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文档简介
专题02不等式
目录
明晰学考要求................................................................................................................................................................1
基础知识梳理................................................................................................................................................................1
考点精讲讲练................................................................................................................................................................3
考点一:不等式的性质........................................................................................................................................3
考点二:和定求积和积定求和............................................................................................................................7
考点三:配凑法..................................................................................................................................................10
考点四:“1”的代换............................................................................................................................................13
考点五:解不含参数的一元二次不等式.........................................................................................................17
考点六:由二次不等式的解确定参数.............................................................................................................20
考点七:不等式的实际应用..............................................................................................................................23
实战能力训练..............................................................................................................................................................28
明晰学考要求
1、了解现实世界和日常生活中的不等关系,了解不等式(组)的实际背景;
2、会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型;
3、通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系;
4、会解一元二次不等式;
5、了解基本不等式的证明过程;
6、会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题
基础知识梳理
一、不等式的性质
1.不等式的基本性质
性质性质内容特别提醒
对称性abba双向性
传递性ab,bcac单向性
可加性aba+cb+c双向性
同向可加性ab,cdacbd单向性
ab,c0acbc
可乘性单向性,注意c的符号
ab,c0acbc
同向同正可乘性ab0,cd0acbd单向性
可乘方性ab0anbn(nN,n1)单向性
可开方性ab0nanb(nN,n2)单向性
2.倒数以及分数的有关性质
11
ab,ab0.
ab
11
a0b.
ab
倒数的性质
ab
ab0,0cd.
cd
111
0axb或axb0.
bxa
bbmbbm
;bm0;
aamaam
分数的性质(ab0,m0)
aamaam
;bm0;
bbmbbm
二、基本不等式
不等式内容等号成立条件
重要不等式a2b22aba,bR当且仅当“ab”时取“”
ab
基本不等式aba0,b0当且仅当“ab”时取“”
2
ab
叫做正数a,b的算术平均数,ab叫做正数a,b的几何平均数.
2
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
ab
注意:“当且仅当ab时,等号成立”是指若ab,则a2b22ab,ab即只能有
2
ab
a2b22ab,ab
2
基本不等式与最值
已知x,y都是正数,则(1)如果积xy等于定值P,那么当xy时,和xy有最小值2P;
1
(2)如果和xy等于定值S,那么当xy时,积xy有最大值S2.
4
注意:从上面可以看出,利用基本不等式求最值时,必须有:(1)x、y0,(2)和(积)为定值,(3)
存在取等号的条件,简称“一正二定三相等”
三、一元二次不等式及其解法
1.三个“二次”之间的关系
判别式b24ac000
yax2bxc(a0)的图象
一元二次方程有两相异实根有两相等实根
b没有实数根
ax2bxc0(a0)的根x,x(xx)xx
1212122a
一元二次不等式
b
(,x1)(x2,){x|x}R
ax2bxc0(a0)的解集2a
一元二次不等式
(x1,x2)
ax2bxc0(a0)的解集
2.一元二次不等式恒成立问题
ab0a0
(1)2恒成立的充要条件是:或
axbxc02
c0b4ac0
ab0a0
(2)2恒成立的充要条件是:或
axbxc02
c0b4ac0
考点精讲讲练
考点一:不等式的性质
利用不等式判断正误的方法:
①直接法:对于说法正确的,要利用不等式的相关性质证明;对于说法错误的只需举出一个反例即可.
②特殊值法:注意取值一定要遵循三个原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是
所取的值要有代表性.
【典型例题】
例1.(2024高二上·北京·学业考试)已知ab,cd,则下面不等式一定成立的是()
A.adbcB.adbc
C.adbcD.adbc
【答案】C
【详解】对于ABD:取a4,b3,c2,d1,满足ab,cd,显然adbc和adbc,adbc
都不成立;
对于C:由cd可得dc,故adbc成立.
故选:C
例2.(2024高二下·湖北·学业考试)已知b克糖水中含有a克糖ba0,再添加m克糖(m0)(假设
全部溶解),糖水变甜了.能够表示这一事实的不等式是()
amabmb
A.B.
bbaa
amabmb
C.D.
bmbama
【答案】C
aam
【详解】由题意可知糖水原浓度为,加糖之后的浓度为,
bbm
ama
则有.
bmb
故选:C
例3.(2022高二下·河北·学业考试)若实数a,b满足a0b,则()
A.ab0B.ab0
11
C.a2b2D.
ab
【答案】D
【详解】对于ABC,令a1,b1,显然满足a0b,同时ab>0,ab0,a2b2,故ABC错误;
11
对于D,若a0b,则0,故D正确.
ab
故选:D.
