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苏教版必修第一册 第三章 不等式 · 基础版 · 学生版
苏教版高中数学必修第一册 第三章《不等式》
期中章节复习讲义 · 基础版(难度系数 0.60) | 学生版
班级:________ 姓名:________ 得分:________
适用范围:3.1 不等式的基本性质,3.2 基本不等式,3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式。建议用时 90 分钟。
一、知识梳理
知识点 1 不等式的基本性质与比较大小
1.比较大小的依据:;;。
2.作差法:作差→变形(因式分解、配方、通分)→判断符号→下结论。变形到能明显看出符号为止。
3.不等式的基本性质:
(1)对称性:;
(2)传递性:;
(3)可加性:;
(4)可乘性:;。
4.常用推论:;;;。
易错提醒:同向不等式可以相加,但不能相减、相除;两边同乘一个数时,必须判断它是正数还是负数。,除非 。
知识点 2 不等式性质的应用(求取值范围)
1.已知几个量的范围,求它们的和、差的范围:先把每个量的范围“调整”到所需形式,再用同向不等式相加。
2.求差的范围时,先取相反数(不等号方向改变),再相加,如由 得 。
3.求积的范围时,先判断各量的正负,再确定乘积的最大值与最小值。
4.求平方的范围时注意:若 的取值跨过 ,则 的最小值为 ,不能简单地把端点平方。
方法提炼:范围问题一律“化归为同向不等式相加”,切忌对两个不等式直接相减。
知识点 3 基本不等式及其成立条件
1.基本不等式:若 ,则 ,当且仅当 时取等号。
2.常用变形:;。
3.使用条件(一正、二定、三相等):两个量都为正数;和或积为定值;能取到等号。三者缺一不可。
4.两个常用结论:若 为定值 ,则当 时 取最小值 ;若 为定值 ,则当 时 取最大值 。
易错提醒:若 ,不能直接用 ,应先化为 ,再用基本不等式。
知识点 4 基本不等式的配凑应用
1.“拆项配凑”:把 化为 ,使积为定值。
2.“凑积定值”:求 ()的最大值,利用 为定值。
3.“取倒数”:求 的最值时,先化为 ,再用基本不等式。
4.配凑的原则:凑出“和为定值”或“积为定值”,并保证等号能取到。
知识点 5 “1”的代换
1.若已知 (或类似条件),求 的最小值时,把 写成 ,展开后使用基本不等式。
2.若已知 ,求 的最小值,同样乘以 ,因为 ,乘后值不变。
3.口诀:“乘 1 不变,展开凑积定”,最后一定要回代检验等号成立的条件。
方法提炼:凡是“已知和为定值求倒数和”或“已知倒数和为定值求和”的题目,都可以用“1”的代换。
知识点 6 一元二次不等式的解法
1.求解步骤:移项整理成 (或 )的形式,且使 ;求判别式 与方程的根;结合图象写出解集。
2.当 时: 时“大于取两边,小于取中间”; 时, 的解集为 , 的解集为 ; 时, 的解集为 , 的解集为 。
3.二次项系数为负时,先两边同乘 ,注意不等号方向改变。
4.解集要写成集合或不等式的形式,端点能否取到由原不等式中的等号决定。
知识点 7 三个“二次”之间的关系
1.二次函数 的图象与 轴交点的横坐标,就是方程 的根,也是不等式解集的端点。
2.由解集反求系数:若 的解集为 ,则 ,且 是方程的两根,可用根与系数的关系求 。
3.判别式 决定方程根的个数: 两个不等实根; 两个相等实根; 无实根。
易错提醒:由解集 判断开口方向时,若解集是“两根之间”,则 ;若解集是“两根之外”,则 。
知识点 8 一元二次不等式的恒成立问题
1. 恒成立的条件: 且 ;若 ,需单独讨论。
2. 恒成立的条件: 且 。
3.区间上恒成立:;也可分离参数,转化为求最值。
4.解集为 与“恒成立”是同一问题的两种说法,解集为 则对应“恒不成立”。
二、典例精讲(每知识点 2 例 2 变式)
知识点 1 不等式的基本性质与比较大小
【例 1】比较 与 的大小。
解:
【例 2】已知 ,,判断下列结论是否正确:
(1);(2)。
解:
【变式 1】比较 与 的大小。
解:
【变式 2】已知 ,判断“”是否一定成立,并说明理由。
解:
知识点 2 不等式性质的应用(求取值范围)
【例 3】已知 ,,求 与 的取值范围。
