内容正文:
专题02 不等式
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
考查统计
不等式是上海高考数学贯穿全卷的工具性核心模块,试卷命题特点为不单独设置纯不等式解答大题,全面渗透填空题、选择题、函数导数、解析几何、数列压轴、实际应用题所有题型。
上海卷核心命题特色:弱化纯不等式证明,强化不等式代数工具属性,深度融合多模块知识,重点考查逻辑推理、分类讨论、数形结合三大核心数学思想。
考向1:基础不等式求解(一元二次、分式、绝对值)
2026春考第2题
2025秋考第2题
2025春考第2题
2024秋考第3题
2024春考第9题
考向2:不等关系与逻辑判断(大小比较、充要条件)
2026春考第14题
2024春考第13题
考向3:基本不等式最值(均值不等式配凑、实际应用)
2026秋考第7题
2025秋考第8题
2024春考第6题
考向4:含参不等式恒成立(导数、函数综合)
2025秋考第16题
2024春考第21题
考向5:不等式压轴工具应用(21题隐性必考)
2026秋考第19题
2025秋考第19题
2025春考第21题
2024秋考第18题
2024秋考第21题
1. 跨模块融合全面升级:基础题绑定几何切线意义,中档题融合解析几何参数约束,应用题结合生活实景,彻底打破单一知识壁垒;
2. 多元变量考查常态化:摒弃传统单变量简单比较,重点考查双变量、三变量对称代数式最值与不等判断,强化均值不等式灵活变形能力;
3. 不等式与逻辑证明深度绑定:新定义大题主流解法为“假设存在—推导矛盾不等式—否定假设”,将不等关系与反证法、逻辑推理深度融合;
4. 重审题轻计算:大幅减少复杂代数运算,重点设置等号成立条件、变量取值范围、恒成立/存在性文字辨析陷阱,考查学生审题细致度与思维严谨性。
2027届备考延伸策略
1. 基础夯实:熟练掌握一元二次、分式、绝对值不等式通用解法,规范解题步骤,杜绝定义域、符号、解集书写等低级失误;
2. 中档突破:专项强化参变分离恒成立/存在性题型、基本不等式拆分配凑技巧、实际情境建模转化训练,攻克中等分值核心难点;
3. 压轴拔高:针对性训练导数构造函数放缩、数列递推不等式放缩、简单凹凸不等式应用,掌握压轴题通用推导逻辑;
4. 习惯优化:所有最值、范围类题型,第一步优先标注变量取值范围,最后验证等号可取性,规避高频扣分陷阱。
考向一 基础不等式求解
典例1.(2026·上海·高考真题)关于的不等式的解集为____________.
考向二 不等关系与逻辑判断
典例2.(2026·上海·高考真题)已知,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
考向三 基本不等式最值
典例3.(2026·上海·高考真题)已知,则的最大值为__________.
考向四 不等式压轴工具应用
典例4.(2026·上海·高考真题)已知,函数,.
(1)已知,求的解集;
(2)已知,是在点处的切线,是过点且垂直于的直线,与、在第一象限内均无公共点,求的取值范围.
考向一 基础不等式求解
1.(2025·上海·高考真题)不等式的解集为_________.
2.(2025·上海·高考真题)不等式的解集为_____.
3.(2024·上海·高考真题)已知,求的的取值范围_______.
4.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为______.
考向二 不等关系与逻辑判断
5.(2024·上海·高考真题),,,,下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
考向三 基本不等式最值
6.(2025·上海·高考真题)设,则的最小值为_________.
7.(2024·上海·高考真题)已知,的最小值为______.
考向四 含参不等式恒成立
8.(2025·上海·高考真题)已知数列、、的通项公式分别为,、,.若对任意的,、、的值均能构成三角形,则满足条件的正整数有( )
A. 4个 B.3个 C.1个 D.无数个
9.(2024·上海·高考真题)记
(1)若,求和;
(2)若,求证:对于任意,都有,且存在,使得.
(3)已知定义在上有最小值,求证"是偶函数"的充要条件是“对于任意正实数,均有”.
考向五 不等式压轴工具应用
10.(2025·上海·高考真题)已知.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数满足在上存在极大值,求m的取值范围;
11.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1),求;
(2)对于集合,若对任意都有,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若,.求的取值范围,使得对于任意,都有.
12.(2024·上海·高考真题)已知函数.
(1)若函数的图象经过点,求解不等式;
(2)若存在,使得、、依次成等差数列,求的取值范围.
