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不等式选讲最新考纲1.理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+本节题目常见的是解绝对值不等式、利用不考情考向分析b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,等式恒成立求参数的值或范围,求含有绝对b∈R).2.会利用绝对值的几何意
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- 2019-05-10 14:26:00
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学习总结报告优质课一等奖教案
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关键词:学习总结报告优质课一等奖教案
正文
不等式选讲
最新考纲
1.理解绝对值不等式的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+本节题目常见的是解绝对值不等式、利用不考情考向分析
b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,等式恒成立求参数的值或范围,求含有绝对b∈R).
2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:
|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c. 3.通过一些简单问题了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法.
值的函数最值也是考查的热点.求解的一般方法是去掉绝对值,也可以借助数形结合求解.在高考中主要以解答题的形式考查,难度为中、低档.
1.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x|a的解集
不等式
|x|a
(2)|ax+b|≤c(c>0)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;
③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.
2.含有绝对值的不等式的性质
(1)如果a,b是实数,则|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.
a>0
(-a,a)
(-∞,-a)∪(a,+∞) a=0
∅
(-∞,0)∪(0,+∞) a<0 ∅
R
(2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.
3.不等式证明的方法
(1)比较法
①作差比较法
知道a>b⇔a-b>0,ab,只要证明a-b>0即可,这种方法称为作差比较法.
②作商比较法
aa由a>b>0⇔>1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时,要证明a>b,只要证明>1即可,这种方bb法称为作商比较法.
(2)综合法
从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证,最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即“由因导果”的方法.
(3)分析法
从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法.
题组一
思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若|x|>c的解集为R,则c≤0.(
×
) (2)不等式|x-1|+|x+2|<2的解集为∅.(
√
) (3)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当a>b>0时等号成立.(
×
) (4)对|a|-|b|≤|a-b|当且仅当|a|≥|b|时等号成立.(
×
) (5)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当ab≤0时等号成立.(
√
) 题组二
教材改编
2.[P20T7]不等式3≤|5-2x|<9的解集为(
) A.[-2,1)∪[4,7)
C.(-2,-1]∪[4,7)
答案
D |2x-5|<9,解析
由题意得
|2x-5|≥3,B.(-2,1]∪(4,7] D.(-2,1]∪[4,7)
-9<2x-5<9,即
2x-5≥3或2x-5≤-3,-2 x≥4或x≤1, 3.[P20T8]求不等式|x-1|-|x-5|<2的解集. 解 ①当x≤1时,原不等式可化为1-x-(5-x)<2, ∴-4<2,不等式恒成立,∴x≤1; ②当1 ∴x<4,∴1 ③当x≥5时,原不等式可化为x-1-(x-5)<2,该不等式不成立. 综上,原不等式的解集为(-∞,4). 题组三 易错自纠 4.若函数f(x)=|x+1|+2|x-a|的最小值为5,则实数a=________. 答案 4或-6 解析 方法一 ①当a=-1时,f(x)=3|x+1|, f(x)min=0,不符合题意; -3x+2a-1,x-1,∴f(x)min=f(a)=-a-1=5,∴a=-6成立; -3x+2a-1,x<-1,③当a>-1时,f(x)=-x+2a+1,-1≤x≤a,3x+1-2a,x>a,∴f(x)min=f(a)=a+1=5,∴a=4成立. 综上,a=4或a=-6. 方法二 当a=-1时,f(x)min=0,不符合题意; 当a≠-1时,f(x)min=f(a)=|a+1|=5, ∴a=4或a=-6. 1115.已知a,b,c是正实数,且a+b+c=1,则++的最小值为________. abc答案 9 111解析 把a+b+c=1代入到++中, abc 得a+b+ca+b+ca+b+c++ abcbacacb=3+a+b+a+c+b+c ≥3+2+2+2=9, 1当且仅当a=b=c=时,等号成立. 316.若不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为2______________. 1-1, 答案 2解析 设y=|2x-1|+|x+2| -x+3,-2≤x<1,2=13x+1,x≥.2-3x-1,x<-2, 当x<-2时,y=-3x-1>5; 15当-2≤x<时,y=-x+3>,y≤5; 22155当x≥时,y=3x+1≥,故函数y=|2x-1|+|x+2|的最小值为.