内容正文:
专题02 不等式性质与基本不等式
内容导航
01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 6
考点一:不等式的性质与比较大小【高频考点】 6
考点二:一元二次不等式及其解法【核心重点】 7
考点三:由解集反推参数与恒成立问题【重难点】 7
考点四:基本不等式求最值【核心重点】 8
考点五:基本不等式的实际应用 8
04 实战演练 9
考情解读
考试要求
理解不等式的性质;掌握一元二次不等式的解法,理解一元二次不等式与相应函数、方程的联系;理解基本不等式 的几何意义,能用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。
命题分析
本专题每年 1~2 道选择题,题量不大但年年出现:2023 年考不等式性质辨析,2024 年考分式不等式与基本不等式求周长最小,2025 年考 型最值。基本不等式求最值出现最频繁,恒成立问题多以全称量词包装,复习重点放在配凑与等号条件的检验。
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
不等式的性质与比较大小
3年1考
不等式性质辨析
预测2027年在选择题中考查不等式性质的辨析
一元二次不等式的解法
3年1考
分式不等式的解集
预测2027年在选择题中考查一元二次不等式与分式不等式
含参不等式与恒成立
3年1考
恒成立求参数范围
预测2027年在选择题中考查恒成立求参数范围
基本不等式求最值
3年2考
矩形周长最小、 型最值
预测2027年在选择题或解答题中考查基本不等式求最值
知识梳理
知识点1、不等式与不等关系
比较两个实数的大小,归根结底是比较它们的差。
;;。当 时还可用作商法:。
不等式的常用性质如下:
对称性:;传递性: 且 ;
可加性:;
可乘性:,;,;
同向可加:,;
同向同正可乘:,;
乘方与开方:,( 为正整数且 );
倒数:,。
必记结论
(1)作差比较的四个步骤是“作差—变形—定号—结论”,变形环节常用因式分解或配方。
(2)两个同向不等式只有两边都为正数时才能相乘,这是性质里条件最苛刻的一条。
(3)判断某个不等式是否成立,可先取特殊值排除,再用性质给出证明。
✅注意:可乘性中的乘数正负、同向可乘中的“同正”,是最容易被跳过的两个条件。
⚠️概念辨析
· 与 并不等价,只有 、 同号时后者才成立。
· 一定有 ,但 时 未必成立。
⚠️避坑指南
❌ 不判断乘数的正负,直接把不等式两边乘以同一个数。
❌ 两个同向不等式不加“两边同正”的条件就相乘。
自主检测若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
知识点2、一元二次不等式及其解法
三个“二次”互相联系:一元二次不等式的解集,取决于对应二次函数图象与 轴的位置关系,也取决于对应方程根的情况。
以 为例,记 ,则解集分三种情形,见下表。
判别式
的解集
或
的解集
解一元二次不等式的步骤:把二次项系数化为正,求 并解对应的方程,画出抛物线草图,按“大于取两边、小于取中间”写出解集。
分式不等式的等价变形:; 且 。
必记结论
(1)解不等式就是找函数图象位于 轴上方(或下方)时自变量的取值范围。
(2)分式不等式必须先移项通分,化成与 比较的标准形式,再化归为整式不等式。
(3)二次项系数含参数时,要先讨论系数为零的情形。
✅注意:分式不等式只能“商化积”,不能去分母;分母的符号未知,去分母会改变不等号方向。
⚠️概念辨析
· “大于取两边、小于取中间”只在二次项系数为正时成立,系数为负要先化正。
· 与 不完全等价,前者还要求 。
⚠️避坑指南
❌ 解分式不等式时直接去分母,忽略分母的正负。
❌ 二次项系数为负数时忘记先化为正,导致解集取反。
自主检测不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
知识点3、含参不等式与恒成立问题
由解集反推系数:若 的解集为 ,则 ,且 、 是方程 的两根,可用韦达定理建立系数的关系。
恒成立的等价条件:
对任意 恒成立 且 ,或 且 ;
对任意 恒成立 且 ,或 且 。
解集为空集: 的解集为 ,等价于 对一切实数恒成立。
必记结论
