考点03不等式(9种题型11个易错考点)-【一轮复习讲义】2024年高考数学复习全程规划(新高考地区专用)(解析版)
展开考点03不等式(9种题型11个易错考点)
一、 真题多维细目表
考题
考点
考向
2022新高考2,第12题
基本不等式
利用基本不等式求最值
2020新高考1,第11题
不等式的概念和性质
比较大小
二、命题规律与备考策略
本专题在高考题中多作为载体考查其他知识,例如结合不等式的解法考查集合间的关系与运算、函数的定义域与值域、函数零点的应用等;或考查用基本不等式解决最值或恒成立问题。考题以中低档为主。主要以选择题或填空题的形式出现,分值为5分。对于不等式及其性质内容的复习,需要结合函数的图象与性质、三角函数、数列等知识综合掌握。
三、 2022真题抢先刷,考向提前知
(多选)4.(2022•新高考Ⅱ)若x,y满足x2+y2﹣xy=1,则( )
A.x+y≤1 B.x+y≥﹣2 C.x2+y2≤2 D.x2+y2≥1
【分析】方法一:原等式可化为,(x﹣)2+=1,进行三角代换,令,则,结合三角函数的性质分别求出x+y与x2+y2的取值范围即可.
方法二:由x2+y2﹣xy=1可得,(x+y)2=1+3xy≤1+3,x2+y2﹣1=xy,分别求出x+y与x2+y2的取值范围即可.
【解答】解:方法一:由x2+y2﹣xy=1可得,(x﹣)2+=1,
令,则,
∴x+y==2sin()∈[﹣2,2],故A错,B对,
∵x2+y2===∈[,2],
故C对,D错,
方法二:对于A,B,由x2+y2﹣xy=1可得,(x+y)2=1+3xy≤1+3,即,
∴(x+y)2≤4,∴﹣2≤x+y≤2,故A错,B对,
对于C,D,由x2+y2﹣xy=1得,x2+y2﹣1=xy,
∴x2+y2≤2,故C对;
∵﹣xy≤,∴1=x2+y2﹣xy≤x2+y2+=,
∴,故D错误.
故选:BC.
【点评】本题主要考查了三角代换求最值,考查了三角函数的性质,同时考查了学生分析问题,转化问题的能力,属于中档题.
(多选)1.(2020•山东)已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A.a2+b2≥ B.2a﹣b>
C.log2a+log2b≥﹣2 D.+≤
【分析】直接利用不等式的性质的应用和基本不等式的应用求出结果.
【解答】解:①已知a>0,b>0,且a+b=1,所以(a+b)2≤2a2+2b2,则,故A正确.
②利用分析法:要证,只需证明a﹣b>﹣1即可,即a>b﹣1,由于a>0,b>0,且a+b=1,所以:a>0,﹣1<b﹣1<0,故B正确.
③,故C错误.
④由于a>0,b>0,且a+b=1,
利用分析法:要证成立,只需对关系式进行平方,整理得,即,故=,当且仅当a=b=时,等号成立.故D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查的知识要点:不等式的性质的应用,基本不等式的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题型.
四、考点清单
一.不等式的基本性质
①对称性:a>b⇔b<a;
②传递性:a>b,b>c⇒a>c;
③可加性:a>b⇒a+c>b+c.
④同向可加性:a>b,c>d⇒a+c>b+d;
⑤可积性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;
⑥同向整数可乘性:a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
⑦平方法则:a>b>0⇒an>bn(n∈N,且n>1);
⑧开方法则:a>b>0⇒( n∈N,且n>1).
二.不等关系与不等式
①对任意的a,b,有a>b⇔a﹣b>0;a=b⇒a﹣b=0;a<b⇔a﹣b<0,这三条性质是做差比较法的依据.
②如果a>b,那么b<a;如果a<b,那么b>a.
③如果a>b,且b>c,那么a>c;如果a>b,那么a+c>b+c.
推论:如果a>b,且c>d,那么a+c>b+d.
④如果a>b,且c>0,那么ac>bc;如果c<0,那么ac<bc.
三.不等式比较大小
不等式大小比较的常用方法
(1)作差:作差后通过分解因式、配方等手段判断差的符号得出结果;
(2)作商(常用于分数指数幂的代数式);
(3)分析法;
(4)平方法;
(5)分子(或分母)有理化;
(6)利用函数的单调性;
(7)寻找中间量或放缩法;
(8)图象法.其中比较法(作差、作商)是最基本的方法.
四.基本不等式及其应用
1、求最值
2、利用基本不等式证明不等式
3、基本不等式与恒成立问题
4、均值定理在比较大小中的应用
【解题方法点拨】
技巧一:凑项
技巧二:凑系数
技巧三:分离
技巧四:换元
五.不等式的综合
1、不等式的性质
2、利用重要不等式求函数最值:“一正二定三相等,和定积最大,积定和最小”.
3、常用不等式
4、证明不等式的方法:比较法、分析法、综合法和放缩法.
比较法的步骤是:作差(商)后通过分解因式、配方、通分等手段变形判断符号或与1的大小,然后作出结论.
常用的放缩技巧有:
5.常系数一元二次不等式的解法:判别式﹣图象法
步骤:(1)化为一般形似:ax2+bx+c≥0,其中a>0;
(2)求根的情况:ax2+bx+c=0△>0(=0,<0);
(3)由图写解集:考虑y=ax2+bx+c(a>0)图象得解.
6.简单的一元高次不等式的解法:标根法:
其步骤是:
(1)分解成若干个一次因式的积,并使每一个因式中最高次项的系数为正;
(2)将每一个一次因式的根标在数轴上,从最大根右上方依次通过每一点画曲线(奇穿偶回);
(3)根据曲线显现 的符号变化规律,写出不等式的解集.
7.分式不等式的解法:
分式不等式的一般解题思路是先移项使右边为0,再通分并将分子分母分解因式,并使每一个因式中最高次项的系数为正,最后用标根法求解.解分式不等式时,一般不能去分母,但分母恒为正或恒为负时可去分母.
8、含参不等式的解法:通法是“定义域为前提,函数增减性为基础,分类讨论是关键.”
注意:①解完之后要写上:“综上,原不等式的解集是…”.
②按参数讨论,最后应按参数取值分别说明其解集;但若按未知数讨论,最后应求并集.
含参数的一元二次不等式的解法:三级讨论法.
一般地,设关于x的含参数a的一元二次形式的不等式为:.
(1)第一级讨论:讨论二次项系数f(a)是否为零;
(2)第二级讨论:若f(a)≠0时,先观察其左边能否因式分解,否则讨论△的符号;
(3)第三级讨论:若f(a)≠0时,△>0时,先观察两根x1,x2大小是否确定,否则讨论两根的大小.
注意:每一级的讨论中,都有三种情况可能出现,即“>”,“=”,“<”,应做到不重不漏.
