2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一部分 基礎(chǔ)與考點(diǎn)過(guò)關(guān) 第六章 不等式學(xué)案
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1、 第六章 不 等 式 第1課時(shí) 一元二次不等式及其解法 掌握一元二次不等式解法,理解一元二次不等式、一元二次方程、二次函數(shù)之間的關(guān)系并能靈活運(yùn)用. ① 會(huì)從實(shí)際情境中抽象出一元二次不等式模型.② 通過(guò)函數(shù)圖象了解一元二次不等式與相應(yīng)的二次函數(shù)、一元二次方程的聯(lián)系.③ 會(huì)解含參數(shù)的一元二次不等式. 1. (必修5P77練習(xí)2(2)改編)不等式3x2-x-4≤0的解集是__________. 答案: 解析:由3x2-x-4≤0,得(3x-4)(x+1)≤0,解得-1≤x≤. 2. (必修5P75例1(1)改編)不等式2x2-x-1>0的解集是_
2、_______.
答案:
解析:∵ 2x2-x-1>0,∴ (2x+1)(x-1)>0,∴ x>1或x<-.
3. (必修5P77練習(xí)3(1)改編)不等式-x2-2x+3>0的解集為_(kāi)_________.
答案:{x|-3
3、解集是________.
答案:{x|2 4、x+c>0(a>0)的算法過(guò)程
1 一元二次不等式的解法
1 解關(guān)于x的不等式:ax2+(a-2)x-2≥0.
解:① 當(dāng)a=0時(shí),原不等式化為x+1≤0,解得x≤-1.
② 當(dāng)a>0時(shí),原不等式化為(x+1)≥0,解得x≥或x≤-1.
③ 當(dāng)a<0時(shí),原不等式化為(x+1)≤0.
當(dāng)>-1,即a<-2時(shí),解得-1≤x≤;
當(dāng)=-1,即a=-2時(shí),解得x=-1;
當(dāng)<-1,即a>-2時(shí),解得≤x≤-1.
綜上所述,當(dāng)a=0時(shí),不等式的解集為{x|x≤-1};當(dāng)a>0時(shí),不等式的解集為;當(dāng)-2<a<0時(shí),不等式的解集為;當(dāng)a=-2時(shí),不等 5、式的解集為{x|x=-1};當(dāng)a<-2時(shí),不等式的解集為.
變式訓(xùn)練
解關(guān)于x的不等式:ax2-ax+1<0.
解:當(dāng)0≤a≤4時(shí),解集為;
當(dāng)a>4時(shí),<x<;
當(dāng)a<0時(shí),x<或x>.
, 2 一元二次不等式的恒成立問(wèn)題)
, 2) 設(shè)函數(shù)f(x)=mx2-mx-1.
(1) 若對(duì)于一切實(shí)數(shù)x,f(x)<0恒成立,求m的取值范圍;
(2) 若對(duì)于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范圍.
解:(1) 要使mx2-mx-1<0恒成立,
若m=0,顯然-1<0;
若m≠0,則解得-4 6、要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,即
m+m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.
(解法1)令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
當(dāng)m>0時(shí),g(x)在[1,3]上是增函數(shù),
所以g(x)max=g(3)?7m-6<0,
所以m<,所以0 7、
所以m的取值范圍是.
變式訓(xùn)練
已知函數(shù)f(x)=x2+ax+3.
(1) 當(dāng)x∈R時(shí),f(x)≥a恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2) 當(dāng)x∈[-2,2]時(shí),f(x)≥a恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1) 當(dāng)x∈R時(shí),f(x)≥a恒成立,即x2+ax+3-a≥0對(duì)任意實(shí)數(shù)x恒成立,則Δ=a2-4(3-a)≤0,解得-6≤a≤2,∴ 實(shí)數(shù)a的取值范圍是[-6,2].
(2) 當(dāng)x∈[-2,2]時(shí),f(x)≥a恒成立,即x2+ax+3-a≥0對(duì)任意x∈[-2,2]恒成立,令g(x)=x2+ax+3-a,
∴ Δ≤0或或
解得-7≤a≤2.
∴ 實(shí)數(shù)a的取值范圍是[-7 8、,2].
, 3 三個(gè)二次之間的關(guān)系)
, 3) (1) 已知函數(shù)f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域?yàn)閇0,+∞),若關(guān)于x的不等式f(x) 9、 10、的關(guān)系得解得
∴ 不等式qx2+px+1>0可化為-x2+x+1>0,即x2-x-6<0,解得-2<x<3,
∴ 不等式qx2+px+1>0的解集為{x|-2<x<3}.
, 4 一元二次不等式的應(yīng)用)
, 4) 一個(gè)服裝廠(chǎng)生產(chǎn)風(fēng)衣,月銷(xiāo)售量x(件)與售價(jià)p(元/件)之間的關(guān)系為p=160-2x,生產(chǎn)x件的成本R=500+30x(元).
(1) 該廠(chǎng)月產(chǎn)量多大時(shí),月利潤(rùn)不少于1 300元?
(2) 當(dāng)月產(chǎn)量為多少時(shí),可獲得最大利潤(rùn),最大利潤(rùn)是多少?
解:(1) 由題意知,月利潤(rùn)y=px-R,即y=(160-2x)x-(500+30x)=-2x2+130x- 11、500.
由月利潤(rùn)不少于1 300元,得-2x2+130x-500≥1 300,即x2-65x+900≤0,解得20≤x≤45,故該廠(chǎng)月產(chǎn)量在20~45件時(shí),月利潤(rùn)不少于1 300元.
(2) 由(1)得,y=-2x2+130x-500=-2+,
由題意知,x為正整數(shù),故當(dāng)x=32或33時(shí),y最大為1 612,
所以當(dāng)月產(chǎn)量為32或33件時(shí),可獲得最大利潤(rùn),最大利潤(rùn)為1 612元.
某產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家根據(jù)以往的生產(chǎn)銷(xiāo)售經(jīng)驗(yàn)得到下面有關(guān)生產(chǎn)銷(xiāo)售的統(tǒng)計(jì)規(guī)律:每生產(chǎn)產(chǎn)品x(百臺(tái)),總成本為G(x)(萬(wàn)元),其中固定成本為2萬(wàn)元,并且每生產(chǎn)1百臺(tái)的生產(chǎn)成本為1萬(wàn)元(總成本=固定成本+生產(chǎn)成 12、本);銷(xiāo)售收入R(x)(萬(wàn)元)滿(mǎn)足:R(x)=假定該產(chǎn)品產(chǎn)銷(xiāo)平衡,那么根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)規(guī)律求下列問(wèn)題.
(1) 要使工廠(chǎng)有贏(yíng)利,產(chǎn)量x應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?
(2) 工廠(chǎng)生產(chǎn)多少臺(tái)產(chǎn)品時(shí),可使贏(yíng)利最多?
