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(江蘇專用)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題一 集合、常用邏輯用語、不等式、函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第4講 不等式學(xué)案 文 蘇教版

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1、第4講 不等式 [2019考向?qū)Ш絔 考點掃描 三年考情 考向預(yù)測 2019 2018 2017 1.不等式的解法 第4題 不等式在江蘇高考中主要考查一元二次不等式的解法、基本不等式及線性規(guī)劃問題.基本不等式是考查重點.試題多與集合、函數(shù)等知識交匯命題,以填空題的形式呈現(xiàn),屬中高檔題.不等式成立問題會在壓軸題中出現(xiàn),難度較大,不等式的實際應(yīng)用有時也會在實際應(yīng)用題中出現(xiàn),主要利用基本不等式求最值. 2.基本不等式 第10題 第13題 第10題 3.不等式成立問題 4.線性規(guī)劃 5.不等式的實際應(yīng)用 1.必記的概

2、念與定理 已知x>0,y>0,則: (1)如果積xy是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時,x+y有最小值是2.(簡記:積定和最小) (2)如果和x+y是定值p,那么當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時,xy有最大值是.(簡記:和定積最大) 確定二元一次不等式表示的平面區(qū)域時,經(jīng)常采用“直線定界,特殊點定域”的方法. ①直線定界,即若不等式不含等號,則應(yīng)把直線畫成虛線;若不等式含有等號,把直線畫成實線;②特殊點定域,即在直線Ax+By+C=0的某一側(cè)取一個特殊點(x0,y0)作為測試點代入不等式檢驗,若滿足不等式,則表示的就是包括該點的這一側(cè),否則就表示直線的另一側(cè).特別地,當(dāng)C ≠0時,常把原點作為測試點;當(dāng)

3、C=0時,常選點(1,0)或者(0,1)作為測試點. 2.記住幾個常用的公式與結(jié)論 (1)幾個重要的不等式 a2+b2≥2ab(a,b∈R);+≥2(a,b同號). ab≤(a,b∈R);≤(a,b∈R). (2)一元二次不等式的解法 先化為一般形式ax2+bx+c>0(a≠0),再求相應(yīng)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根,最后根據(jù)相應(yīng)二次函數(shù)圖象與x軸的位置關(guān)系,確定一元二次不等式的解集. (3)簡單分式不等式的解法 ①變形?>0(<0)?f(x)g(x)>0(<0)且g(x)≠0; ②變形?≥0(≤0)?f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0. (4)兩

4、個常用結(jié)論 ①ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的條件是 ②ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的條件是 3.需要關(guān)注的易錯易混點 (1)利用不等式性質(zhì)可以求某些代數(shù)式的取值范圍,但應(yīng)注意兩點:一是必須嚴(yán)格運用不等式的性質(zhì);二是在多次運用不等式的性質(zhì)時有可能擴(kuò)大了變量的取值范圍.解決的途徑是先建立所求范圍的整體與已知范圍的整體的等量關(guān)系,最后通過“一次性”不等關(guān)系的運算求解范圍. (2)在應(yīng)用基本不等式求最值時,要把握不等式成立的三個條件,就是“一正——各項均為正;二定——積或和為定值;三相等——等號能否取得”,若忽略了某個條件,就會出現(xiàn)錯誤. 不等式的解法 [典型例題

5、] (1)(2019·江蘇省高考名校聯(lián)考(八))已知函數(shù)f(x)=-4x2+2ax-b(a,b∈R)的值域為(-∞,0],若關(guān)于x的不等式f(x)≥m的解集為[c,c+8],則實數(shù)m的值為________.  (2)(2019·蘇州第一次質(zhì)量預(yù)測)已知函數(shù)f(x)=若不等式f(x)≤5-mx恒成立,則實數(shù)m的取值范圍是________. 【解析】 (1)因為函數(shù)f(x)=-4x2+2ax-b(a,b∈R)的值域為(-∞,0],所以函數(shù)的最大值為0.令f(x)=0,可得Δ=4a2-4×(-4)×(-b)=4a2-16b=0,即b=.關(guān)于x的不等式f(x)≥m可化簡為4x2-2ax+b+m

