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2019届二轮复习(文)不等式与线性规划学案(全国通用)
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与区域有关的面积、距离、参数范围问题及线性规划问题;利用基本不等式求函数最值、运用不等式性质求参数范围、证明不等式是高考热点.备考时,应切实文解与线性规划有关的概念,要熟练掌握基本不等式求最值的方法,特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧方法.要特别加强综合能力的培养,提升运用不等式性质分析、解决问题的能力.
1.(1)若ax2+bx+c=0有两个不等实根x1和x2(x1
ax2+bx+c>0(a>0)的解为{ >x2,或x
ax2+bx+c<0(a>0)的解为{ 1
(2)ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的条件是
(3)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的条件是
2.(1)ab≤2(a,b∈R);
(2) ≥≥≥(a>0,b>0);
(3)不等关系的倒数性质
⇒<;
(4)真分数的变化性质
若00,则<;
(5)形如y=ax+(a>0,b>0),x∈(0,+∞)取最小值时,ax=⇒x=,即“对号函数”单调变化的分界点;
(6)a>0,b>0,若a+b=P,当且仅当a=b时,ab的最大值为2;若ab=S,当且仅当a=b时,a+b的最小值为2.
3.不等式y> x+b表示直线y= x+b上方的区域;y< x+b表示直线y= x+b下方的区域.
高频考点一 不等式性质及解不等式
例1、(1)已知实数x,y满足ax
A.> B.ln(x2+1)>ln(y2+1)
C.sin x>sin y D.x3>y3
解析:根据指数函数的性质得x>y,此时x2,y2的大小不确定,故选项A、B中的不等式不恒成立;根据三角函数的性质知,选项C中的不等式也不恒成立;根据不等式的性质知,选项D中的不等式恒成立.
答案:D
(2)若对任意的x,y∈R,不等式x2+y2+xy≥3(x+y-a)恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,1 B.[1,+∞)
C.[-1,+∞) D.(-∞,-1
【方法规律】
1.解一元二次不等式主要有两种方法:图象法和因式分解法.
2.解含参数的“一元二次不等式”时,要把握好分类讨论的层次,一般按下面次序进行讨论:首先根据二次项系数的符号进行讨论;其次根据相应一元二次方程的根是否存在,即Δ的符号进行讨论;最后在根存在时,根据根的大小进行讨论.
3.解决恒成立问题可以利用分离参数法,一定要弄清楚谁是自变量,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是自变量,求谁的范围,谁就是参数.
4.对于一元二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴下方.
5.解决不等式在给定区间上的恒成立问题,可先求出相应函数这个区间上的最值,再转化为与最值有关的不等式问题.学
【变式探究】已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-4x,则不等式f(x)>x的解集用区间表示为________.
解析:通解:先求出函数f(x)在R上的解析式,然后分段求解不等式f(x)>x,即得不等式的解集.
设x<0,则-x>0,于是f(-x)=(-x)2-4(-x)=x2+4x,由于f(x)是R上的奇函数,所以-f(x)=x2+4x,即f(x)=-x2-4x,且f(0)=0,于是f(x)=当x>0时,由x2-4x>x得x>5;
当x<0时,由-x2-4x>x得-5
优解:数形结合作出y1=x2-4x与y2=x的图象使y1的图象在y2图象的上部所对应的x的范围.
设y1=f(x)=x2-4x,y2=x(x>0).
令y1=y2,∴x2-4x=x,∴x=0或x=5.
作y1=f(x)及y2=x的图象,
则A(5,5),由于y1=f(x)及y2=x都是奇函数,作它们关于(0,0)的对称图象,则B(-5,-5),由图象可看出当f(x)>x时,x∈(5,+∞)及(-5,0).
答案:(-5,0)∪(5,+∞)
高频考点二 基本不等式及应用
例2、(2018年天津卷)已知a,b∈R,且a–3b+6=0,则2a+的最小值为__________.
【答案】
【解析】由可知,且:,因为对于任意x,恒成立,
结合均值不等式的结论可得:.
当且仅当,即时等号成立.
综上可得的最小值为.
【变式探究】【2017江苏,10】某公司一年购买某种货物600吨,每次购买吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则的值是 ▲ .
【答案】30
【解析】总费用,当且仅当,即时等号成立.
【变式探究】(1)设a>0,b>0.若关于x,y的方程组无解,则a+b的取值范围是________.
解析:通解:依题意,由ax+y=1得y=1-ax,代入x+by=1得x+b(1-ax)=1,即(1-ab)x=1-b.由原方程组无解得,关于x的方程(1-ab)x=1-b无解,因此1-ab=0且1-b≠0,即ab=1且b≠1.
又a>0,b>0,a≠b,ab=1,因此a+b>2=2,即a+b的取值范围是(2,+∞).
优解:由题意,关于x,y的方程组无解,则直线ax+y=1与x+by=1平行且不重合,从而可得ab=1,且a≠b.
又a>0,b>0,故a+b>2=2,即a+b的取值范围是(2,+∞).
答案:(2,+∞)
(2)若直线+=1(a>0,b>0)过点(1,1),则a+b的最小值等于( )
A.2 B.3
C.4 D.5
答案:C
【方法技巧】
1.常数代换法求最值的关键在于常数的变形,利用此方法求最值应注意以下三个方面:(1)注意条件的灵活变形,确定或分离出常数,这是解题的基础;(2)将常数化成“1”,这是代数式等价变形的基础;(3)利用基本不等式求解最值时要满足“一正、二定、三相等”,否则容易出现错解.
2.拼凑法就是将代数式进行适当的变形,通过添项、拆项等方法凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.此方法适用于已知关于变量的等式,求解相关代数式的最值问题,或已知函数解析式,求函数的最值问题.
【变式探究】已知函数f(x)=x++2的值域为(-∞,0 ∪[4,+∞) ,则a的值是( )
A. B.
C.1 D.2
解析:选C.由题意可得a>0,①当x>0时,f(x)=x++2≥2+2,当且仅当x=时取等号;②当x<0时,f(x)=x++2≤-2+2,当且仅当x=-时取等号.所以解得a=1,故选C.