解:
【例 4】已知 ,,求 、、 的取值范围。
解:
【变式 3】已知 ,求 的取值范围。
解:
【变式 4】已知 ,求 的取值范围。
解:
知识点 3 基本不等式及其成立条件
【例 5】已知 ,求 的最小值。
解:
【例 6】已知 ,,且 ,求 的最大值。
解:
【变式 5】已知 ,求 的最大值。
解:
【变式 6】已知 ,,且 ,求 的最小值。
解:
知识点 4 基本不等式的配凑应用
【例 7】已知 ,求 的最小值。
解:
【例 8】已知 ,求 的最大值。
解:
【变式 7】已知 ,求 的最小值。
解:
【变式 8】已知 ,求 的最大值。
解:
知识点 5 “1”的代换
【例 9】已知 ,,且 ,求 的最小值。
解:
【例 10】已知 ,,且 ,求 的最小值。
解:
【变式 9】已知 ,,且 ,求 的最小值。
解:
【变式 10】已知 ,,且 ,求 的最小值。
解:
知识点 6 一元二次不等式的解法
【例 11】解不等式 。
解:
【例 12】解不等式 。
解:
【变式 11】解不等式 。
解:
【变式 12】解不等式 。
解:
知识点 7 三个“二次”之间的关系
【例 13】已知不等式 的解集为 ,求 、 的值。
解:
【例 14】已知关于 的方程 有两个不相等的实数根,求实数 的取值范围。
解:
【变式 13】已知不等式 的解集为 ,求 、 的值。
解:
【变式 14】已知不等式 的解集为 ,求不等式 的解集。
解:
知识点 8 一元二次不等式的恒成立问题
【例 15】已知不等式 对一切实数 都成立,求实数 的取值范围。
解:
【例 16】已知不等式 的解集为 ,求实数 的取值范围。
解:
【变式 15】已知不等式 对一切实数 都成立,求实数 的取值范围。
解:
【变式 16】已知不等式 对一切 都成立,求实数 的取值范围。
解:
三、课后巩固
1.比较 与 的大小。
2.已知 ,求 的取值范围。
3.已知 ,求 的最小值。
4.解不等式 。
5.解不等式 。
6.已知 ,,且 ,求 的最小值。
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苏教版高中数学必修第一册 第三章《不等式》
期中章节复习讲义 · 基础版(难度系数 0.60) | 教师版(含解析)
适用范围:3.1 不等式的基本性质,3.2 基本不等式,3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式。建议用时 90 分钟。
一、知识梳理
知识点 1 不等式的基本性质与比较大小
1.比较大小的依据:;;。
2.作差法:作差→变形(因式分解、配方、通分)→判断符号→下结论。变形到能明显看出符号为止。
3.不等式的基本性质:
(1)对称性:;
(2)传递性:;
(3)可加性:;
(4)可乘性:;。
4.常用推论:;;;。
易错提醒:同向不等式可以相加,但不能相减、相除;两边同乘一个数时,必须判断它是正数还是负数。,除非 。
知识点 2 不等式性质的应用(求取值范围)
1.已知几个量的范围,求它们的和、差的范围:先把每个量的范围“调整”到所需形式,再用同向不等式相加。
2.求差的范围时,先取相反数(不等号方向改变),再相加,如由 得 。
3.求积的范围时,先判断各量的正负,再确定乘积的最大值与最小值。
4.求平方的范围时注意:若 的取值跨过 ,则 的最小值为 ,不能简单地把端点平方。
方法提炼:范围问题一律“化归为同向不等式相加”,切忌对两个不等式直接相减。
知识点 3 基本不等式及其成立条件
1.基本不等式:若 ,则 ,当且仅当 时取等号。
2.常用变形:;。
3.使用条件(一正、二定、三相等):两个量都为正数;和或积为定值;能取到等号。三者缺一不可。
4.两个常用结论:若 为定值 ,则当 时 取最小值 ;若 为定值 ,则当 时 取最大值 。
易错提醒:若 ,不能直接用 ,应先化为 ,再用基本不等式。
知识点 4 基本不等式的配凑应用
1.“拆项配凑”:把 化为 ,使积为定值。
2.“凑积定值”:求 ()的最大值,利用 为定值。
3.“取倒数”:求 的最值时,先化为 ,再用基本不等式。
4.配凑的原则:凑出“和为定值”或“积为定值”,并保证等号能取到。
知识点 5 “1”的代换