因为不等式|2x-1|+|x+2|≥a2222151+a+2对任意实数x恒成立,所以≥a2+a+2. 222511解不等式≥a2+a+2,得-1≤a≤, 2221-1,. 故实数a的取值范围为2 题型一 绝对值不等式的解法 1.(2017·全国Ⅰ)已知函数f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|. (1)当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集; (2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范围. 解 (1)当a=1时,不等式f(x)≥g(x)等价于 x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.① 当x<-1时,①式化为x2-3x-4≤0,无解; 当-1≤x≤1时,①式化为x2-x-2≤0, 从而-1≤x≤1; 当x>1时,①式化为x2+x-4≤0, -1+17从而1 (2)当x∈[-1,1]时,g(x)=2, 所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1]等价于 当x∈[-1,1]时,f(x)≥2. 又f(x)在[-1,1]上的最小值必为f(-1)与f(1)之一, 所以f(-1)≥2且f(1)≥2,得-1≤a≤1. 所以a的取值范围为[-1,1]. 2.已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0. (1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集; (2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形的面积大于6,求a的取值范围. 解 (1)当a=1时, f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0. 当x≤-1时,不等式化为x-4>0,无解; 2当-1 3当x≥1时,不等式化为-x+2>0,解得1≤x<2. 2 x-1-2a,x<-1,(2)由题设可得,f(x)=3x+1-2a,-1≤x≤a,-x+1+2a,x>a. 所以函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为Aa+1), 2△ABC的面积为(a+1)2. 32由题设得(a+1)2>6,故a>2. 3所以a的取值范围为(2,+∞). 2a-13,0,B(2a+1,0),C(a, 思维升华 解绝对值不等式的基本方法 (1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式. (2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式. (3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解. 题型二 利用绝对值不等式求最值 典例 (1)对任意x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值; (2)对于实数x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值. 解 (1)∵x,y∈R, ∴|x-1|+|x|≥|(x-1)-x|=1, 当且仅当0≤x≤1时等号成立, ∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2, 当且仅当-1≤y≤1时等号成立, ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3, 当且仅当0≤x≤1,-1≤y≤1同时成立时等号成立. ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为3. (2)|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-1)|≤|x-1|+|2(y-2)+2|≤1+2|y-2|+2≤5,即|x-2y+1|的最大值为5. 思维升华 求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种 (1)利用绝对值的几何意义. (2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥|a|-|b|. (3)利用零点分区间法. 跟踪训练 (2017·西安模拟)已知a和b是任意非零实数. |2a+b|+|2a-b|(1)求的最小值; |a|(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,求实数x的取值范围. |2a+b|+|2a-b||2a+b+2a-b||4a|解 (1)∵≥==4, |a||a||a|当且仅当(2a+b)(2a-b)≥0时等号成立, ∴|2a+b|+|2a-b|的最小值为4. |a||2a+b|+|2a-b|恒|a|(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,即|2+x|+|2-x|≤成立, 故|2+x|+|2-x|≤|2a+b|+|2a-b||a|min. |2a+b|+|2a-b|由(1)可知,的最小值为4, |a|∴x的取值范围即为不等式|2+x|+|2-x|≤4的解集. 解不等式得-2≤x≤2, 故实数x的取值范围为[-2,2]. 题型三 绝对值不等式的综合应用典例 已知函数f(x)=|x-a|+1(a≠0). 2a (1)若不等式f(x)-f(x+m)≤1恒成立,求实数m的最大值; 1(2)当a<时,函数g(x)=f(x)+|2x-1|有零点,求实数a的取值范围. 2解 (1)∵f(x)=|x-a|+1(a≠0), 2a1, 2a∴f(x+m)=|x+m-a|+∴f(x)-f(x+m)=|x-a|-|x+m-a|≤1, 又|x-a|-|x+m-a|≤|m|, ∴|m|≤1,∴-1≤m≤1, ∴实数m的最大值为1. 1(2)当a<时, 2g(x)=f(x)+|2x-1|=|x-a|+|2x-1|+1 2a11=-x-a+2a+1,a≤x≤2,113x-a+-1,x>,2a2111∴g(x)min=g=-a+ 222a-2a2+a+1=≤0, 2a1-3x+a++1,x 10 2-2a+a+1≥0,-2a2+a+1≤0 1∴-≤a<0, 21-,0. ∴实数a的取值范围是2 思维升华 (1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决. (2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法. 