例4.(2022高二下·河北·学业考试)若实数a,b,c满足ab0,c0,则()
abcc
A.acbcB.C.acbcD.
ccab
【答案】D
【详解】因为ab0,c0,
由不等式性质可知acbc,acbc,故AC错误;
1ab
由c0,可得0,不等式性质可知,故B错误;
ccc
1111
由ab0可知0,所以ab,即,
abababba
cc
又c0,所以,故D正确.
ba
故选:D
例5.(2024高二下·福建·学业考试)已知ab,则下列不等式一定成立的是()
A.ab>0B.1a1bC.abD.a2b2
【答案】A
【详解】因为ab,
所以ab>0,A正确;
ab,因此1a1b,B错;
a1,b2时,ab,但ab,a2b2,CD错;
故选:A.
【即时演练】
1.下列不等式性质哪个是错误的()
A.若ab,bc,则ac
B.若ab,cd,则acbd
C.若ab,则ac2bc2
D.若ab0,cd0,则acbd
【答案】C
【详解】对于A,由不等式的传递性知,若ab,bc,则ac,因此A正确;
对于B,由不等式的可加性知,ab,cd,则acbd,因此B正确;
对于C,若c0,则ac2bc2,因此C不正确;
对于D,由不等式的可乘性知,若ab0,cd0,则acbd,因此D正确;
故选:C.
2.若ab,c0,则下列不等式恒成立的是()
ab
A.B.acbc
cc
C.ac2bc2D.ac3bc3
【答案】C
1ab
【详解】对于A,当c0时,则0,又因为ab,所以,故A不正确;
ccc
对于B,当c0时,由ab,得acbc,故B不正确;
对于C,因为c0,所以c20,由ab,得ac2bc2,故C正确;
对于D,当c0时,则c30,由ab,可得ac3bc3,故D不正确.
故选:C.
3.下面不等式成立的是()
11
A.若ab,cd,则acbdB.若,则ab
ab2a2b
ab
C.若ab,则a2b2D.若ab0,cd0,则
dc
【答案】B
【详解】对于A,取a2,b1,c2,d1,满足ab,cd,而ac0bd,A错误;
1111
对于B,由,得a2b2a2b2,则ab,B正确;
ab2a2bab2a2b
对于C,取a1,b1,满足ab,而a21b2,C错误;
1111
对于D,由cd0,得0,则0,而ab0,
dcdc
abab
于是,,D错误.
dcdc
故选:B
4.如果b0a,那么下列不等式中正确的是()
A.abb2B.ab
11
C.a2b2D.
ab
【答案】D
【详解】若b1,a2时,abb2,ab,a2b2,即A、B、C错;
11
由b0a,则恒成立,D对.
ab
故选:D
5.下列命题为真命题的是()
A.若ab0,则ac2bc2B.若ab0,则a2b2
11
C.若ab0,则a2abb2D.若ab0,则
ab
【答案】B
【详解】对于A,当c0时,显然ac2bc2不成立,故A错误;
对于B,由ab0,利用不等式的性质易得a2b2,故B正确;
对于C,当ab0时,取a2,b1,则a24ab2,故C错误;
11
对于D,当ab0时,ab0,由不等式的性质,可得,故D错误.
ba
故选:B.
考点二:和定求积和积定求和
(1)如果积xy是定值P,那么当且仅当xy时,xy有最小值是2P.(简记:积定和最小)
P2
(2)如果和xy是定值P,那么当且仅当xy时,xy有最大值是.(简记:和定积最大)
4
注意:应用不等式需满足“一正二定三相等”
【典型例题】
例1.(2022高二下·河北·学业考试)已知正数a,b满足ab2,则ab的最小值是()
A.2B.2C.22D.4
【答案】C
【详解】因为ab2,所以ab2ab22,当且仅当ab2时取等号,
故选:C.
例2.(2024高二下·安徽·学业考试)已知x0,y0,且xy2,则()
A.xy的最大值为1B.xy的最小值为1
C.xy的最大值为2D.xy的最小值为2
【答案】A
【详解】因为x0,y0,且xy2,
2
xy
所以xy1,当且仅当xy1时,等号成立,
2
所以xy的最大值为1,
2
而xyx2xx11,且,故无最小值.
0<�<2
故选:A
例3.(2023高三·河北·学业考试)若x,yR,且x2y3,则xy的最大值为.
9
【答案】
8
【详解】由题知,x,yR,且x2y3
因为x2y2x2y,
所以32x2y,
9
所以98xy,即xy,
8
33
当且仅当x2y,即x,y时,取等号,
24
9
故答案为:
8
例4.已知正实数m,n满足mn1,则mn的最大值是()
21
A.2B.2C.D.