解:依題意,G(x)=x+2,設(shè)利潤(rùn)函數(shù)為f(x),則
f(x)=
(1) 要使工廠(chǎng)有贏(yíng)利,即解不等式f(x)>0,
當(dāng)0≤x≤5時(shí),解不等式-0.4x2+3.2x-2.8>0,
即x2-8x+7<0,得1 13、臺(tái),小于820臺(tái)的范圍內(nèi).
(2) 當(dāng)0≤x≤5時(shí),f(x)=-0.4(x-4)2+3.6,
故當(dāng)x=4時(shí),f(x)有最大值3.6;
而當(dāng)x>5時(shí),f(x)<8.2-5=3.2,
所以,當(dāng)工廠(chǎng)生產(chǎn)400臺(tái)產(chǎn)品時(shí),贏(yíng)利最多.
1. (2017·蘇州期中)函數(shù)y=的定義域?yàn)開(kāi)_______.
答案:(-2,1]
解析:由≥0?-2 14、,2,3,4,5},而U={1,2,3,4,5,6,7},則?UM={6,7}.
3. 函數(shù)f(x)=的定義域是________.
答案:[-2,2]
解析:因?yàn)閘g(5-x2)≥0,所以5-x2≥1,x2≤4,則-2≤x≤2.
4. 已知函數(shù)f(x)=則不等式f(f(x))≤3的解集為_(kāi)_______.
答案:{x|x≤}
解析:當(dāng)x≥0時(shí),f(f(x))=f(-x2)=(-x2)2-2x2≤3,即(x2-3)(x2+1)≤0,解得0≤x≤;當(dāng)-2<x<0時(shí),f(f(x))=f(x2+2x)=(x2+2x)2+2(x2+2x)≤3,即(x2+2x-1)(x2+2x+3)≤0,即- 15、2<x<0;當(dāng)x≤-2時(shí),f(f(x))=f(x2+2x)=-(x2+2x)2≤3,解得x≤-2.綜上,不等式的解集為{x|x≤}.
1. 已知函數(shù)f(x)=若f(3-a2)<f(2a),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
答案:(-3,1)
解析:如圖,畫(huà)出f(x)的圖象,由圖象易得f(x)在R上單調(diào)遞減.∵ f(3-a2)<f(2a),∴ 3-a2>2a,解得-3<a<1.
2. 定義在R上的運(yùn)算:x*y=x(1-y),若不等式(x-y)*(x+y)<1對(duì)一切實(shí)數(shù)x恒成立,則實(shí)數(shù)y的取值范圍是________.
答案:
解析:∵ (x-y)*(x+y)=(x-y)( 16、1-x-y)=x-x2-y+y2<1,∴ -y+y2<x2-x+1,要使該不等式對(duì)一切實(shí)數(shù)x恒成立,則需有-y+y2<(x2-x+1)min=,解得-<y<.
3. 已知f(x)是定義域?yàn)镽的偶函數(shù),當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=x2-4x,那么不等式f(x+2)<5的解集是________.
答案:{x|-7 17、x)<5的解集為(-5,5).由于f(x)向左平移兩個(gè)單位即得f(x+2),故f(x+2)<5的解集為{x|-7 18、y=ax2+bx+c的函數(shù)值大于0或小于0時(shí)x的范圍,應(yīng)充分和二次函數(shù)圖象結(jié)合去理解一元二次不等式的解集.
2. 解含參數(shù)的不等式(x-a)(x-b)>0,應(yīng)先討論a與b的大小再確定不等式的解,解一元二次不等式的一般過(guò)程是:一看(看二次項(xiàng)系數(shù)的符號(hào)),二算(計(jì)算判別式,判斷方程的根的情況),三寫(xiě)(寫(xiě)出不等式的解集).
3. 應(yīng)注意討論ax2+bx+c>0的二次項(xiàng)系數(shù)a是否為0.
4. 要注意體會(huì)數(shù)形結(jié)合與分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想.分類(lèi)討論要做到“不重”“不漏”“最簡(jiǎn)”的三原則.[備課札記](méi)
第2課時(shí) 二元一次不等式(組)與
19、
簡(jiǎn)單的線(xiàn)性規(guī)劃(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)(文)、(理)95~96頁(yè))
會(huì)從實(shí)際情境中抽象出二元一次不等式組;了解二元一次不等式的幾何意義,能用平面區(qū)域表示二元一次不等式組;會(huì)從實(shí)際情境中抽象出一些簡(jiǎn)單的二元線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題,并能加以解決.
① 會(huì)從實(shí)際情境中抽象出二元一次不等式組.② 了解二元一次不等式的幾何意義,能用平面區(qū)域表示二元一次不等式組.③ 會(huì)從實(shí)際情境中抽象出一些簡(jiǎn)單的二元線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題,并能加以解決.
1. (必修5P84練習(xí)3改編)點(diǎn)(3,1)和(-4,6)在直線(xiàn)3x-2y+a=0的兩側(cè),則a的取值范圍是________.
答案:-7<a<24
解 20、析:點(diǎn)(3,1)和(-4,6)在直線(xiàn)3x-2y+a=0的兩側(cè),說(shuō)明將這兩點(diǎn)坐標(biāo)代入3x-2y+a后,符號(hào)相反,所以(9-2+a)(-12-12+a)<0,解得-7<a<24.
2. (必修5P86練習(xí)2(1)改編)不等式組所表示的平面區(qū)域的面積是________.
答案:25
解析:直線(xiàn)x-y+4=0與直線(xiàn)x+y=0的交點(diǎn)為A(-2,2),直線(xiàn)x-y+4=0與直線(xiàn)x=3的交點(diǎn)為B(3,7),直線(xiàn)x+y=0與直線(xiàn)x=3的交點(diǎn)為C(3,-3),則不等式組表示的平面區(qū)域是一個(gè)以點(diǎn)A(-2,2),B(3,7),C(3,-3)為頂點(diǎn)的三角形,所以其面積為S△ABC=×5×10=25.
3. 設(shè)實(shí) 21、數(shù)x,y滿(mǎn)足則z=3x+2y的最大值是________.
答案:7
解析:由題設(shè)可知可行域的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0,0),(2,0),(0,3),(1,2).因此(3x+2y)max=3×1+2×2=7.
4. (必修5P89練習(xí)2改編)設(shè)變量x,y滿(mǎn)足約束條件:則z=x-3y的最小值為_(kāi)_______.
答案:-8
解析:畫(huà)出可行域與目標(biāo)函數(shù)線(xiàn),如圖可知,目標(biāo)函數(shù)在點(diǎn)(-2,2)處取最小值-8.
5. 已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足不等式組則z=2x-y的最大值為_(kāi)_______.