13.(2024·上海·高考真题)对于一个函数和一个点,令,若在时取得最小值的点,则称是的“最近点”.
(1)对于函数,求证:对于点,存在点,使得点是的“最近点”;
(2)对于函数,,请判断是否存在一个点,使它是的“最近点”,且直线与曲线在点处的切线垂直?
(3)已知函数可导,函数在上恒成立,对于点与点,若对任意实数,均存在点同时为点与点的“最近点”,说明的单调性.
一、单选题
1.(2026·上海杨浦·二模)设,下列不等式中恒成立的是( )
A. B. C. D.
2.(2026·上海闵行·二模)若平面直角坐标系中的点到轴与轴的距离之和为1,现有以下两个命题:
①存在点到轴与轴的距离之差为1;
②存在点到轴与轴的距离之积为1.
则以下选项正确的是( )
A.①不正确,②不正确 B.①正确,②正确
C.①正确,②不正确 D.①不正确,②正确
二、填空题
3.(2026·上海徐汇·二模)不等式的解集为__________.
4.(2026·上海·一模)不等式的解集为__________.
5.(2026·上海·三模)不等式的解集是______.
6.(2026·上海闵行·二模)设,不等式的解集是______.
7.(2026·上海崇明·二模)若,,且,则的最小值为________.
8.(2026·上海黄浦·三模)已知实数,满足,则的最大值为________.
9.(2026·上海静安·三模)若均为正数,且,则的最小值为___________.
10.(2026·上海杨浦·二模)设正实数满足,则的最小值为______.
11.(2026·上海·三模)已知均为正数,且,则的最小值为___________
12.(2026·上海金山·二模)已知关于的一元二次方程有两个不相等的正根、,则的最小值为__________.
13.(2026·上海普陀·二模)设,若关于x的不等式的解集是,则a的值为______.
14.(2026·上海·一模)已知,,方程组无解,则的取值范围为______.
15.(2026·上海·二模)已知焦点为F的抛物线上有两点A和B,且,E为A和B的中点,过点E作C的准线的垂线,垂足为H,则的最小值为________.
16.(2026·上海浦东新·三模)如图,、是椭圆与双曲线的公共焦点,点、是椭圆与双曲线的两个交点,其中在第一象限,在第三象限.若,则与的离心率之积的最小值为___________.
三、解答题
17.(2026·上海·三模)在中,角、、所对的边分别为、、.
(1)若、、成等比数列,求证:;
(2)若、、成等差数列,且,求的周长的最大值.
18.(2026·上海浦东新·三模)已知抛物线,为坐标原点,为焦点,、为抛物线上异于原点的两个不同点.
(1)若点到焦点的距离等于9,求点的坐标;
(2)若,求证:直线过定点,并求出该定点坐标;
(3)若过点且不与轴垂直的直线与抛物线交于、两点,点在轴上方.设点为轴上异于点的点,且满足,延长交抛物线于点.记直线与的倾斜角分别为、,求的最小值.
19.(2026·上海黄浦·三模)对于定义域为R的函数与实数,定义集合
(1)若,求;
(2)若,,且对任意实数x均有,求实数k的取值范围;
(3)是否存在定义域为的图像连续的函数,使得?若存在,给出一个满足要求的函数;若不存在,请给出证明.
20.(2026·上海普陀·二模)已知p、q为实数,设函数的最小值为,函数的最小值为,若且,则称函数和函数是T函数.
(1)设函数的表达式为,函数的表达式为,请判断函数和函数是否为T函数,并说明理由;
(2)设a、b为正实数,函数的表达式为,函数的表达式为(),若函数和函数不是T函数,求的最小值;
(3)设k、t、a为实数,函数的表达式为(),函数的表达式为,若存在,对任意的,皆有成立,且函数和函数是T函数,求k的取值范围.