高频考点三 求线性规划中线性目标函数的最值
例3、(2018年北京卷)若?,y满足,则2y−?的最小值是_________.
【答案】3
【解析】不等式可转化为,即
满足条件的在平面直角坐标系中的可行域如下图
令,
由图象可知,当过点时,取最小值,此时,
的最小值为.
【变式探究】【2017山东,文3】已知x,y满足约束条件,则 =x+2y的最大值是
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】D
【解析】画出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示,平移直线,可知当其经过直线与的交点时, 取得最大值,为,故选D.
【变式探究】(1)某高 技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 g,乙材料1 g,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 g,乙材料0.3 g,用3个工时.生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 g,乙材料90 g,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为________元.
解析:由题意,设产品A生产x件,产品B生产y件,利润 =2 100x+900y,线性约束条件为,作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,又由x∈N ,y∈N ,可知取得最大值时的最优解为(60,100),所以 max=2 100×60+900×100=216 000(元).
答案:216 000
(2)若x,y满足约束条件则 =x-2y的最小值为________.
解析:通解:作出可行域如图中阴影部分所示,由 =x-2y得y=x- ,作直线y=x并平移,观察可知,当直线经过点A(3,4)时, min=3-2×4=-5.
优解:因为可行域为封闭区域,所以线性目标函数的最值只可能在边界点处取得,易求得边界点分别为(3,4),(1,2),(3,0),依次代入目标函数可求得 min=-5.
答案:-5
【方法技巧】求目标函数的最值的方法
1.几何意义法
(1)常见的目标函数
①截距型:形如 =ax+by,求这类目标函数的最值常将函数 =ax+by转化为y=-x+,通过求直线的截距的最值间接求出 的最值.
②距离型:形如 =(x-a)2+(y-b)2,设动点P(x,y),定点M(a,b),则 = PM 2.
③斜率型:形如 =,设动点P(x,y),定点M(a,b),则 = PM.
(2)目标函数 =xy的几何意义
①由已知得y=,故可理解为反比例函数y=的图象,最值需根据该函数图象与可行域有公共点时进行判断.
②设P(x,y),则 xy 表示以线段OP(O为坐标原点)为对角线的矩形面积.
2.界点定值法,利用可行域所对应图形的边界顶点求最值.
【变式探究】设x,y满足约束条件且 =x+ay的最小值为7,则a=( )
A.-5 B.3
C.-5或3 D.5或-3
解析:通解:选B.二元一次不等式组表示的平面区域如图所示,其中A.平移直线x+ay=0,可知在点A处, 取得最小值,
.
因此+a×=7,化简得a2+2a-15=0,
解得a=3或a=-5,但a=-5时, 取得最大值,故舍去,答案为a=3,故选B.
优解:由 =x+ay得y=-x+
当a<0时,由可行域知,当y=-x+过A点时最小, 有最大值,不合题意.
当a>0时,y=-x+过A点时,最小, 也最小,故只能选B.
1. (2018年全国I卷)设变量满足约束条件则目标函数的最大值为
A. 6 B. 19
C. 21 D. 45
【答案】C
【解析】绘制不等式组表示的平面区域如图所示,结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A处取得最大值,联立直线方程:,可得点A的坐标为:,据此可知目标函数的最大值为:,本题选择C选项。
2. (2018年北京卷)设集合则
A. 对任意实数a,
B. 对任意实数a,(2,1)
C. 当且仅当a<0时,(2,1)
D. 当且仅当 时,(2,1)
【答案】D
【解析】若,则且,即若,则,此命题的逆否命题为:若,则有,故选D.
3. (2018年浙江卷)若满足约束条件则的最小值是___________,最大值是___________.
【答案】 (1). -2 (2). 8
【解析】作可行域,如图中阴影部分所示,则直线过点A(2,2)时取最大值8,过点B(4,-2)时取最小值-2.
4. (2018年天津卷)已知a,b∈R,且a–3b+6=0,则2a+的最小值为__________.
【答案】
【解析】由可知,且:,因为对于任意x,恒成立,
结合均值不等式的结论可得:.
当且仅当,即时等号成立.
综上可得的最小值为.
5. (2018年北京卷)若?,y满足,则2y−?的最小值是_________.
【答案】3
【解析】不等式可转化为,即
满足条件的在平面直角坐标系中的可行域如下图
令,
由图象可知,当过点时,取最小值,此时,
的最小值为.
6. (2018年江苏卷)在中,角所对的边分别为,,的平分线交于点D,且,则的最小值为________.
【答案】9
【解析】由题意可知,,由角平分线性质和三角形面积公式得,化简得,因此当且仅当时取等号,则的最小值为.
7. (2018年全国III卷)若变量满足约束条件则的最大值是________.
【答案】3
【解析】作出可行域
1.【2017课标1,文7】设x,y满足约束条件则 =x+y的最大值为
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】如图,作出不等式组表示的可行域,则目标函数经过时 取得最大值,故,故选D.
2.【2017课标II,文7】设满足约束条件 ,则的最小值是
A. B. C. D
【答案】A
【解析】x、y满足约束条件的可行域如图:
=2x+y经过可行域的A时,目标函数取得最小值,
由 解得A(−6,−3),
则 =2x+y的最小值是:−15.
故选:A.
3.【2017课标3,文5】设x,y满足约束条件,则的取值范围是( )
A.[–3,0 B.[–3,2 C.[0,2 D.[0,3
【答案】B
【解析】作出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示.
目标函数即,易知直线在轴上的截距最大时,目标函数取得最小值;在轴上的截距最小时,目标函数取得最大值,即在点处取得最小值,为;在点处取得最大值,为.故的取值范围是[–3,2 .
4.【2017北京,文4】若满足则的最大值为
(A)1 (B)3
(C)5 (D)9
【答案】D
【解析】如图,画出可行域,
表示斜率为的一组平行线,当过点时,目标函数取得最大值,故选D.
