内容正文:
第3讲 不等式与线性规划
1.复习简单线性规划问题时,要重视数形结合思想的运用,同时因为最优解是通过图形观察的,所以作图要精确,否则可能导致结果有误.
探究一 不等式性质的应用及解不等式
例1设x∈(0,+∞)时,不等式9x-m·3x+m+1>0恒成立,则m的取值范围是( )
A.2-2eq \r(2)<m<2+2eq \r(2) B.m<2
C.m<2+2eq \r(2) D.m≥2+2eq \r(2)
【解析】选C.
令t=3x(t>1),则由已知得函数f(t)=t2-m·t+m+1的图象在t∈(1,+∞)上恒在x轴上方.则对于方程f(t)=0,有Δ<0或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δ≥0,,\f(m,2)≤1,,f(1)≥0,))解得m<2+2eq \r(2).
探究二 基本不等式的应用
例2已知函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2-ax,x>0,,2x-1,x≤0.))若不等式f(x)+1≥0在x∈R上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,0) B.[-2,2]
C.(-∞,2] D.[0,2]
【解析】选C.
例3已知函数f(x)=ln(x+eq \r(1+x2)),若正实数a,b满足f(2a)+f(b-1)=0,则eq \f(1,a)+eq \f(1,b)的最小值是__________.
【解析】3+2eq \r(2)
因为f(x)=ln(x+eq \r(1+x2)),f(-x)=ln(-x+eq \r(1+x2)),所以f(x)+f(-x)=0, 即f(x)在R上为奇函数.又因为f(x)在其定义域上是增函数,故2a+b=1,
所以eq \f(1,a)+eq \f(1,b)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)+\f(1,b)))(2a+b)=3+eq \f(b,a)+eq \f(2a,b)≥3+2eq \r(2)(当且仅当a=eq \f(2-\r(2),2),b=eq \r(2)-1时等号成立).
探究三 线性目标函数的最值及取值范围
例4 (1)[2017·全国卷Ⅱ]设x,y满足约束条件eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+3y-3≤0,,2x-3y+3≥0,,y+3≥0,))则z=2x+y的最小值是( )
A.-15 B.-9 C.1 D.9
【解析】选A.
作出约束条件对应的可行域,如图中阴影部分所示,当目标函数线经过可行域中的点A(-6,-3)时,目标函数取得最小值,即zmin=2×(-6)-3=-15.故选A.
(2)实数x、y满足不等式组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y≥0,,x-y≥0,,2x-y-2≥0,))则w=eq \f(y-1,x+1)的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,3))) B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),\f(1,3)))
C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),+∞)) D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1))
【解析】选D.
点(x,y)在图中阴影部分,w=eq \f(y-1,x+1)表示动点(x,y)与定点A (-1,1)连线的斜率,l1为斜率k1=kAB=-eq \f(1,2). l2与x-y=0平行,∴w∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1)).
(3)设x,y满足约束条件eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+y-2≤0,,x-2y-2≤0,,2x-y+2≥0.))若z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a的值为( )
A.eq \f(1,2)或-1 B.2或eq \f(1,2)
C.2或1 D.2或-1
【解析】选D.
作出约束条件满足的可行域,根据z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,通过数形结合分析求解.
如图,由y=ax+z知z的几何意义是直线在y轴上的截距,故当a>0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=2;当a<0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=-1. 选D.
1.实数大小的比较方法:作差法、作商法、函数单