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专题02 不等式
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考向
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不等式是上海高考数学贯穿全卷的工具性核心模块,试卷命题特点为不单独设置纯不等式解答大题,全面渗透填空题、选择题、函数导数、解析几何、数列压轴、实际应用题所有题型。
上海卷核心命题特色:弱化纯不等式证明,强化不等式代数工具属性,深度融合多模块知识,重点考查逻辑推理、分类讨论、数形结合三大核心数学思想。
考向1:基础不等式求解(一元二次、分式、绝对值)
2026春考第2题
2025秋考第2题
2025春考第2题
2024秋考第3题
2024春考第9题
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2026春考第14题
2024春考第13题
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2026秋考第7题
2025秋考第8题
2024春考第6题
考向4:含参不等式恒成立(导数、函数综合)
2025秋考第16题
2024春考第21题
考向5:不等式压轴工具应用(21题隐性必考)
2026秋考第19题
2025秋考第19题
2025春考第21题
2024秋考第18题
2024秋考第21题
1. 跨模块融合全面升级:基础题绑定几何切线意义,中档题融合解析几何参数约束,应用题结合生活实景,彻底打破单一知识壁垒;
2. 多元变量考查常态化:摒弃传统单变量简单比较,重点考查双变量、三变量对称代数式最值与不等判断,强化均值不等式灵活变形能力;
3. 不等式与逻辑证明深度绑定:新定义大题主流解法为“假设存在—推导矛盾不等式—否定假设”,将不等关系与反证法、逻辑推理深度融合;
4. 重审题轻计算:大幅减少复杂代数运算,重点设置等号成立条件、变量取值范围、恒成立/存在性文字辨析陷阱,考查学生审题细致度与思维严谨性。
2027届备考延伸策略
1. 基础夯实:熟练掌握一元二次、分式、绝对值不等式通用解法,规范解题步骤,杜绝定义域、符号、解集书写等低级失误;
2. 中档突破:专项强化参变分离恒成立/存在性题型、基本不等式拆分配凑技巧、实际情境建模转化训练,攻克中等分值核心难点;
3. 压轴拔高:针对性训练导数构造函数放缩、数列递推不等式放缩、简单凹凸不等式应用,掌握压轴题通用推导逻辑;
4. 习惯优化:所有最值、范围类题型,第一步优先标注变量取值范围,最后验证等号可取性,规避高频扣分陷阱。
考向一 基础不等式求解
典例1.(2026·上海·高考真题)关于的不等式的解集为____________.
【答案】
【详解】由可得:,
解得:,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
考向二 不等关系与逻辑判断
典例2.(2026·上海·高考真题)已知,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,取,则故,所以A错误,
对于B,取则,此时,故B错误,
对于C,由于,故,因此,C正确,
对于D,取,则,此时,故D错误,
故选:C
考向三 基本不等式最值
典例3.(2026·上海·高考真题)已知,则的最大值为__________.
【答案】
【详解】因为,当且仅当时等号成立,
结合可得,,
当且仅当,或,时等号成立,
所以当,或,时,取最大值,最大值为.
考向四 不等式压轴工具应用
典例4.(2026·上海·高考真题)已知,函数,.
(1)已知,求的解集;
(2)已知,是在点处的切线,是过点且垂直于的直线,与、在第一象限内均无公共点,求的取值范围.
【详解】(1)由题意,.在与中,
,解得,∴,
∵,
∴,解得或或,
∴不等式的解集为.
(2)由题意知,由,得,
∴.
∵直线为在点的切线,
∴直线的方程为,即,
∵是过点且垂直于的直线,
∴直线的方程为:,即,
对于函数,,曲线与、在第一象限内均无公共点,
∴与无正实数解,
分离参数得,,,
∴直线与与曲线在内均无交点,
而,
当时,解得(舍)或,
∴当即时,函数单调递减,
当即时,函数单调递增,
∴在处取最小值,.
当时,,当时,,
∴且,即或,
∴实数的取值范围为.
考向一 基础不等式求解
1.(2025·上海·高考真题)不等式的解集为_________.
【答案】
【详解】原不等式转化为,解得,
则其解集为.
故答案为:.
2.(2025·上海·高考真题)不等式的解集为_____.
【答案】
【详解】由题意得不等式即,
即不等式的解集为,
故答案为:
3.(2024·上海·高考真题)已知,求的的取值范围_______.
【答案】
【详解】根据题意知.
当时,,即,解得,则有;
当时,,即,,即时,不等式都成立.
综上所述,的的取值范围为.
故答案为:.
4.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】求出方程的解后可求不等式的解集.
【详解】方程的解为或,
故不等式的解集为,
故答案为:.
考向二 不等关系与逻辑判断
5.(2024·上海·高考真题),,,,下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】对于A,若,则,选项不成立,故A错误;
对于B,由不等式的可加性可知,,故B正确;
对于C、D,若,则选项不成立,故C、D错误.
故选:B.
考向三 基本不等式最值
6.(2025·上海·高考真题)设,则的最小值为_________.
【答案】4
【详解】易知,
当且仅当,即时取得最小值.
故答案为:4
7.(2024·上海·高考真题)已知,的最小值为______.
【答案】12
【详解】,
当且仅当,即或时,等号成立,
故的最小值为12.