答案:8
解析:畫(huà)出可行域,如圖中陰影部分所示.由圖可知z=2x-y在點(diǎn)A(4,0)處取最大值,即zm 22、ax=8.
1. 二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域
(1) 二元一次不等式表示的平面區(qū)域
一般地,直線(xiàn)y=kx+b把平面分成兩個(gè)區(qū)域,
y>kx+b表示直線(xiàn)y=kx+b上方的平面區(qū)域,
y 23、的基本概念
名稱(chēng)
定義
約束條件
變量x,y滿(mǎn)足的一次不等式組
目標(biāo)函數(shù)
欲求最大值或最小值所涉及的變量x,y的線(xiàn)性函數(shù)
可行域
約束條件所表示的平面區(qū)域稱(chēng)為可行域
最優(yōu)解
使目標(biāo)函數(shù)取得最大值或最小值的可行解
線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題
在線(xiàn)性約束條件下,求線(xiàn)性目標(biāo)函數(shù)的最大值或最小值問(wèn)題
, 1 二元一次不等式表示的平面區(qū)域)
, 1) 在直角坐標(biāo)平面內(nèi),不等式組所表示的平面區(qū)域的面積為,則t的值為_(kāi)_______.
答案:1
解析:不等式組所表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示.由解得交點(diǎn)B(t,t+1).在y=x+1中,令x=0得y 24、=1,即直線(xiàn)y=x+1與y軸的交點(diǎn)為C(0,1).由平面區(qū)域的面積S==,得t2+2t-3=0,解得t=1或t=-3(不合題意,舍去).
變式訓(xùn)練
若不等式組表示的平面區(qū)域?yàn)槿切?,且其面積等于,則m=________.
答案:1
解析:如圖,要使不等式組表示的平面區(qū)域?yàn)槿切危瑒t-2m<2,m>-1.
由解得
即A(1-m,1+m).
由解得
即B.所圍成的區(qū)域?yàn)椤鰽BC,則S△ABC=S△ADC-S△BDC=(2+2m)(1+m)-(2+2m)·(1+m)=(1+m)2=,
解得m=-3(舍去)或m=1.
, 2 線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題)
, 2 25、) (1) 設(shè)變量x,y滿(mǎn)足則目標(biāo)函數(shù)z=2x+3y的最小值為_(kāi)_______;
(2) 變量x,y滿(mǎn)足約束條件若z=2x-y的最大值為2,則實(shí)數(shù)m=________.
答案:(1) 7 (2) 1
解析:(1) 作出可行域如圖所示,目標(biāo)函數(shù)z=2x+3y的幾何意義是直線(xiàn)y=-x+在y軸上的截距為,因此z的最小值也就是直線(xiàn)截距的最小值,平移直線(xiàn)y=-x,經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(2,1)時(shí),zmin=2×2+3×1=7.
(2) 如圖所示,目標(biāo)函數(shù)z=2x-y取最大值2,即y=2x-2時(shí),畫(huà)出表示的區(qū)域,由于mx-y≤0過(guò)定點(diǎn)(0,0),要使z=2x-y取最大值2,則目標(biāo)函數(shù)必過(guò)兩直線(xiàn)x-2y+2 26、=0與y=2x-2的交點(diǎn)A(2,2),因此直線(xiàn)mx-y=0過(guò)點(diǎn)A(2,2),故有2m-2=0,解得m=1.
變式訓(xùn)練
已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足
(1) 若z=,求z的最大值和最小值,并求z的取值范圍;
(2) 若z=x2+y2,求z的最大值與最小值,并求z的取值范圍.
解:由作出可行域,如圖中陰影部分所示.
(1) z=表示可行域內(nèi)任一點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率,因此的范圍為直線(xiàn)OB的斜率到直線(xiàn)OA的斜率(直線(xiàn)OA的斜率不存在,即zmax不存在).由得B(1,2),∴ kOB==2,即zmin=2,∴ z的取值范圍是[2,+∞).
(2) z=x2+y2表示可行域內(nèi)的任意一點(diǎn)與坐標(biāo) 27、原點(diǎn)之間距離的平方.因此x2+y2的值最小為OA2(取不到),最大值為OB2.由得A(0,1),
∴ OA2=02+12=1,OB2=12+22=5.
∴ zmax=5,z無(wú)最小值.
∴ z的取值范圍是(1,5].
, 3 線(xiàn)性規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用)
, 3) 某企業(yè)生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品,已知生產(chǎn)每噸甲產(chǎn)品要用A原料3噸,B原料2噸,生產(chǎn)每噸乙產(chǎn)品要用A原料1噸,B原料3噸.銷(xiāo)售每噸甲產(chǎn)品可獲得利潤(rùn)5萬(wàn)元,銷(xiāo)售每噸乙產(chǎn)品可獲得利潤(rùn)3萬(wàn)元,該企業(yè)在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)消耗A原料不超過(guò)13噸,B原料不超過(guò)18噸,求該企業(yè)可獲得的最大利潤(rùn).
解:設(shè)甲、乙兩種產(chǎn)品分別需生產(chǎn)x 28、,y噸,利潤(rùn)為z萬(wàn)元,則z=5x+3y.由題意可得,x,y滿(mǎn)足約束條件
作出可行域如圖所示.由圖可知當(dāng)z=5x+3y經(jīng)過(guò)可行域中的點(diǎn)(3,4)時(shí),直線(xiàn)z=5x+3y在y軸上的截距最大,故該企業(yè)可獲得的最大利潤(rùn)zmax=5×3+3×4=27(萬(wàn)元).
1. (2017·課標(biāo)Ⅱ)設(shè)x,y滿(mǎn)足約束條件則z=2x+y的最小值是________.
答案:-15
解析:目標(biāo)函數(shù)即y=-2x+z,其中z表示斜率為k=-2的直線(xiàn)系與可行域有交點(diǎn)時(shí)直線(xiàn)的截距值,數(shù)形結(jié)合可得目標(biāo)函數(shù)在點(diǎn)B(-6,-3)處取得最小值z(mì)=-12-3=-15.
2. (2017·南京、鹽城)已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足則的 29、最小值是________.
答案:
解析:表示可行域內(nèi)的點(diǎn)與原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率,作出可行域,發(fā)現(xiàn)可行域內(nèi)的點(diǎn)(4,3)為最優(yōu)解,代入可得的最小值是.
3. (2017·課標(biāo)Ⅰ)設(shè)x,y滿(mǎn)足約束條件則z=3x-2y的最小值為_(kāi)_______.
答案:-5
解析:不等式組表示的可行域如圖陰影部分所示,
易求得A(-1,1),B,C,由z=3x-2y得y=x-在y軸上的截距越大,z就越小,所以當(dāng)直線(xiàn)z=3x-2y過(guò)點(diǎn)A時(shí),z取得最小值,所以z的最小值為3×(-1)-2×1=-5.