22
【答案】B
222
aba2b2ababa2b2
【详解】由于0,
22422
2
所以mnmn,
1
22
1
即mn2,当且仅当mn时等号成立.
2
故选:B.
1y
例5.已知x、yR,且2y3,则的最大值为
xx
9
【答案】或1.125
8
1
【详解】因为x,yR且2y3,
x
12yy9
所以32y2,即,
xxx8
123
当且仅当2y,即x且y时取等号,
x34
y9
此时取最大值为.
x8
9
故答案为:.
8
【即时演练】
1.若正数a,b满足:a24b22,则当ab取最大值时a的值为()
111
A.1B.C.D.
423
【答案】A
1
【详解】根据基本不等式,解得a24b22a24b24ab,4ab2,ab,
2
当且仅当a2b1时等号成立,
故选:A.
2.已知x,y为正实数,且满足4xy40,则xy的最大值是.
【答案】100
【详解】因为4xy40,
2
114xy
所以xy4xy100,
442
当且仅当4xy,即x5,y20时,等号成立.
即xy的最大值为100.
故答案为:100
1
3.已知函数fxx1x0,则当且仅当x时,fx有最小值.
4x
1
【答案】/0.52
2
1111
【详解】x0,fxx12x12,当且仅当x,即x时取等号,且fx的最小值
4x4x4x2
为2,
1
故答案为:,2
2
1a
4.已知正数a,b满足3a则的最大值为.
bb
9
【答案】/2.25
4
11
【详解】因为3a,所以3a,
bb
因为a,b为正数,故3a0,所以0<a<3,
2
aa3a9
所以a3a,
b24
32a9
当且仅当a3a即a,此时b,取到最大值为.
23b4
9
故答案为:
4
5.已知a2b1,则3a9b的最小值为.
【答案】23
【详解】因为a2b1,
所以3a9b3a32b23a32b23a2b23,
11
当且仅当3a32b,即a,b时取等号,
24
故3a9b的最小值为23.
故答案为:23
考点三:配凑法
添项配凑出“和为定值”或“积为定值”,使用基本不等式;
【典型例题】
例1.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)若x1,则函数的最小值为()
1
�(�)=9�+�−1
A.6B.9C.12D.15
【答案】D
【详解】因为x1,则x10,
可得,
111
�(�)=9�+�−1=9�−1+4�−1+9≥29�−1⋅�−1+9=15
当且仅当,即x时,等号成立,
13
9�−1=�−1
所以函数的最小值为15.
1
�(�)=9�+�−1
故选:D.
1
例2.已知x2,则x的最小值是()
x2
A.3B.4C.5D.2
【答案】B
111
【详解】由于x2,故x20,所以xx222x224,
x2x2x2
11
当且仅当x2,即x3时等号成立,故x最小值为4.
x2x2
故选:B
4
例3.(2023高二·湖南衡阳·学业考试)函数yx(x2)的最小值是.
x2
【答案】6
【详解】因为x2,所以x20,
444
所以yxx222x226,
x2x2x2
4
当且仅当x2,即x4时取等号,
x2
4
所以函数yx(x2)的最小值是6.
x2
故答案为:6
例4.(2022高二下·辽宁·学业考试)已知x2,则函数fxx12的最小值为.
x2
【答案】2
【详解】因为x2,所以x20,
11
所以f(x)x22x22,
x2x2
1
当且仅当x2,即x3时等号成立,
x2
1
所以函数f(x)x2的最小值为2,
x2
故答案为:2.
1
例5.若x1,则2x的最小值是.
x1
【答案】222/222
【详解】因为x1,则x10,
111
2x2x1222x12222,
x1x1x1
12
当且仅当2x1,即x1时等号成立,
x12
1
所以2x的最小值是222.
x1
故答案为:222
【即时演练】
9
1.函数yxx2的最小值是()
x2
A.4B.6C.8D.12
【答案】A
99
【详解】yx222(x2)2624,
x2x2
99
故yxx2最小值是4,当且仅当x2,解得x1.时,取得最小值.
x2x2
故选:A
2
2.已知x3,则x的最小值为()
x3
A.223B.223C.22D.4
【答案】A
【详解】解:因为x3,所以x30,
222
所以xx332x33322,
x3x3x3
2
当且仅当x3时,即x32时等号成立,
x3
2
所以函数x的最小值是322.
x3
故选:A
3.已知x1,y0,xy3,则x1y的最大值是()
114
A.B.C.D.1
429
【答案】D
x1y
【详解】由x1,y0,xy3,得x1y()21,当且仅当x1y1时取等号,
2
所以x1y的最大值是1.