故答案为:12.
考向四 含参不等式恒成立
8.(2025·上海·高考真题)已知数列、、的通项公式分别为,、,.若对任意的,、、的值均能构成三角形,则满足条件的正整数有( )
A. 4个 B.3个 C.1个 D.无数个
【答案】B
【详解】由题意,不妨设,
三点均在第一象限内,由可知,,
故点恒在线段上,则有.
即对任意的,恒成立,
令,构造函数,
则,由单调递增,
又,存在,使,
即当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
故至多个零点,
又由,
可知存在个零点,不妨设,且.
①若,即时,此时或.
则,可知成立,
要使、、的值均能构成三角形,
所以恒成立,故,
所以有,解得;
②若,即时,此时.
则,可知成立,
要使、、的值均能构成三角形,
所以恒成立,故,
所以有,解得或;
综上可知,正整数的个数有个.
故选:B.
9.(2024·上海·高考真题)记
(1)若,求和;
(2)若,求证:对于任意,都有,且存在,使得.
(3)已知定义在上有最小值,求证"是偶函数"的充要条件是“对于任意正实数,均有”.
【答案】(1);
(2)
由题意知,记,有或2,
0
2
正
0
负
0
正
极大值
极小值
现对分类讨论:
当,有为严格增函数,因为,此时,符合条件;
当时,,先减后增,,
因为取等号),所以,
此时,符合条件,且时,;
当时,,在严格增,在严格减,在严格增,
,因为,
此时,,则,则成立;
综上可知,对于任意,都有,且存在,使得.
(3)
必要性:若为偶函数,则,
当,因为,故;
充分性:若对于任意正实数,均有,其中,
因为有最小值,不妨设,
由于任意,令,则,
故最小元素为,中最小元素为,
又 则对任意成立,则 ,
若,则对任意成立是偶函数,
若,此后取,
,
综上,任意,即是偶函数.
故"是偶函数"的充要条件是“对于任意正实数,均有”.
考向五 不等式压轴工具应用
10.(2025·上海·高考真题)已知.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数满足在上存在极大值,求m的取值范围;
【详解】(1)因为,故,故,故,
故即为,
设,则,故在上为增函数,
而即为,故,
故原不等式的解为.
(2)在有极大值即为有极大值点.
,
若,则时,,时,,
故为的极小值点,无极大值点,故舍;
若即,则时,,
时,,
故为的极大值点,符合题设要求;
若,则时,,无极值点,舍;
若即,则时,,
时,,
故为的极大值点,符合题设要求;
综上,且.
11.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1),求;
(2)对于集合,若对任意都有,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若,.求的取值范围,使得对于任意,都有.
【详解】(1)由定义得,.
(2)证明:
必要性:因为函数是偶函数,所以对任意,,
对任意,若,即,则,
所以,所以对任意,是对称集.
充分性:若对任意,是对称集,
因为对任意,,所以,即①,
又,所以,即②.
由①②得,对任意,,
所以函数是偶函数.
综上,“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”,得证.
(3)因为对于任意,都有,
所以若,则,即若,则,
所以,所以在上单调不减,
所以对任意,恒成立.
当时,显然成立,;
当时,恒成立,令,,
所以在单调递减,单调递增,所以;
当时,恒成立,此时
因为在上单调递减,当时,,
时,,
所以;
综上,.
12.(2024·上海·高考真题)已知函数.
(1)若函数的图象经过点,求解不等式;
(2)若存在,使得、、依次成等差数列,求的取值范围.
【详解】(1),则,
,,,
,定义域为,
要解不等式,则,.
又在定义域内是严格增函数,
由,则,解得.
综上所述,不等式的解集为.
(2)的定义域为,存在,使得、、依次成等差数列,
则在方程中,应满足,
由,解得,问题转化为时,方程有实数解.
又,则,
即.
为严格单调函数,
,
,两边同除以得,.
令,由,则,
在有解.
又在上是严格增函数,
,即,
又,则.
13.(2024·上海·高考真题)对于一个函数和一个点,令,若在时取得最小值的点,则称是的“最近点”.
(1)对于函数,求证:对于点,存在点,使得点是的“最近点”;
(2)对于函数,,请判断是否存在一个点,使它是的“最近点”,且直线与曲线在点处的切线垂直?
(3)已知函数可导,函数在上恒成立,对于点与点,若对任意实数,均存在点同时为点与点的“最近点”,说明的单调性.