5.【2017山东,文3】已知x,y满足约束条件,则 =x+2y的最大值是
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】D
【解析】画出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示,平移直线,可知当其经过直线与的交点时, 取得最大值,为,故选D.
6.【2017浙江,4】若,满足约束条件,则的取值范围是
A.[0,6 B.[0,4 C.[6, D.[4,
【答案】D
【解析】如图,可行域为一开放区域,所以直线过点时取最小值4,无最大值,选D.
7.【2017江苏,10】某公司一年购买某种货物600吨,每次购买吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则的值是 ▲ .
【答案】30
【解析】总费用,当且仅当,即时等号成立.
1. 【2016高考新课标1卷】若,则( )学 ()
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
2.【2016高考天津文数】设变量x,y满足约束条件则目标函数的最小值为( )
(A) (B)6 (C)10 (D)17
【答案】B
【解析】可行域为一个三角形ABC及其内部,其中,直线过点B时取最小值6,选B.
3.【2016高考山东文数】若变量x,y满足则的最大值是( )
(A)4 (B)9 (C)10 (D)12
【答案】C
【解析】不等式组表示的可行域是以A(0,-3),B(0,2),C(3,-1)为顶点的三角形区域,表示点(x,y)到原点距离的平方,最大值必在顶点处取到,经验证最大值为,故选C.
4.【2016高考浙江文数】在平面上,过点P作直线l的垂线所得的垂足称为点P在直线l上的投影.由区域 学
中的点在直线x+y2=0上的投影构成的线段记为AB,则│AB│=( )
A.2 B.4 C.3 D.
【答案】C
【解析】如图为线性区域,区域内的点在直线上的投影构成了线段,即,而,由得,由得,.故选C.
5.【2016年高考北京文数】若,满足,则的最大值为( )
A.0 B.3 C.4 D.5 学
【答案】C
【解析】作出如图可行域,则当经过点时,取最大值,而,∴所求最大值为4,故选C.
6.【2016年高考四川文数】设p:实数x,y满足,q:实数x,y满足 则p是q的( )
(A)必要不充分条件 (B)充分不必要条件 (C)充要条件 (D)既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】画出可行域(如图所示),可知命题中不等式组表示的平面区域在命题中不等式表示的圆盘内,故选A.
7.【2016高考新课标3文数】若满足约束条件 则的最大值为_____________.
【答案】
【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.由图知,当直线经过点时, 取得最大值.由 得 ,即,则.
8.【2016高考新课标1卷】某高 技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 g,乙材料1 g,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 g,乙材料0.3 g,用3个工时.生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 g,乙材料90 g,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为 元.学
【答案】 学
【解析】设生产产品、产品分别为、件,利润之和为元,那么
①
目标函数.
二元一次不等式组①等价于
②
作出二元一次不等式组②表示的平面区域(如图),即可行域.
将变形,得,平行直线,当直线经过点时, 取得最大值.
解方程组,得的坐标.
所以当,时,.
故生产产品、产品的利润之和的最大值为元.
9.【2016高考江苏卷】 已知实数满足 ,则的取值范围是 ▲ .
【答案】
【解析】由图知原点到直线距离平方为最小值,为,原点到点距离平方为最大值,为,因此取值范围为
1.【2015高考北京,文2】若,满足则的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】如图,先画出可行域,由于,则,令,作直线,在可行域中作平行线,得最优解,此时直线的截距最大,取得最小值2.
2.【2015高考广东,文6】若变量,满足约束条件则的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 4
【答案】C
【解析】不等式组对应的平面区域如图:
由 =3x+2y得y=﹣x+,平移直线y=﹣x+,
则由图象可知当直线y=﹣x+,经过点A时直线y=﹣x+的截距最小,
此时 最小,
由,解得,即A(1,),
此时 =3×1+2×=,
故选:B.
3.【2015高考天津,文2】设变量 满足约束条件 ,则目标函数的最大值为( )
(A)3 (B)4 (C)18 (D)40
【答案】C
【解析】不等式所表示的平面区域如下图所示,当所表示直线经过点时, 有最大值18
4.【2015高考陕西,文10】某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料.已知生产1吨每种产品需原料及每天原料的可用限额如表所示,如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( )
A.12万元 B.16万元 C.17万元 D.18万元
甲
乙
原料限额
(吨)
(吨)
【答案】D
【解析】设该企业每天生产甲、乙两种产品分别为、吨,则利润 学
由题意可列,其表示如图阴影部分区域:
当直线过点时,取得最大值,所以,故选D.
5.【2015高考福建,文5】若变量 满足约束条件 则 的最小值等于 ( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】画出可行域,如图所示,目标函数变形为,当最小时,直线的纵截距最大,故将直线经过可行域,尽可能向上移到过点时,取到最小值,最小值为,故选A.
6.【2015高考山东,文6】已知满足约束条件,若的最大值为4,则 ( )
(A)3 (B)2 (C)-2 (D)-3
【答案】B
【解析】不等式组 在直角坐标系中所表示的平面区域如下图中的阴影部分所示,
若的最大值为4,则最优解可能为 或 ,经检验,是最优解,此时 ;不是最优解.故选B.
7.【2015高考新课标1,文15】若满足约束条件,则的最大值为 .
【答案】3
【解析】作出可行域如图中阴影部分所示,由斜率的意义知,是可行域内一点与原点连线的斜率,由图可知,点A(1,3)与原点连线的斜率最大,故的最大值为3.
8.【2015高考浙江,文14】若实数满足,则的最小值是 .
【答案】.
9.【2015高考新课标2,文14】若x,y满足约束条件,则的最大值为____________.
【答案】
【解析】画出可行域,如图所示,将目标函数变形为,当取到最大时,直线的纵截距最大,故将直线尽可能地向上平移到,则的最大值为.
【考点定位】线性规划.
10.【2015高考湖南,文4】若变量,满足约束条件,则的最小值为( )
A.-7 B.-1 C.1 D.2
【答案】A.
【解析】如下图所示,画出线性约束条件所表示的区域,即可行域,作直线:,平移,从而可知当,时,的最小值是,故选A.