4. (2017·無(wú)錫期末)設(shè)不等式表示的平面區(qū)域?yàn)镸.若直線(xiàn)y=kx-2上存在M內(nèi)的點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范 30、圍是________.
答案:[2,5]
解析:由約束條件作出可行域,如圖陰影部分所示.因?yàn)楹瘮?shù)y=kx-2的圖象是過(guò)點(diǎn)A(0,-2),且斜率為k的直線(xiàn)l,由圖知,當(dāng)直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)B(1,3)時(shí),k取最大值5,當(dāng)直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)C(2,2)時(shí),k取最小值2,故實(shí)數(shù)k的取值范圍是[2,5].
1. 已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足則z=2x-y的最大值是________.
答案:5
解析:作出可行域如圖陰影部分所示,發(fā)現(xiàn)當(dāng)直線(xiàn)z=2x-y過(guò)點(diǎn)C(3,1)時(shí),目標(biāo)函數(shù)z取最大值,且最大值為5.
2. 若實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足則z=2x+3y的最大值為_(kāi)_______.
答案:8
解析:由約束條件作出可 31、行域如圖陰影部分所示,可行域的三個(gè)頂點(diǎn)分別為(0,1),(1,0),(1,2),由圖可得,目標(biāo)函數(shù)過(guò)點(diǎn)(1,2)時(shí),z取最大值,故z=2x+3y的最大值為8.
3. 已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足若不等式4x2+y2-axy≤0恒成立,則實(shí)數(shù)a的最小值為_(kāi)_______.
答案:5
解析:由得2≤≤4.由已知得a≥+,則實(shí)數(shù)a的最小值為5.
4. 已知變量x,y滿(mǎn)足約束條件且有無(wú)窮多
個(gè)點(diǎn)(x,y)使目標(biāo)函數(shù)z=x+my取得最小值,則m=________.
答案:1
解析:作出線(xiàn)性約束條件表示的平面區(qū)域,如圖陰影部分所示.
若m=0,則z=x,目標(biāo)函數(shù)z=x+my取得最小值的最優(yōu)解 32、只有一個(gè),不符合題意;若m≠0,則目標(biāo)函數(shù)z=x+my可看作斜率為-的動(dòng)直線(xiàn)y=-x+.
若m<0,則->0,數(shù)形結(jié)合知使目標(biāo)函數(shù)z=x+my取得最小值的最優(yōu)解不可能有無(wú)窮多個(gè);
若m>0,則-<0,數(shù)形結(jié)合可知,當(dāng)動(dòng)直線(xiàn)與直線(xiàn)AB重合時(shí),有無(wú)窮多個(gè)點(diǎn)(x,y)在線(xiàn)段AB上,使目標(biāo)函數(shù)z=x+my取得最小值,即-=-1,則m=1.
綜上可知,m=1.
1. 確定不等式Ax+By+C>0(<0,≥0,≤0)表示直線(xiàn)Ax+By+C=0的哪一側(cè)區(qū)域,常用兩種方法:一是在直線(xiàn)的某一側(cè)取一特殊點(diǎn);二是將不等式化為y>kx+b(<,≥,≤).
2. 在線(xiàn)性約束條件下,當(dāng)b>0時(shí),求目標(biāo)函數(shù)z 33、=ax+by+c的最值的步驟:
(1) 作出可行域;
(2) 作出直線(xiàn)l0:ax+by=0;
(3) 平移直線(xiàn)l0:ax+by=0,依可行域判斷取得最值的最優(yōu)解的點(diǎn);
(4) 解相關(guān)方程組,求出最優(yōu)解,從而得出目標(biāo)函數(shù)的最值.
3. 常見(jiàn)的非線(xiàn)性目標(biāo)函數(shù)的幾何意義:
(1) 表示點(diǎn)(x,y)與原點(diǎn)(0,0)的距離;
(2) 表示點(diǎn)(x,y)與點(diǎn)(a,b)的距離;
(3) 表示點(diǎn)(x,y)與原點(diǎn)(0,0)連線(xiàn)的斜率值;
(4) 表示點(diǎn)(x,y)與點(diǎn)(a,b)連線(xiàn)的斜率值.[備課札記](méi)
第3課時(shí) 基本不等式(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)(文)、(理)97~ 34、98頁(yè))
掌握基本不等式,能利用基本不等式推導(dǎo)不等式,能利用基本不等式求最大(小)值.
① 了解基本不等式的證明過(guò)程.② 會(huì)用基本不等式解決簡(jiǎn)單的最大(小)值問(wèn)題.
1. (必修5P99練習(xí)4改編)若實(shí)數(shù)a,b滿(mǎn)足a+b=2,則3a+3b的最小值是________.
答案:6
解析:由基本不等式,得3a+3b≥2=2=6,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=1時(shí)取等號(hào),所以3a+3b的最小值是6.
2. (必修5P105復(fù)習(xí)題9改編)若f(x)=x+-2(x<0),則f(x)的最大值為_(kāi)_______.
答案:-4
解析:∵ x<0,∴ f(x)=-[(-x)+]- 35、2≤-2-2=-4,當(dāng)且僅當(dāng)-x=,即x=-1時(shí)取等號(hào).
3. (必修5P105復(fù)習(xí)題10改編)若x>-3,則x+的最小值為_(kāi)_______.
答案:2-3
解析:∵ x+3>0,∴ x+=(x+3)+-3≥2-3=2-3,當(dāng)且僅當(dāng)x+3=,即x=-3+時(shí)取等號(hào).
4. (原創(chuàng))若對(duì)任意x>0,≤a恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
答案:
解析:因?yàn)椤躠恒成立,所以a≥.又=≤=,當(dāng)且僅當(dāng)x=,即x=1時(shí)等號(hào)成立,所以a≥.
5. (原創(chuàng))已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,則m的最大值為_(kāi)_______.
答案:9
解析:原不等式恒成立等價(jià)于m≤,而(2a 36、+b)=5++≥5+2=9,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)等號(hào)成立.所以m≤9,即m的最大值為9.
1. 算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)
對(duì)于正數(shù)a,b,我們把稱(chēng)為a,b的算術(shù)平均數(shù),稱(chēng)為a,b的幾何平均數(shù).
2. 基本不等式≤
(1) 基本不等式成立的條件:a≥0,b≥0;
(2) 等號(hào)成立的條件:當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào);
(3) 結(jié)論:兩個(gè)非負(fù)數(shù)a,b的算術(shù)平均數(shù)不小于其幾何平均數(shù).
3. 幾個(gè)重要的不等式
(1) 重要不等式:a2+b2≥2ab(a,b∈R).當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào).
(2) ab≤(a,b∈R),當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào).
