内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 多次利用不等式的性质,导致所求代数式的取值范围扩大
1.(2025陕西延安中学月考)已知-1≤x+y≤1,1≤x-y≤3,则3x-2y的取值范围是( )
A.2≤3x-2y≤8 B.3≤3x-2y≤8
C.2≤3x-2y≤7 D.5≤3x-2y≤10
2.已知-4≤a-c≤-1,-1≤4a-c≤5,求9a-c的取值范围.
易错点2 忽略基本不等式的应用条件而致错
3.(多选题)(2025广东广州期中)下列结论正确的是( )
A.当x>1时,+的最小值为2
B.当x<0时,x+的最大值是-2
C.当0<x<1时,x(3-3x)的最大值为
D.若+=1,则x+y的最小值是4
4.(2025山西太原期中)已知x>0,y>0,且2y+x=xy,若x+2y≥m2+2m恒成立,则实数m的取值范围为 .
5.(2025天津滨海新区期中)若a>0,b>0,且a+2b-4=0,则ab的最大值为 ,+的最小值为 .
易错点3 忽略二次项系数的符号而致错
6.(2025安徽皖南八校联考)设m+n>0,则关于x的不等式(m-x)(n+x)>0的解集是( )
A.{x|x<-n或x>m}
B.{x|-n<x<m}
C.{x|x<-m或x>n}
D.{x|-m<x<n}
7.若关于x的不等式ax2-6x+a2>0的解集为{x|m<x<1},则a= ,m= .
易错点4 在分式不等式中忽略分母不等于0而致错
8.已知集合A=,B={0,1,2,4,8},则A∩B=( )
A.{1,2,4,8} B.{0,1,2}
C.{1,2} D.{0,1,2,4}
9.(2025四川成都树德中学期中)不等式≥2的解集为 .
10.解不等式:≤0.
思想方法练
一、函数与方程思想在解不等式中的应用
1.(2025山东东营多校期中)已知当2≤x≤3,3≤y≤6时,不等式mx2-xy+y2≥0恒成立,则实数m的最小值为 .
2.若关于x的不等式x2-mx+m+2>0对任意x∈{x|-2≤x≤4}恒成立,则m的取值范围为 .
二、分类讨论思想在解不等式中的应用
3.解关于x的不等式:x2-2ax+2≤0.
4.设y=ax2+(1-a)x+a-2.
(1)若不等式y≥-2对一切实数x恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式ax2+(1-a)x+a-2<a-1(a∈R).
三、数形结合思想在三个“二次”问题中的应用
5.若不等式-2≤x2-2ax+a≤-1有唯一解,则实数a的值为( )
A. B.
C. D.
6.(2025甘肃金昌永昌第一高级中学月考)已知关于x的方程x2+(m-3)x+m=0.
(1)若方程满足一个根在(-2,0)内,另一个根在(0,4)内,求实数m的取值范围;
(2)若方程至少有一个非负实根,求实数m的取值范围.
四、转化与化归思想在不等式问题中的应用
7.(2025江苏徐州沛县学情调研)已知正实数x,y满足x+y=3,若+>m2-m恒成立,则实数m的取值范围为 .
8.(2024山东淄博中学月考)已知a,b均为正数,且满足a+b+8=ab.
(1)求ab的最小值及取到最小值时a与b的值;
(2)求的最小值及取到最小值时a与b的值.
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.A 设3x-2y=m(x+y)-n(x-y)=(m-n)x+(m+n)y,
则解得
故3x-2y=(x+y)+(x-y),
因为-1≤x+y≤1,1≤x-y≤3,
所以2≤3x-2y=(x+y)+(x-y)≤8.
2.解析 令得
∴9a-c=y-x.
∵-4≤x≤-1,∴≤-x≤①.
∵-1≤y≤5,∴-≤y≤②.
①+②,得-1≤y-x≤20,
∴-1≤9a-c≤20.
易错警示 利用几个代数式的范围求某个代数式的范围时,不可多次运用不等式相加,否则易扩大范围.
3.BC 对于A,当x>1时,+≥2=2,当且仅当x=1时等号成立,因为x≠1,所以等号不成立,所以+>2,故A错误;
对于B,当x<0时,x+=-≤-2=-2,当且仅当-x=-,即x=-1时等号成立,故B正确;
对于C,因为0<x<1,所以0<1-x<1,所以x(3-3x)=3x·(1-x)≤3×=,
当且仅当x=1-x,即x=时等号成立,故C正确;
对于D,取x=-2,y=,满足+=1,但x+y=-2+=-,故D错误.
4.答案 [-4,2]
解析 ∵x>0,y>0,2y+x=xy,∴+=1,
∴x+2y=(x+2y)=4++≥4+2=8,
当且仅当=,即x=4,y=2时取等号,
∵x+2y≥m2+2m恒成立,∴m2+2m≤8,解得-4≤m≤2.
