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微专题 其他几类重要不等式的解法 学案-2023届高考数学一轮《考点·题型·技巧》精讲与精练
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微专题:其他几类重要不等式的解法
【考点梳理】
1、指对数不等式
解指数不等式和对数不等式一般有以下两种方法
(1)同底法:如果两边能化为同底的指数或对数,先化为同底,再根据指数、对数的单调性转化为代数不等式,底数是参数时要注意观察分析是否要对其进行讨论,并注意到对数真数大于零的限制条件.
①当时,
;
②当时,
;
(2)对指互化法:
如果两边不能化成同底的指数或对数时,一般用对指互化法.
对数不等式两边取指数,转化成整式不等式来解;指数不等式两边取对数,转化成整式不等式来解.
2.简单分式不等式
(1);(2)
(3);(4)
3.绝对值不等式
绝对值不等式的概念:一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式.
(1)含绝对值的不等式|x|a的解集
不等式
a>0
a=0
a0)和|ax+b|≥c (c>0)型不等式的解法
①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;
②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.
(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;
②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;解含有两个绝对值形如的不等式,常用零点讨论法和数形结合法.注意小分类求交大综合求并.
③平方法:如果绝对值的不等式的两边都是非负数,如:,可以使用平方法.
④通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方程的思想.
4.高次不等式
高次不等式:不等式最高次项的次数高于2,这样的不等式称为高次不等式.
解法:穿根法
①将f(x)最高次项系数化为正数;
②将f(x)分解为若干个一次因式的积或二次不可分因式的积;
③将每一个一次因式的根标在数轴上,自上而下,从右向左依次通过每一点画曲线(注意重根情况,偶次方根穿而不过,奇次方根穿过);
④观察曲线显现出的f(x)的值的符号变化规律,写出不等式的解集.
5.无理不等式的解法
无理不等式一般利用平方法和分类讨论解答.
无理不等式转化为有理不等式,要注意平方的条件和根式有意义的条件,一般情况下,可转化为或,而等价于:或.
【题型归纳】
题型一: 分式不等式
1.已知集合,,则如图中阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
2.设集合,则( )
A. B. C. D.
3.设集合,则( )
A. B. C. D.
题型二: 高次不等式
4.已知 ,“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.不等式的解集为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
6.已知集合,,则( )
A. B.或
C.或 D.或
题型三: 根式不等式
7.已知集合,集合,,则等于( ).
A.R B. C. D.
8.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
9.设,,,则( )
A. B.
C. D.
题型四: 指数不等式
10.若集合,,则( )
A. B. C. D.
11.已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
12.已知集合,则( )
A. B. C. D.
题型五: 对数不等式
13.已知集合,则( )
A. B. C. D.
14.已知集合,则的元素个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
15.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【双基达标】
16.设集合,,那么“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
17.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
18.设集合,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
19.已知命题,命题,则是成立的( )
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
20.若集合,,则等于( )
A. B. C. D.
21.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
22.已知全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
23.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
24.使不等式成立的一个充分不必要条件是( )
A.且 B.
C. D.
25.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.或
26.已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
27.不等式成立的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
28.设,则“”是“”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
29.若成立的一个充分不必要条件是,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
30.已知,,若是的充分不必要条件,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【高分突破】
一、 单选题
31.已知集合的一个必要条件是,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
32.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
33.不等式的解集为( )
A.或
B.
C.
D.
34.给出下列四个命题:
①函数的图象过定点;
②已知函数是定义在上的奇函数,当时,.若,则实数或;
③若,则的取值范围是:
④对于函数,其定义域内任意,都满足
其中所有正确命题的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
35.某同学进行3分投篮训练,若该同学投中的概率为,他连续投篮n次至少得到3分的概率大于0.9,那么n的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
36.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
37.不等式的解集为( )
A.或 B. C.或 D.
38.设集合,则( )
A. B.
C. D.
39.已知全集为,集合,,则( )
A. B.
C.或 D.或
40.已知集合,集合,( )
A. B. C. D.
二、多选题
41.集合也可以写成( )
A. B.
C.或 D.