9.不等式的恒成立、能成立、恰成立等问题
常应用函数方程思想和“分离变量法”转化为最值问题,也可抓住所给不等式的结构特征,利用数形结合法.
1)恒成立问题
若不等式f(x)>A在区间D上恒成立,则等价于在区间D上f(x)min>A,
若不等式f(x)<B在区间D上恒成立,则等价于在区间D上f(x)max<B.
六.指、对数不等式的解法
【概述】
指、对数不等式的解法其实最主要的就是两点,第一点是判断指、对数的单调性,第二点就是学会指数和指数,对数和对数之间的运算,下面以例题为讲解.
七.二次函数的性质与图象
【二次函数】
二次函数相对于一次函数而言,顾名思义就知道它的次数为二次,且仅有一个自变量,因变量随着自变量的变化而变化.它的一般表达式为:y=ax2+bx+c(a≠0)
【二次函数的性质】
二次函数是一个很重要的知识点,不管在前面的选择题填空题还是解析几何里面,或是代数综合体都有可能出题,其性质主要有初中学的开口方向、对称性、最值、几个根的判定、韦达定理以及高中学的抛物线的焦点、准线和曲线的平移.
这里面略谈一下他的一些性质.
①开口、对称轴、最值与x轴交点个数,当a>0(<0)时,图象开口向上(向下);对称轴x=﹣;最值为:f(﹣);判别式△=b2﹣4ac,当△=0时,函数与x轴只有一个交点;△>0时,与x轴有两个交点;当△<0时无交点.
②根与系数的关系.若△≥0,且x1、x2为方程y=ax2+bx+c的两根,则有x1+x2=﹣,x1•x2=;
③二次函数其实也就是抛物线,所以x2=2py的焦点为(0,),准线方程为y=﹣,含义为抛物线上的点到到焦点的距离等于到准线的距离.
④平移:当y=a(x+b)2+c向右平移一个单位时,函数变成y=a(x﹣1+b)2+c;
【命题方向】
熟悉二次函数的性质,会画出抛物线的准确形状,特别是注意抛物线焦点和准线的关系,抛物线最值得取得,这也是一个常考点.
八.一元二次不等式及其应用
【概念】
含有一个未知数且未知数的最高次数为2的不等式叫做一元二次不等式.它的一般形式是 ax2+bx+c>0 或 ax2+bx+c<0(a不等于0)其中ax2+bx+c是实数域内的二次三项式.
【特征】
当△=b2﹣4ac>0时,
一元二次方程ax2+bx+c=0有两个实根,那么ax2+bx+c可写成a(x﹣x1)(x﹣x2)
当△=b2﹣4ac=0时,
一元二次方程ax2+bx+c=0仅有一个实根,那么ax2+bx+c可写成a(x﹣x1)2.
当△=b2﹣4ac<0时.
一元二次方程ax2+bx+c=0没有实根,那么ax2+bx+c与x轴没有交点.
【一元二次不等式的常见应用类型】
①一元二次不等式恒成立问题:
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集是R的等价条件是:a>0且△<0;一元二次不等式ax2+bx+c<0的解集是R的等价条件是:a<0且△<0.
②分式不等式问题:
>0⇔f(x)•g(x)>0;
<0⇔f(x)•g(x)<0;
≥0⇔;
≤0⇔.
九.一元二次方程的根的分布与系数的关系
【概述】
一元二次方程根与系数的关系其实可以用一个式子来表达,即当ax2+bx+c=0(a≠0)有解时,不妨设它的解为x1,x2,那么这个方程可以写成ax2﹣a(x1+x2)x+ax1•x2=0.即x2﹣(x1+x2)x+x1•x2=0.它表示根与系数有如下关系:x1+x2=﹣,x1•x2=.
五、题型方法
一.等式与不等式的性质(共1小题)
1.(2023•丰台区一模)设a,b,c∈R,且a>b,则( )
A.ac>bc B.< C.a2>b2 D.a﹣c>b﹣c
【分析】利用不等式的基本性质即可判断出结论.
【解答】解:∵a>b,∴a﹣c>b﹣c,因此D正确.
c≤0时,A不正确;a>0>b时,B不正确;取a=﹣1,b=﹣2,C不正确.
故选:D.
【点评】本题考查了不等式的基本性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
二.不等关系与不等式(共6小题)
2.(2023•重庆一模)设x,y∈R,且0<x<y<1,则( )
A.x2>y2 B.tanx>tany
C.4x>2y D.
【分析】对选项进行逐个分析,即可解出.
【解答】解:令x=,y=则x2<y2,tanx<tany,故选AB错误;
令x=,y=,则4x=2y,故选项C错误;
选项D,x+>2=2,y(2﹣y)=2y﹣y2<2y<2,故x+>y(2﹣y),故选D正确,
故选:D.
【点评】本题考查了不等式的性质,学生的数学运算能力,属于基础题.
3.(2023•吉林模拟)已知,则下列不等式不一定成立的是( )
A.a<b B. C. D.ln(b﹣a)>0
【分析】A选项,由不等式基本性质得到A正确;
B选项,利用基本不等式求出;
C选项,作差法比较出大小关系;
D选项,举出反例即可.
【解答】解:A选项,,故a<0,b<0,所以ab>0,两边同乘以ab得,a<b,A正确;
B选项,因为a<b<0,所以,且,
由基本不等式得,故B正确;
C选项,因为a<b<0,所以,
故,
所以,C正确;
D选项,不妨取a=﹣2,b=﹣1,满足a<b<0,此时ln(b﹣a)=ln1=0,故D错误.
故选:D.
【点评】本题主要考查不等式的性质,属于基础题.
4.(2023•南昌县校级二模)已知x<﹣1,那么在下列不等式中,不成立的是( )
A.x2﹣1>0 B. C.sinx﹣x>0 D.cosx+x>0
【分析】根据x<﹣1,利用函数的单调性、不等式的性质、三角函数的单调性即可判断出结论.
【解答】解:∵x<﹣1,∴x2﹣1>0,x+<﹣2,
又∵sinx,cosx∈[﹣1,1],
∴sinx﹣x>0,cosx+x<0.
可得:ABC成立,D不成立.
故选:D.
【点评】本题考查了函数的单调性、不等式的性质、三角函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
5.(2023•武汉模拟)下列不等式正确的是( )
A.若ac2≥bc2,则a≥b
B.若,则a<b
C.若a+b>0,c﹣b>0,则a>c
D.若a>0,b>0,m>0,且a<b,则
【分析】利用不等式的性质逐个分析各个选项即可.
【解答】解:对于A,若ac2≥bc2,当c=0时,a与b的大小关系无法确定,故A错误,
对于B,取a=1,c=1,b=﹣1,则满足,但不满足a<b,故B错误;
对于C,取a=﹣1,b=2,c=3,则满足a+b>0,c﹣b>0,但不满足a>c,故C错误;
对于D,若a>0,b>0,m>0,且a<b,则b﹣a>0,
所以﹣==>0,即,故D正确.