(1)含参数的二次不等式,第一步先看二次项系数能否为零,不能默认它是二次式。
(2)“解集为 ”“解集为 ”“解集为两段的并集”,分别对应判别式与开口方向的不同组合。
(3)由解集反推参数时,解集的端点一定是对应方程的根,这是最直接的入手点。
✅注意:二次项系数含参数时漏掉系数为零的情形,是本知识点失分最多的地方。
⚠️概念辨析
· 判断“ 恒成立”时,若二次项系数含参,要先看 的情形:此时不等式退化为一次不等式或常数不等式,不能直接套用“ 且 ”。
· 判断恒成立时, 必须与开口方向配合使用,单看判别式会出错。
⚠️避坑指南
❌ 只讨论 的情形,漏掉 使答案不完整。
❌ 把“解集为空集”直接等同于“判别式小于零”,忽略开口方向。
自主检测若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.或
知识点4、基本不等式
重要不等式:对任意 、,都有 ,当且仅当 时取等号。
基本不等式:对任意 、,都有 ,当且仅当 时取等号,也常写成 。
几何意义:在半圆中,半径不小于半弦,即 。
常用变形:();();(,)。
使用条件是“一正、二定、三相等”:字母为正,和或积中至少有一个是定值,且等号能取到。
必记结论
(1)基本不等式求最值有两句口诀:积为定值时和取最小,和为定值时积取最大。
(2)用基本不等式求出结果后,一定要回头验证等号成立的条件是否落在允许范围内。
(3) 对任意实数成立,适用范围比基本不等式更宽。
✅注意:不检验等号成立的条件,是使用基本不等式时最常见的失分点。
⚠️概念辨析
· 基本不等式要求两个字母都为正数,字母为负时 不成立。
· 与基本不等式的成立范围不同,前者对任意实数成立。
⚠️避坑指南
❌ 使用基本不等式前不检查字母是否为正。
❌ 求出的等号条件不在题目允许范围内,仍按该值作答。
自主检测已知x,y为正实数,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
知识点5、基本不等式的应用
积定和最小:若 、 且 (定值),则 ,当 时取得最小值。
和定积最大:若 、 且 (定值),则 ,当 时取得最大值。
“1 的代换”:当已知条件中的和、积都不是定值时,把目标式乘以已知的定值式再展开,凑出可用基本不等式的形式。
配凑技巧:通过拆项、加项减项、分离常数等手段,把式子整理成“和定”或“积定”。
实际应用的一般步骤:设变量—列目标式—定范围—求最值—作答。
必记结论
(1)求最值前先判断属于“和定”还是“积定”,这决定了套用不等式的方向。
(2)应用题中求出的最值要检验是否符合实际意义,如长度为正、不超过给定容量。
(3)配凑时最常用的两种手段是分离常数与乘以 1,必要时把一次项拆成两项之和。
✅注意:应用题中变量的范围由实际背景决定,忽略范围可能在不可取的位置取等号。
⚠️概念辨析
· “积定和最小”与“和定积最大”方向相反,要先看目标式求的是和还是积。
· 用基本不等式得到的最值,必须有自变量取值使其取等,否则该最值取不到。
⚠️避坑指南
❌ 目标式与已知条件不匹配时硬套基本不等式,不先做配凑。
❌ 应用题中忽略变量的实际范围,在最值点不可取时照搬结论。
自主检测正数,满足,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.9 D.10
考点精讲
考点一 不等式的性质与比较大小【高频考点】
例1已知,,均为实数,则下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
例2若,则下列不等式中不正确的是( )
A. B. C. D.
解题策略 判断不等式是否成立
(1)性质法:依照不等式的性质逐步变形,每一步都要核对成立条件,尤其是乘数的正负;
(2)特殊值法:取满足题设的特殊值代入各选项,能够快速排除错误选项;
(3)作差法:要确认某个结论成立,作差后因式分解或配方,再判断符号。
【变式1】若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】设,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
考点二 一元二次不等式及其解法【核心重点】
例1不等式的解集为( ).