42.下列选项中,与“”互为充要条件的是( )
A. B. C. D.
43.下列说法错误的有( )
A.不等式的解集是 B.“”是“”的充分条件
C.,,其否定为, D.“,”是“”的充分条件
44.已知集合,集合,集合,则( )
A. B.
C.Ü D.Ü
三、填空题
45.已知若对任意,恒成立,则实数a的取值范围为___________.
46.关于x 的不等式 的解集是___________ .
47.不等式的解集为___________.
48.在平面直角坐标系内,若点在第二象限内,则实数的取值范围是______.
49.不等式的解集为______________.
50.若不等式的解集为,则不等式的解集为___________.
四、解答题
51.已知全集,非空集合,.
(1)当时,求;
(2)命题:,命题:,若是的必要条件,求实数的取值范围.
52.已知不等式的解集为.
(1)求,的值;
(2)求不等式的解集.
53.集合.
(1)若,求;
(2)若是的充分不必要条件,求的范围.
54.根据下列条件,求实数x的取值范围:
(1)有意义
(2)有意义
55.解下列不等式:
(1);
(2):
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
解不等式,求出,求对数函数定义域得到,从而求出阴影部分表示的集合.
【详解】
,解得:或,所以,
由对数函数真数大于0可得:,解得:,所以,
则,
则阴影部分表示的集合为
故选:D
2.B
【解析】
【分析】
求函数的定义域化简集合A,再利用补集、交集的定义计算作答.
【详解】
依题意,,解得,即,
所以.
故选:B
3.B
【解析】
【分析】
先解分式不等式求得集合,再由交集的概念求解即可.
【详解】
由题意得,,则.
故选:B.
4.D
【解析】
【分析】
分别解不等式和,求得它们的解集,看二者的关系,根据其逻辑推理关系,可得答案.
【详解】
解不等式,即
得 ;
解不等式,即 或 ,
解得 ,
由于推不出,
也推不出,
故“”是“”的既不充分也不必要条件,
故选:D
5.D
【解析】
【分析】
先将不等式化简为,再分类讨论和 两种情况,即可求得答案.
【详解】
不等式即,
当即时,即,
故此时;
当即时,即或 ,
故此时,
故不等式的解集为或,
故选:D
6.D
【解析】
【分析】
先化简集合A,再去求即可解决.
【详解】
由,
得或,解之得或
则或
又
则或或
故选:D
7.C
【解析】
【分析】
解不等式化简集合A,求出函数的值域化简集合B,再利用补集、交集的定义求解作答.
【详解】
解不等式得:,即,,,即,
于是得,所以.
故选:C
8.C
【解析】
【分析】
先解不等式求出集合B,再根据交集的定义求解即可.
【详解】
因为,
所以.
故选:C.
9.B
【解析】
【分析】
解不等式求得集合、,由此求得.
【详解】
,由于在上递增,所以,
即,,
,所以,
所以.
故选:B
10.B
【解析】
【分析】
根据集合的定义,先对集合进行化简,再利用交运算即可求解.
【详解】
由题意知,,所以.
故选:B.
11.C
【解析】
【分析】
先化简集合M、N,再利用交集定义去求
【详解】
,
或
则或
故选:C
12.D
【解析】
【分析】
首先解指数不等式与一元二次不等式求出集合、,再根据交集的定义计算可得;
【详解】
解:由,即,解得,由,即,解得
所以,,
所以.
故选:D.
13.B
【解析】
【分析】
利用对数不等式及分式不等式的解法求出集合,结合集合的补集及交集的定义即可求解.
【详解】
由,得,所以.
由,得,所以,
所以,
故选:B.
14.A
【解析】
【分析】
解对数不等式求集合B,再应用集合的交运算写出的元素,即知元素的个数.
【详解】
由题设,
所以,共有3个元素.
故选:A
15.D
【解析】
【分析】
解不等式后由交集的概念判断
【详解】
由得,由得,
故,
故选:D
16.D
【解析】
【分析】
解不等式确定集合中的元素,根据充分必要条件的定义判断.
