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1、數(shù)學(xué)講義之不等式【主干內(nèi)容】 1不等式的基本性質(zhì):對稱性:abbb,bc,則ac;可加性:aba+cb+c;可乘性:ab,當(dāng)c0 時,acbc;當(dāng)c0 時,acb,cd,則a+cb+d; 異向相減:, a c b d正數(shù)同向相乘:若 ab0,cd0,則 acbd;乘方法則:若 ab0,nN+,則a nbn ;n an b1 1開方法則:若 ab0,nN+,則;基本不等式(或均值不等式):倒數(shù)法則:若 ab0,ab,則 ab利用完全平方式的性質(zhì),可得a +b 2ab(a,bR),a 2 b 2該不等式可推廣為a +b 2|ab|;或變形為|ab|2; a b 2當(dāng) a,b0 時,a+b或ab 2
2、 .不等式的證明:不等式證明的常用方法:比較法,公式法,分析法,反證法,換元法,放縮法; 不等式的解法:解不等式是尋找使不等式成立的充要條件,因此在解不等式過程中應(yīng)使每一步的變形都要恒等。一元二次不等式(組)是解不等式的基礎(chǔ),一元二次不等式是解不等式的基本題型。一元二次不等式與相應(yīng)的函數(shù),方程的聯(lián)系求一般的一元二次不等式 ax2 bx c 0 或 ax2 bx c 0 (a 0) 的解集, 要結(jié)合ax2 bx c 0 的根及二次函數(shù) y ax2 bx c 圖象確定解集。對于一元二次方程ax2 bx c 0(a 0) ,設(shè) b2 4ac ,它的解按照 0, 0, 0 可分三種情況 .相應(yīng)二次函數(shù)
3、 y ax2 bx c(a 0) 的圖象與軸的位置關(guān)系也分為三種情況因此,我們分三種情況討論對應(yīng)的一元二次不等式ax2 bx c 0 (a 0) 的解集,列表如下:5線性規(guī)劃問題的解題方法和步驟:解決簡單線性規(guī)劃問題的方法是圖解法,即借助直線(線性目標(biāo)函數(shù)看作斜率確定的一族平行直線)與平面區(qū)域(可行域) 有交點時,直線在y 軸上的截距的最大值或最小值求解。它的步驟如下:設(shè)出未知數(shù),確定目標(biāo)函數(shù)。確定線性約束條件,并在直角坐標(biāo)系中畫出對應(yīng)的平面區(qū)域,即可行域。az由目標(biāo)函數(shù) zaxby 變形為 y b x b ,所以求 z 的最值可看成是求直線azy b x b 在 y 軸上截距的最值(其中 a
4、、b 是常數(shù),z 隨 x,y 的變化而變化)。作平行線:將直線 axby0 平移,使直線與可行域有交點,且觀察在可行域z中使 b 最大(或最?。r所經(jīng)過的點,求出該點的坐標(biāo)。求出最優(yōu)解:將中求出的坐標(biāo)代入目標(biāo)函數(shù),從而求出z 的最值。6絕對值不等式xa(a0)的解集為:xaxa;xa(a0)的解集為:xxa 或 xa。| a|b|a b|a|b|【題型分類】題型一:不等關(guān)系與不等式例 1(2022 上海)已知為非零實數(shù),且,則下列命題成立的是()11b aa2 b2a2b ab2ab2a2bD ab解:取a3,b,由()()()都錯,故(C)。例 2若 13,42,則 |的取值范圍是.解: (
5、3,3)例 3已知abc,abc0,方程ax2bxc0 的兩個實數(shù)根為 x 、x (1)證明:1;(2)若 xx x x1,求 xx x x;(3)求| xx|解:121 21 2(1)abc,abc0,3aabc,abab,a0,1 bb 1 1 baa 1 (2)(方法 1)abc0 ax2bxc0 有一根為 1,不妨設(shè)2ax 1,則由 x 2 x x x 2 1可得 x (x1) 0,111 2222而 x x x c 0(3c a b c 0) ,x 1, x 2 x x x 2 3 (方法21 2a211 222) x x12bc a , x1 x 2 ab 2cb 2a bb 2b