故选:D.
【点评】本题主要考查了不等式的性质,考查了作差法比较大小,属于基础题
6.(2023•宣威市校级模拟)某学生月考数学成绩x不低于100分,英语成绩y和语文成绩z的总成绩高于200分且低于240分,用不等式组表示为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题目条件直接列出不等式组即可.
【解答】解:数学成绩x不低于100分表示为x≥100,英语成绩y和语文成绩z的总成绩高于200分且低于240分表示为200<y+z<240,
即.
故选:D.
【点评】本题主要考查了不等式的实际应用,属于基础题.
7.(2023•天津一模)设,则( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<b<c D.a<c<b
【分析】根据指数幂和对数的取值,分别判断a,b,c的取值范围,然后比较大小.
【解答】解:,,
∵log34>1,∴,
即0<a<1,b>1,c<0,
∴c<a<b.
故选:B.
【点评】本题主要考查对数值和指数值的大小比较,利用指数函数和对数函数的图象和性质判断范围是解决本题的关键,比较基础.
三.不等式比较大小(共1小题)
8.(2023•江宁区校级模拟)三个数a=,b=()3,c=log3的大小顺序为( )
A.b<c<a B.b<a<c C.c<a<b D.c<b<a
【分析】根据所给的三个式子和1,和0的关系,把a与30进行比较,把b与进行比较,把c同log31进行比较,得到三个数字的大小关系.
【解答】解:∵>30=1
=1
=0
∴a>b>c
故选:D.
【点评】本题考查不等式比较大小,本题解题的关键是看出需要找两个中间量,把三个数字分成三个层次,本题是考查指数和对数函数的单调性质.
四.基本不等式及其应用(共5小题)
9.(2023•安庆模拟)已知函数f(x)=log2(ax+b)(a>0,b>0)恒过定点(2,0),则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【分析】利用基本不等式常数“1”的代换即可求出结果.
【解答】解:由题意可知2a+b=1,
则,
当且仅当,时,的最小值为,
故选:A.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值求解中的应用,属于基础题.
10.(2023•拉萨一模)已知实数x,y满足2x+y=2,则9x+2×3y的最小值为( )
A. B. C. D.
【分析】直接根据基本不等式求解即可.
【解答】解:∵实数x,y满足2x+y=2,
∴9x+2×3y=32x+2×3y≥2=2=6,当且仅当时,等号成立.
故选:A.
【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,属于基础题.
11.(2023•滁州二模)若a,b,c均为正数,且满足a2+3ab+3ac+9bc=18,则2a+3b+3c的最小值是( )
A.6 B. C. D.
【分析】利用因式分解法,结合基本不等式进行求解即可.
【解答】解:a2+3ab+3ac+9bc=18⇒a(a+3b)+3c(a+3b)=18⇒(a+3b)(a+3c)=18,
因为a,b,c均为正数,
所以,
当且仅当a+3b=a+3c时取等号,即时取等号,
故选:C.
【点评】本题主要考查了基本不等式的应用,属于基础题.
12.(2023•文昌模拟)设x、y>1,z>0,若z2=x•y,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【分析】由已知变形可得出2lgz=lgx+lgy,可得出,利用基本不等式可求得的最小值.
【解答】解:因为x、y>1,z>0,z2=x⋅y,则lgz2=lg(xy),即2lgz=lgx+lgy,
由题意可得lgx>0,lgy>0,
所以,,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故的最小值为.
故选:A.
【点评】本题主要考查了对数的运算性质及基本不等式在最值求解中的应用,属于基础题.
13.(2023•陕西模拟)已知a,b,c为正实数且a+2b+3c=5.
(1)求a2+b2+c2的最小值;
(2)当时,求a+b+c的值.
【分析】(1)由已知条件,应用三元柯西不等式求目标式的最小值,注意等号成立条件;
(2)由基本不等式可得++≤5,结合条件得++=5,从而求a、b、c的值,即可得a+b+c的值.
【解答】解:(1)由柯西不等式得,
(a2+b2+c2)(12+22+32)≥(a+2b+3c)2=25,
故a2+b2+c2≥;
当且仅当==,即a=,b=,c=时,等号成立;
故a2+b2+c2的最小值为;
(2)由基本不等式可得,
a+2b≥2,
a+3c≥2,
2b+3c≥,
故2(a+2b+3c)≥2(++),
故++≤5,
当且仅当a=2b=3c,且a+2b+3c=5,
即a=,b=,c=时,等号成立,
又∵,
∴++=5,
即a=,b=,c=,
a+b+c=.
【点评】本题考查了三元柯西不等式及基本不等式的应用,属于中档题.
五.不等式的综合(共1小题)
14.(2022•沙河口区校级一模)一般认为,民用住宅窗户面积a与地板面积b的比应不小于10%,即,而且比值越大采光效果越好,若窗户面积与地板面积同时增加m,采光效果变好还是变坏?请将你的判断用不等式表示 采光效果变好,> .
【分析】根据题意,设窗户和地板同时增加m平方米,利用作差法分析和的大小,即可得答案.
【解答】解:根据题意,设窗户和地板同时增加m平方米,有,
则有﹣==,
又由a<b,则﹣>0,即>,
故采光效果变好,不等式表示为>,
故答案为:采光效果变好,>.
【点评】本题考查不等式的性质以及应用,涉及不等式大小的比较,属于基础题.
六.指、对数不等式的解法(共4小题)
15.(2023•泸县校级模拟)若loga3<logb3<0,则( )
A.0<a<b<1 B.0<b<a<1 C.a>b>1 D.b>a>1
【分析】化loga3<logb3<0为log3b<log3a<0,利用函数的单调性求解.
【解答】解:∵loga3<logb3<0,
∴<<0,
即log3b<log3a<0,
故0<b<a<1,
故选:B.
【点评】本题考查了对数的运算及对数函数单调性的利用,属于基础题.
16.(2023•北京模拟)已知函数,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,1)∪(2,+∞) B.(0,1)∪(2,+∞)
C.(1,2) D.(1,+∞)
【分析】令f(x)=0求得x的值,在同一坐标系内画出对应函数的图象,结合图象求出不等式f(x)<0的解集.
【解答】解:令=0,得log2x=(x﹣1)2,得x=1或x=2;
在同一坐标系内画出y=log2x与y=(x﹣1)2的图象,如图所示,
则不等式f(x)<0的解集为(0,1)∪(2,+∞).
故选:B.
【点评】本题考查了函数图象与性质应用问题,也考查了结合函数图象求不等式解集的问题,是基础题.
17.(2023•海淀区校级模拟)不等式2log3x﹣(x﹣1)(x﹣2)>0的解集为 {x|1<x<3} .
【分析】利用数形结合思想,结合对数函数和二次函数的图象进行求解即可.