11.【2015高考四川,文9】如果函数在区间上单调递减,则mn的最大值为( )
(A)16 (B)18 (C)25 (D)
【答案】B
【解析】时,抛物线的对称轴为.据题意,当时,即..由且得.当时,抛物线开口向下,据题意得,即..由且得,故应舍去.要使得取得最大值,应有.所以,所以最大值为18.选B..
12.【2015高考陕西,文9】设,若,,,则下列关系式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,,,函数在上单调递增,因为,所以,所以,故选C.
1. 【2014高考安徽卷文第5题】满足约束条件,若取得最大值的最优解不唯一,则实数的值为( )
A, B. C.2或1 D.
【答案】D
【解析】题中的约束条件表示的区域如下图,将化成斜截式为,要使其取得最大值的最优解不唯一,则在平移的过程中与重合或与重合,所以或.
【考点定位】线性规划
2. 【2014高考北京版文第6题】若、满足,且的最小值为,则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】若,没有最小值,不合题意;
若,则不等式组表示的平面区域如图阴影部分,由图可知,直线在点处取得最小值,所以,解得.故选D.
【考点定位】不等式组表示的平面区域,求目标函数的最小值
3. 【2014高考福建卷第11题】若变量满足约束条件则的最小值为________.
【答案】1
【解析】依题意如图可得目标函数过点A时截距最大.即.
【考点定位】线性规划.
4. 【2014高考福建卷第13题】要制作一个容器为4,高为的无盖长方形容器,已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是_______(单位:元).
【答案】88
【解析】假设底面长方形的长宽分别为, . 则该容器的最低总造价是.当且仅当的时区到最小值.学+_
【考点定位】函数的最值.
5. 【2014高考广东卷文第3题】若变量、满足约束条件,且的最大值和最小值分别为和,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】作出不等式组所表示的可行域如下图中的阴影部分所表示,
直线交直线于点,交直线于点,
作直线,则为直线在轴上的截距,当直线经过可行域上的点时,直线在轴上的截距最大,此时取最大值,即;
当直线经过可行域上的点时,此时直线在轴上的截距最小,此时取最小值,即
.
因此,,故选C.
【考点定位】线性规划中线性目标函数的最值
6. 【2014高考湖南卷第14题】若变量满足约束条件,且的最小值为,则.
【答案】
【解析】求出约束条件中三条直线的交点为,且不等式组限制的区域如图,所以,则当为最优解时,,
当为最优解时,, 因为,所以,故填.
【考点定位】线性规划
7. 【2014辽宁高考文第16题】对于,当非零实数a,b满足,且使最大时,的最小值为 .
【答案】
【解析】法一:判别式法:令,则,代入到中,得,即……①
因为关于的二次方程①有实根,所以,可得,
取最大值时,或,
当时,,
当时,,
综上可知当时,
法二:柯西不等式:由可得:
,
当且仅当时取等号,即时,取等号,
这时或
当时,,
当时,,
综上可知当时,
【考点定位】柯西不等式.
8. 【2014全国1高考文第9题】不等式组的解集为D,有下面四个命题:
, ,
,
其中的真命题是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】画出可行域,如图所示,设,则,当直线过点时,取到最小值,,故的取值范围为,所以正确的命题是,选B.
【考点定位】线性规划、存在量词和全称量词.
10. 【2014山东高考文第5题】已知实数满足,则下面关系是恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】
【解析】由及指数函数的性质得,所以,,选.
【考点定位】指数函数的性质,不等式的性质.
11. 【2014山东高考文第9题】 已知满足约束条件,当目标函数在该约束条件下取到最小值时,的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
【答案】
【考点定位】简单线性规划的应用,二次函数的图象和性质.
12. 【2014四川高考文第4题】若,,则一定有( )
A. B. C. D.
4.若,,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,又.选D
【考点定位】不等式的基本性质.
13. 【2014四川高考文第5题】执行如图1所示的程序框图,如果输入的,则输出的的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
该程序执行以下运算:已知,求的最大值.作出表示的区域如图所示,由图可知,当时,最大,最大值为.选C.
【考点定位】程序框图与线性规划.
14. 【2014浙江高考文第13题】当实数,满足时,恒成立,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】作出不等式组所表示的区域,由得,由图可知,,且在点取得最小值在取得最大值,故,,故取值范围为.
【考点定位】线性规划.
15. 【2014天津高考文第2题】设变量,满足约束条件则目标函数的最小值为 ( )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5
【答案】B.
【解析】由题画出如图所示的可行域,由图可知当直线经过点时,,故选B.
【考点定位】二元一次不等式组表示的平面区域、线性目标函数的最值问题.
16. 【2014大纲高考文第14题】设满足约束条件,则的最大值为 .
【答案】5.
【解析】画出二元一次不等式组表示的平面区域(图4阴影部分).,把平移可知当直线过点时,取最大值:.
【考点定位】二元一次不等式组表示的平面区域、线线目标函数的最值的计算.
17. 【2014高考上海文 】若实数x,y满足xy=1,则+的最小值为______________.
【答案】
【解析】,当且仅当时等号成立.
【考点定位】基本不等式.
18.【2014高考安徽卷第21题】设实数,整数, .
(1)证明:当且时,;
(2)数列满足,,证明:.
【答案】(1)证明:当且时,;(2).
【解析】
(1)证明:用数学归纳法证明
①当时,,原不等式成立.
②假设时,不等式成立.
当时,
所以时,原不等式也成立.
综合①②可得,当且时,对一切整数,不等式均成立.
证法1:先用数学归纳法证明.
①当时,由题设知成立.②假设时,不等式成立.
由易知.
当时,.
当得.
由(1)中的结论得.
因此,即.所以时,不等式也成立.
综合①②可得,对一切正整数,不等式均成立.
再由可得,即.
综上所述,.
证法2:设,则,并且
.
由此可得,在上单调递增,因而,当时,.
①当时,由,即可知
,并且,从而.
故当时,不等式成立.
②假设时,不等式成立,则当时, ,即有.
