乐安二中2011届高三数学专题复习:不等式 ZLF 2011.03.23
一、本章知识结构:
实数的性质
不等式的性质 均值不等式
比较法 综合法 分析法 其它方法 一元一次不等式 一元二次不等式 分式高次不等式 含绝对值不等式 函数性质的讨论 最值的计算与讨论 实际应用问题 不等式的证明 不等式的解法 不等式的应用 二、高考要求
(1)理解不等式的性质及其证明。
(2)掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数定理,并会简单应用。
(3)分析法、综合法、比较法证明简单的不等式。 (4)掌握某些简单不等式的解法。 (5)理解不等式|a|﹣|b| ≤|a+b|≤|a| +|b|。 三、热点分析
不等式部分的内容是高考较为稳定的一个热点,考查的重点是不等式的性质、证明、解法及最值方面的应用。高考试题中有以下几个明显的特点:
(1)不等式与函数、数列、几何、导数,实际应用等有关内容综合在一起的综合试题多,单独考查不等式的试题题量很少。
(2)选择题,填空题和解答题三种题型中均有各种类型不等式题,特别是应用题和压轴题几乎都与不等式有关。
(3)不等式的证明考得比得频繁,所涉及的方法主要是比较法、综合法和分析法,而放缩法作为一种辅助方法不容忽视。
四、复习建议
强化不等式的应用,高考中除单独考查不等式的试题外,常在一些函数、数列、立体几何、解析几何和实际应用问题的试题中涉及不等式的知识,加强不等式应用能力,是提高解综合题能力的关键.因此,在复习时应加强这方面训练,提高应用意识,总结不等式的应用规律,才能提高解决问题的能力. 如在实际问题应用中,主要有构造不等式求解或构造
函数求函数的最值等方法,求最值时要注意等号成立的条件,避免不必要的错误. 五、典型例题
不等式的解法
【例1】 解不等式:解:原不等式可化为:
ax?2?1?a
>0,即[(a-1)x+(2-a)](x-2)>0.
(a?1)x?(2?a)x?2a?2a?1当a>1时,原不等式与(x-若
a?2a?1)(x-2)>0同解.
a?2a?1≥2,即0≤a<1时,原不等式无解;若
a?2a?1<2,即a<0或a>1,于是a>1
时原不等式的解为(-∞,)∪(2,+∞).
a?2a?1当a<1时,若a<0,解集为(,2);若0<a<1,解集为(2,
a?2a?1a?2a?1)
综上所述:当a>1时解集为(-∞,)∪(2,+∞); );
当0<a<1时,解集为(2,当a=0时,解集为?; 当a<0时,解集为(
a?2a?1a?2a?1,2).
【例2】 设不等式x2-2ax+a+2≤0的解集为M,如果M?[1,4],求实数a的取值范围.
解:M?[1,4]有n种情况:其一是M=?,此时Δ<0;其二是M≠?,此时Δ>0,分三种情况计算a的取值范围.
设f(x)=x2 -2ax+a+2,有Δ=(-2a)2-(4a+2)=4(a2-a-2) (1)当Δ<0时,-1<a<2,M=?[1,4]
(2)当Δ=0时,a=-1或2.当a=-1时M={-1}?[1,4];当a=2时,m={2}[1,4]. (3)当Δ>0时,a<-1或a>2.设方程f(x)=0的两根x1,x2,且x1<x2,那么M=[x1,x2],M?[1,4]?1≤x1<x2≤4???f(1)?0,且f(4)?0?1?a?4,且??0
??a?3?0?
18?18?7a?0
即?,解得:2<a<
7?a?0
?a??1或a?2?
,
∴M?[1,4]时,a的取值范围是(-1,
187).
【例3】 解关于x的不等式:log2?x?1??log4[a?x?2??1]?a?0?.
?x?1?0?解:原不等式等价于?a?x?2??1?0
?2??x?1??a?x?2??1?x?1?1?①,即?x?2?a????x?a??x?2??0.
1??x?2?由于a?1,所以1?2?,所以,上述不等式等价于?aa??x?a??x?2??0?1 ②
解答这个含参数的不等式组,必然需要分类讨论,此时,分类的标准的确定就成了解答的关键.如何确定这一标准?