(3) ≥(a,b∈R),當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等 37、號(hào).[備課札記](méi)
, 1 通過(guò)配湊法利用基本不等式求最值)
, 1) (1) 已知x<,則f(x)=4x-2+的最大值為_(kāi)_______;
(2) 若函數(shù)f(x)=x+(x>2)在x=a處取最小值,則a=________.
答案:(1) 1 (2) 3
解析:(1) 因?yàn)閤<,所以5-4x>0,則f(x)=4x-2+=-+3≤-2+3=1.
當(dāng)且僅當(dāng)5-4x=,即x=1時(shí)等號(hào)成立.
故f(x)=4x-2+的最大值為1.
(2) 因?yàn)閤>2,所以x-2>0,則f(x)=x+=(x-2)++2≥2+2=4,當(dāng)且僅當(dāng)x-2=,即x= 38、3時(shí)取等號(hào).
所以當(dāng)f(x)取最小值時(shí),x=3,即a=3.
變式訓(xùn)練
若-4<x<1,求的最大值.
解:=·=[(x-1)+]=-.
∵ -4<x<1,∴ -(x-1)>0,>0.
從而≥2,
-≤-1,
當(dāng)且僅當(dāng)-(x-1)=,即x=0時(shí)取等號(hào).即=-1.
正數(shù)x,y滿(mǎn)足+=1.
(1) 求xy的最小值;
(2) 求x+2y的最小值.
解:(1) 由1=+≥2得xy≥36,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=2,y=18時(shí)取等號(hào),故xy的最小值為36.
(2) 由題意可得x+2y=(x+2y)=19++≥19+2=19+6,當(dāng)且僅當(dāng)=,即9x2=2y2時(shí)取等號(hào),故x+2y的最小值 39、為19+6.
, 2 通過(guò)常數(shù)代換法或消元法利用基本不等式求最值)
, 2) (1) 已知x>0,y>0且x+y=1,則+的最小值為_(kāi)_______;
(2) 已知x>0,y>0,x+3y+xy=9,則x+3y的最小值為_(kāi)_______.
答案:(1) 18 (2) 6
解析:(1) (常數(shù)代換法)
∵ x>0,y>0且x+y=1,∴ +=(x+y)=10++≥10+2=18.
當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=2y時(shí)等號(hào)成立,
∴ 當(dāng)x=,y=時(shí),+有最小值18.
(2) 由已知得x=.
(解法1:消元法)
∵ x>0,y>0,∴ y<3,∴ x+3y=+3y= 40、+(3y+3)-6≥2-6=6,
當(dāng)且僅當(dāng)=3y+3,即y=1,x=3時(shí),(x+3y)min=6.
(解法2)∵ x>0,y>0,∴ 9-(x+3y)=xy=x·(3y)≤·,
當(dāng)且僅當(dāng)x=3y時(shí)等號(hào)成立.
設(shè)x+3y=t>0,則t2+12t-108≥0,
∴ (t-6)(t+18)≥0.
又t>0,∴ t≥6.
故當(dāng)x=3,y=1時(shí),(x+3y)min=6.
變式訓(xùn)練
(1) 已知正實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足xy+2x+y=4,則x+y的最小值為_(kāi)_______;
(2) 若x,y∈(0,+∞)且2x+8y-xy=0,則x+y的最小值為_(kāi)_______.
答案:(1) 2-3 (2 41、) 18
解析:(1) 由xy+2x+y=4,解得y=,則x+y=x-2+=(x+1)+-3≥2-3,當(dāng)且僅當(dāng)x=-1時(shí)等號(hào)成立.
(2) 由2x+8y-xy=0,得2x+8y=xy,∴ +=1,
∴ x+y=(x+y)=10++=10+2≥10+2×2=18,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=2y時(shí)取等號(hào).又2x+8y-xy=0,∴ x=12,y=6,
即當(dāng)x=12,y=6時(shí),x+y取最小值18.
, 3 基本不等式與函數(shù)的綜合應(yīng)用)
, 3) 已知函數(shù)f(x)=(a∈R),若對(duì)于任意x∈N*,f(x)≥3恒成立,則a的取值范圍是________.
答案:
解析: 42、對(duì)任意x∈N*,f(x)≥3恒成立,即≥3恒成立,可得
a≥-+3.
設(shè)g(x)=x+,x∈N*.
∵ g(x)在(0,2]上單調(diào)遞減,在[2,+∞)上單調(diào)遞增,而x∈N*,∴ g(x)在x取距離2較近的整數(shù)值時(shí)達(dá)到最小,而距離2較近的整數(shù)為2和3,且g(2)=6,g(3)=.
∵ g(2)>g(3),∴ g(x)min=.
∴ -+3≤-,
∴ a≥-,故a的取值范圍是.
變式訓(xùn)練
要制作一個(gè)如圖的框架(單位:m),要求所圍成的總面積為19.5 m2,其中四邊形ABCD是一個(gè)矩形,四邊形EFCD是一個(gè)等腰梯形,梯形高h(yuǎn)=AB,tan∠FED=,設(shè)AB=x m,BC=y(tǒng) m.
43、
(1) 求y關(guān)于x的函數(shù)解析式;
(2) 怎樣設(shè)計(jì)x,y的長(zhǎng)度,才能使所用材料最少?
解:(1) 如圖,作DH⊥EF于點(diǎn)H.
依題意,DH=AB=x,
EH==×x=x,
∴ =xy+x=xy+x2,
∴ y=-x.
∵ x>0,y>0,
∴ -x>0,解得0<x<,
∴ 所求解析式為y=-x.
(2) 在Rt△DEH中,∵ tan∠FED=,∴ sin∠FED=,
∴ DE==x×=x,
設(shè)框架的周長(zhǎng)為l m.
則l=(2x+2y)+2×x+
=2y+6x=-x+6x
=+x≥2 =26.
當(dāng)且僅當(dāng)=x,即x=3時(shí)取等號(hào),此時(shí)y=-x=4,
∴ A 44、B=3 m,BC=4 m時(shí),能使整個(gè)框架所用材料最少.
, 4 基本不等式的實(shí)際應(yīng)用)
, 4) 某單位擬建一個(gè)扇環(huán)面形狀的花壇(如圖所示),該扇環(huán)面是由以點(diǎn)O為圓心的兩個(gè)同心圓弧和延長(zhǎng)后通過(guò)點(diǎn)O的兩條直線(xiàn)段圍成的.按設(shè)計(jì)要求扇環(huán)面的周長(zhǎng)為30 m,其中大圓弧所在圓的半徑為10 m.設(shè)小圓弧所在圓的半徑為x m,圓心角為θ(弧度).