【解答】解:由,
在同一直角坐标系内画出函数的图象如下图所示:
因为f(3)=g(3)=1,
所以由函数的图象可知:当x∈(1,3)时,有f(x)>g(x),
故答案为:{x|1<x<3}.
【点评】本题主要考查了函数的零点与方程根的关系,考查了数形结合的数学思想,属于基础题.
18.(2023•银川模拟)关于x的不等式ax≥logax(a>0且a≠1)恒成立,则实数a的取值范围是 [,+∞) .
【分析】ax≥logax(a>0且a≠1)等价于,即,令,对f(x)求导,得出f(x)的单调性,即可得出答案.
【解答】解:因为不等式ax≥logax(a>0且a≠1)恒成立,可知a>1,lna>0,
由ax≥logax(a>0且a≠1)可得,
则xlna⋅exlna≥xlnx=elnx⋅lnx,
令h(t)=tet,h′(t)=et(t+1),
令h′(t)>0,解得:t>﹣1;令h′(t)<0,解得:t<﹣1,
所以h(t)在(﹣1,+∞)上单调递增,在(﹣∞,1)上单调递减,
当t<0时,h(t)=tet<0,当t>0时,h(t)=tet>0,
因为x>0,lna>0,所以xlna>0,
所以要使xlna⋅exlna≥xlnx=elnx⋅lnx,故只需xlna≥lnx即可,
故即可,
令,解得:x=e,
令f′(x)>0解得:0<x<e;令f′(x)<0解得:x>e,
所以f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,
所以,所以,即,
所以实数a的取值范围是.
故答案为:[e,+∞).
【点评】本题考查了导数的综合应用,属于中档题.
七.二次函数的性质与图象(共7小题)
19.(2023•和平区校级一模)若函数f(x)=x2﹣4x+4在区间[a,a+1]上的最小值为4,则a的取值集合为 {﹣1,4} .
【分析】函数f(x)=x2﹣4x+4=(x﹣2)2,对称轴为x=2,再对a分类讨论,即可求解.
【解答】解:函数f(x)=x2﹣4x+4=(x﹣2)2,对称轴为x=2,
当a+1≤2,即a≤1时,
f(x)min=f(a+1)=4,即(a+1)2﹣4(a+1)+4=4,解得a=﹣1或a=3(舍去),
故a=﹣1,
当a<2<a+1,即1<a<2时,
f(x)min=f(2)=0,不符合题意,舍去,
当a≥2时,
f(x)min=f(a)=4,即a2﹣4a+4=4,解得a=4或a=0(舍去),
故a的取值集合为{﹣1,4}.
【点评】本题主要考查二次函数的性质与图象,属于基础题.
20.(2023•海淀区一模)已知二次函数f(x),对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),则f(x)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可得f(0)>0,所以CD都不可能,对于B,由图象可知f(﹣)>0,与x=﹣时,f(2x)=f(﹣)<2f(﹣)<0相矛盾,所以B不可能.
【解答】解:二次函数f(x),对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),
令x=0得,f(0)<2f(0),即f(0)>0,故CD都不可能,
对于B,二次函数的对称轴方程为x=﹣,由图象可知f(﹣)<0,
设f(x)的图象与x轴的两个交点为x1,x2,且0<x1<x2,
则x1+x2=﹣>0,
所以0<,所以f(﹣)>0,
当x=﹣时,f(2x)=f(﹣)<2f(﹣)<0,两者相矛盾,故B不可能.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象和性质,属于基础题.
21.(2023•宁波一模)若函数f(x)=x2+mx+n在区间(﹣1,1)上有两个零点,则n2﹣m2+2n+1的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(0,4) D.(1,4)
【分析】由已知结合二次方程实根分布及不等式性质即可求解.
【解答】解:由题意得,
所以n2﹣m2+2n+1=(n+1)2﹣m2=(n+1+m)(n+1﹣m)>0,
设f(x)的两个零点为x1,x2,则f(x)=(x﹣x1)(x﹣x2),
所以(n+1+m)(n+1﹣m)=f(1)•f(﹣1)=(1﹣)(1﹣x22)<1.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次方程实根分布及不等式的性质的应用,属于基础题.
22.(2023•会泽县模拟)已知二次函数f(x)=ax2﹣4x+c的值域为[0,+∞),则ac的值是 4 ;的最大值是 6﹣2 .
【分析】根据二次函数的性质知a>0,Δ=0,然后通过变形利用基本不等式即得.
【解答】解:由题意知:a>0,f(x)的值域为[0,+∞),
∴Δ=16﹣4ac=0,
则ac=4,c>0,
所以,
又,当且仅当时取等号,
即.
故答案为:4;.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质,考查了利用基本不等式求最值,属于基础题.
23.(2023•宛城区校级模拟)已知二次函数f(x)=mx2﹣2x+n(m,n∈R),若函数f(x)的值域是[0,+∞),且f(1)≤2,则的取值范围是( )
A.[0,12] B.[1,13] C.[2,12] D.[3,13]
【分析】根据二次函数的性质可得mn=1,且m>0,又因为f(1)≤2,所以m+≤4,再结合基本不等式求解即可.
【解答】解:∵二次函数f(x)=mx2﹣2x+n(m,n∈R)的值域是[0,+∞),
∴Δ=4﹣4mn=0,解得mn=1,且m>0,
又∵f(1)=m﹣2+n≤2,n=,
∴m+≤4,
∴==+===,
由m+≤4,m>0,可得2≤≤14,
∴1≤≤13,
即的取值范围是[1,13].
故选:B.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质,考查了基本不等式的应用,属于中档题.
24.(2023•温州模拟)已知f(x)=x2﹣ax,|f(f(x))|≤2在[1,2]上恒成立,则实数a的最大值为 .
【分析】代入x=1,2的值得到关于a的不等式组,解出即可.
【解答】解:∵|f(f(x))|≤2在[1,2]上恒成立,
∴|f(f(1))|≤2,即|f(1﹣a)|≤2,
故|2a2﹣3a+1|≤2,
解得:≤a≤,
同理,|f(f(2))|≤2,解得:1≤a≤,
故1≤a≤,
当a=时,设t=f(x),此时<1,
∵x∈[1,2],∴t=f(x)在[1,2]递增,
故t∈[1﹣a,4﹣2a],
此时﹣(4﹣2a)=a﹣4>0,
故y=f(t)在[1﹣a,4﹣2a]递减,
故|f(t)|≤2在[1﹣a,4﹣2a]上恒成立,
只需,
故amax=.
【点评】本题考查了二次函数的性质,考查解绝对值不等式问题,是一道中档题.
25.(2023•和平区校级一模)在①f(4)=﹣1,f(3)=2,②当x=2时,f(x)取得最大值3,③f(x+2)=f(2﹣x),f(0)=﹣1这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并作答.