【详解】(1)当时,,
当且仅当即时取等号,
故对于点,存在点,使得该点是在的“最近点”.
(2)由题设可得,
则,
因为均为上单调递增函数,
则在上为严格增函数,
而,故当时,,当时,,
故,此时,
而,
故在点处的切线方程为.
而,故,
故直线与在点处的切线垂直.
(3)设,
,
而,
,
若对任意的,存在点同时是在的“最近点”,
设,则既是的最小值点,也是的最小值点,
因为两函数的定义域均为,则也是两函数的极小值点,
则存在,使得,
即①
②
由①②相等得,即,
即,又因为函数在定义域上恒正,
则恒成立,
接下来证明,
因为既是的最小值点,也是的最小值点,
则,
即,③
,④
③+④得
即,因为
则,解得,
则恒成立,因为的任意性,则严格单调递减.
一、单选题
1.(2026·上海杨浦·二模)设,下列不等式中恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,B,D,若,可设,此时,故A不符合题意;
此时,,得到,故B不符合题意;
此时,得到,故D不符合题意;
对于C,因为在上单调递增,
所以,一定有成立,故C符合题意.
2.(2026·上海闵行·二模)若平面直角坐标系中的点到轴与轴的距离之和为1,现有以下两个命题:
①存在点到轴与轴的距离之差为1;
②存在点到轴与轴的距离之积为1.
则以下选项正确的是( )
A.①不正确,②不正确 B.①正确,②正确
C.①正确,②不正确 D.①不正确,②正确
【答案】C
【详解】设,则,
对于①,当时,,故,满足点到轴与轴的距离之差为1,①正确;
对于②,由基本不等式可得,即,故,②错误.
二、填空题
3.(2026·上海徐汇·二模)不等式的解集为__________.
【答案】
【详解】因为,所以,即,所以解集为
4.(2026·上海·一模)不等式的解集为__________.
【答案】
【详解】当时,则有,满足题意;
当时,则,由可得,解得.
故原不等式的解集为.
5.(2026·上海·三模)不等式的解集是______.
【答案】
【详解】,
所以原不等式的解集为.
6.(2026·上海闵行·二模)设,不等式的解集是______.
【答案】
【详解】因为,即,
令,
解得,
所以的解集为.
即不等式的解集是.
7.(2026·上海崇明·二模)若,,且,则的最小值为________.
【答案】
【详解】由基本不等式可得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
8.(2026·上海黄浦·三模)已知实数,满足,则的最大值为________.
【答案】
【详解】由,等式两边平方得:展开得.
由于对任意实数,有,
将其代入上式:,则.
当且仅当时取等号,代入,解得或,此时,满足取等条件,因此的最大值为1.
9.(2026·上海静安·三模)若均为正数,且,则的最小值为___________.
【答案】
【详解】,
当且仅当,即时等号成立,
所以,的最小值为.
10.(2026·上海杨浦·二模)设正实数满足,则的最小值为______.
【答案】
【详解】因为正实数满足,
可得,
当且仅当时,等号成立,所以的最小值为.
11.(2026·上海·三模)已知均为正数,且,则的最小值为___________
【答案】2
【详解】因为,所以.
,当且仅当时等号成立.
12.(2026·上海金山·二模)已知关于的一元二次方程有两个不相等的正根、,则的最小值为__________.
【答案】16
【详解】关于的一元二次方程有两个不相等的正根、,
则,所以,
因为,
所以
,
当且仅当,即时,此时,符合题意,
所以当时,取的最小值16.
13.(2026·上海普陀·二模)设,若关于x的不等式的解集是,则a的值为______.
【答案】
【详解】由不等式可得,等价于,
因为原不等式的解集是,所以是方程的两根,
所以,解得.
14.(2026·上海·一模)已知,,方程组无解,则的取值范围为______.
【答案】
【详解】原方程组无解等价于直线与直线平行,
所以且.
又,,所以(),
即取值范围是.
15.(2026·上海·二模)已知焦点为F的抛物线上有两点A和B,且,E为A和B的中点,过点E作C的准线的垂线,垂足为H,则的最小值为________.
【答案】
【详解】设,,作垂直抛物线的准线于点,垂直抛物线的准线于点.
由抛物线的定义,知,,根据中位线定理以及抛物线定义可得,
由余弦定理得,又,
∴,当且仅当时,等号成立,
∴,
∴,即的最小值为.
16.(2026·上海浦东新·三模)如图,、是椭圆与双曲线的公共焦点,点、是椭圆与双曲线的两个交点,其中在第一象限,在第三象限.若,则与的离心率之积的最小值为___________.
