内容正文:
第二章
等式与不等式
第1讲 描述运动的基本概念
高考模拟练
第1讲 描述运动的基本概念
应用实践
1.[2025广东惠州期中]命题p:∀x∈R,ax2+2x+5>0为假命题的一个充分不必要条件是 ( )
A.a< B.a≤1 C.a≤ D.a≥
A
解析 由题意知¬p:∃x∈R,ax2+2x+5≤0是真命题,所以ax2+2x+5≤0在R上有解,当a=0时,原不等式为2x
+5≤0,解得x≤- ,满足题意;
当a<0时,二次函数y=ax2+2x+5的图象开口向下,此时原不等式ax2+2x+5≤0在R上一定有解,满足题意;
当a>0时,若ax2+2x+5≤0在R上有解,则Δ=4-20a≥0,解得a≤ ,所以0<a≤ ,
故命题p为假命题的充要条件为a≤ ,
所以命题p为假命题的充分不必要条件可以是a< .
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026湖南邵阳二中月考]关于x的不等式x2-(a+1)x+a≤0有且仅有3个正整数解,则实数a的取值范围是
( )
A.{a|3<a<4} B.{a|4<a≤5}
C.{a|3≤a<4} D.{a|4≤a<5}
C
解析 由x2-(a+1)x+a≤0可得(x-1)(x-a)≤0.
当a=1时,不等式的解集为{1},不符合题意,舍去;
当a<1时,不等式的解集为{x|a≤x≤1},其正整数解至多有1个,不符合题意,舍去;
当a>1时,不等式的解集为{x|1≤x≤a},因为不等式有且仅有3个正整数解,故正整数解为1,2,3,所以3≤a<
4.
综上,实数a的取值范围是{a|3≤a<4}.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026湖南岳阳一中入学考试]已知菱形ABCD的边长为5,两条对角线交于O点,且AO、BO的长是关于
x的方程x2+(2m-1)x+m2+3=0的两个根,则m等于 ( )
A.-3 B.5 C.5或-3 D.-5或3
A
解析 由直角三角形的三边关系可得AO2+BO2=25,
又由根与系数的关系可得AO+BO=-2m+1,AO·BO=m2+3,∴AO2+BO2=(AO+BO)2-2AO·BO=(-2m+1)2-2(m2+
3)=25,
整理得m2-2m-15=0,解得m=-3或m=5.
又∵Δ≥0,∴(2m-1)2-4(m2+3)≥0(易错点),
解得m≤- ,∴m=-3.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[多选题][2026安徽马鞍山第二中学月考]已知集合{x|x2+ax+b=0,a>0}有且仅有两个子集,则下列说法
正确的是 ( )
A.a2-b2≤4
B.a2+ ≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,则c=4
ABD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由于集合{x|x2+ax+b=0,a>0}有且仅有两个子集,所以Δ=a2-4b=0,即a2=4b,又a>0,所以b>0.
对于A,a2-b2=4b-b2=-(b-2)2+4≤4,当且仅当b=2时等号成立,A正确.
对于B,a2+ =4b+ ≥2 =4,当且仅当4b= ,即b= 时等号成立,B正确.
对于C,若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2=-b<0,C错误.
对于D,不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,即不等式x2+ax+b-c<0的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,
则x1+x2=-a,x1x2=b-c,|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=a2-4(b-c)=4c=16,解得c=4,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[多选题][2026福建厦门第一中学月考]已知a>0,b>0,a+b=ab,则 ( )
A.a+b≥4 B.ab≤4
C.a+4b≥9 D. + ≥
ACD
解析 因为a+b=ab≤ ,所以(a+b)2-4(a+b)≥0,又a>0,b>0,所以a+b≥4,即ab≥4,当且仅当a=b=2时,
等号成立,故A正确,B错误;
由a+b=ab,得 + =1,所以a+4b=(a+4b)· =5+ + ≥5+2 =9,当且仅当 = ,即a=3,b= 时,
等号成立,故C正确.
+ = + = - +1=3 + ,易知0< <1,所以 + ≥ ,当且仅当 = ,即a= ,b=3时,等号
成立,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2025安徽马鞍山期中]已知x>0,y>0,且2x+2y+ + =9,则x+y的最大值为_________.
4
解析 ∵2x+2y+ + =9,∴ + =9-2(x+y),∵(x+y)· =2+ + ≥2+2 =4,当且仅当x=y时,等号
成立,
∴(x+y)[9-2(x+y)]=-2(x+y)2+9(x+y)≥4,
即2(x+y)2-9(x+y)+4≤0,解得 ≤x+y≤4,
故x+y的最大值为4.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2024上海奉贤期末]如图,在直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AD垂直于斜边BC,且垂足为D,设BD,CD
的长度分别为a和b(a≠b),E是BC的中点,点B绕点E顺时针旋转90°后到达点F,过D点作DH垂直于AE,且
垂足为H.有以下三个命题:
①由图知AD<AE,即可以得到不等式 < ;
②由图知AH<AD,即可以得到不等式 < ;
③由图知FE<FD,即可以得到不等式 < .