故实数m的取值范围为[-4,2].
5.答案 2;
解析 ∵a>0,b>0,且a+2b-4=0,∴a+2b=4,∴ab=a·2b≤×=2,当且仅当a=2b,即a=2,b=1时等号成立,∴ab的最大值为2.
∵+=·=×≥×=,当且仅当a=b=时等号成立,∴+的最小值为.
易错警示 利用基本不等式求最值需满足“正”“定”“等”的条件才能应用,否则会导致错误.连续应用基本不等式求最值时,要注意各不等式取等号时条件是否一致,若不能同时取等号,则连续用基本不等式是求不出最值的.
6.B 原不等式可化为(x-m)(x+n)<0.
由m+n>0知m>-n,
所以原不等式的解集为{x|-n<x<m}.
7.答案 -3;-3
解析 由题意知,a≠0,且1,m是关于x的方程ax2-6x+a2=0的两个根,
∴解得或
易知a<0,∴
易错警示 二次项系数决定着不等式解集的取值方向,只有当二次项系数为正数时才能根据方程根的情况按照“大于取两端,小于取中间”的规律表示不等式的解集.
8.B 由≤0,得解得-2≤x<4,所以A={x|-2≤x<4}.
又B={0,1,2,4,8},
所以A∩B={0,1,2}.
9.答案 {x|-7≤x<-3}
解析 由-2=-≥0,得解得-7≤x<-3,
所以不等式的解集为{x|-7≤x<-3}.
10.解析 ≤0⇔ax(x+1)≤0且x+1≠0.
当a>0时,ax(x+1)≤0且x+1≠0⇔x(x+1)≤0且x+1≠0⇔-1<x≤0,
此时原不等式的解集为{x|-1<x≤0};
当a=0时,原不等式的解集为{x|x≠-1};
当a<0时,ax(x+1)≤0且x+1≠0⇔x(x+1)≥0且x+1≠0⇔x<-1或x≥0,
此时原不等式的解集为{x|x<-1或x≥0}.
综上可知,当a>0时,原不等式的解集为{x|-1<x≤0};当a=0时,原不等式的解集为{x|x≠-1};当a<0时,原不等式的解集为{x|x<-1或x≥0}.
易错警示 解分式不等式的关键是根据分式特征恰当变形,注意不可丢掉分母不为零的条件.
思想方法练
1.答案 0
解析 ∵2≤x≤3,∴≤≤,
又3≤y≤6,∴1≤≤3.①
∴不等式mx2-xy+y2≥0恒成立可转化为m≥-,1≤≤3恒成立,
易得-=-+,1≤≤3,
(利用二次函数图象的特点求出最大值)
结合二次函数的图象,得当=1时,-取得最大值,为0,∴m≥0,因此m的最小值为0.
2.答案 {m|2-2<m<2+2}
解析 设函数y=x2-mx+m+2,易知其图象开口向上,对称轴为直线x=,
(设出不等式对应的函数,根据函数图象的特点,列出满足条件的关系式求解)
①当≤-2,即m≤-4时,有(-2)2-m×(-2)+m+2>0,解得m>-2,与m≤-4矛盾,不符合题意;
②当-2<<4,即-4<m<8时,有-m×+m+2>0,解得2-2<m<2+2,又-4<m<8,∴2-2<m<2+2;
③当≥4,即m≥8时,有42-m×4+m+2>0,
解得m<6,与m≥8矛盾,不符合题意.
综上所述,m的取值范围为{m|2-2<m<2+2}.
思想方法 函数与方程思想在本章中的体现
(1)利用函数图象讨论方程根的个数及分布情况,讨论不等式的解集情况;
(2)利用函数解决代数中有关取值范围的问题,以及函数在实际问题中的应用;
(3)利用方程解决与函数有关的问题.
函数、方程、不等式三者密不可分,很多不等式问题都可以从函数的角度进行求解,如y>a(y是关于x的函数,a为参数)恒成立等价于ymin>a.
3.解析 (对不等式对应的方程是否有根进行分类讨论)
对于方程x2-2ax+2=0,Δ=4a2-8.
①当Δ<0,即-<a<时,原不等式对应的方程无实根,且二次函数y=x2-2ax+2的图象开口向上,所以原不等式的解集为⌀.
②当Δ=0,即a=±时,原不等式对应的方程有两个相等的实数根.
当a=时,原不等式的解集为{};
当a=-时,原不等式的解集为{-}.
③当Δ>0,即a>或a<-时,原不等式对应的方程有两个不等的实数根,分别为x1=a-,x2=a+,所以原不等式的解集为{x|a-≤x≤a+}.