【答案】
【详解】设椭圆的方程为,双曲线的方程为,
因为椭圆与双曲线的公共焦点,所以,
如图所示,连接,根据椭圆的对称性,可得四边形为平行四边形,
因为,可得,设,
在中,由余弦定理得,
由椭圆的定义,可得,
可得,
所以,所以,
又由双曲线的定义,可得,
可得,
所以,所以,
所以,可得,即,
可得,所以,
因为,当且仅当时,等号成立,
所以,即,所以,
所以与的离心率之积的最小值为.
三、解答题
17.(2026·上海·三模)在中,角、、所对的边分别为、、.
(1)若、、成等比数列,求证:;
(2)若、、成等差数列,且,求的周长的最大值.
【答案】(1)证明:
因为成等比数列,所以.
根据余弦定理:
由基本不等式,当且仅当时取等号,
代入得:,原不等式得证.
(2)因为成等差数列,所以,
结合三角形内角和,得.
已知,由余弦定理:,
整理可得:,由基本不等式,
代入得:,
因此,当且仅当时取等号.
故周长,
所以周长的最大值为.
18.(2026·上海浦东新·三模)已知抛物线,为坐标原点,为焦点,、为抛物线上异于原点的两个不同点.
(1)若点到焦点的距离等于9,求点的坐标;
(2)若,求证:直线过定点,并求出该定点坐标;
(3)若过点且不与轴垂直的直线与抛物线交于、两点,点在轴上方.设点为轴上异于点的点,且满足,延长交抛物线于点.记直线与的倾斜角分别为、,求的最小值.
【详解】(1)解:设,因为点焦点的距离等于,
由抛物线的定义,可得 ,故
将代入抛物线,可得,
所以点的坐标为或.
(2)解:由题意,设直线方程,且
由,可得,即,
即 ,解得,
联立方程组,整理得,
则,且,所以,解得,
所以直线方程,当时,,
此时直线过定点,定点坐标为.
(3)解:由题意,可设直线且,
由,可得 则直线,
联立方程组,整理得,
则,且,
同理可得:,即,
则,
,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
19.(2026·上海黄浦·三模)对于定义域为R的函数与实数,定义集合
(1)若,求;
(2)若,,且对任意实数x均有,求实数k的取值范围;
(3)是否存在定义域为的图像连续的函数,使得?若存在,给出一个满足要求的函数;若不存在,请给出证明.
【详解】(1)由题意得,
即,
即,化简得,
因为,所以,所以;
(2)法一:由题意得,
即,
即,
当时,,
而,
所以,解得,
因为,所以;
法二:由题意得,
,
,
即,
整理为关于的二次函数恒成立问题,
该二次函数开口向上(),对称轴,
要对所有恒正,需判别式:
可得,
化简得,
令,式子变为,
该二次函数开口向上,对称轴,
最小值处,
结合,解得;
(3)当时,,
故与同号,
取得,
不妨设,则,
由连续性与零点定理可证,对任意,
当时,,
取得,
因,故,
同理可证:对任意,即对任意,
记,则对任意,
结合,
得①,
对任意,令,
代入的不等式得,
因,故,
结合,得②,
结合①②,对任意有,
化简得,但左边是开口向上的二次函数,
当时趋向,不可能恒成立,矛盾.
因此不存在满足条件的函数.
20.(2026·上海普陀·二模)已知p、q为实数,设函数的最小值为,函数的最小值为,若且,则称函数和函数是T函数.
(1)设函数的表达式为,函数的表达式为,请判断函数和函数是否为T函数,并说明理由;
(2)设a、b为正实数,函数的表达式为,函数的表达式为(),若函数和函数不是T函数,求的最小值;
(3)设k、t、a为实数,函数的表达式为(),函数的表达式为,若存在,对任意的,皆有成立,且函数和函数是T函数,求k的取值范围.
【答案】(1)函数和函数为T函数,理由:,,
,,
,且,
所以函数和函数的最小值相等,且最小值点均不相同,因此它们为T函数;
(2),,
因为,
所以,当且仅当,即时等号成立,
函数和函数不是T函数,
所以,即,
又,
所以,当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值是;
(3)是减函数,又,所以,
,,
是上的增函数,
依题意,存在,使得①且②,
由①得,代入②得,
整理得,即③,
设,则③式为,
易知是增函数,所以,,,
设,
则,时,,递增,时,,递减,
所以,又,
所以的取值范围是,
所以的取值范围是.
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