6、≤0,即4x2-2ax++m≤0.又關(guān)于x的不等式f(x)≥m的解集為[c,c+8],所以方程4x2-2ax++m=0的兩個根為x1=c,x2=c+8,則,又|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=64,即()2-4(+)=64,解得m=-64. (2)作出函數(shù)f(x)的大致圖象如圖所示,令g(x)=5-mx,則g(x)恒過點(0,5),由f(x)≤g(x)恒成立,并數(shù)形結(jié)合得-≤-m≤0,解得0≤m≤. 【答案】 (1)-64 (2) 二次函數(shù)、二次不等式是高中數(shù)學(xué)的重要基礎(chǔ)知識,也是高考的熱點.本題(1)考查了二次函數(shù)的性質(zhì)及一元二次不等式的解法.突出考查將二次函數(shù)、

7、二次方程、二次不等式三者進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化的能力和轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想方法. [對點訓(xùn)練] 1.(2019·江蘇省高考命題研究專家原創(chuàng)卷(六))已知函數(shù)f(x)=若f(a)>f(f(-2)),則實數(shù)a的取值范圍為________. [解析] 由題意知,f(-2)=()-2-3=1,f(1)=1,所以不等式化為f(a)>1.當(dāng)a≤0時,f(a)=()a-3>1,解得a<-2;當(dāng)a>0時,f(a)=>1,解得a>1.因而a的取值范圍為(-∞,-2)∪(1,+∞). [答案] (-∞,-2)∪(1,+∞) 2.已知函數(shù)f(x)=的定義域為A,2?A,則a的取值范圍是________. [解析]

8、 因為2?A,所以4-4a+a2-1<0,即a2-4a+3<0,解得10)上的一個動點,則點P到直線x+y=0的距離的最小值是________. 【解析】 (1)因為正實數(shù)x,y滿足x+y=1,所以+=+=++4≥2+4=8,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=,y=時,取“=”,所以+的最小值是8. (2)設(shè)P,x>0,則點P到直線x+y=0的距離d==≥=

9、4,當(dāng)且僅當(dāng)2x=,即x=時取等號,故點P到直線x+y=0的距離的最小值是4. 【答案】 (1)8 (2)4 用基本不等式求函數(shù)的最值,關(guān)鍵在于將函數(shù)變形為兩項和或積的形式,然后用基本不等式求出最值.在求條件最值時,一種方法是消元,轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值;另一種方法是將要求最值的表達(dá)式變形,然后用基本不等式將要求最值的表達(dá)式放縮為一個定值,但無論哪種方法在用基本不等式解題時都必須驗證等號成立的條件. [對點訓(xùn)練] 3.(2019·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研)若正數(shù)x,y滿足15x-y=22,則x3+y3-x2-y2的最小值為________. [解析] x3+y3-x2-y2=x3+x+y3+

10、y-x2-y2-x-y≥3x2+y2-x2-y2-x-y=2x2-x-y=2x2+-x-y-≥6x-x-y-=-=-=1,當(dāng)且僅當(dāng)x=,y=時取等號,故x3+y3-x2-y2的最小值為1. [答案] 1 4.(2018·高考江蘇卷)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,且BD=1,則4a+c的最小值為________. [解析] 因為∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,所以∠ABD=∠CBD=60°,由三角形的面積公式可得acsin 120°=asin 60°+csin 60°,化簡得ac=a+c,又a>0,c