6、由 x 2 x x11 2 x 22 (x x12)2 x x1 2a 2aa 2a 1 1 ,a 2a xxb 2b1bb 0, 1, 0,2 x x 2 x 2 x xa 2a2aa2(a b)11 2211 2x 2 2x x21 2 1 2x x1 2 1 a 3 (3)由(2)知,(a b)2a 2bx 2 x 212 1 1 ( a 1)2 1c 2a 2b1b3b 1 1 2 , ( 1)2 4 ( 1)2 1 3 x2 x2 0, 3 2a4a4a12題型二:一元二次不等式及其解法例 1(2022 福建) x 2 是 x2 x 6 0 的什么條件( ) A充分而不必要 B必要而
7、不充分 C充要 D既不充分也不必要解:由|x2,得:2x2,由 x2 x 6 0 得:2x3,2x2 成立,則2x3 一定成立,反之則不一定成立,所以,選.例 2(2022 江西文)不等式2x22 x4 12 的解集為 解:原不等式變?yōu)?x22 x4 21 ,由指數(shù)函數(shù)的增減性,得:x2 2x 4 1 (x 3)(x 1) 0 x 3,1,所以填:3,1例 3已知集合 A x|x2 5x 4 0B x | x2 2ax a 20B A,若,求實數(shù)的取值范圍 解: A x | x2 5x 40 x |1x4 設(shè) f (x) x2 2ax a 2 ,它的圖象是一條開口向上的拋物線(1)若,滿足條件
8、,此時,即4a2 4(a 2) 0 ,解得1 a 2 ;(2)若,設(shè)拋物線與軸交點的橫坐標(biāo)為,x xB Ax| x x x x|1 x 4且 12 ,欲使,應(yīng)有12, f (1) 0, f (4) 0,2a124,結(jié)合二次函數(shù)的圖象,得1 2a a 2 0,42 8a a 2 0, 0,即解得1a 4, 184a2 4(a 2) 0,2a7 1 18 綜上可知的取值范圍是題型三:簡單的線性規(guī)劃, 7 x y 3 0例 1(2022 屆新高考聯(lián)盟)設(shè)實數(shù) x, y 滿足不等式組x y 0,則2x y2 x 3的最小值為;解: 32x y 1 0,例 2(2022 杭二模)設(shè)實數(shù)x, y 滿足不等
9、式組 2x y 6 0,且 x2 y2 的x y k 2 0.17最小值為m ,當(dāng)9 m 25 時,實數(shù)k 的取值范圍是 .解: 2,5X+2y-50例 3(2022 浙江)若實數(shù)x,y 滿足不等式組2x +y -70,則 3x+4y 的最小值是x0,y0A13B15C20D28解:Ax1,例 4(2022 天津) 設(shè)變量 x,y 滿足約束條件xy40,x3y40,則目標(biāo)函數(shù) z3xy 的最大值為()A4B0D4xy40, 解:選 D. 作出可行域,如圖 11 所示聯(lián)立x3y40,當(dāng)目標(biāo)函數(shù)z3xy 移至(2,2)時,z3xy 有最大值 4.x2, 解得y2.x0,例 4(2022 湖北) 直線 2xy100 與不等式組y0,表示xy2,4x3y20的平面區(qū)域的公共點有()A0 個B1 個C2 個D無數(shù)個x0,解:畫出不等式組y0,xy2,4x3y20表示的可行域,如圖陰影部分所示(含邊界)因為直線 2xy100 過點 A(5,0),且其斜率為2,小于直線 4x3y204(5,0).的斜率3,故只有一個公共點題型四:基本不等關(guān)系例 1(2022 浙江)已知a 0, b 0,且a b 2,則()ab 1A2ab B12C a 2 b2 2D a 2 b2 3解:由a 0,b 0 ,
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