1??x?2?(1)当1?a?2时,不等式组②等价于?a?x?2或x?a?1???a?1??此时,由于?2???a?a?a?2
1a?0,所以 2?1a?a.从而 2?32?x?a或x?2.
3??x?(2)当a?2时,不等式组②等价于?2?x?2?,所以 x?,且x?2.
1??x?2?(3)当a?2时,不等式组②等价于?a?x?2或x?a?此时,由于2?1a?2,
所以,2?1a?x?2或x?a.
????x?a或x?2?a?1综上可知:当1?a?2时,原不等式的解集为?x2?当a?2时,原不等式的解集为?xx???13;
?,且x?2?2?;
.
当a?2时,原不等式的解集为?x2??4?log???x?2或x?a?a?a【例4】 解关于x的不等式:解:原不等式等价于
?4?logx?0a??logax?2?0??4?logax??logax?logx?2?a?0,a?1?
ax?2?2??2?logax?4?2?logax?4????2??logax?3或log?logax?3logax?0ax?0
?3?logax?4,∴当a?1时,原不等式的解集为xa?x?a?34?
当0?a?1时,原不等式的解集为xa4?x?a3
??【例5】 设函数f?x??ax?x2?1, (1)当a?2时,解不等式
f(x)?f?1?;
(2)求a的取值范围,使得函数f?x?在?1,???上为单调函数. 讲解:(1)a?2时,
f(x)?f?1?可化为:2?x?1??x?12,等价于:
??x?1?0 ?22??4?x?1??x?1 ① 或
??x?1?0?2??x?1?0 ②
解①得 1?x?53,解②得 x??1.
??5?x1?x?或x??1?3??所以,原不等式的解集为 .
(2)任取x1,x2??1,???,且x1?x2,则
?f?x1??f?x2???ax1??2??x1?1???ax2???x2x22222??1????a?x1?x2?????a?x1?x2??????x1?x2??a???x1?1?x1?x2x1?1?222??1??
?1????1??x2x1?x2x1?1?2x22要使函数f?x?在?1,???上为单调函数,需且只需:
x1?x2x1?1?2a?x22恒成立,(或a?1?2x1?x2x1?1?x22恒成立).
?1 因此,只要求出
x1?x2x1?1?2x2?12在条件“x1,x2??1,???,且x1?x2”之下的最
大、最小值即可.为了探求这个代数式的最值,我们可以考虑极端情况,如:x1?1,x2?1,容易知道,此时
2x1?x2x1?1?x2?12???;若考虑x1?x2???,则不难看出,此时
x1?x2x1?1?2x2?12?1,至此我们可以看出:要使得函数f?x?为单调函数,只需a?1.
事实上,当
a?1时,由于x1?x2?x1?1?2x2?1?02恒成立,所以,
x1?x2x1?1?2x22所以,在条件“x1,x2??1,???,且x1?x2?1.
?1”之下,必有:f?x1??f?x2??0.
所以,f?x?在区间?1,???上单调递减.
当a?1时,由(1)可以看出:特例a?2的情况下,存在f?1???5?f???3?.由此可以猜想:
函数f?x?在区间?1,???上不是单调函数.为了说明这一点,只需找到x1,x2??1,???,使得f?x1??f?x2?即可.简便起见,不妨取x1?1,此时,可求得x2?a2?1???af?1??f??a2?1????aa22?1?1?1,也即:
,所以,f?x?在区间?1,???上不是单调函数.
另解:f??x??a?xx?12,对x??1,???,易知:
当x?1时,xx?12???;当x???时,xx?12?1;
所以当x??1,???时,xx?12?1,
从而只须a?1,必有f??x??0,函数在x??1,???上单调递减。
【例6】 已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若m、n∈[-1,1],
m+n≠0时
f(m)?f(n)m?n>0.
(1)用定义证明f(x)在[-1,1]上是增函数; (2)解不等式:f(x+
2
12)<f(
1x?1);
(3)若f(x)≤t-2at+1对所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,求实数t的取值范围.
解:(1)证明:任取x1<x2,且x1,x2∈[-1,1], 则f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=∵-1≤x1<x2≤1, ∴x1+(-x2)≠0,由已知
f(x1)?f(?x2)x1?x2f(x1)?f(?x2)x1?x2·(x1-x2)
>0,又 x1-x2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在[-1,1]上为增函数. (2)解:∵f(x)在[-1,1]上为增函数,
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