11、>0,所以+=1,則4a+c=(4a+c)·=5++≥5+2=9,當(dāng)且僅當(dāng)c=2a時取等號,故4a+c的最小值為9. [答案] 9 線性規(guī)劃 [典型例題] (1)已知實數(shù)x,y滿足則x2+y2的取值范圍是________. (2)設(shè)z=kx+y,其中實數(shù)x,y滿足若z的最大值為12,則實數(shù)k=________. 【解析】 (1)不等式組所表示的平面區(qū)域是以點(0,2),(1,0),(2,3)為頂點的三角形及其內(nèi)部,如圖所示.因為原點到直線2x+y-2=0的距離為,所以(x2+y2)min=,又當(dāng)(x,y)取點(2,3)時,x2+y2取得最大值13,故x2+y2的取值范圍是.

12、 (2)作出可行域,如圖中陰影部分所示, 由圖可知當(dāng)0≤-k<時,直線y=-kx+z經(jīng)過點M(4,4)時z最大,所以4k+4=12,解得k=2(舍去);當(dāng)-k≥時,直線y=-kx+z經(jīng)過點(0,2)時z最大,此時z的最大值為2,不合題意;當(dāng)-k<0時,直線y=-kx+z經(jīng)過點M(4,4)時z最大,所以4k+4=12,解得k=2,符合題意.綜上可知k=2. 【答案】 (1) (2)2 確定二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域的方法 (1)“直線定界,特殊點定域”,即先作直線,再取特殊點并代入不等式組.若滿足不等式組,則不等式(組)表示的平面區(qū)域為直線與特殊點同側(cè)的那部分區(qū)域;否

13、則就對應(yīng)與特殊點異側(cè)的平面區(qū)域. (2)當(dāng)不等式中帶等號時,邊界畫為實線,不帶等號時,邊界應(yīng)畫為虛線,特殊點常取原點. [對點訓(xùn)練] 5.(2019·江蘇名校高三入學(xué)摸底)若變量x,y滿足不等式組,則的最小值為________. [解析] 作出不等式組所表示的平面區(qū)域,如圖中△OAB(含邊界)所示,作直線l:x+y=0,若向上平移直線l,則x+y的值增大,當(dāng)平移至過點B(2,4)時,x+y取得最大值6,此時取得最小值. [答案] 6.(2019·江蘇省名校高三入學(xué)摸底卷)設(shè)x,y滿足約束條件,若目標(biāo)函數(shù)z=ax+by(a>0,b>0)的最大值為M,且M的取值范圍是[1,2],

14、則點P(a,b)所組成的平面區(qū)域的面積是________. [解析] 作出約束條件 表示的平面區(qū)域如圖1中陰影部分所示(三角形OAB及其內(nèi)部). 將目標(biāo)函數(shù)z=ax+by(a>0,b>0)化為直線方程的形式為y=-x+, 若-≤-2,當(dāng)直線y=-x+經(jīng)過點A(1,0)時,z=ax+by(a>0,b>0)取得最大值M=a∈[1,2], 由得點P(a,b)所組成的平面區(qū)域如圖2中陰影部分所示, 此時點P(a,b)所組成的平面區(qū)域的面積為. 若->-2,當(dāng)直線y=-x+經(jīng)過點B(0,2)時,z=ax+by(a>0,b>0)取得最大值M=2b∈[1,2], 由得點P(a,b)所組成

15、的平面區(qū)域如圖3中陰影部分所示, 此時點P(a,b)所組成的平面區(qū)域的面積為. 綜上,點P(a,b)所組成的平面區(qū)域的面積為. [答案] 不等式的實際應(yīng)用 [典型例題] “第五屆上海智能家居展覽會”于2017年7月5日-7月7日在上海新國際博覽中心舉行,全面展示當(dāng)前最新的智能家居.某智能家居企業(yè)可以向社會提供智能家居套餐的生產(chǎn)和銷售一條龍服務(wù),由于2016年沒有進(jìn)行促銷活動,該企業(yè)的某品牌套餐全年的銷量只有1.25萬套,如果延續(xù)2016年的經(jīng)營策略,預(yù)計2017年的銷量只有2016年的80%.為了不斷拓展市場,提高經(jīng)營效益,擬在2017年借“第五屆上海智能家居展覽會”的