A. B.
C.或 D.或
例2不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
解题策略 解一元二次不等式
(1)整式型:二次项系数化为正,求出对应方程的根,按“大于取两边、小于取中间”写解集;
(2)分式型:移项通分化为标准形式,再用“商化积”转化为整式不等式,并注意分母不为零;
(3)含等号的情形:分母不能为零,解集端点该开该闭要逐一核对。
【变式1】不等式的解集为( )
A.或 B.
C.或 D.
【变式2】不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
考点三 由解集反推参数与恒成立问题【重难点】
例1已知不等式的解集为,则( )
A. B. C. D.
例2若不等式对任意实数x均成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
解题策略 含参二次不等式的处理
(1)由解集反推系数:解集的端点就是对应方程的根,用韦达定理建立方程(组)求解;
(2)恒成立:先判断是否属于二次型,再按“ 单独讨论”与“ 且 ”两条线处理;
(3)解集为空集:转化为相应不等式恒成立,注意开口方向与判别式必须配合判断。
【变式1】已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
【变式2】已知不等式的解集为空集,则a的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
考点四 基本不等式求最值【核心重点】
例1已知,则的最小值为( )
A.0 B.2 C.6 D.8
例2已知正实数满足,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
解题策略 用基本不等式求最值
(1)直接型:形如 ()的式子,直接用 ;
(2)配凑型:添项、减项、拆项、分离常数,使“和”或“积”成为定值;
(3)“1 的代换”:把目标式乘以已知的定值式再展开,凑出可用的定值;
(4)每一步都要落实“一正、二定、三相等”。
【变式1】已知,则函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式2】已知正实数满足,则的最小值是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
考点五 基本不等式的实际应用
例1用一段长为的篱笆围成一个矩形菜园(菜园的一边靠墙),菜园的面积最大是( )
A.36 B.144 C.60 D.72
例2如图,是半圆O的直径,点C是直径上一动点,过点C作的垂线,交弧于点D,联结、、.设,,比较线段与的长度,得出结论正确的是( )
A. B.
C. D.
解题策略 基本不等式的应用
(1)实际情境:按“设变量—列目标式—定范围—求最值—作答”五步推进,不跳步;
(2)几何背景:先把线段长或面积表示成代数式,再用基本不等式比较大小;
(3)先判断属于“和为定值求积最大”还是“积为定值求和最小”,再选择不等式方向;
(4)等号成立的条件必须落在变量的实际取值范围内。
【变式1】已知,则的最小值是( )
A.2 B.3 C.6 D.36
【变式2】已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
实战训练
1.(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)设,则“”是“”成立的( )
A.充分不必要条件 B.充分必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
2.下列说法正确的是( )
A.的最小值为2 B.的最大值为
C.的最小值为2 D.的最小值为2
3.若,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.
5.若实数a,b,c满足,,则( )
A. B. C. D.
6.已知a,b为正实数,,则( )
A.ab的最小值为4 B.ab的最大值为4
C.ab的最小值为2 D.ab的最大值为2
7.已知实数、满足,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
8.函数的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.