问题:已知函数f(x)=﹣x2﹣2ax+b,且 _______.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(x)在[m,n](m<n)上的值域为[3m﹣2,3n﹣2],求m+n的值.
【分析】(1)分别选①②③,得到关于a,b的方程组,解出即可求出f(x)的解析式;
(2)根据函数的值域以及二次函数的性质求出m+n的值即可.
【解答】解:(1)若选①,
由题意可得
解得a=﹣2,b=﹣1,
故f(x)=﹣x2+4x﹣1;
若选②,
由题意可得
解得a=﹣2,b=﹣1,
故f(x)=﹣x2+4x﹣1;
若选③,
因为f(x+2)=f(2﹣x),
所以f(x)图象的对称轴方程为x=2,
则﹣a=2,即a=﹣2,因为f(0)=﹣1,所以b=﹣1,
故f(x)=﹣x2+4x﹣1.
(2)因为f(x)=﹣x2+4x﹣1在R上的值域为(﹣∞,3],
所以3n﹣2≤3,即,
因为f(x)图象的对称轴方程为x=2,且,
所以f(x)在[m,n]上单调递增,
则
整理得n2﹣m2+m﹣n=0,即(n﹣m)(n+m﹣1)=0,
因为n﹣m≠0,所以n+m﹣1=0,即n+m=1.
【点评】本题考查了二次函数的性质,考查转化思想,是中档题.
八.一元二次不等式及其应用(共4小题)
26.(2023•青羊区校级模拟)不等式(x﹣1)2<x+5的解集为( )
A.{x|1<x<4} B.{x|﹣1<x<4} C.{x|﹣4<x<1} D.{x|﹣1<x<3}
【分析】把不等式化为x2﹣3x﹣4<0,求出解集即可.
【解答】解:不等式(x﹣1)2<x+5可化为x2﹣3x﹣4<0,
即(x﹣4)(x+1)<0,
解得﹣1<x<4,
所以不等式的解集为{x|﹣1<x<4}.
故选:B.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法与应用问题,是基础题.
27.(2023•南昌县校级二模)已知关于x的不等式mx2+nx+6m>0的解集为{x|2<x<3},则mx<n的解集为 {x|x>﹣5} .
【分析】由题意可知2,3是方程mx2+nx+6m=0的两根,然后利用韦达定理得出m,n的关系以及m的符号,由此即可求出所求不等式的解集.
【解答】解:由题意可知2,3是方程mx2+nx+6m=0的两根,
则由韦达定理可得:,且m<0,所以n=﹣5m>0,
则mx<n化简为:mx<﹣5m,解得x>﹣5,
所以不等式的解集为{x|x>﹣5}.
故答案为:{x|x>﹣5}.
【点评】本题考查了一元二次不等式的应用,属于基础题.
28.(2023•道里区校级一模)已知x+y=4,且x>y>0,则的最小值为 2 .
【分析】根据已知条件,将原式进行变形,再结合二次函数的性质,即可求解.
【解答】解:∵x+y=4,且x>y>0,
∴===,
令g(y)=﹣y2+2y,
g(y)=﹣y2+2y=﹣(y﹣1)2+1,
当y=1时,g(y)max=1,
当y=1,
则x=4﹣y=3,满足x>y>0,符合题意,
故的最小值为.
故答案为:2.
【点评】本题主要考查二次函数的性质,属于基础题.
29.(2023•武侯区校级模拟)已知集合A={x|2<x<4},B={x|(x﹣6)(x﹣3)≥0},则( )
A.2∈A∩B B.3∈A∩B C.4∈A∪B D.5∈A∪B
【分析】求解集合B,然后求解交集与并集,即可判断元素与集合的关系,得到正确的选项.
【解答】解:集合A={x|2<x<4},B={x|(x﹣6)(x﹣3)≥0}={x|x≤3或x≥6},
A∩B={x|2<x≤3},
所以3∈A∩B,所以B正确;A不正确;
A∪B={x<4或x≥6},所以C、D不正确;
故选:B.
【点评】本题考查二次不等式的解法,交集以及并集的元素,运算与集合的关系,是基础题.
九.一元二次方程的根的分布与系数的关系(共1小题)
30.(2022•河北区校级模拟)若存在正实数y,使得,则实数x的最大值为( )
A. B. C.1 D.4
【分析】由已知可转化为关于y的二次方程的实根分布,结合二次方程根的存在条件及根的分布求解.
【解答】解:由,得4xy2+(5x2﹣1)y+x=0有正根,
易得x≠0,则Δ=(5x2﹣1)2﹣16x2≥0,
解得x≤﹣1或或x≥1,
设方程的根分别为y1,y2,
则y1•y2=>0,y1+y2=>0,
解得x<﹣或0<x<,
综上,x≤﹣1或0<x,
所以x的最大值为.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次方程的实根分布,体现了转化思想和方程思想,属于中档题.
六、易错分析
易错点1:忽视字母的取值范围而致错
1.(多选)对于任意实数,,,,下列四个命题中,其中真命题的是( )
A.若,,则; B.若,则;
C.若,则; D.若,,则.
【错解】对于A,若,当时,则,故A错误;对于B,若,则;故B对;对于C,若,可得,所以,故C正确;对于D,若,,则,故D正确.所以选BCD。
【错因】选项B是错的,忽略了的情况。
【正解】CD
【解析】对于A,若,当时,则,故A错误;对于B,若,当时,,故B错误;对于C,若,可得,所以,故C正确;对于D,若,,则,故D正确.
易错点2:多次运用不等式性质而致错
2、已知,,求的取值范围.
【错解】因为,,两式相加得,所以,
因为,,两式相加得,所以,
所以,即。
【错因】根据已知条件单独求出a,b各自的范围,会导致它们的范围变大。
【正解】
【解析】令.
∴,解得,∴.
∵,∴.,又,
∴.故的取值范围为.
易错点3:忽视不等式中高次项的系数
3.若不等式mx2+2mx-4<2x2+4x对任意x都成立,则实数m的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(2,+∞) C.(-2,2] D.[-2,2]
【错解】原不等式可整理为(2-m)x2+(4-2m)x+4>0.
由题意知必须满足解得-2<m<2
.综上知实数m的取值范围是(-2,2).选A
【错因】没有对二次项系数2-m讨论。
【正解】C
【解析】原不等式可整理为(2-m)x2+(4-2m)x+4>0.
当m=2时,不等式为4>0,该不等式恒成立;
当m≠2时,必须满足解得-2<m<2
.综上知实数m的取值范围是(-2,2].
易错点4:应用基本不等式求最值时,忽略不等式成立的三个条件,
4.当时,不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【错解】当时,由得.
,.,故选B。
【错因】令,即,而,所以不成立,即使用基本不等式求最值时,没有考虑等号问题。
【正解】A
【解析】 当时,由得.令,
则易知在上是减函数,所以时,
则∴.