1.若已知 (或类似条件),求 的最小值时,把 写成 ,展开后使用基本不等式。
2.若已知 ,求 的最小值,同样乘以 ,因为 ,乘后值不变。
3.口诀:“乘 1 不变,展开凑积定”,最后一定要回代检验等号成立的条件。
方法提炼:凡是“已知和为定值求倒数和”或“已知倒数和为定值求和”的题目,都可以用“1”的代换。
知识点 6 一元二次不等式的解法
1.求解步骤:移项整理成 (或 )的形式,且使 ;求判别式 与方程的根;结合图象写出解集。
2.当 时: 时“大于取两边,小于取中间”; 时, 的解集为 , 的解集为 ; 时, 的解集为 , 的解集为 。
3.二次项系数为负时,先两边同乘 ,注意不等号方向改变。
4.解集要写成集合或不等式的形式,端点能否取到由原不等式中的等号决定。
知识点 7 三个“二次”之间的关系
1.二次函数 的图象与 轴交点的横坐标,就是方程 的根,也是不等式解集的端点。
2.由解集反求系数:若 的解集为 ,则 ,且 是方程的两根,可用根与系数的关系求 。
3.判别式 决定方程根的个数: 两个不等实根; 两个相等实根; 无实根。
易错提醒:由解集 判断开口方向时,若解集是“两根之间”,则 ;若解集是“两根之外”,则 。
知识点 8 一元二次不等式的恒成立问题
1. 恒成立的条件: 且 ;若 ,需单独讨论。
2. 恒成立的条件: 且 。
3.区间上恒成立:;也可分离参数,转化为求最值。
4.解集为 与“恒成立”是同一问题的两种说法,解集为 则对应“恒不成立”。
二、典例精讲(每知识点 2 例 2 变式)
知识点 1 不等式的基本性质与比较大小
【例 1】比较 与 的大小。
【解析】作差:。
因为 ,所以 。
【答案】
【例 2】已知 ,,判断下列结论是否正确:
(1);(2)。
【解析】由 得 。
(1)因为 ,,由同向同正可乘得 ,两边同乘 得 。结论正确。
(2)因为 ,,由同向可加得 。结论正确。
【答案】(1)正确;(2)正确
【变式 1】比较 与 的大小。
【解析】作差:。
因为 ,所以 恒成立。
所以 对一切实数 都成立。
【答案】
【变式 2】已知 ,判断“”是否一定成立,并说明理由。
【解析】不一定成立。
反例:取 ,,满足 ,但 ,,此时 。
只有当 (即 同号)时,才有 。
【答案】不一定成立
知识点 2 不等式性质的应用(求取值范围)
【例 3】已知 ,,求 与 的取值范围。
【解析】由 ,,两同向不等式相加得 。
由 得 。
再与 相加得 。
【答案】;
【例 4】已知 ,,求 、、 的取值范围。
【解析】(1)两同向不等式相加得 。
(2)由 得 ,与 相加得 。
(3)因为 ,,所以 ,其中 ,,故 。
所以 。
【答案】;;
【变式 3】已知 ,求 的取值范围。
【解析】由 得 ,两边同减 得 。
【答案】
【变式 4】已知 ,求 的取值范围。
【解析】因为 的取值范围内包含 ,所以 的最小值为 (当 时取到)。
又 ,所以 ( 取不到,因为 取不到 和 )。
所以 。
【答案】
知识点 3 基本不等式及其成立条件
【例 5】已知 ,求 的最小值。
【解析】因为 ,所以 ,由基本不等式得 。
当且仅当 ,即 时取等号。
所以最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【例 6】已知 ,,且 ,求 的最大值。
【解析】由基本不等式的变形 ,得 。
当且仅当 时取等号。
所以 的最大值为 。
【答案】最大值为 ( 时取到)
【变式 5】已知 ,求 的最大值。
【解析】因为 ,所以 ,。
由基本不等式得 。
所以 ,当且仅当 时取等号。
所以最大值为 。
【答案】最大值为 ( 时取到)
【变式 6】已知 ,,且 ,求 的最小值。
【解析】由基本不等式得 。
当且仅当 时取等号。
所以最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
知识点 4 基本不等式的配凑应用
【例 7】已知 ,求 的最小值。
【解析】因为 ,所以 。
。
当且仅当 ,即 时取等号。
所以最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【例 8】已知 ,求 的最大值。
【解析】因为 ,所以 ,,且 为定值。
由基本不等式得 。