故选:D
1
4.已知x1,则4x的最小值为()
x1
A.4B.0C.4D.8
【答案】B
【详解】因为x1,所以x10,
111
所以4x4(x1)424(x1)40,
x1x1x1
11
当且仅当4(x1),即x时,等号成立,
x12
1
故4x的最小值为0.
x1
故答案为:B.
x2
5.若x2,则y的最小值为.
x2
【答案】8
【详解】因为x2,所以x20,
2
x2x24x24
所以y
x2x2
44
x242x248,
x2x2
4
当且仅当x2,即x4时取等号,
x2
x2
所以y的最小值为8.
x2
故答案为:8.
考点四:“1”的代换
mn
出现分式相加模型,可进行以下步骤:
xy
①根据已知条件或者利用分母得到“1”的表达式;
②把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘,进而构造和的形式,利用基本不等式求解最值.
【典型例题】
49
例1.(2022高三下·广东·学业考试)已知1,且x0,y0,则xy的最小值是()
xy
A.24B.25C.26D.27
【答案】B
499x4y9x4y
【详解】yxy49132131225,x
xyyxyx
9x4y49
当且仅当3x2y时等号成立,又1,解得x10,y15.
yxxy
故选:B.
121
例2.若正实数x,y满足x3y1.则的最小值为()
xy
A.12B.25C.27D.36
【答案】C
12112136yx
【详解】解:因为x3y1,所以x3y15.
xyxyxy
36yx36yx36yx21
因为x,y0,所以212,当且仅当,即x,y时,等号成立,
xyxyxy39
121
所以,的最小值为27.
xy
故选:C
11
例3.若a0,b0,ab1,则的最小值为.
ab
【答案】4
1111baba
【详解】易知ab11224,
abababab
11
当且仅当a,b时,等号成立;
22
11
即的最小值为4;
ab
故答案为:4
2y2
例4.(2023高二下·浙江·学业考试)正实数x,y满足2x3y1,则的最小值是()
xy
A.3B.7C.1047D.107
【答案】C
2y263y2612x2722
【详解】由2x3y1得3y12x,所以,
xy3xy3xy3xy3
7227227y4x
由于2x3y10,
3xy33xy3xy
7y4x7y4x37377
由于x,y为正数,所以102104710,当且仅当2x7yy,x
xyxy24
时等号成立,
故选:C
11
例5.(2023高三上·重庆·学业考试)已知x1,y0,x4,则y的最小值为.
yx1
4
【答案】
3
11
【详解】因为x1,y0,x4,所以x10,y0,x13,
yy
111111114
故yx1y2x1y22x1y,
x13yx13x1y3x1y3
1152
当且仅当x1y且x4,即x,y时,等号成立,
x1yy23
1414
所以y,则y的最小值为.
x13x13
4
故答案为:.
3
【即时演练】
12
1.若a0,b0,a2b3,则的最小值为()
ab
A.1B.3C.6D.9
【答案】B
【详解】根据题意可得
1211212a2b12a2b
a2b14523;
ab3ab3ba3ba
2a2b
当且仅当,即a1,b1时,等号成立,此时最小值为3.
ba
故选:B.
11
2.已知0x1,则的最小值为()
2x1x
32
A.3B.
2
3
C.2D.322
2
【答案】C
【详解】因为0x1,所以1x0,
11
112121
则x1x
2x1xx1xx1x
11
1x1x
3x3x3,
2222
2x1x2x1x2
1
1x
当且仅当x,即时取等号,
2x21
x1x
113
所以的最小值为2.
2x1x2
故选:C.
11
3.若正实数a,b满足a2b1,则有()
ab
A.最小值,且最小值为12B.最小值,且最小值为322
C.最大值,且最大值为12D.最大值,且最大值为322
【答案】B
【详解】已知a0,b0,且满足a2b1,
11112ba2ba
a2b323322,
abababab
22
当且仅当a21,b时,等号成立,
2
31
因此,的最小值为322.
ab
故选:B.
11
4.已知x0,y0,且2y1,则2x的最小值为()
xy
A.4B.6C.8D.10
【答案】C
1
【详解】因为x0,y0,且2y1,
x
11111
则2x2x2y44xy424xy8,
yyxxyxy
1
2y1
x
x2
11
当且仅当4xy时,即当1时,等号成立,故2x的最小值为8.
xyyy
4
x0,y0
故选:C.
12
5.已知a0,b0,且4.
ab
1
(1)证明:ab
2
(2)求2ab的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)2
122
【详解】(1)因为a0,b0,所以2,
abab
当且仅当b2a1时,等号成立.
122
因为4,所以24
abab
21
所以4,所以ab.
ab2
121121b4a
(2)因为4,所以2ab2ab4.
ab4ab4ab
b4a
因为a0,b
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