(1) 求θ關(guān)于x的函數(shù)解析式;
(2) 已知在花壇的邊緣(實(shí)線(xiàn)部分)進(jìn)行裝飾時(shí),直線(xiàn)部分的裝飾費(fèi)用為4元/米,弧線(xiàn)部分的裝飾費(fèi)用為9元/米.設(shè)花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比為y,求y關(guān)于x的函數(shù)解析式,并求出x為何值時(shí),y取得最大值. 45、
解:(1) 由題意可得,30=θ(10+x)+2(10-x),所以θ=(0<x<10).
(2) 花壇的面積為θ(102-x2)=(5+x)(10-x)=-x2+5x+50(0<x<10).
裝飾總費(fèi)用為9θ(10+x)+8(10-x)=170+10x,所以花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比y==-.令t=17+x,則y=-≤,當(dāng)且僅當(dāng)t=18時(shí)取等號(hào),此時(shí)x=1,θ=.
所以當(dāng)x=1時(shí),花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比最大.
去年冬季,我國(guó)多地區(qū)遭遇了霧霾天氣,引起口罩熱銷(xiāo).某品牌口罩原來(lái)每只成本為6元,售價(jià)為8元,月銷(xiāo)售5萬(wàn)只.
(1) 據(jù)市場(chǎng)調(diào)查,若售價(jià)每提高0.5元,月銷(xiāo)售量將 46、相應(yīng)減少0.2萬(wàn)只,要使月總利潤(rùn)不低于原來(lái)的月總利潤(rùn)(月總利潤(rùn)=月銷(xiāo)售總收入-月總成本),該口罩每只售價(jià)最多為多少元?
(2) 為提高月總利潤(rùn),廠(chǎng)家決定下月進(jìn)行營(yíng)銷(xiāo)策略改革,計(jì)劃每只售價(jià)x(x≥9)元,并投入(x-9)萬(wàn)元作為營(yíng)銷(xiāo)策略改革費(fèi)用.據(jù)市場(chǎng)調(diào)查,每只售價(jià)每提高0.5元,月銷(xiāo)售量將相應(yīng)減少萬(wàn)只.則當(dāng)每只售價(jià)x為多少時(shí),下月的月總利潤(rùn)最大?并求出下月最大總利潤(rùn).
解:(1) 設(shè)每只售價(jià)為x元(x>8),則月銷(xiāo)售量為萬(wàn)只,由已知得(x-6)≥(8-6)×5,∴ x2-x+≤0,即2x2-53x+296≤0,解得8≤x≤,即每只售價(jià)最多為18.5元.
(2) 下月的月總利潤(rùn)y=(x-6 47、)-(x-9)=-x+=-x+=-+.∵ x≥9,∴ +≥2=,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=10時(shí)取等號(hào),ymax=14.
答:當(dāng)x=10時(shí),下月的月總利潤(rùn)最大,且最大利潤(rùn)為14萬(wàn)元.
1. (2017·蘇北四市模擬)若實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足xy+3x=3,則+的最小值是________.
答案:8
解析:由已知得x=,而0<x<,所以y>3.則+=y(tǒng)+3+=y(tǒng)-3++6≥8,當(dāng)且僅當(dāng)y=4,x=時(shí)等號(hào)成立.即=8.
2. (2017·蘇州期末)已知正數(shù)x,y滿(mǎn)足x+y=1,則+的最小值為_(kāi)_______.
答案:
解析:由x+y=1,得x+2+y+1=4,+=(x+2+y+1)=[4+1++ 48、]≥(5+4)=,當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=,y=時(shí)取等號(hào).即=.
3. (2017·泰州、南通模擬)若正實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足x+y=1,則+的最小值是________.
答案:8
解析:+=+=(x+y)-1=++4≥8.當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=,y=時(shí)取等號(hào).
4. (2017·蘇錫常鎮(zhèn)二模)已知a,b均為正數(shù),且ab-a-2b=0,則-+b2-的最小值為_(kāi)_______.
答案:7
解析:∵ a,b均為正數(shù),且ab-a-2b=0,即a+2b=ab,∴ +=1.
則-+b2-=+b2-1.
+b==++2≥2+2=4,當(dāng)且僅當(dāng)a=4,b=2時(shí)取等號(hào).
∴ +b2≥≥8,當(dāng)且僅當(dāng)a=4,b=2 49、時(shí)取等號(hào).
∴ -+b2-=+b2-1≥7.
5. (2016·江蘇卷)在銳角三角形ABC中,若sin A=2sin Bsin C,則tan Atan Btan C的最小值是__________.
答案:8
解析:(解法1)∵ sin A=2sin Bsin C,sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C,
∴ sin Bcos C+cos Bsin C=2sin Bsin C,
兩邊同除以cos Bcos C,可得tan B+tan C=2tan Btan C,
tan Atan Btan C=-tan(B+C)tan Btan C=-·tan B 50、tan C=,
由三角形為銳角三角形得tan B>0,tan C>0,tan A=>0,即tan Btan C-1>0.令tan Btan C-1=t(t>0),則tan Atan Btan C==2t++4≥8,
當(dāng)且僅當(dāng)t=1,即tan Btan C=2時(shí)取等號(hào).
(解法2)同解法1可得tan B+tan C=2tan Btan C,
又tan A+tan B+tan C=tan A+(1-tan Btan C)·tan(B+C)=tan A-tan A+tan Atan Btan C=tan A·tan Btan C,
∴ tan Atan Btan C=tan A+tan B 51、+tan C=tan A+2tan Btan C≥2?tan Atan Btan C≥8,
當(dāng)且僅當(dāng)tan A=2tan Btan C=4時(shí)取等號(hào).
, 7. 忽視最值取得的條件致誤)
典例 (1) 已知x>0,y>0,且+=1,則x+y的最小值是________;
(2) 函數(shù)y=1-2x-(x<0)的最小值為_(kāi)_______.
易錯(cuò)分析:(1) 多次使用基本不等式,忽略等號(hào)成立的條件.如:∵ 1=+≥2,∴ ≥2,∴ x+y≥2≥4,∴ (x+y)min=4.
(2) 沒(méi)有注意到x<0這個(gè)條件,誤用基本不等式得2x+≥2.
解析:(1) ∵ x>0,y>0,
52、∴ x+y=(x+y)=3++≥3+2(當(dāng)且僅當(dāng)y=x時(shí)取等號(hào)),
∴ 當(dāng)x=+1,y=2+時(shí),(x+y)min=3+2.
(2) ∵ x<0,∴ y=1-2x-=1+(-2x)+≥1+2=1+2,當(dāng)且僅當(dāng)x=-時(shí)取等號(hào),故y的最小值為1+2.
答案:(1) 3+2 (2) 1+2
特別提醒:(1) 利用基本不等式求最值,一定要注意應(yīng)用條件;(2) 盡量避免多次使用基本不等式,若必須多次使用,一定要保證等號(hào)成立的條件一致.