9.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
10.若,则有( )
A.最小值6 B.最小值8 C.最大值8 D.最大值3
11.函数的最小值为( )
A.2 B.5 C.6 D.7
12.不等式的解集为( )
A. B. C. D.或
13.不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
14.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
15.设,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
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专题02 不等式性质与基本不等式
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01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 7
考点一:不等式的性质与比较大小【高频考点】 7
考点二:一元二次不等式及其解法【核心重点】 9
考点三:由解集反推参数与恒成立问题【重难点】 10
考点四:基本不等式求最值【核心重点】 12
考点五:基本不等式的实际应用 14
04 实战演练 15
考情解读
考试要求
理解不等式的性质;掌握一元二次不等式的解法,理解一元二次不等式与相应函数、方程的联系;理解基本不等式 的几何意义,能用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。
命题分析
本专题每年 1~2 道选择题,题量不大但年年出现:2023 年考不等式性质辨析,2024 年考分式不等式与基本不等式求周长最小,2025 年考 型最值。基本不等式求最值出现最频繁,恒成立问题多以全称量词包装,复习重点放在配凑与等号条件的检验。
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
不等式的性质与比较大小
3年1考
不等式性质辨析
预测2027年在选择题中考查不等式性质的辨析
一元二次不等式的解法
3年1考
分式不等式的解集
预测2027年在选择题中考查一元二次不等式与分式不等式
含参不等式与恒成立
3年1考
恒成立求参数范围
预测2027年在选择题中考查恒成立求参数范围
基本不等式求最值
3年2考
矩形周长最小、 型最值
预测2027年在选择题或解答题中考查基本不等式求最值
知识梳理
知识点1、不等式与不等关系
比较两个实数的大小,归根结底是比较它们的差。
;;。当 时还可用作商法:。
不等式的常用性质如下:
对称性:;传递性: 且 ;
可加性:;
可乘性:,;,;
同向可加:,;
同向同正可乘:,;
乘方与开方:,( 为正整数且 );
倒数:,。
必记结论
(1)作差比较的四个步骤是“作差—变形—定号—结论”,变形环节常用因式分解或配方。
(2)两个同向不等式只有两边都为正数时才能相乘,这是性质里条件最苛刻的一条。
(3)判断某个不等式是否成立,可先取特殊值排除,再用性质给出证明。
✅注意:可乘性中的乘数正负、同向可乘中的“同正”,是最容易被跳过的两个条件。
⚠️概念辨析
· 与 并不等价,只有 、 同号时后者才成立。
· 一定有 ,但 时 未必成立。
⚠️避坑指南
❌ 不判断乘数的正负,直接把不等式两边乘以同一个数。
❌ 两个同向不等式不加“两边同正”的条件就相乘。
自主检测若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以,由不等式的性质得,故选项A正确.
知识点2、一元二次不等式及其解法
三个“二次”互相联系:一元二次不等式的解集,取决于对应二次函数图象与 轴的位置关系,也取决于对应方程根的情况。
以 为例,记 ,则解集分三种情形,见下表。
判别式
的解集
或
的解集
解一元二次不等式的步骤:把二次项系数化为正,求 并解对应的方程,画出抛物线草图,按“大于取两边、小于取中间”写出解集。
分式不等式的等价变形:; 且 。
必记结论
(1)解不等式就是找函数图象位于 轴上方(或下方)时自变量的取值范围。
(2)分式不等式必须先移项通分,化成与 比较的标准形式,再化归为整式不等式。
(3)二次项系数含参数时,要先讨论系数为零的情形。
✅注意:分式不等式只能“商化积”,不能去分母;分母的符号未知,去分母会改变不等号方向。
⚠️概念辨析
· “大于取两边、小于取中间”只在二次项系数为正时成立,系数为负要先化正。
· 与 不完全等价,前者还要求 。
⚠️避坑指南
❌ 解分式不等式时直接去分母,忽略分母的正负。
❌ 二次项系数为负数时忘记先化为正,导致解集取反。
自主检测不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】解一元二次不等式即可.
【详解】因为的根为或,
所以的图象如图所示,
所以解集为,即.
故选:C.
知识点3、含参不等式与恒成立问题
由解集反推系数:若 的解集为 ,则 ,且 、 是方程 的两根,可用韦达定理建立系数的关系。
恒成立的等价条件:
对任意 恒成立 且 ,或 且 ;
对任意 恒成立 且 ,或 且 。
解集为空集: 的解集为 ,等价于 对一切实数恒成立。
必记结论
(1)含参数的二次不等式,第一步先看二次项系数能否为零,不能默认它是二次式。
(2)“解集为 ”“解集为 ”“解集为两段的并集”,分别对应判别式与开口方向的不同组合。
(3)由解集反推参数时,解集的端点一定是对应方程的根,这是最直接的入手点。
✅注意:二次项系数含参数时漏掉系数为零的情形,是本知识点失分最多的地方。
⚠️概念辨析
· 判断“ 恒成立”时,若二次项系数含参,要先看 的情形:此时不等式退化为一次不等式或常数不等式,不能直接套用“ 且 ”。
· 判断恒成立时, 必须与开口方向配合使用,单看判别式会出错。
⚠️避坑指南
❌ 只讨论 的情形,漏掉 使答案不完整。
❌ 把“解集为空集”直接等同于“判别式小于零”,忽略开口方向。
自主检测若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.或
【答案】C
【分析】由对一切实数都成立,结合函数的性质分类讨论进行求解.
