除.
故选:.
解法二:由图象可知, 图象关于 y 轴对称,排除奇函数。
;
;
。
6.(2025年上海春季高考题)关于的方程的解集为 .
【解】解法一:因为.
当时,令,得;
当时,恒成立;当时,令,得.
综上所述,方程的解集为,.故答案为:.
解法二:根据三角不等式,当且仅当时等号成立,
由题意得,且仅当时等号成立,即
故答案为:.
7.若关于x的不等式的解集为,则实数m的取值范围是
【答】
【解】不等式的解集为,即不等式的解集为,
所以恒成立;
而表示数轴上的x对应点到对应点的距离之和,它的最小值为,
故有,所以或,即或,
故答案为:.
8.下面给出了问题:“已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-2<x<1},解关于x的不等式ax2-bx+c>0.”的一种解法:
因为不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-2<x<1},又不等式ax2-bx+c>0可化为a(-x)2+b(-x)+c>0,所以-2<-x<1,即-1<x<2.所以不等式ax2-bx+c>0的解集为{x|-1<x<2}.
参考上述解法,解答问题:
若关于x的不等式+<0的解集为{x|-2<x<-1,或1<x<3}.求关于x的不等式+<0的解集。
【解】因为x=0不是不等式+<0的解,所以不等式+<0等价于
+<0,所以-2<-<-1或1<-<3,解得-1<x<-或<x<1.
9.若a>b>0,c<d<0,|b|>|c|.
(1)求证:b+c>0;
(2)求证:<;
(3)在(2)的不等式中,能否找到一个代数式,满足<所求式<?若能,请直接写出该代数式;若不能,请说明理由.
【解】(1)证:因为|b|>|c|,且b>0,c<0,所以b>-c,所以b+c>0.
(2)证: 因为c<d<0,所以-c>-d>0.
又a>b>0,得a-c>b-d>0,所以(a-c)2>(b-d)2>0,
所以0<<.①
因为a>b,d>c,可得a+d>b+c,所以a+d>b+c>0.②
由①,②相乘得<.
(3)因为a+d>b+c>0,0<<,
所以<<或<<.
所以,均为所求代数式.(只要写出一个即可)
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