5.已知递增等差数列中,,则的( )
A.最大值为 B.最小值为4 C.最小值为 D.最大值为4或
【错解】因为,由等差数列通项公式,设公差为,可得,变形可得,而由等差数列通项公式可知,
当且仅当时取得等号,所以的最大值为4,选A。
【错因】因为数列为递增数列,所以,由已知得,则,而错解中把当成正值。
【正解】B
【解析】因为,由等差数列通项公式,设公差为,可得,变形可得,因为数列为递增数列,所以,即,而由等差数列通项公式可知,由,结合基本不等式可得,当且仅当时取得等号,所以的最小值为4。
易错点5:忽视一元二次不等式中两根大小而致错
6.已知集合,集合,命题:,
命题:,若是的充分条件,求实数的取值范围.
【错解】因为,,若是的充分条件,则.
因为
则,,,解得.
实数的取值范围是.
【错因】因为参数a的范围不定,所以a与2a-1的大小关系不定,故需对两根大小分类讨论。
【正解】.
【详解】,,若是的充分条件,则.
因为
当时,,显然成立;
当时,,,,解得;
当时,,,,解得.
实数的取值范围是.
易错点6:忽视分式不等式中的分母不能为零致错
7.不等式≤1的解集是________.
【错解】由≤1得-1≤0,得≤0,得≥0,得(x-1)(x+1)≥0,得x≤-1或x≥1,所以原不等式的解集为{x|xx≤-1或x≥1}.
【错因】因为x+1为分母,所以x+1不等于零。
【正解】由≤1得-1≤0,得≤0,得≥0,得x-1=0或(x-1)(x+1)>0,得x=1或x<-1或x>1,得x<-1或x≥1,所以原不等式的解集为{x|x<-1或x≥1}.
易错点7:忽视一元二次不等式中的二次项系数不能为零致错
8.若不等式mx2+2mx-4<2x2+4x对任意x都成立,则实数m的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(2,+∞) C.(-2,2] D.[-2,2]
【错解】原不等式可整理为(2-m)x2+(4-2m)x+4>0.若该不等式恒成立,必须满足
解得-2<m<2.综上知实数m的取值范围是(-2,2),
选A.
【错因】没有对二次项系数m讨论。
【正解】原不等式可整理为(2-m)x2+(4-2m)x+4>0.
当m=2时,不等式为4>0,该不等式恒成立;
当m≠2时,必须满足解得-2<m<2.
综上知实数m的取值范围是(-2,2].选C
易错点8:忽视口诀:大于取两边,小于取中间的使用条件致错.
9.不等式(x-2)(3-2x)≥0的解集为( )
A. B.
C.{x|x≤或x≥2}. D.
【错解】由(x-2)(3-2x)≥0解得x≤或x≥2,故不等式的解集为.选C
【错因】“大于号取两边,小于号取中间”使用的前提条件是二次项系数大于零,
【正解】由(x-2)(3-2x)≥0得(x-2)(2x-3)≤0,解得≤x≤2,故不等式的解集为.选B
易错点9:一元二次不等式恒成立问题中忽视区间的开闭致错
10.当1≤x≤3时,关于x的不等式ax2+x-1<0恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-] B.
C. D.
【错解】当1≤x≤3时,由ax2+x-1<0恒成立可得,a<2-恒成立,令f(x)=2-=2-,则当x=2时,f(x)min=-,所以a≤-,选A。
【错因】因为1≤x≤3,即x可以取到端点值,所以2-可以取到-,则a<-,不能取等号。
【正解】当1≤x≤3时,由ax2+x-1<0恒成立可得,a<2-恒成立,令f(x)=2-=2-,则当x=2时,f(x)min=-,所以a<-.选B。
易错点10:有关一元二次方程根的分布条件列不全致错
11. 若方程x2+(m-2)x+5-m=0的两根都大于2,则m的取值范围是________.
【错解】设方程x2+(m-2)x+5-m=0的两根为则,
则,即,即
解得m<-4,故m的取值范围是(-∞,-4).
【错因】条件不能推出,例如时,满足,但。
【正解】令f(x)=x2+(m-2)x+5-m,其对称轴方程为x=,
由题意得,即
解得-5
12.解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
【错解】原不等式可化为 (x-1)<0(a>0).解得
【错因】没有考虑与1的大小关系,
【正解】由a>0,知原不等式等价于 (x-1)<0.
①当a=1时,=1, (x-1)<0无解;
②当a>1时,<1,得
七、刷基础
一.选择题(共14小题)
1.(2023•东城区校级模拟)如果a>b>0,那么下列不等式一定成立的是( )
A.|a|<|b| B.
C. D.lna>lnb
【分析】根据对数函数的单调性,可得a>b>0,lna>lnb,即可得出结论.
【解答】解:根据对数函数的单调性,可得a>b>0,lna>lnb,
故选:D.
【点评】本题考查不等式的性质,考查对数函数的单调性,比较基础.
2.(2023•江宁区校级模拟)三个数a=,b=()3,c=log3的大小顺序为( )
A.b<c<a B.b<a<c C.c<a<b D.c<b<a
【分析】根据所给的三个式子和1,和0的关系,把a与30进行比较,把b与进行比较,把c同log31进行比较,得到三个数字的大小关系.
【解答】解:∵>30=1
=1
=0
∴a>b>c
故选:D.
【点评】本题考查不等式比较大小,本题解题的关键是看出需要找两个中间量,把三个数字分成三个层次,本题是考查指数和对数函数的单调性质.
3.(2023•吉林模拟)已知,则下列不等式不一定成立的是( )
A.a<b B. C. D.ln(b﹣a)>0
【分析】A选项,由不等式基本性质得到A正确;
B选项,利用基本不等式求出;
C选项,作差法比较出大小关系;
D选项,举出反例即可.
【解答】解:A选项,,故a<0,b<0,所以ab>0,两边同乘以ab得,a<b,A正确;
B选项,因为a<b<0,所以,且,
由基本不等式得,故B正确;
C选项,因为a<b<0,所以,
故,
所以,C正确;
D选项,不妨取a=﹣2,b=﹣1,满足a<b<0,此时ln(b﹣a)=ln1=0,故D错误.
故选:D.
【点评】本题主要考查不等式的性质,属于基础题.
4.(2023•河南模拟)已知a=,b=,c=,则( )
A.a>b>c B.c>a>b C.a>c>b D.c>b>a
【分析】根据题意,设f(x)=,求出f(x)的导数,分析可得f(x)在(0,)上递减,由此可得f(1)>f(),变形可得a>b,利用作差法可得c﹣a>0,即c>a,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,设f(x)=,其导数f′(x)=,
在区间(0,)上,tanx>x恒成立,则有sinx>xcosx恒成立,则有f′(x)<0在(0,)上恒成立,
则函数f(x)在(0,)上递减,则有f(1)>f(),即>=,即a>b,
c﹣a=﹣=,
而sin1<sin=,则c﹣a>>0,即c>a,
故c>a>b,
故选:B.