16、東風(fēng)對該品牌套餐進(jìn)行促銷活動.經(jīng)過市場調(diào)研,該品牌套餐的年銷量x萬套與年促銷費用t萬元之間滿足關(guān)系:x=(t≥0).預(yù)計2017年生產(chǎn)設(shè)備的固定成本為4萬元,每生產(chǎn)1萬套該品牌套餐需再投入27萬元的可變成本,若將每套該品牌套餐的售價定為其生產(chǎn)成本的160%與平均每套促銷費用的40%的和,則當(dāng)年生產(chǎn)的該品牌套餐正好能銷售完. (1)將該企業(yè)2017年的利潤y萬元表示為關(guān)于年促銷費用t萬元的函數(shù); (2)該企業(yè)2017年的促銷費用為多少萬元時,企業(yè)的年利潤最大? (注:利潤=銷售收入-生產(chǎn)成本-促銷費用,生產(chǎn)成本=固定成本+可變成本) 【解】 (1)由題意可知在x=(t≥0)中, 當(dāng)t=

17、0時,x=1.25×0.8=1,代入上式得m=1, 所以x=(t≥0). 當(dāng)年生產(chǎn)x萬套時,年生產(chǎn)成本為 27x+4=27×+4. 當(dāng)年銷售x萬套時,年銷售收入為160%×+40%×t. 由題意,生產(chǎn)x萬套該品牌套餐正好銷售完,由利潤=銷售收入-生產(chǎn)成本-促銷費用, 得y=160%×+40%×t--t. 所以y=(t≥0). (2)y==≤×(113-18)=57, 當(dāng)且僅當(dāng)t+1=,即t=8時等號成立,即當(dāng)該企業(yè)2017年的促銷費用為8萬元時,企業(yè)的年利潤最大,且最大值為57萬元. 利用基本不等式求解實際應(yīng)用題的方法 (1)此類型的題目往往較長,解題時需認(rèn)真閱讀,從

18、中提煉出有用信息,建立數(shù)學(xué)模型,轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題求解. (2)當(dāng)運用基本不等式求最值時,若等號成立的自變量不在定義域內(nèi)時,就不能使用基本不等式求解,此時可根據(jù)變量的范圍用對應(yīng)函數(shù)的單調(diào)性求解. [對點訓(xùn)練] 7.(2019·蘇州調(diào)研)如圖,GH是東西方向的公路北側(cè)的邊緣線,某公司準(zhǔn)備在GH上的一點B的正北方向的A處建一倉庫,設(shè)AB=y(tǒng) km,并在公路同側(cè)建造邊長為x km的正方形無頂中轉(zhuǎn)站CDEF(其中邊EF在GH上),現(xiàn)從倉庫A向GH和中轉(zhuǎn)站分別修兩條道路AB,AC,已知AB=AC+1,且∠ABC=60°. (1)求y關(guān)于x的函數(shù)解析式; (2)如果中轉(zhuǎn)站四周圍墻造價為1萬元/k

19、m,兩條道路造價為3萬元/km,問:x取何值時,該公司建中轉(zhuǎn)站圍墻和兩條道路總造價M最低? [解] (1)因為AB=y(tǒng),AB=AC+1,所以AC=y(tǒng)-1. 在直角三角形BCF中,因為CF=x,∠ABC=60°, 所以∠CBF=30°,BC=2x. 由于2x+y-1 >y,得x>. 在△ABC中,因為AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos 60°, 所以(y-1)2=y(tǒng)2+4x2-2xy. 則y=.由y > 0,及x>,得x > 1. 即y關(guān)于x的函數(shù)解析式為y=(x > 1). (2)M=3(2y-1)+4x=-3+4x. 令x-1=t,則M=-3+4(t+1) =1