【详解】
,“”不能够推出“”,
反过来“”不能够推出“”,
即“”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
本题考查充分条件与必要条件的判断,掌握充分必要条件的定义是解题关键.
17.B
【解析】
【分析】
先把分式不等式转化为整式不等式,结合二次不等式的求解方法可得解集.
【详解】
不等式等价于,解之得.
故选:B.
【点睛】
本题主要考查分式不等式的解法,分式不等式一般转化为整式不等式进行求解,转化时需要注意等价性,不要忽视了分母不为零,侧重考查数学的核心素养.
18.B
【解析】
【分析】
解不等式求集合A、B,利用集合的包含关系即可判断“”是“”的充分、必要关系.
【详解】
由,则,得,即,
由,得,即,
∴,即“”是“”的充分不必要条件.
故选:B.
19.B
【解析】
【分析】
根据充分必要条件与集合包含之间的关系判断.
【详解】
由可得,或﹔由可得,.所以是成立的必要不充分条件.
故选:B.
【点睛】
本题考查充分必要条件的判断,掌握绝对值不等式,对数不等式的解法是解题关键.命题对应集合,命题对应集合,是的充分条件,是的必要条件,是的充要条件.
20.D
【解析】
【分析】
解不等式化简集合A,B,再利用交集的定义直接求解作答.
【详解】
不等式化为:,解得:,则,
不等式,即,整理得:,解得,则,
所以.
故选:D
21.D
【解析】
【分析】
由一元二次不等式的解法和简单分式不等式的解法求出集合,然后根据并集的定义即可求解.
【详解】
解:因为集合,,
所以,
故选:D.
22.D
【解析】
【分析】
先化简集合,再去求即可解决.
【详解】
由,可得,即,
则
由,可得或,
则或
则,
故
故选:D
23.B
【解析】
【分析】
先求出集合A,B,再求两集合的交集即可
【详解】
解:由得,
因为恒成立,所以,即.
由函数有意义,得,即.
所以.
故选:B
24.D
【解析】
【分析】
求解已知不等式,从集合的角度,以及充分性和必要性的定义,即可选择.
【详解】
因为,故不等式的解集为且,
故不等式成立的一个充分不必要条件所构成的集合应是且的真子集,
显然,满足题意的只有.
故选:D.
25.C
【解析】
由等价于,进而可求出不等式的解集.
【详解】
由题意,等价于,解得,
所以不等式的解集为.
故选:C.
【点睛】
本题考查分式不等式的解集,考查学生的计算能力,属于基础题.
26.D
【解析】
【分析】
先求解出分式不等式的解集,然后根据交集的概念求解出的结果.
【详解】
因为,所以,
所以,所以
又因为,所以,
故选:D.
【点睛】
本题考查集合的交集运算,其中涉及到分式不等式的解法,难度较易.解分式不等式时,先将其转化为整式不等式(注意分母不为零),然后再去求解集.
27.C
【解析】
【分析】
首先解不等式得到或,再根据充分条件定理求解即可.
【详解】
或,
因为或,
所以不等式成立的一个充分条件是.
故选:C
28.B
【解析】
【分析】
求出的解集,进而判断出“”是“”的什么条件.
【详解】
由,解得:或,
所以“”不是“”的充分条件;若,则,此时,
所以“”是“”的必要条件,所以 “”是“”的必要不充分条件.
故选:B
29.D
【解析】
【分析】
解一元二次不等式、分式不等式求得题设条件为真时对应的范围,再根据条件的充分不必要关系求参数a的取值范围.
【详解】
由,可得:;
由,则,可得;
∵成立的一个充分不必要条件是,
∴,可得.
故选:D.
30.C
【解析】
【分析】
求出、中的不等式,根据是的充分不必要条件可得出关于实数的不等式组,由此可解得实数的取值范围.
【详解】
解不等式,即,解得,
解不等式,即,解得,
由于是的充分不必要条件,则Ü,所以,解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:C.