综上所述,当-<a<时,原不等式的解集为⌀;
当a=时,原不等式的解集为{};
当a=-时,原不等式的解集为{-};
当a>或a<-时,原不等式的解集为{x|a-≤x≤a+}.
4.解析 (1)ax2+(1-a)x+a-2≥-2对一切实数x恒成立等价于ax2+(1-a)x+a≥0对一切实数x恒成立.
(二次项系数含有参数的“一元二次”不等式恒成立问题,要分二次项系数为0与不为0两种情况讨论)
当a=0时,不等式可化为x≥0,不满足题意;
当a≠0时,需满足解得a≥.
所以实数a的取值范围是.
(2)不等式ax2+(1-a)x+a-2<a-1即为ax2+(1-a)x-1<0.
(解二次项系数含有参数的“一元二次”不等式,首先要对二次项系数为正、为负、为0进行分类讨论)
当a=0时,不等式可化为x<1,所以不等式的解集为{x|x<1}.
当a>0时,不等式可化为(ax+1)(x-1)<0,此时-<1,
所以不等式的解集为.
当a<0时,不等式可化为(ax+1)(x-1)<0,
①当a=-1时,-=1,不等式的解集为{x|x≠1};
②当-1<a<0时,->1,不等式的解集为xx<1或x>-;
③当a<-1时,-<1,不等式的解集为xx<-或x>1.
综上所述,当a<-1时,不等式的解集为xx<-或x>1;当a=-1时,不等式的解集为{x|x≠1};当-1<a<0时,不等式的解集为;当a=0时,不等式的解集为{x|x<1};当a>0时,不等式的解集为.
思想方法 在本章中,分类讨论思想主要应用于解含参数的不等式,有以下几种情况:
(1)二次项系数含参数且没有给出具体范围时,要分二次项系数大于0,等于0,小于0三种情况讨论;
(2)对应方程的根无法判断大小时,要分类讨论;
(3)若判别式含参数,则在确定解的情况时需分Δ>0,Δ=0,Δ<0三种情况进行讨论.
5.D 函数y=x2-2ax+a的大致图象如图所示,由图象可知,若不等式-2≤x2-2ax+a≤-1有唯一解,则方程x2-2ax+a=-1有两个相等的实根,
所以4a2-4(a+1)=0,解得a=.
方法总结 数形结合思想包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一是借助形的生动性和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;二是借助数的精确性和严密性来阐明形的某些属性.
6.解析 (1)(根据根的分布画出函数图象,结合图象确定区间端点处函数值的符号)
由方程的一个根在(-2,0)内,另一个根在(0,4)内,画出函数y=x2+(m-3)x+m的大致图象如图,
由图知,当x取-2或4时,函数值为正,当x取0时,函数值为负,则解得-<m<0,
故实数m的取值范围为.
(2)(根据根的分布画出函数图象,结合图象确定:①判别式的符号;②对称轴的位置;③x取0时函数值的符号)
方程至少有一个非负实根有以下三种情况:
①方程有两个非负实根,画出函数y=x2+(m-3)x+m的大致图象如图,
则解得0≤m≤1;
②方程有一负实根,一个根为0,画出函数y=x2+(m-3)x+m的大致图象如图,
则无解;
③方程有一个正根一个负根,画出函数y=x2+(m-3)x+m的大致图象如图,则m<0.
综上所述,m的取值范围为(-∞,1].
7.答案
解析 因为x+y=3,所以(x+1)+y=4,
则+=[(x+1)+y]=≥×=1,
当且仅当=,即x=1,y=2时等号成立,
(将恒成立问题转化为最值问题,体现了转化与化归思想)
因为不等式+>m2-m恒成立,所以m2-m<1,解得<m<,所以实数m的取值范围为.
8.解析 (1)∵a>0,b>0,∴a+b≥2,当且仅当a=b时等号成立.
由已知得a+b=ab-8,
(利用基本不等式将原等式转化为关于的不等式,解不等式求取值范围)
∴ab-8≥2,即()2-2-8≥0,
因此(+2)(-4)≥0,
∵+2>0,∴-4≥0,解得ab≥16,
当且仅当即a=b=4时等号成立,
所以当a=b=4时,ab取最小值,最小值为16.
(2)由已知得===++5,
(把ab-8用a+b表示,将分式转化为齐次分式,考虑到分式的分母是单项式,运用除法将分式转化为积为定值的和式,运用基本不等式求解)
∵a>0,b>0,∴++5≥2+5=9,
当且仅当即时等号成立,
所以当a=,b=时,取最小值,最小值为9.
方法总结 函数、方程与不等式间的转化
函数、方程与不等式就像“一胞三兄弟”,解决方程、不等式的问题需要函数帮助,解决函数的问题需要方程、不等式的帮助,一般可将不等式恒(能)成立问题转化为最值(值域)问题,从而求出参变量的范围.
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