【详解】解:对一切实数都成立,
①时,恒成立,
②时,,解得,
综上可得,,
故选:C.
知识点4、基本不等式
重要不等式:对任意 、,都有 ,当且仅当 时取等号。
基本不等式:对任意 、,都有 ,当且仅当 时取等号,也常写成 。
几何意义:在半圆中,半径不小于半弦,即 。
常用变形:();();(,)。
使用条件是“一正、二定、三相等”:字母为正,和或积中至少有一个是定值,且等号能取到。
必记结论
(1)基本不等式求最值有两句口诀:积为定值时和取最小,和为定值时积取最大。
(2)用基本不等式求出结果后,一定要回头验证等号成立的条件是否落在允许范围内。
(3) 对任意实数成立,适用范围比基本不等式更宽。
✅注意:不检验等号成立的条件,是使用基本不等式时最常见的失分点。
⚠️概念辨析
· 基本不等式要求两个字母都为正数,字母为负时 不成立。
· 与基本不等式的成立范围不同,前者对任意实数成立。
⚠️避坑指南
❌ 使用基本不等式前不检查字母是否为正。
❌ 求出的等号条件不在题目允许范围内,仍按该值作答。
自主检测已知x,y为正实数,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】根据题意利用基本不等式运算求解.
【详解】因为x,y为正实数,则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:D.
知识点5、基本不等式的应用
积定和最小:若 、 且 (定值),则 ,当 时取得最小值。
和定积最大:若 、 且 (定值),则 ,当 时取得最大值。
“1 的代换”:当已知条件中的和、积都不是定值时,把目标式乘以已知的定值式再展开,凑出可用基本不等式的形式。
配凑技巧:通过拆项、加项减项、分离常数等手段,把式子整理成“和定”或“积定”。
实际应用的一般步骤:设变量—列目标式—定范围—求最值—作答。
必记结论
(1)求最值前先判断属于“和定”还是“积定”,这决定了套用不等式的方向。
(2)应用题中求出的最值要检验是否符合实际意义,如长度为正、不超过给定容量。
(3)配凑时最常用的两种手段是分离常数与乘以 1,必要时把一次项拆成两项之和。
✅注意:应用题中变量的范围由实际背景决定,忽略范围可能在不可取的位置取等号。
⚠️概念辨析
· “积定和最小”与“和定积最大”方向相反,要先看目标式求的是和还是积。
· 用基本不等式得到的最值,必须有自变量取值使其取等,否则该最值取不到。
⚠️避坑指南
❌ 目标式与已知条件不匹配时硬套基本不等式,不先做配凑。
❌ 应用题中忽略变量的实际范围,在最值点不可取时照搬结论。
自主检测正数,满足,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】将变形为,再用基本不等式“1”的用法求解即可.
【详解】因为为正数,且,所以有,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C.
考点精讲
考点一 不等式的性质与比较大小【高频考点】
例1已知,,均为实数,则下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
【答案】C
【分析】结合不等式的性质逐项分析即可.
【详解】对于A,若,则,故A错误;
对于B,由题设,所以,故B错误;
对于C,由,则,故C正确;
对于D,因为,,所以,故D错误.
故选:C.
例2若,则下列不等式中不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合不等式的性质确定正确选项.
【详解】由<0,得b<a<0,故B项正确;∴a2<b2,ab<b2,故C项不正确,D项正确;
∵a+b<0,ab>0,∴a+b<ab,故A项正确.
故选:C
解题策略 判断不等式是否成立
(1)性质法:依照不等式的性质逐步变形,每一步都要核对成立条件,尤其是乘数的正负;
(2)特殊值法:取满足题设的特殊值代入各选项,能够快速排除错误选项;
(3)作差法:要确认某个结论成立,作差后因式分解或配方,再判断符号。
【变式1】若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】结合不等式的性质逐项分析即可.