1. 已知正數(shù)a,b滿(mǎn)足+=-5,則ab的最小值為_(kāi)_______.
答案:36
解析:由+=-5≥2,得ab-5-6≥0,解得≥6,ab≥36.
2. 53、 已知a+b=2,b>0,當(dāng)+取最小值時(shí),實(shí)數(shù)a的值是________.
答案:-2
解析:+=+=++≥-+2=,當(dāng)且僅當(dāng)a=-2,b=4時(shí)等號(hào)成立.
3. (2017·南京三模)已知a,b,c為正實(shí)數(shù),且a+2b≤8c,+≤,則的取值范圍是________.
答案:[27,30]
解析:因?yàn)閍,b,c為正實(shí)數(shù),對(duì)a+2b≤8c的左右兩邊同除以c,得+≤8;對(duì)+≤的左右兩邊同乘c,得+≤2;令x=,y=,則條件可轉(zhuǎn)化為
再進(jìn)行化簡(jiǎn),可得即求z==3x+8y的取值范圍,轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性規(guī)劃的問(wèn)題,畫(huà)出可行域,對(duì)y=+求導(dǎo),并令導(dǎo)函數(shù)值為-,可得切點(diǎn)橫坐標(biāo)為3,代入曲線(xiàn),計(jì)算出切點(diǎn)坐標(biāo)為, 54、利用線(xiàn)性規(guī)劃,可知z=3x+8y分別在(2,3)和處取最值,可得的取值范圍是[27,30].
4. (2017·無(wú)錫期末)已知a>0,b>0,c>2,且a+b=2,則+-+的最小值為_(kāi)_______.
答案:+
解析:由a>0,b>0,c>2,且a+b=2,得+-+=c+=+.由2=,可得==≥=,當(dāng)且僅當(dāng)b=a時(shí)等號(hào)成立,則原式≥c+=≥·=+.當(dāng)且僅當(dāng)c=2+時(shí)等號(hào)成立.
1. a2+b2≥2ab成立的條件是a,b∈R,而≥成立的條件是a≥0,b≥0,使用時(shí)要注意公式成立的前提條件.
2. 在運(yùn)用基本不等式時(shí),要特別注意“拆、拼、湊”等技巧,使其滿(mǎn)足基本不等式中的“一正”(即 55、條件中字母為正數(shù))“二定”(不等式的另一邊必須為定值)“三相等”(等號(hào)取得的條件).
3. 正確理解定理:“和一定,相等時(shí)積最大;積一定,相等時(shí)和最小”.
4. 連續(xù)使用公式兩次或以上,要求同時(shí)滿(mǎn)足任何一次的字母取值存在且一致.
5. 掌握函數(shù)y=ax+(a>0,b>0)的單調(diào)性,特別是當(dāng)運(yùn)用基本不等式不能滿(mǎn)足“三相等”時(shí).[備課札記](méi)
第4課時(shí) 不等式的綜合應(yīng)用(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)(文)、(理)99~100頁(yè))
掌握不等式的綜合應(yīng)用;掌握基本不等式的綜合應(yīng)用;掌握不等式與其他函數(shù)方程等知識(shí)的綜合應(yīng)用.
解決應(yīng)用性問(wèn)題的基本思路:讀題(背景、結(jié) 56、論)—條件—建?!忸}—反思—作答.
1. (必修5P102習(xí)題7改編)函數(shù)y=x+(x≠0)的值域是________.
答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)
解析:當(dāng)x>0時(shí),y=x+≥2=4;當(dāng)x<0時(shí),y=x+=-≤-2=-4.
2. (必修5P102習(xí)題9改編)某種產(chǎn)品按下列三種方案兩次提價(jià).方案甲:第一次提價(jià)p%,第二次提價(jià)q%;方案乙:第一次提價(jià)q%,第二次提價(jià)p%;方案丙:第一次提價(jià)%,第二次提價(jià)%.其中p>q>0,上述三種方案中提價(jià)最多的是________.
答案:方案丙
解析:設(shè)原來(lái)價(jià)格為A,方案甲:經(jīng)兩次提價(jià)后價(jià)格為A=A;方案乙:經(jīng)兩次提價(jià)后 57、價(jià)格為A;方案丙:經(jīng)兩次提價(jià)后價(jià)格為A=A[1++·].因?yàn)?,所以方案丙提價(jià)最多.
3. 設(shè)x∈R,f(x)=,若不等式f(x)+f(2x)≤k對(duì)于任意的x∈R恒成立,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是________.
答案:k≥2
解析:不等式轉(zhuǎn)化為k≥+,因?yàn)椤?0,1],所以k≥2.
4. (必修5P106復(fù)習(xí)題16改編)已知x>0,y>0且滿(mǎn)足+=1,則x+y的最小值是________ .
答案:18
解析:∵ x>0,y>0,∴ x+y=(x+y)=2+8++≥10+2=18,當(dāng)且僅當(dāng)=時(shí)等號(hào)成立.又+=1,∴ 當(dāng)x=6,y=12時(shí),x+y有最小值18.
5. 若正數(shù)a,b滿(mǎn)足a 58、b=a+b+3,則ab的取值范圍是________.
答案:[9,+∞)
解析:由a>0,b>0,得a+b≥2,則ab=a+b+3≥2+3,即ab-2-3≥0?(-3)(+1)≥0?≥3,∴ ab≥9.[備課札記](méi)
, 1 含參數(shù)的不等式問(wèn)題)
, 1) 若不等式組的解集中所含整數(shù)解只有-2,求k的取值范圍.
解:由x2-x-2>0得x<-1或x>2,
由2x2+(5+2k)x+5k<0得(2x+5)(x+k)<0,
因?yàn)椋?是原不等式組的解,所以k<2.
由(2x+5)(x+k)<0有-<x<-k.
因 59、為原不等式組的整數(shù)解只有-2,
所以-2<-k≤3,即-3≤k<2,
故k的取值范圍是[-3,2).
變式訓(xùn)練
解關(guān)于x的不等式>0 (a∈R).
解:原不等式等價(jià)于(ax-1)(x+1)>0.
① 當(dāng)a=0時(shí),由-(x+1)>0,得x<-1;
② 當(dāng)a>0時(shí),不等式化為(x+1)>0,解得x<-1或x>;
③ 當(dāng)a<0時(shí),不等式化為(x+1)<0;
若<-1,即-1<a<0,則<x<-1;
若=-1,即a=-1,則不等式解集為空集;
若>-1,即a<-1,則-1<x<.
綜上所述,a<-1時(shí),解集為;a=-1時(shí),原不等式無(wú)解;-1<a<0時(shí),解集為;a=0時(shí),解集為{ 60、x|x<-1};a>0時(shí),解集為.