【点睛】
本题考查利用充分不必要条件求参数,同时也考查了分式不等式和绝对值不等式的求解,考查计算能力,属于中等题.
31.C
【解析】
【分析】
先求出集合,根据集合的一个必要条件是,即选一个由成立能推出的选项即选项对应的集合包含A,由此可得答案.
【详解】
解不等式,即 ,得 ,
故,
所以的一个必要条件是,
则对于A, ,不一定是的子集,A错误;
对于B,,不是的子集,B错误;
对于C,,是的子集,C正确;
对于D, ,不一定是的子集,比如时,D错误;
故选:C
32.A
【解析】
【分析】
首先求出绝对值不等式和对数不等式的解集,得出集合,进而可求出.
【详解】
由,得或,所以,
由,得,所以,
所以.
故选:A.
33.A
【解析】
【分析】
根据分式不等式的解法求解即可.
【详解】
解:恒成立,
故原不等式等价于且,
即
解得:或,
故原不等式的解集为:或.
故选:A.
34.B
【解析】
【分析】
由指数函数的图象的特点解方程可判断①;由奇函数的定义,解方程可判断②;由对数不等式的解法可判断③;由对数函数的运算性质可判断④.
【详解】
解:①函数,则,故①错误;
②因为当时, ,且,所以由函数f(x)是定义在R上的奇函数得,故②错误;
③若,可得,故③正确;
④对于函数
当且仅当取得等号,其定义域内任意都满足,故④正确.
故选:B.
【点睛】
本题关键在于正确运用函数的单调性、奇偶性和对称性,以及函数图象等基本性质.
35.B
【解析】
先计算一次都不中的概率,再求至少中一次的概率,列关系求解即可.
【详解】
由题意可知,该同学连投n次,一次都不中的概率为:,
故n次投篮至少得到3分即至少中一次的概率为,得,∴.
故选:B.
【点睛】
本题考查了n次独立重复实验至少有一次发生的概率和指数不等式,属于基础题.
36.C
【解析】
【分析】
排除法可得.
【详解】
取,易知,所以,故排除ABD.
故选:C
37.D
【解析】
【分析】
不等式等价于,即,且,由此求得不等式的解集.
【详解】
不等式等价于,即,且,解得,
故不等式的解集为,
故选:D.
38.D
【解析】
【分析】
先将集合分别化简,再求其交集.
【详解】
因为,从而.
故选:D.
39.C
【解析】
【分析】
先求出集合A,B和,再求出即可
【详解】
由,得,所以,
由,得,则,得,
所以,所以或,
所以或,
故选:C
40.D
【解析】
【分析】
首先解分式不等式求出集合,再根据补集、交集的定义计算可得.
【详解】
解:因为,等价于,解得,所以,因为,所以,所以;
故选:D
41.ABD
【解析】
【分析】
先将题中集合化为最简形式,再将选项中各集合化简并与题中集合比较即可.
【详解】
对于集合,解不等式,即,解得,所以.
对于A选项,,故A正确;
对于B选项,解不等式,即,得,即,故B正确;
对于C选项,与集合比较显然错误,故C错误;
对于D选项,等价于,故D正确.
故选:ABD
42.BC
【解析】
【分析】
先求出的范围,再逐项求出对应的范围,从而可得正确的选项.
【详解】
的解为,
对于A,因为为的真子集,故A不符合;
对于B,因为等价于,其范围也是,故B符合;
对于C,即为,其解为,故C符合;
对于D,即,其解为,
为的真子集,故D不符合,
故选:BC.
43.BC
【解析】
【分析】
解分式不等式可知A正确;根据推出关系可知B错误;
由含量词命题否定的形式知C错误;由推出关系知D正确.
【详解】
对于A,由得:,即,
解得:,即不等式的解集为,A正确;
对于B,,,“”是“”的必要不充分条件,B错误;
对于C,由含全称量词命题的否定知原命题的否定为:,,C错误;
对于D,当,时,成立,即充分性成立,D正确.
故选:BC.