所以当时,原不等式也成立.
综合①②可得,对一切正整数,不等式均成立.
【考点定位】数学归纳法证明不等式、构造函数法证明不等式.
与区域有关的面积、距离、参数范围问题及线性规划问题;利用基本不等式求函数最值、运用不等式性质求参数范围、证明不等式是高考热点.备考时,应切实文解与线性规划有关的概念,要熟练掌握基本不等式求最值的方法,特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧方法.要特别加强综合能力的培养,提升运用不等式性质分析、解决问题的能力.
1.(1)若ax2+bx+c=0有两个不等实根x1和x2(x1
(3)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的条件是
2.(1)ab≤2(a,b∈R);
(2) ≥≥≥(a>0,b>0);
(3)不等关系的倒数性质
⇒<;
(4)真分数的变化性质
若0
(5)形如y=ax+(a>0,b>0),x∈(0,+∞)取最小值时,ax=⇒x=,即“对号函数”单调变化的分界点;
(6)a>0,b>0,若a+b=P,当且仅当a=b时,ab的最大值为2;若ab=S,当且仅当a=b时,a+b的最小值为2.
3.不等式y> x+b表示直线y= x+b上方的区域;y< x+b表示直线y= x+b下方的区域.
高频考点一 不等式性质及解不等式
例1、(1)已知实数x,y满足ax
C.sin x>sin y D.x3>y3
解析:根据指数函数的性质得x>y,此时x2,y2的大小不确定,故选项A、B中的不等式不恒成立;根据三角函数的性质知,选项C中的不等式也不恒成立;根据不等式的性质知,选项D中的不等式恒成立.
答案:D
(2)若对任意的x,y∈R,不等式x2+y2+xy≥3(x+y-a)恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,1 B.[1,+∞)
C.[-1,+∞) D.(-∞,-1
【方法规律】
1.解一元二次不等式主要有两种方法:图象法和因式分解法.
2.解含参数的“一元二次不等式”时,要把握好分类讨论的层次,一般按下面次序进行讨论:首先根据二次项系数的符号进行讨论;其次根据相应一元二次方程的根是否存在,即Δ的符号进行讨论;最后在根存在时,根据根的大小进行讨论.
3.解决恒成立问题可以利用分离参数法,一定要弄清楚谁是自变量,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是自变量,求谁的范围,谁就是参数.
4.对于一元二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴下方.
5.解决不等式在给定区间上的恒成立问题,可先求出相应函数这个区间上的最值,再转化为与最值有关的不等式问题.学
【变式探究】已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-4x,则不等式f(x)>x的解集用区间表示为________.
解析:通解:先求出函数f(x)在R上的解析式,然后分段求解不等式f(x)>x,即得不等式的解集.
设x<0,则-x>0,于是f(-x)=(-x)2-4(-x)=x2+4x,由于f(x)是R上的奇函数,所以-f(x)=x2+4x,即f(x)=-x2-4x,且f(0)=0,于是f(x)=当x>0时,由x2-4x>x得x>5;
当x<0时,由-x2-4x>x得-5
设y1=f(x)=x2-4x,y2=x(x>0).
令y1=y2,∴x2-4x=x,∴x=0或x=5.
作y1=f(x)及y2=x的图象,
则A(5,5),由于y1=f(x)及y2=x都是奇函数,作它们关于(0,0)的对称图象,则B(-5,-5),由图象可看出当f(x)>x时,x∈(5,+∞)及(-5,0).
答案:(-5,0)∪(5,+∞)
高频考点二 基本不等式及应用
例2、(2018年天津卷)已知a,b∈R,且a–3b+6=0,则2a+的最小值为__________.
【答案】
【解析】由可知,且:,因为对于任意x,恒成立,
结合均值不等式的结论可得:.
当且仅当,即时等号成立.
综上可得的最小值为.
【变式探究】【2017江苏,10】某公司一年购买某种货物600吨,每次购买吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则的值是 ▲ .
【答案】30
【解析】总费用,当且仅当,即时等号成立.
【变式探究】(1)设a>0,b>0.若关于x,y的方程组无解,则a+b的取值范围是________.
解析:通解:依题意,由ax+y=1得y=1-ax,代入x+by=1得x+b(1-ax)=1,即(1-ab)x=1-b.由原方程组无解得,关于x的方程(1-ab)x=1-b无解,因此1-ab=0且1-b≠0,即ab=1且b≠1.
又a>0,b>0,a≠b,ab=1,因此a+b>2=2,即a+b的取值范围是(2,+∞).
优解:由题意,关于x,y的方程组无解,则直线ax+y=1与x+by=1平行且不重合,从而可得ab=1,且a≠b.
又a>0,b>0,故a+b>2=2,即a+b的取值范围是(2,+∞).
答案:(2,+∞)
(2)若直线+=1(a>0,b>0)过点(1,1),则a+b的最小值等于( )
A.2 B.3
C.4 D.5
答案:C
【方法技巧】
1.常数代换法求最值的关键在于常数的变形,利用此方法求最值应注意以下三个方面:(1)注意条件的灵活变形,确定或分离出常数,这是解题的基础;(2)将常数化成“1”,这是代数式等价变形的基础;(3)利用基本不等式求解最值时要满足“一正、二定、三相等”,否则容易出现错解.
2.拼凑法就是将代数式进行适当的变形,通过添项、拆项等方法凑成和为定值或积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值的方法.此方法适用于已知关于变量的等式,求解相关代数式的最值问题,或已知函数解析式,求函数的最值问题.
【变式探究】已知函数f(x)=x++2的值域为(-∞,0 ∪[4,+∞) ,则a的值是( )
A. B.
C.1 D.2
解析:选C.由题意可得a>0,①当x>0时,f(x)=x++2≥2+2,当且仅当x=时取等号;②当x<0时,f(x)=x++2≤-2+2,当且仅当x=-时取等号.所以解得a=1,故选C.
高频考点三 求线性规划中线性目标函数的最值
例3、(2018年北京卷)若?,y满足,则2y−?的最小值是_________.