当且仅当 ,即 时取等号,最大值为 。
【答案】最大值为 ( 时取到)
【变式 7】已知 ,求 的最小值。
【解析】因为 ,所以 。
。
当且仅当 ,即 时取等号,最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【变式 8】已知 ,求 的最大值。
【解析】因为 ,所以 。
又 (当 时取等号),所以 。
当且仅当 时取等号,最大值为 。
【答案】最大值为 ( 时取到)
知识点 5 “1”的代换
【例 9】已知 ,,且 ,求 的最小值。
【解析】因为 ,所以 。
由基本不等式,。
所以原式 ,当且仅当 ,即 时取等号。
最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【例 10】已知 ,,且 ,求 的最小值。
【解析】因为 ,所以 。
由基本不等式,。
所以 ,当且仅当 时取等号。代入条件得 ,,。
最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【变式 9】已知 ,,且 ,求 的最小值。
【解析】。
当且仅当 时取等号,结合条件得 。
最小值为 。
【答案】最小值为 ( 时取到)
【变式 10】已知 ,,且 ,求 的最小值。
【解析】。
由基本不等式,。
所以原式 ,当且仅当 时取等号。
最小值为 。
【答案】最小值为
知识点 6 一元二次不等式的解法
【例 11】解不等式 。
【解析】因式分解:。
方程 的两根为 ,,且二次项系数 。
由“大于取两边”得解集为 。
【答案】
【例 12】解不等式 。
【解析】两边同乘 ,不等号方向改变,得 。
因式分解:,两根为 ,。
由“小于取中间”得解集为 。
【答案】
【变式 11】解不等式 。
【解析】,当且仅当 时等于 。
所以不等式的解集为 。
【答案】
【变式 12】解不等式 。
【解析】因为 ,方程 无实根。
又二次项系数 ,抛物线开口向上,所以 对一切实数成立。
解集为 。
【答案】
知识点 7 三个“二次”之间的关系
【例 13】已知不等式 的解集为 ,求 、 的值。
【解析】由解集的形式知, 与 是方程 的两个根。
由根与系数的关系:,。
所以 ,。
【答案】,
【例 14】已知关于 的方程 有两个不相等的实数根,求实数 的取值范围。
【解析】方程有两个不相等的实数根,等价于 。
整理得 ,即 ,因式分解得 。
解得 或 。
【答案】 或
【变式 13】已知不等式 的解集为 ,求 、 的值。
【解析】由解集是“两根之间”知 ,且 、 是方程 的两根。
由根与系数的关系:,即 ,得 。
又 ,即 ,得 。
所以 ,。
【答案】,
【变式 14】已知不等式 的解集为 ,求不等式 的解集。
【解析】由解集是“两根之外”知 ,且 、 是方程 的两根。
由根与系数的关系:,,即 ,。
代入 得 。因为 ,两边同除以 得 。
即 ,因式分解得 ,解得 或 。
所以解集为 。
【答案】
知识点 8 一元二次不等式的恒成立问题
【例 15】已知不等式 对一切实数 都成立,求实数 的取值范围。
【解析】二次项系数 ,要使不等式恒成立,只需 。
,解得 。
【答案】
【例 16】已知不等式 的解集为 ,求实数 的取值范围。
【解析】(1)当 时,不等式化为 ,解集为 ,不是 ,舍去。
(2)当 时,需 且 ,解得 。
综上,。
【答案】
【变式 15】已知不等式 对一切实数 都成立,求实数 的取值范围。
【解析】二次项系数 ,只需 。
解得 。
【答案】
【变式 16】已知不等式 对一切 都成立,求实数 的取值范围。
【解析】不等式即 。令 ,。
当 时 取最大值 。
要使 对一切 成立,只需 。
【答案】
三、课后巩固
1.比较 与 的大小。
【答案】。【简析】作差得 。
2.已知 ,求 的取值范围。
【答案】。【简析】由 得 ,两边同减 。
3.已知 ,求 的最小值。
【答案】。【简析】,当 时取等号。
4.解不等式 。
【答案】。【简析】,由“小于取中间”得解集。
5.解不等式 。
【答案】。【简析】两边同乘 得 ,即 。
6.已知 ,,且 ,求 的最小值。
【答案】。【简析】,当 时取等号。
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