以上三个命题是真命题的是________.(写出所有正确命题的序号)
①②③
第1讲 描述运动的基本概念
解析 易得△ABD∽△CAD,故 = ,所以AD= ,易知AE= BC= ,
所以由AD<AE可得 < ,故①正确;
在△ADE中,易知DE= ,所以DH= = = · ,
易得△AHD∽△ADE,故 = ,所以AH= = = ,
由AH<AD可得 < ,故②正确;
易知FE=BE= ,在Rt△DEF中,由勾股定理可得FD= = = ,
由FE<FD可得 < ,故③正确.
第1讲 描述运动的基本概念
8.[创新题·新定义][2025中国人大附中期中]小明和小强做一个数学游戏,规则如下:首先由小明和小强
各出一个实数a和b,满足ab≠1,然后由裁判对a和b进行两种数学运算:
(1)乘法运算:a×b=ab;
(2)“*”运算:a*b= .
若a×b=a*b,则判定小强获胜;若a×b≠a*b,则判定小明获胜.
现有下面三个结论:
①若小明和小强都出正数,则小明不可能获胜;
②若小明和小强都出负数,则小强有可能获胜;
③若小明出负数,则小强总能出一个正数使自己获胜.
其中正确结论的序号为_______.
②③
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于①,若a=1,b=2,则a×b=2,a*b= =-3,此时a×b≠a*b,故小明能获胜,故①错误;
对于②,当a≠0时,令a×b=a*b,得ab= ,整理得关于b的方程ab2+ b+1=0,Δ= -4a,
当a=-1时,Δ=8>0,此时原方程为b2+2b-1=0,解得b=-1± ,
所以当a=-1,b=-1- 时,a×b=a*b,故小强有可能获胜,故②正确;
对于③,当a≠0时,令a×b=a*b,
同②得ab2+ b+1=0,Δ= -4a,
因为a<0,所以Δ>0,则b= ,因为a<0,所以b1b2= <0,且 < -4a,所以 -
<0,
第1讲 描述运动的基本概念
取b= >0,
因此对任意的a<0,总存在正数b= ,使得a×b=a*b,故③正确.
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026山东威海实验高级中学诊断考试]现有一人工智能企业生产制造人形机器人,每月的成本(单位:
万元)由两部分构成:①固定成本1 000万元;②材料成本 万元,x为每月生产的人形机器人的个
数.
(1)该企业每月的产量为多少时,平均每个人形机器人的成本最低?最低为多少万元?
(2)若每个人形机器人的售价为 万元,假设生产出来的每个人形机器人都能够被售出,则该企业
应如何制订生产计划,才能确保每月的利润不低于400万元?
附:利润=售价×销量-成本.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)设平均每个人形机器人的成本为y万元,根据题意得
y= = + +10≥2 +10=30,当且仅当 = ,即x=100时取等号,
所以该企业每月的产量为100个时,平均每个人形机器人的成本最低,最低为30万元.
(2)设月利润为W万元,则W=x -1 000-10x- = +13x-1 000,
令 +13x-1 000≥400,整理得x2+130x-14 000≥0,所以x≥70,
所以该企业每月生产人形机器人的个数不小于70,才能确保每月的利润不低于400万元.
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2025湖南怀化月考]我们学习了二元均值不等式:如果a>0,b>0,那么 ≥ ,当且仅当a=b时,等号
成立.利用均值不等式及其变形可以证明其他不等式,也可以利用“和定积最大,积定和最小”求最值.
(1)对于三元均值不等式,请猜想:设a>0,b>0,c>0,则_______≤ ,当且仅当a=b=c时,等号成立(把
横线补全即可,不需要证明);
(2)利用(1)中猜想的三元均值不等式证明:
当a>0,b>0,c>0时,(a2+b2+c2)(a+b+c)≥9abc;
(3)利用(1)中猜想的三元均值不等式求最值:
设a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,求(1-a)(1-b)·(1-c)的最大值.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)对照二元均值不等式,可以得到当a>0,b>0,c>0时, ≤ ,当且仅当a=b=c时,等号成立.
(2)证明:由(1)可得当a>0,b>0,c>0时, ≥ ,
∴ · ≥ · = =abc,
当且仅当a=b=c时,等号成立,
∴(a2+b2+c2)(a+b+c)≥9abc.
(3)∵a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,∴1-a=b+c>0,1-b=a+c>0,1-c=a+b>0,
∴(1-a)(1-b)(1-c)=(b+c)(a+c)(a+b)≤ = = = ,当且仅当b+c=a+c=
a+b,即a=b=c= 时取等号,
故(1-a)(1-b)(1-c)的最大值为 .
第1讲 描述运动的基本概念
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