【答案】3
【解析】不等式可转化为,即
满足条件的在平面直角坐标系中的可行域如下图
令,
由图象可知,当过点时,取最小值,此时,
的最小值为.
【变式探究】【2017山东,文3】已知x,y满足约束条件,则 =x+2y的最大值是
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】D
【解析】画出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示,平移直线,可知当其经过直线与的交点时, 取得最大值,为,故选D.
【变式探究】(1)某高 技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 g,乙材料1 g,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 g,乙材料0.3 g,用3个工时.生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 g,乙材料90 g,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为________元.
解析:由题意,设产品A生产x件,产品B生产y件,利润 =2 100x+900y,线性约束条件为,作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,又由x∈N ,y∈N ,可知取得最大值时的最优解为(60,100),所以 max=2 100×60+900×100=216 000(元).
答案:216 000
(2)若x,y满足约束条件则 =x-2y的最小值为________.
解析:通解:作出可行域如图中阴影部分所示,由 =x-2y得y=x- ,作直线y=x并平移,观察可知,当直线经过点A(3,4)时, min=3-2×4=-5.
优解:因为可行域为封闭区域,所以线性目标函数的最值只可能在边界点处取得,易求得边界点分别为(3,4),(1,2),(3,0),依次代入目标函数可求得 min=-5.
答案:-5
【方法技巧】求目标函数的最值的方法
1.几何意义法
(1)常见的目标函数
①截距型:形如 =ax+by,求这类目标函数的最值常将函数 =ax+by转化为y=-x+,通过求直线的截距的最值间接求出 的最值.
②距离型:形如 =(x-a)2+(y-b)2,设动点P(x,y),定点M(a,b),则 = PM 2.
③斜率型:形如 =,设动点P(x,y),定点M(a,b),则 = PM.
(2)目标函数 =xy的几何意义
①由已知得y=,故可理解为反比例函数y=的图象,最值需根据该函数图象与可行域有公共点时进行判断.
②设P(x,y),则 xy 表示以线段OP(O为坐标原点)为对角线的矩形面积.
2.界点定值法,利用可行域所对应图形的边界顶点求最值.
【变式探究】设x,y满足约束条件且 =x+ay的最小值为7,则a=( )
A.-5 B.3
C.-5或3 D.5或-3
解析:通解:选B.二元一次不等式组表示的平面区域如图所示,其中A.平移直线x+ay=0,可知在点A处, 取得最小值,
.
因此+a×=7,化简得a2+2a-15=0,
解得a=3或a=-5,但a=-5时, 取得最大值,故舍去,答案为a=3,故选B.
优解:由 =x+ay得y=-x+
当a<0时,由可行域知,当y=-x+过A点时最小, 有最大值,不合题意.
当a>0时,y=-x+过A点时,最小, 也最小,故只能选B.
1. (2018年全国I卷)设变量满足约束条件则目标函数的最大值为
A. 6 B. 19
C. 21 D. 45
【答案】C
【解析】绘制不等式组表示的平面区域如图所示,结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A处取得最大值,联立直线方程:,可得点A的坐标为:,据此可知目标函数的最大值为:,本题选择C选项。
2. (2018年北京卷)设集合则
A. 对任意实数a,
B. 对任意实数a,(2,1)
C. 当且仅当a<0时,(2,1)
D. 当且仅当 时,(2,1)
【答案】D
【解析】若,则且,即若,则,此命题的逆否命题为:若,则有,故选D.
3. (2018年浙江卷)若满足约束条件则的最小值是___________,最大值是___________.
【答案】 (1). -2 (2). 8
【解析】作可行域,如图中阴影部分所示,则直线过点A(2,2)时取最大值8,过点B(4,-2)时取最小值-2.
4. (2018年天津卷)已知a,b∈R,且a–3b+6=0,则2a+的最小值为__________.
【答案】
【解析】由可知,且:,因为对于任意x,恒成立,
结合均值不等式的结论可得:.
当且仅当,即时等号成立.
综上可得的最小值为.
5. (2018年北京卷)若?,y满足,则2y−?的最小值是_________.
【答案】3
【解析】不等式可转化为,即
满足条件的在平面直角坐标系中的可行域如下图
令,
由图象可知,当过点时,取最小值,此时,
的最小值为.
6. (2018年江苏卷)在中,角所对的边分别为,,的平分线交于点D,且,则的最小值为________.
【答案】9
【解析】由题意可知,,由角平分线性质和三角形面积公式得,化简得,因此当且仅当时取等号,则的最小值为.
7. (2018年全国III卷)若变量满足约束条件则的最大值是________.
【答案】3
【解析】作出可行域
1.【2017课标1,文7】设x,y满足约束条件则 =x+y的最大值为
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】如图,作出不等式组表示的可行域,则目标函数经过时 取得最大值,故,故选D.
2.【2017课标II,文7】设满足约束条件 ,则的最小值是
A. B. C. D
【答案】A
【解析】x、y满足约束条件的可行域如图:
=2x+y经过可行域的A时,目标函数取得最小值,
由 解得A(−6,−3),
则 =2x+y的最小值是:−15.
故选:A.
3.【2017课标3,文5】设x,y满足约束条件,则的取值范围是( )
A.[–3,0 B.[–3,2 C.[0,2 D.[0,3
【答案】B
【解析】作出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示.
目标函数即,易知直线在轴上的截距最大时,目标函数取得最小值;在轴上的截距最小时,目标函数取得最大值,即在点处取得最小值,为;在点处取得最大值,为.故的取值范围是[–3,2 .
4.【2017北京,文4】若满足则的最大值为
(A)1 (B)3
(C)5 (D)9
【答案】D
【解析】如图,画出可行域,
表示斜率为的一组平行线,当过点时,目标函数取得最大值,故选D.
5.【2017山东,文3】已知x,y满足约束条件,则 =x+2y的最大值是
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】D
【解析】画出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示,平移直线,可知当其经过直线与的交点时, 取得最大值,为,故选D.