【点评】本题考查不等式的大小比较,涉及数字的估算,属于基础题.
5.(2023•朝阳区一模)若a>0>b,则( )
A.a3>b3 B.|a|>|b| C. D.ln(a﹣b)>0
【分析】根据不等式的性质判断A,取特殊值判断BCD.
【解答】解:∵a>0>b,∴a3>0,b3<0,即a3>b3,故A正确;
取a=1,b=﹣2,则|a|>|b|不成立,故B错误;
取a=1,b=﹣2,则不成立,故C错误;
取,则ln(a﹣b)=ln1=0,故D错误.
故选:A.
【点评】本题主要考查了不等式的性质,属于基础题.
6.(2023•临高县模拟)给定下列四个命题:命题①a>b,c>d⇒a﹣c>b﹣d;命题②:a>b⇒()a<()b;命题③:⇒;命题④:a<b<0⇒<.其中真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据不等式的基本性质分别判断即可.
【解答】解:对于命题①:∵a>b,c>d,∴a+c>b+d,
故a>b,c>d⇒a﹣c>b﹣d错误;
对于命题②:∵y=在R递减,故a>b⇒()a<()b正确;
对于命题③:∵0<a<1,2<b<3,∴2<a+b<4,0<ab<3,
故⇒正确;
对于命题④:∵a<b<0,∴a2>b2,ab>0,
∴>,∴>,故a<b<0⇒<正确;
其中真命题的个数是3个,
故选:C.
【点评】本题考查了不等式的基本性质,考查转化思想,是基础题.
7.(2023•黄浦区模拟)已知x∈R,下列不等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】举反例可排除A、B、C,再利用不等式的性质可证明D正确即可.
【解答】解:取x=0可得=1=,故A错误;
取x=0可得=1=,故B错误;
取x=1可得==,故C错误;
选项D,∵x2+2>x2+1>0,∴>,故D正确.
故选:D.
【点评】本题考查不等式比较大小,举反例是解决问题的关键,属基础题.
8.(2023•河南模拟)已知正实数a,b,点M(1,4)在直线上,则a+b的最小值为( )
A.4 B.6 C.9 D.12
【分析】根据点M(1,4)在直线上,代入已知点的坐标,再由a+b=(a+b)•(+),展开整理后利用基本不等式求最小值.
【解答】解:∵直线l经过点M(1,4),
∴+=1.
∴a+b=(a+b)•(+)=5++,
又a>0,b>0,
∴a+b=5++≥5+2=9 (当且仅当2a=b时取“=”).
∴a+b的最小值为9.
故选:C.
【点评】本题主要考查了利用基本不等式求最值,关键是“1”的代换,是基础题.
9.(2023•河南模拟)已知正实数a,b,满足,则a+b的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【分析】将已知不等式两边同时加上a+b,再利用基本不等式求解即可.
【解答】解:∵a>0,b>0,a+b≥+,
∴(a+b)2≥(+)(a+b)=++≥+2=,
当且仅当4a2=9b2,即2a=3b时取等号,
所以a+b≥,
a+b的最小值为.
故选:D.
【点评】本题考查基本不等式的应用,考查学生计算能力,属于基础题.
10.(2023•北京模拟)已知函数,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,1)∪(2,+∞) B.(0,1)∪(2,+∞)
C.(1,2) D.(1,+∞)
【分析】令f(x)=0求得x的值,在同一坐标系内画出对应函数的图象,结合图象求出不等式f(x)<0的解集.
【解答】解:令=0,得log2x=(x﹣1)2,得x=1或x=2;
在同一坐标系内画出y=log2x与y=(x﹣1)2的图象,如图所示,
则不等式f(x)<0的解集为(0,1)∪(2,+∞).
故选:B.
【点评】本题考查了函数图象与性质应用问题,也考查了结合函数图象求不等式解集的问题,是基础题.
11.(2023•云南模拟)设x1,x2是关于x的方程x2+(a﹣1)x+a+2=0的根.若﹣1<x1<1,1<x2<2,则实数a的取值范围是( )
A. B. C.(﹣2,1) D.(﹣2,﹣1)
【分析】函数图像开口向上,利用根的分布,即可求解实数a的取值范围.
【解答】解:由题意知,函数f(x)=x2+(a﹣1)x+a+2开口方向向上,
若﹣1<x1<1,1<x2<2,则函数须同时满足三个条件:
当x=﹣1时,x2+(a﹣1)x+a+2>0,代入解得4>0,恒成立;
当x=1时,x2+(a﹣1)x+a+2<0,代入解得2a+2<0,a<﹣1;
当x=2时,x2+(a﹣1)x+a+2>0,代入解得,
综上,实数a的取值范围是.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象和性质,属于基础题.
12.(2023•海淀区一模)已知二次函数f(x),对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),则f(x)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可得f(0)>0,所以CD都不可能,对于B,由图象可知f(﹣)>0,与x=﹣时,f(2x)=f(﹣)<2f(﹣)<0相矛盾,所以B不可能.
【解答】解:二次函数f(x),对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),
令x=0得,f(0)<2f(0),即f(0)>0,故CD都不可能,
对于B,二次函数的对称轴方程为x=﹣,由图象可知f(﹣)<0,
设f(x)的图象与x轴的两个交点为x1,x2,且0<x1<x2,
则x1+x2=﹣>0,
所以0<,所以f(﹣)>0,
当x=﹣时,f(2x)=f(﹣)<2f(﹣)<0,两者相矛盾,故B不可能.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象和性质,属于基础题.
13.(2023•柳州模拟)若a>0,b>0,a+b=2,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.2
【分析】由已知利用乘1法,结合基本不等式即可求解.
【解答】解:因为a>0,b>0,a+b=2,
则==()(a+b)=(2+)(2+2)=2,
当且仅当且a+b=2,即a=b=1时取等号.
故选:D.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值求解中的应用,属于中档题.
14.(2023•顺义区二模)已知函数 f(x)=log2(x+1)﹣x,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(1,+∞) B.(0,+∞)
C.(0,1) D.(﹣1,0)∪(1,+∞)
【分析】由题意可得x+1>2x,在同一坐标系中作出y=x+1与y=2x的图象,结合图象即可得解.
【解答】解:由x+1>0,可得x>﹣1,
不等式f(x)>0,即log2(x+1)﹣x>0,
log2(x+1)>x=log22x,
所以x+1>2x,
在同一坐标系中作出y=x+1与y=2x的图象,如图所示:
由此可得x+1>2x的解集为(0,1).
故选:C.
【点评】本题考查了对数函数的性质、指数函数的性质及转化思想、数形结合思想,作出图象是关键,属于中档题.
二.多选题(共1小题)
(多选)15.(2023•潍坊二模)已知实数a>b>0,则( )
A. B.
C.ab>ba D.