20、6t++25≥49, 在t=,即x=,y=時,總造價M最低. 所以x=時,該公司建中轉(zhuǎn)站圍墻和兩條道路總造價M最低. 1.函數(shù)f(x)=lg(2+x-x2)的定義域為__________. [解析] ?-10,則函數(shù)y=的最小值為________. [解析] 因為t>0,所以y==t+-4≥2-4=-2,且在t=1時取等號. [答案] -2 3.(2019·高三第一次調(diào)研測試)若實數(shù)x,y滿足x≤y≤2x+3,則x+y的最小值為______. [解析

21、] 作出可行域如圖中陰影部分所示,令z=x+y,數(shù)形結(jié)合易知當(dāng)直線z=x+y過點A(-3,-3)時,z取得最小值,zmin=-6. [答案] -6 4.(2019·蘇北四市高三質(zhì)量檢測)設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x>0時,f(x)=2x-3,則不等式f(x)≤-5 的解集為________. [解析] 因為當(dāng)x>0時,f(x)=2x-3, 所以當(dāng)x<0,即-x>0時,f(-x)=2-x-3,因為函數(shù)f(x) 是定義在R上的奇函數(shù), 所以f(-x)=2-x-3=-f(x), 所以f(x)=-2-x+3. 當(dāng)x>0時,不等式f(x)≤-5等價為2x-3≤-5, 即2x≤

22、-2,無解,故x>0時,不等式不成立; 當(dāng)x<0時,不等式f(x)≤-5等價為-2-x+3≤-5, 即2-x≥8, 得x≤-3; 當(dāng)x=0時,f(0)=0,不等式f(x)≤-5不成立. 綜上,不等式f(x)≤-5的解集為(-∞,-3]. [答案] (-∞,-3] 5.某公司一年購買某種貨物600噸,每次購買x噸,運費為6萬元/次,一年的總存儲費用為4x萬元.要使一年的總運費與總存儲費用之和最小,則x的值是________. [解析] 一年購買次,則總運費與總存儲費用之和為×6+4x=4≥8=240,當(dāng)且僅當(dāng)x=30時取等號,故總運費與總存儲費用之和最小時x的值是30. [答案

23、] 30 6.(2019·蘇北三市高三模擬)已知對于任意的x∈(-∞,1)∪(5,+∞),都有x2-2(a-2)x+a>0,則實數(shù)a的取值范圍是________. [解析] 記f(x)=x2-2(a-2)x+a,令f(x)=0,由題意得,Δ=4(a-2)2-4a<0或所以1<a<4或4≤a≤5, 即實數(shù)a的取值范圍是(1,5]. [答案] (1,5] 7.(2019·揚(yáng)州市第一學(xué)期期末檢測)已知正實數(shù)x,y滿足x+4y-xy=0,若x+y≥m恒成立,則實數(shù)m的取值范圍為______. [解析] x+4y-xy=0,即x+4y=xy,等式兩邊同時除以xy,得+=1,由基本不等式可得x

24、+y=(x+y)·=++5≥2+5=9,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=2y=6時,等號成立,所以x+y的最小值為9,因為m≤9. [答案] m≤9 8.在R上定義運算:x*y=x(1-y),若不等式(x-a)*(x+a)≤1對任意的x恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是________. [解析] 由于(x-a)*(x+a)=(x-a)(1-x-a),則不等式(x-a)*(x+a)≤1對任意的x恒成立,即x2-x-a2+a+1≥0恒成立,所以a2-a-1≤x2-x恒成立,又x2-x=-≥-,則a2-a-1≤-,解得-≤a≤. [答案] 9.記min{a,b}為a,b兩數(shù)的最小值.當(dāng)正數(shù)x,y變化時,令