【详解】对于A,令,,,,则,不满足,故A错误;
对于B,令,,,,则,不满足,故B错误;
对于C,当时,,不满足,故C错误;
对于D,因为,且,根据不等式性质,两边除以正数,不等号方向不变,故,故D正确.
故选:D.
【变式2】设,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】通过举反例可判断A,B,根据不等式的性质或作差法可判断C,D.
【详解】当,时,显然不成立,故A错误;
当时,显然不成立,故B错误;
因为,所以成立,故C正确;
因为,由已知可知,但不能确定的符号,故D错误.
故选:C.
考点二 一元二次不等式及其解法【核心重点】
例1不等式的解集为( ).
A. B.
C.或 D.或
【答案】B
【分析】应用不含参的一元二次不等式的解法求解集.
【详解】由,可得,故解集为.
故选:B
例2不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】移项后转化为求一元二次不等式的解即可.
【详解】即为即,故,
故解集为.
故选:C.
解题策略 解一元二次不等式
(1)整式型:二次项系数化为正,求出对应方程的根,按“大于取两边、小于取中间”写解集;
(2)分式型:移项通分化为标准形式,再用“商化积”转化为整式不等式,并注意分母不为零;
(3)含等号的情形:分母不能为零,解集端点该开该闭要逐一核对。
【变式1】不等式的解集为( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】B
【分析】求出对应方程的根,结合对应二次函数的开口方向即可求解.
【详解】由得或,
因为的图象开口向上,所以不等式的解集为.
故选:B
【变式2】不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】根据一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】由,即,
解得或,则不等式的解集为或.
故选:B.
考点三 由解集反推参数与恒成立问题【重难点】
例1已知不等式的解集为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由不等式的解集为,
则,且方程的两根为和.
则由韦达定理有,解得
所以.
例2若不等式对任意实数x均成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化简已知不等式,对进行分类讨论,结合一元二次不等式的知识求得的取值范围.
【详解】依题意,不等式对任意实数x均成立,
即不等式恒成立,
当时,不等式可化为恒成立,
当时,
,解得,
综上所述,的取值范围是.
故选:B
解题策略 含参二次不等式的处理
(1)由解集反推系数:解集的端点就是对应方程的根,用韦达定理建立方程(组)求解;
(2)恒成立:先判断是否属于二次型,再按“ 单独讨论”与“ 且 ”两条线处理;
(3)解集为空集:转化为相应不等式恒成立,注意开口方向与判别式必须配合判断。
【变式1】已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
【答案】B
【分析】根据不等式的解集,可得是方程的根,得到的关系,再解可得答案.
【详解】不等式的解集为,
可得是方程的根,
所以,且,解得,
由不等式可得,
由得,
所以,解得,
则不等式的解集为.
故选:B.
【变式2】已知不等式的解集为空集,则a的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【分析】根据题意,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】由不等式的解集为空集,
根据二次函数的性质,则满足,解得.
即实数的取值范围是.
故选:A.
考点四 基本不等式求最值【核心重点】
例1已知,则的最小值为( )
A.0 B.2 C.6 D.8
【答案】D
【分析】直接利用基本不等式可得答案.
【详解】因为,
所以,
当且仅当 即时取等号.
故的最小值为8.
故选:D
例2已知正实数满足,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】正实数满足,则
,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
故选:D
解题策略 用基本不等式求最值
(1)直接型:形如 ()的式子,直接用 ;
(2)配凑型:添项、减项、拆项、分离常数,使“和”或“积”成为定值;
(3)“1 的代换”:把目标式乘以已知的定值式再展开,凑出可用的定值;
(4)每一步都要落实“一正、二定、三相等”。
【变式1】已知,则函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】因为,可得,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以函数的最大值为.
故选:C.
【变式2】已知正实数满足,则的最小值是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】正实数满足,
由基本不等式得,,
当且仅当,即时,等号成立.
故选:C
考点五 基本不等式的实际应用
例1用一段长为的篱笆围成一个矩形菜园(菜园的一边靠墙),菜园的面积最大是( )
A.36 B.144 C.60 D.72
【答案】D
【分析】利用基本不等式求最值即可.
【详解】设矩形菜园的宽为 ,长 ,则,且,.
因为 (当且仅当,时取“”).