6.【2017浙江,4】若,满足约束条件,则的取值范围是
A.[0,6 B.[0,4 C.[6, D.[4,
【答案】D
【解析】如图,可行域为一开放区域,所以直线过点时取最小值4,无最大值,选D.
7.【2017江苏,10】某公司一年购买某种货物600吨,每次购买吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则的值是 ▲ .
【答案】30
【解析】总费用,当且仅当,即时等号成立.
1. 【2016高考新课标1卷】若,则( )学 ()
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
2.【2016高考天津文数】设变量x,y满足约束条件则目标函数的最小值为( )
(A) (B)6 (C)10 (D)17
【答案】B
【解析】可行域为一个三角形ABC及其内部,其中,直线过点B时取最小值6,选B.
3.【2016高考山东文数】若变量x,y满足则的最大值是( )
(A)4 (B)9 (C)10 (D)12
【答案】C
【解析】不等式组表示的可行域是以A(0,-3),B(0,2),C(3,-1)为顶点的三角形区域,表示点(x,y)到原点距离的平方,最大值必在顶点处取到,经验证最大值为,故选C.
4.【2016高考浙江文数】在平面上,过点P作直线l的垂线所得的垂足称为点P在直线l上的投影.由区域 学
中的点在直线x+y2=0上的投影构成的线段记为AB,则│AB│=( )
A.2 B.4 C.3 D.
【答案】C
【解析】如图为线性区域,区域内的点在直线上的投影构成了线段,即,而,由得,由得,.故选C.
5.【2016年高考北京文数】若,满足,则的最大值为( )
A.0 B.3 C.4 D.5 学
【答案】C
【解析】作出如图可行域,则当经过点时,取最大值,而,∴所求最大值为4,故选C.
6.【2016年高考四川文数】设p:实数x,y满足,q:实数x,y满足 则p是q的( )
(A)必要不充分条件 (B)充分不必要条件 (C)充要条件 (D)既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】画出可行域(如图所示),可知命题中不等式组表示的平面区域在命题中不等式表示的圆盘内,故选A.
7.【2016高考新课标3文数】若满足约束条件 则的最大值为_____________.
【答案】
【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.由图知,当直线经过点时, 取得最大值.由 得 ,即,则.
8.【2016高考新课标1卷】某高 技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 g,乙材料1 g,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 g,乙材料0.3 g,用3个工时.生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 g,乙材料90 g,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为 元.学
【答案】 学
【解析】设生产产品、产品分别为、件,利润之和为元,那么
①
目标函数.
二元一次不等式组①等价于
②
作出二元一次不等式组②表示的平面区域(如图),即可行域.
将变形,得,平行直线,当直线经过点时, 取得最大值.
解方程组,得的坐标.
所以当,时,.
故生产产品、产品的利润之和的最大值为元.
9.【2016高考江苏卷】 已知实数满足 ,则的取值范围是 ▲ .
【答案】
【解析】由图知原点到直线距离平方为最小值,为,原点到点距离平方为最大值,为,因此取值范围为
1.【2015高考北京,文2】若,满足则的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】如图,先画出可行域,由于,则,令,作直线,在可行域中作平行线,得最优解,此时直线的截距最大,取得最小值2.
2.【2015高考广东,文6】若变量,满足约束条件则的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 4
【答案】C
【解析】不等式组对应的平面区域如图:
由 =3x+2y得y=﹣x+,平移直线y=﹣x+,
则由图象可知当直线y=﹣x+,经过点A时直线y=﹣x+的截距最小,
此时 最小,
由,解得,即A(1,),
此时 =3×1+2×=,
故选:B.
3.【2015高考天津,文2】设变量 满足约束条件 ,则目标函数的最大值为( )
(A)3 (B)4 (C)18 (D)40
【答案】C
【解析】不等式所表示的平面区域如下图所示,当所表示直线经过点时, 有最大值18
4.【2015高考陕西,文10】某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料.已知生产1吨每种产品需原料及每天原料的可用限额如表所示,如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为( )
A.12万元 B.16万元 C.17万元 D.18万元
甲
乙
原料限额
(吨)
(吨)
【答案】D
【解析】设该企业每天生产甲、乙两种产品分别为、吨,则利润 学
由题意可列,其表示如图阴影部分区域:
当直线过点时,取得最大值,所以,故选D.
5.【2015高考福建,文5】若变量 满足约束条件 则 的最小值等于 ( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】画出可行域,如图所示,目标函数变形为,当最小时,直线的纵截距最大,故将直线经过可行域,尽可能向上移到过点时,取到最小值,最小值为,故选A.
6.【2015高考山东,文6】已知满足约束条件,若的最大值为4,则 ( )
(A)3 (B)2 (C)-2 (D)-3
【答案】B
【解析】不等式组 在直角坐标系中所表示的平面区域如下图中的阴影部分所示,
若的最大值为4,则最优解可能为 或 ,经检验,是最优解,此时 ;不是最优解.故选B.
7.【2015高考新课标1,文15】若满足约束条件,则的最大值为 .
【答案】3
【解析】作出可行域如图中阴影部分所示,由斜率的意义知,是可行域内一点与原点连线的斜率,由图可知,点A(1,3)与原点连线的斜率最大,故的最大值为3.
8.【2015高考浙江,文14】若实数满足,则的最小值是 .
【答案】.
9.【2015高考新课标2,文14】若x,y满足约束条件,则的最大值为____________.
【答案】
【解析】画出可行域,如图所示,将目标函数变形为,当取到最大时,直线的纵截距最大,故将直线尽可能地向上平移到,则的最大值为.
【考点定位】线性规划.
10.【2015高考湖南,文4】若变量,满足约束条件,则的最小值为( )
A.-7 B.-1 C.1 D.2
【答案】A.
【解析】如下图所示,画出线性约束条件所表示的区域,即可行域,作直线:,平移,从而可知当,时,的最小值是,故选A.