, 2 不等式在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用)
, 2) 某輛汽車(chē)以x km/h的速度在高速公路上勻速行駛(考慮到高速公路行車(chē)安全,要求60≤x≤120)時(shí),每小時(shí)的油耗(所需要的汽油量)為L(zhǎng),其中k為常數(shù),且60≤k≤100.
(1) 若汽車(chē)以120 km/h的速度行駛時(shí),每小時(shí)的油耗為11.5 L,欲使每小時(shí)的油耗不超過(guò)9 L,求x的取值范圍;
(2) 求該汽車(chē)行駛100 km的油耗的最小值.
解:(1) 由題意,當(dāng)x=120時(shí),=11.5,所以k=100.
由≤9,得x2-145x+4 500≤0,
∴ 45≤x≤100.
61、∵ 60≤x≤120,∴ 60≤x≤100.
(2) 設(shè)該汽車(chē)行駛100 km的油耗為y L,則
y=·=20-+(60≤x≤120).
令t=,則t∈,
∴ y=90 000t2-20kt+20=90 000+20-.
對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)t=.∵ 60≤k≤100,∴ ∈.
① 若≥,即75≤k≤100,則當(dāng)t=,即x=時(shí),ymin=20-;
② 若<,即60≤k<75,則當(dāng)t=,即x=120時(shí),ymin=-.
答:當(dāng)75≤k≤100時(shí),該汽車(chē)行駛100 km的油耗的最小值為L(zhǎng);當(dāng)60≤k<75時(shí),該汽車(chē)行駛100 km的油耗的最小值為L(zhǎng).
現(xiàn)有一占地1 800 m2的矩形地 62、塊,中間三個(gè)矩形設(shè)計(jì)為花圃(如圖),種植不同品種的觀(guān)賞花卉,周?chē)鷦t均是寬為1 m的賞花小徑,設(shè)花圃占地面積為S m2,設(shè)矩形一邊的長(zhǎng)為x(如圖所示).
(1) 試將S表示為x的函數(shù);
(2) 問(wèn)應(yīng)該如何設(shè)計(jì)矩形地塊的邊長(zhǎng),使花圃占地面積S取得最大值?
解:(1) 由題知S=a(x-2)+2a(x-3)=a(3x-8),
又3a+3=,則a=-1,
所以S=(3x-8)=1 808-3x-.
(2) S=1 808-3x-=1 808-3≤1 808-240=1 568(當(dāng)且僅當(dāng)x=40時(shí)取等號(hào)),此時(shí)另一邊長(zhǎng)為45 m .
答:當(dāng)x=40 m,另一邊長(zhǎng)為45 m時(shí)花圃占地面積 63、S取得最大值1 568 m2.
, 3 基本不等式的靈活運(yùn)用)
, 3) 設(shè)x,y均為正實(shí)數(shù),且+=1,則xy的最小值為_(kāi)_________.
答案:16
解析:由+=1,得xy=8+x+y.
∵ x,y均為正實(shí)數(shù),∴ xy=8+x+y≥8+2(當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí)等號(hào)成立),即xy-2-8≥0,解得≥4,即xy≥16.故xy的最小值為16.
變式訓(xùn)練
已知x+y=1,y>0,x>0,則+的最小值為_(kāi)_______.
答案:
解析:將x+y=1代入+中,得+=++.設(shè)=t>0,則原式=+==·=[(1+2t)++1]≥×2+=,當(dāng)且僅當(dāng)t=,即x=,y=時(shí) 64、等號(hào)成立.
1. 已知正數(shù)x,y滿(mǎn)足x+2y=1,則的最大值為_(kāi)_______.
答案:
解析:∵ 正數(shù)x,y滿(mǎn)足x+2y=1,
∴ =(x+2y)·=10++≥10+2=18,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=,y=時(shí)取等號(hào),
∴ 的最小值為18,∴ 的最大值為.
2. 若x>0,y>0,則+的最小值為_(kāi)_______.
答案:-
解析:設(shè)=t>0,則+=+t=+(2t+1)-≥2-=-,當(dāng)且僅當(dāng)t==時(shí)取等號(hào).
3. 若x,y,z均為正實(shí)數(shù),且x2+y2+z2=1,則的最小值為_(kāi)_______.
答案:3+2
解析:x,y,z均為正實(shí)數(shù),且x2+y2+z2=1,可得1-z2= 65、x2+y2≥2xy,當(dāng)且僅當(dāng)x=y(tǒng)時(shí)取等號(hào),則
≥==≥=3+2.當(dāng)且僅當(dāng)z=-1,即x=y(tǒng)=時(shí),取得最小值3+2.
4. 已知x>y>0,且x+y≤2,則+的最小值為_(kāi)_______.
答案:
解析:由x>y>0,可得x+3y>0,x-y>0,
[(x+3y)+(x-y)]=5++≥5+2=9,可得+≥=≥.
當(dāng)且僅當(dāng)2(x-y)=x+3y,即x=5y=時(shí),取得最小值.
5. (2017·蘇州期中)如圖,有一塊平行四邊形綠地ABCD,經(jīng)測(cè)量BC=2百米,CD =1百米,∠BCD=120°,擬過(guò)線(xiàn)段BC上一點(diǎn)E設(shè)計(jì)一條直路EF(點(diǎn)F在四邊形ABCD的邊上,不計(jì)路的寬度),EF將綠 66、地分成兩部分,且右邊面積是左邊面積的3倍.設(shè)EC =x百米,EF=y(tǒng)百米.
(1) 當(dāng)點(diǎn)F與點(diǎn)D重合時(shí),試確定點(diǎn)E的位置;
(2) 試求x的值,使路EF的長(zhǎng)度y最短.
解:(1) 平行四邊形ABCD的面積為S?ABCD=2××1×2sin 120°=,
當(dāng)點(diǎn)F與點(diǎn)D重合時(shí),S△CFE=CE·CD·sin 120°=x.
∵ S△CFE=S?ABCD,∴ x=,∴ x=1,
∴ E是BC的中點(diǎn).
(2) ① 當(dāng)點(diǎn)F在CD上時(shí),
∵ S△CFE=CE·CF·sin 120°=S?ABCD=,
∴ CF=.
在△CFE中,EF2=CE2+CF2-2CE·CF·cos 120°,
∴ y=≥,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取等號(hào),
此時(shí)E在BC中點(diǎn)處且F與D重合,符合題意;
② 當(dāng)點(diǎn)F在DA上時(shí),
∵ S梯形CEFD=·=S?ABCD=,
∴ DF=1-x.
(ⅰ) 當(dāng)CE<DF時(shí),過(guò)E作EG∥CD交DA于G,
在△EGF中,EG=1,GF=1-2x,∠EGF=60°,由余弦定理得y=;
(ⅱ) 當(dāng)CE≥DF時(shí),過(guò)E作EG∥CD交DA于G,
在△EGF中,EG=1,
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