故选:D
例2如图,是半圆O的直径,点C是直径上一动点,过点C作的垂线,交弧于点D,联结、、.设,,比较线段与的长度,得出结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据几何关系表示和,即可比较大小.
【详解】因为是圆的半径,所以,
因为是圆的直径,所以,
则,即,即,
所以,
当点与点重合时,,否则,即,
所以 .
故选:B
解题策略 基本不等式的应用
(1)实际情境:按“设变量—列目标式—定范围—求最值—作答”五步推进,不跳步;
(2)几何背景:先把线段长或面积表示成代数式,再用基本不等式比较大小;
(3)先判断属于“和为定值求积最大”还是“积为定值求和最小”,再选择不等式方向;
(4)等号成立的条件必须落在变量的实际取值范围内。
【变式1】已知,则的最小值是( )
A.2 B.3 C.6 D.36
【答案】C
【分析】根据基本不等式即可求解.
【详解】由于,所以,所以,当且仅当,即时取等号,
故选:C
【变式2】已知,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【分析】变形后由基本不等式求出最值.
【详解】因为,所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
故选:B
实战训练
1.(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)设,则“”是“”成立的( )
A.充分不必要条件 B.充分必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】先解一元二次不等式,再根据充分条件和必要条件的定义即可得解.
【详解】由,解得,
所以“”是“”成立的必要不充分条件.
故选:C.
2.下列说法正确的是( )
A.的最小值为2 B.的最大值为
C.的最小值为2 D.的最小值为2
【答案】C
【详解】当时,,当且仅当,即时,等号成立;当时,,当且仅当,即时,等号成立.故A,B错误.对任意,,当且仅当,即时,也即时,等号成立,所以的最小值为2,故C正确.,当且仅当,即时,等号成立,但是,等号不成立,故D错误.
3.若,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】由,解得,
则x的取值范围为.
故选:A.
4.不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.
【答案】A
【分析】直接求解一元二次不等式,即可得到结果.
【详解】解不等式,得,
所以原不等式的解集为.
故选:A
5.若实数a,b,c满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的性质,即可逐一求解.
【详解】对于A, 由于,,故,故A错误,
对于B, 由于,,则,故B错误,
对于C,由于,则,故C错误,
对于D,由于,则,,则,故D正确.
故选:D
6.已知a,b为正实数,,则( )
A.ab的最小值为4 B.ab的最大值为4
C.ab的最小值为2 D.ab的最大值为2
【答案】A
【分析】由题设条件等式,运用基本不等式计算即得.
【详解】因a,b为正实数,由可得,
即得,当且仅当时取等号,
即时,ab的最小值为4.
故选:A.
7.已知实数、满足,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用不等式的基本性质可得出、、的大小关系.
【详解】因为,由不等式的基本性质可得,,故.
故选:C.
8.函数的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式即可得解.
【详解】因为,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
则的最小值是.
故选:D.
9.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式的解法求解.
【详解】由得,,
解得,
所以不等式的解集为.
故选:A
10.若,则有( )
A.最小值6 B.最小值8 C.最大值8 D.最大值3
【答案】A
【分析】由均值不等式计算即可得解.
【详解】由题意,,由均值不等式,
当且仅当,即时等号成立,
故有最小值6.
故选:A
11.函数的最小值为( )
A.2 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】由基本不等式即可求解.
【详解】由可得,所以,
当且仅当,即时等号成立,
故选:D
12.不等式的解集为( )
A. B. C. D.或
【答案】C
【分析】解二次不等式即可得解.
【详解】因为,即,解得,
所以的解集为.
故选:C.
13.不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由一元二次不等式的解法,即可得出答案.
【详解】不等式可化为,
所以不等式的解集为.
故选:B.
14.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据不等式性质可推断,再通过举反例即可得出结论.
【详解】因为,由,根据传递性可知,
因此“”能推出“”,因此充分性成立;
不妨取,满足,但不成立,因此必要性不成立;
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
15.设,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】先解出不等式,再根据充分性,必要性的定义得出答案即可.
【详解】,
则不能推出,但可以推出,
故“”是“”的必要不充分条件.
故选:C.
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