25、t=min,則t的最大值為______. [解析] 因為x>0,y>0,所以問題轉(zhuǎn)化為t2≤(2x+y)·=≤==2,當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時等號成立,所以0<t≤,所以t的最大值為. [答案] 10.(2019·寧波統(tǒng)考)已知函數(shù)f(x)=loga(x2-a|x|+3)(a>0,a≠1).若對于-1≤x10,a≠1) 設(shè)g(x)=x2-ax+3, 由題意得:或 則2≤a<4

26、或00. (1)當(dāng)a=2時,求此不等式的解集; (2)當(dāng)a>-2時,求此不等式的解集. [解] (1)當(dāng)a=2時,不等式可化為>0, 所以不等式的解集為{x|-2

27、>2}. (2)當(dāng)a>-2時,不等式可化為>0, 當(dāng)-21}; 當(dāng)a=1時,解集為{x|x>-2且x≠1}; 當(dāng)a>1時,解集為{x|-2a}. 13.(2019·鹽城市高三第三次模擬考試)如圖,某人承包了一塊矩形土地ABCD用來種植草莓,其中AB=99 m,AD=49.5 m.現(xiàn)計劃建造如圖所示的半圓柱型塑料薄膜大棚n(n∈N*)個,每個半圓柱型大棚的兩半圓形底面與側(cè)面都需蒙上塑料薄膜(接頭處忽略不計),塑料薄膜的價格為每平方米10元;另外,還需在每兩個大棚之間留下1 m寬的空地用于建造排水溝與行走小路(如圖中EF=1 m),

28、這部分的建設(shè)造價為每平方米31.4元. (1)當(dāng)n=20時,求蒙一個大棚所需塑料薄膜的面積;(結(jié)果保留π) (2)試確定大棚的個數(shù),使得上述兩項費用的和最低.(計算中π取3.14) [解] (1)設(shè)每個半圓柱型大棚的底面半徑為r. 當(dāng)n=20時,共有19塊空地,所以r==2(m), 所以每個大棚的表面積(不含與地面接觸的面的面積)為 πr2+πr×AD=π×22+2π×49.5=103π(m2), 即蒙一個大棚所需塑料薄膜的面積為103π m2. (2)設(shè)兩項費用的和為f(n). 因為r==, 所以每個大棚的表面積(不含與地面接觸的面的面積)為 S=πr2+πr×AD

29、=π×+π×49.5×, 則f(n)=10nS+31.4×1×49.5(n-1) =10n[π×+π×49.5×]+31.4×1×49.5(n-1) =31.4×[+49.5×+49.5(n-1)] =×[+99(100-n)+198(n-1)] =×(+100n+9 502) =×[100×+9 502], 因為+n≥2=20,當(dāng)且僅當(dāng)n=10時等號成立, 所以,當(dāng)且僅當(dāng)n=10時,f(n)取得最小值, 即當(dāng)大棚的個數(shù)為10個時,上述兩項費用的和最低. 14.設(shè)m是常數(shù),集合M={m|m>1},f(x)=log3(x2-4mx+4m2+m+). (1)證明:當(dāng)m∈M時,

30、f(x)對所有的實數(shù)x都有意義; (2)當(dāng)m∈M時,求函數(shù)f(x)的最小值; (3)求證:對每個m∈M,函數(shù)f(x)的最小值都不小于1. [解] (1)證明:f(x)=log3, 當(dāng)m∈M,即m>1時,(x-2m)2+m+>0恒成立,故f(x)的定義域為R. (2)令g(x)=x2-4mx+4m2+m+,因為y=log3g(x)是增函數(shù),所以當(dāng)g(x)最小時f(x)最小, 而g(x)=(x-2m)2+m+, 顯然當(dāng)x=2m時,g(x)的最小值為m+. 此時f(x)min=log3. (3)證明:m∈M時,m+=m-1++1 ≥2+1=3, 所以log3≥log33=1,結(jié)論成立. - 15 -

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