44.BCD
【解析】
【分析】
先求出集A,B,D,再逐个分析判断即可
【详解】
由,得,所以,
由,得且,得或,所以或,
由,得,所以,
对于A,,所以A错误,
对于B,,所以B正确,
对于C,因为或,所以,所以Ü,所以C正确,
对于D,因为,所以,因为或,所以Ü,所以D正确,
故选:BCD
45..
【解析】
【分析】
不等式可以转化为,先考虑时,当时,考虑和两种情况对根式不等式进行讨论,最后求出答案.
【详解】
由题意,.
当时,,;
当时,
(1)若,则,设,于是,所以.
(2)若,首先,而函数在上单调递减,则,而函数在上单调递减,则,则,设,于是,
所以.
综上:.
46.
【解析】
【分析】
不等式可化简为,计算即可.
【详解】
不等式整理的5x+1>4x-2,解得x>-3,又因为2x-1≥0,所以,
所以不等式的解集为,
故答案为:
47.
【解析】
【分析】
将分式不等式移项通分分解因式化为,然后转化为整式不等式组,进而利用数轴标根法求解.
【详解】
等价于,即,即,又等价于,
利用数轴标根法解得或,
所以原不等式的解集为,
故答案为:
48.
【解析】
【分析】
由第二象限点的特点列出不等式组,化简后求出解集,可得实数的取值范围.
【详解】
∵点在第二象限内,
∴,则,解得,
∴实数的取值范围是,
故答案为.
【点睛】
本题主要考查了各个象限内点的特征,分式不等式的化简及求解,考查转化思想,属于中档题.
49.或
【解析】
【分析】
由题可得,进而即得.
【详解】
由,得,
所以或,
故不等式得解集为或.
故答案为:或.
50.
【解析】
【分析】
由不等式的解集为可得参数a的值,则不等式也具体化了,按分式不等式解之即可.
【详解】
由不等式的解集为,
可知方程有两根,故,
则不等式即等价于,
不等式的解集为,
则不等式的解集为,
故答案为:.
51.(1);(2).
【解析】
(1)先解分式不等式和二次不等式得集合,再求补集和交集即可;
(2)先判断得,再根据必要条件得到集合的包含关系,列不等式求解即可.
【详解】
(1)∵时,,
,
全集,∴或.∴.
(2)∵命题:,命题:,是的必要条件,∴.
∵,∴,
∵,,
∴,解得或,故实数的取值范围.
【点睛】
本题主要考查了集合的运算及求参问题,涉及必要条件的转化,属于基础题.
52.(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)由题可知,是方程的两根,代入即可计算出的值;
(2)根据分式不等式的求法即可求出.
【详解】
(1)∵不等式的解集为,
∴,是方程的两根,
∴,
解得:或(舍去),
(2)由(1)知不等式即为,
∴,
解得:,
∴不等式的解集为.
【点睛】
本题考查根据一元二次不等式的解集求解参数值、分式不等式的求解问题;关键是明确一元二次不等式的解集与一元二次方程根之间的关系.
53.(1)或;(2).
【解析】
【分析】
(1)求出集合A,B,再求两集合的交集即可;
(2)求出集合A的补集,由是的充分不必要条件,可得,从而得,解不等式组可得答案
【详解】
(1)由得即,解得或,
所以或;
当时,,由得,即,
所以,
所以或.
(2)∵或,∴,
由,得,∴
是的充分不必要条件
∴,
∴,解得,
∴的范围为
54.(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)解不等式即得解;
(2)解不等式组即得解.
【详解】
(1)根据对数的定义,真数大于0,
则有所以或,所以实数x的取值范围为.
故对数有意义时,实数x的取值范围为.
(2)根据对数的定义,真数大于0,底数大于0并且不等于1,
则有或
故对数有意义时,实数x的取值范围为.
55.(1); (2).
【解析】
【分析】
(1)先求对应二次方程的根,不等式的解集在两根之外;
(2)把不等式移项通分,然后分式化整式,转化为二次不等式来解.
【详解】
(1)因为的两根为,,
所以原不等式的解集为.
(2)由,得,即,
所以,所以 ,所以原不等式的解集为.
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