11.【2015高考四川,文9】如果函数在区间上单调递减,则mn的最大值为( )
(A)16 (B)18 (C)25 (D)
【答案】B
【解析】时,抛物线的对称轴为.据题意,当时,即..由且得.当时,抛物线开口向下,据题意得,即..由且得,故应舍去.要使得取得最大值,应有.所以,所以最大值为18.选B..
12.【2015高考陕西,文9】设,若,,,则下列关系式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,,,函数在上单调递增,因为,所以,所以,故选C.
1. 【2014高考安徽卷文第5题】满足约束条件,若取得最大值的最优解不唯一,则实数的值为( )
A, B. C.2或1 D.
【答案】D
【解析】题中的约束条件表示的区域如下图,将化成斜截式为,要使其取得最大值的最优解不唯一,则在平移的过程中与重合或与重合,所以或.
【考点定位】线性规划
2. 【2014高考北京版文第6题】若、满足,且的最小值为,则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】若,没有最小值,不合题意;
若,则不等式组表示的平面区域如图阴影部分,由图可知,直线在点处取得最小值,所以,解得.故选D.
【考点定位】不等式组表示的平面区域,求目标函数的最小值
3. 【2014高考福建卷第11题】若变量满足约束条件则的最小值为________.
【答案】1
【解析】依题意如图可得目标函数过点A时截距最大.即.
【考点定位】线性规划.
4. 【2014高考福建卷第13题】要制作一个容器为4,高为的无盖长方形容器,已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是_______(单位:元).
【答案】88
【解析】假设底面长方形的长宽分别为, . 则该容器的最低总造价是.当且仅当的时区到最小值.学+_
【考点定位】函数的最值.
5. 【2014高考广东卷文第3题】若变量、满足约束条件,且的最大值和最小值分别为和,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】作出不等式组所表示的可行域如下图中的阴影部分所表示,
直线交直线于点,交直线于点,
作直线,则为直线在轴上的截距,当直线经过可行域上的点时,直线在轴上的截距最大,此时取最大值,即;
当直线经过可行域上的点时,此时直线在轴上的截距最小,此时取最小值,即
.
因此,,故选C.
【考点定位】线性规划中线性目标函数的最值
6. 【2014高考湖南卷第14题】若变量满足约束条件,且的最小值为,则.
【答案】
【解析】求出约束条件中三条直线的交点为,且不等式组限制的区域如图,所以,则当为最优解时,,
当为最优解时,, 因为,所以,故填.
【考点定位】线性规划
7. 【2014辽宁高考文第16题】对于,当非零实数a,b满足,且使最大时,的最小值为 .
【答案】
【解析】法一:判别式法:令,则,代入到中,得,即……①
因为关于的二次方程①有实根,所以,可得,
取最大值时,或,
当时,,
当时,,
综上可知当时,
法二:柯西不等式:由可得:
,
当且仅当时取等号,即时,取等号,
这时或
当时,,
当时,,
综上可知当时,
【考点定位】柯西不等式.
8. 【2014全国1高考文第9题】不等式组的解集为D,有下面四个命题:
, ,
,
其中的真命题是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】画出可行域,如图所示,设,则,当直线过点时,取到最小值,,故的取值范围为,所以正确的命题是,选B.
【考点定位】线性规划、存在量词和全称量词.
10. 【2014山东高考文第5题】已知实数满足,则下面关系是恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】
【解析】由及指数函数的性质得,所以,,选.
【考点定位】指数函数的性质,不等式的性质.
11. 【2014山东高考文第9题】 已知满足约束条件,当目标函数在该约束条件下取到最小值时,的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
【答案】
【考点定位】简单线性规划的应用,二次函数的图象和性质.
12. 【2014四川高考文第4题】若,,则一定有( )
A. B. C. D.
4.若,,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,又.选D
【考点定位】不等式的基本性质.
13. 【2014四川高考文第5题】执行如图1所示的程序框图,如果输入的,则输出的的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
该程序执行以下运算:已知,求的最大值.作出表示的区域如图所示,由图可知,当时,最大,最大值为.选C.
【考点定位】程序框图与线性规划.
14. 【2014浙江高考文第13题】当实数,满足时,恒成立,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】作出不等式组所表示的区域,由得,由图可知,,且在点取得最小值在取得最大值,故,,故取值范围为.
【考点定位】线性规划.
15. 【2014天津高考文第2题】设变量,满足约束条件则目标函数的最小值为 ( )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5
【答案】B.
【解析】由题画出如图所示的可行域,由图可知当直线经过点时,,故选B.
【考点定位】二元一次不等式组表示的平面区域、线性目标函数的最值问题.
16. 【2014大纲高考文第14题】设满足约束条件,则的最大值为 .
【答案】5.
【解析】画出二元一次不等式组表示的平面区域(图4阴影部分).,把平移可知当直线过点时,取最大值:.
【考点定位】二元一次不等式组表示的平面区域、线线目标函数的最值的计算.
17. 【2014高考上海文 】若实数x,y满足xy=1,则+的最小值为______________.
【答案】
【解析】,当且仅当时等号成立.
【考点定位】基本不等式.
18.【2014高考安徽卷第21题】设实数,整数, .
(1)证明:当且时,;
(2)数列满足,,证明:.
【答案】(1)证明:当且时,;(2).
【解析】
(1)证明:用数学归纳法证明
①当时,,原不等式成立.
②假设时,不等式成立.
当时,
所以时,原不等式也成立.
综合①②可得,当且时,对一切整数,不等式均成立.
证法1:先用数学归纳法证明.
①当时,由题设知成立.②假设时,不等式成立.
由易知.
当时,.
当得.
由(1)中的结论得.
因此,即.所以时,不等式也成立.
综合①②可得,对一切正整数,不等式均成立.
再由可得,即.
综上所述,.
证法2:设,则,并且
.
由此可得,在上单调递增,因而,当时,.
①当时,由,即可知
,并且,从而.
故当时,不等式成立.
②假设时,不等式成立,则当时, ,即有.
所以当时,原不等式也成立.
综合①②可得,对一切正整数,不等式均成立.
【考点定位】数学归纳法证明不等式、构造函数法证明不等式.
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