【分析】根据题意,由不等式的性质依次分析选项,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,﹣=<0,则有<,A正确;
对于B,a+﹣b﹣=(a﹣b)﹣(﹣)=(a﹣b)+()=(a﹣b)(1+),
又由a>b>0,则a+﹣b﹣=(a﹣b)(1+)>0,必有a+>b+,B正确;
对于C,当a=4,b=2时,有ab=ba,C错误;
对于D,由于a>b>0,则>,两边同时取对数可得:lg>lg=,D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查不等式的证明,涉及不等式的性质以及应用,属于基础题.
三.填空题(共1小题)
16.(2023•青浦区二模)已知函数y=ax2+bx+c的图像如图所示,则不等式(ax+b)(bx+c)(cx+a)<0的解集是 .
【分析】根据题意,由二次函数的性质可得a>0且方程ax2+bx+c=0的两个根为1和2,由此分析可得b=﹣3a,c=2a,则不等式等价于(x﹣3)(3x﹣2)(2x+1)>0,解可得答案.
【解答】解:根据题意,由函数y=ax2+bx+c的图像,有a>0,
且方程ax2+bx+c=0的两个根为1和2,则有,则有b=﹣3a,c=2a,
则(ax+b)(bx+c)(cx+a)<0⇔(ax﹣3a)(﹣3a+2a)(2a+a)<0⇔(x﹣3)(3x﹣2)(2x+1)>0,
解可得:﹣<x<或x>3,即不等式的解集为.
故答案为:.
【点评】本题考查不等式的解法,考查数形结合思想及运算求解能力,属于基础题.
八.刷易错
一.选择题(共3小题)
1.(2023•西固区校级模拟)若x,y是正数,则+的最小值是( )
A.3 B. C.4 D.
【分析】连续用基本不等式求最小值,由题设知+≥2(x+)×(y+)整理得知+≥2(xy++1),其中等号成立的条件是x=y,又xy+≥2=1等号成立的条件是xy=与x=y联立得两次运用基本不等式等号成立的条件是x=y=,计算出最值是4
【解答】解:∵x,y是正数,
∴+≥2(xy++1),
等号成立的条件是x+=y+,
解得x=y,①
又xy+≥2=1
等号成立的条件是xy=②
由①②联立解得x=y=,
即当x=y=时+的最小值是4
故选:C.
【点评】本题考查基本不等式,解题过程中两次运用基本不等式,注意验证两次运用基本不等式时等号成立的条件是否相同,若相同时,代数式才能取到计算出的最小值,否则最小值取不到.本题是一道易错题.
2.(2022•河西区模拟)已知a∈R,则“a(1+a)>0”是“0<a<1”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】求出不等式a(1+a)>0的解集,再根据充分必要条件的定义判断即可.
【解答】解:解不等式a(1+a)>0,得a<﹣1或a>0,
所以“a(1+a)>0”是“0<a<1”必要不充分条件.
故选:B.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法与应用问题,也考查了充分与必要条件的判断问题,是基础题.
3.(2022•岳阳二模)已知关于x的不等式ax2+2bx+4<0的解集为,其中m<0,则的最小值为( )
A.﹣2 B.1 C.2 D.8
【分析】根据不等式ax2+2bx+4<0的解集求出a的值和b的取值范围,再代入中利用基本不等式求出它的最小值.
【解答】解:关于x的不等式ax2+2bx+4<0的解集为,其中m<0,
所以m和是方程ax2+2bx+4=0的实数根,
由根与系数的关系知,
解得a=1,b=﹣(+)>2,
所以=+≥2=2,
当且仅当=,即b=4时取“=”,
所以的最小值为2.
故选:C.
【点评】本题考查了一元二次不等式与对应方程的关系,也考查了利用基本不等式求最值的问题,是基础题.
二.多选题(共1小题)
(多选)4.(2022•丹东模拟)如果关于x的不等式x2﹣2ax+b﹣1>0的解集为{x|x≠a},那么下列数值中,b可取到的数为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【分析】根据题意,利用不等式成立的条件,求出b的取值范围,即可得出答案.
【解答】解:不等式x2﹣2ax+b﹣1>0可化为(x﹣a)2>a2﹣b+1,
因为不等式的解集为{x|x≠a},
所以a2﹣b+1=0,得b=a2+1.
验证a=0时,b=1;a=±1时,b=2;
所以b可取到的值为1和2.
故选:CD.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法与应用问题,是基础题.
三.填空题(共3小题)
5.(2023•杨浦区二模)由函数的观点,不等式3x+lgx≤3的解集是 (0,1) .
【分析】不等式化为3x≤3﹣lgx,在同一坐标系内画出y=3x和y=3﹣lgx的图象,利用函数的图象求出不等式的解集.
【解答】解:不等式3x+lgx≤3可化为3x≤3﹣lgx,
在同一坐标系内画出y=3x和y=3﹣lgx的图象,如图所示:
由3x=3﹣lgx,得x=1,
所以由函数的观点知,不等式3x+lgx≤3的解集是(0,1].
故答案为:(0,1].
【点评】本题考查了函数的图象与性质应用问题,也考查了不等式解法与应用问题,是基础题.
6.(2023•吉林模拟)已知正实数x,y满足,则的最小值为 9 .
【分析】由x+y=得出5x+5y=1,再由=+,利用乘“1”法求最小值即可.
【解答】解:因为x+y=,所以5x+5y=1,
所以=(+)[(3x+y)+(2x+4y)]=1+4++≥5+2=5+2×2=9,
当且仅当=,即y=2x,即x=,y=时取“=”,
所以最小值为9.
故答案为:9.
【点评】本题考查了利用基本不等式求最值的应用问题,是基础题.
7.(2023•琼中县模拟)已知正实数x,y满足xy+2x+y=4,则x+y的最小值为 2﹣3 ,xy的最大值为 8﹣4 .
【分析】由xy+2x+y=4求得y=(0<x<2),代入化简x+y=x+,转化为x+1+﹣3,利用基本不等式求最值即可;由4﹣xy=2x+y≥2,转化为不等式,将xy作为一个整体解不等式即可.
【解答】解:∵xy+2x+y=4,∴y=(0<x<2),
∴x+y=x+=x+1+﹣3≥2﹣3,
(当且仅当x+1=,即x=﹣1时,等号成立),
故x+y的最小值为2﹣3,
∵4﹣xy=2x+y≥2,
(当且仅当2x=y,即x=﹣1,y=2﹣2时,等号成立),
∴(4﹣xy)2≥8xy,即(xy)2﹣16xy+16≥0,
解得,xy≤8﹣4或xy≥8+4(舍去),
故xy的最大值为8﹣4,
故答案为:2﹣3,8﹣4.
【点评】本题考查了最值问题及基本不等式,考查了化简运算的能力及转化思想与整体思想的应用,属于中档题.
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