跟踪训练 (2017·全国Ⅲ)已知函数f(x)=|x+1|-|x-2|. (1)求不等式f(x)≥1的解集; (2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,求m的取值范围. -3,x<-1,解 (1)f(x)=2x-1,-1≤x≤2,3,x>2.当x<-1时,f(x)≥1无解; 当-1≤x≤2时,由f(x)≥1,得2x-1≥1,解得1≤x≤2; 当x>2时,由f(x)≥1,解得x>2, 所以f(x)≥1的解集为{x|x≥1}. (2)由f(x)≥x2-x+m,得 m≤|x+1|-|x-2|-x2+x. 而|x+1|-|x-2|-x2+x ≤|x|+1+|x|-2-x2+|x| 355|x|-2+≤, =-24435当x=时,|x+1|-|x-2|-x2+x=. 245-∞,. 故m的取值范围为4题型四 用综合法与分析法证明不等式典例 (1)已知x,y均为正数,且x>y,求证:2x+2 1≥2y+3; x-2xy+y2(2)设a,b,c>0且ab+bc+ca=1,求证:a+b+c≥3. 证明 (1)因为x>0,y>0,x-y>0, 112x+2 2-2y=2(x-y)+x-2xy+yx-y21=(x-y)+(x-y)+ x-y2≥331x-y2·=3, x-y21所以2x+2≥2y+3. x-2xy+y2(2)因为a,b,c>0, 所以要证a+b+c≥3, 只需证明(a+b+c)2≥3. 即证a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3, 而ab+bc+ca=1, 故需证明a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3(ab+bc+ca), 即证a2+b2+c2≥ab+bc+ca. a2+b2b2+c2c2+a2而ab+bc+ca≤++ 222=a2+b2+c2(当且仅当a=b=c时等号成立)成立, 所以原不等式成立. 思维升华 用综合法证明不等式是“由因导果”,用分析法证明不等式是“执果索因”,它们是两种思路截然相反的证明方法.综合法往往是分析法的逆过程,表述简单、条理清楚,所以在实际应用时,往往用分析法找思路,用综合法写步骤,由此可见,分析法与综合法相互转化,互相渗透,互为前提,充分利用这一辩证关系,可以增加解题思路,开阔视野. 跟踪训练 (2017·全国Ⅱ)已知a>0,b>0,a3+b3=2,证明:(1)(a+b)(a5+b5)≥4; (2)a+b≤2. 证明 (1)(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+a5b+b6 =(a3+b3)2-2a3b3+ab(a4+b4) =4+ab(a4+b4-2a2b2) =4+ab(a2-b2)2≥4. (2)因为(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 =2+3ab(a+b) 3a+b2≤2+(a+b) 43a+b3=2+, 4所以(a+b)3≤8,因此a+b≤2. 1.解不等式|x-1|+|x+2|≥5. 解 方法一 如图,设数轴上与-2,1对应的点分别是A,B,则不等式的解就是数轴上到A,B两点的距离之和不小于5的点所对应的实数. 显然,区间[-2,1]不是不等式的解集.把点A向左移动一个单位到点A1,此时|A1A|+|A1B|= 1+4=5.把点B向右移动一个单位到点B1,此时|B1A|+|B1B|=5,故原不等式的解集为 (-∞,-3]∪[2,+∞). 方法二 由原不等式|x-1|+|x+2|≥5, x≤-2,-2 -x-1-x+2≥5-x-1+x+2≥5x≥1,或解得x≥2或x≤-3, x-1+x+2≥5, ∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞). 方法三 将原不等式转化为|x-1|+|x+2|-5≥0. 令f(x)=|x-1|+|x+2|-5,则 -2x-6,x≤-2,f(x)=-2,-2 作出函数的图象,如图所示. 由图象可知,当x∈(-∞,-3]∪[2,+∞)时,y≥0, ∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞). 2.(2017·烟台二模)若不等式log2(|x+1|+|x-2|-m)≥2恒成立,求实数m的取值范围. 解 由题意可知|x+1|+|x-2|-m≥4恒成立, 即m≤(|x+1|+|x-2|-4)min. 又因为|x+1|+|x-2|-4≥|(x+1)-(x-2)|-4=-1, 当且仅当-1≤x≤2时等号成立, 所以m≤-1. 即实数m的取值范围为(-∞,-1]. 3.对于任意实数a,b,已知|a-b|≤1,|2a-1|≤1,且恒有|4a-3b+2|≤m,求实数m的取值范围. 解 因为|a-b|≤1,|2a-1|≤1, 11a-≤, 所以|3a-3b|≤3,2215a-+ 所以|4a-3b+2|=3a-3b+22 1515a-+≤3++=6, ≤|3a-3b|+2222即|4a-3b+2|的最大值为6, 所以m≥|4a-3b+2|max=6. 即实数m的取值范围为[6,+∞). 4.设a,b,c,d均为正数,且a+b=c+d,证明: (1)若ab>cd,则a+b>c+d; (2)a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件. 证明 (1)因为(a+b)2=a+b+2ab, (c+d)2=c+d+2cd, 由题设知a+b=c+d,ab>cd, 得(a+b)2>(c+d)2. 因此a+b > c+d. (2)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2, 即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd. 因为a+b=c+d,所以ab>cd; 由(1)得a+b > c+d,即必要性成立; ②若a+b > c+d,则(a+b)2>(c+d)2, 即a+b+2ab >c+d+2cd. 因为a+b=c+d,所以ab>cd,于是 (a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd=(c-d)2. 因此|a-b|<|c-d|,即充分性成立. 综上,a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件. 5.(2017·洛阳模拟)已知关于x的不等式|2x+1|-|x-1|≤log2a(其中a>0). (1)当a=4时,求不等式的解集; (2)若不等式有解,求实数a的取值范围. 解 (1)当a=4时,不等式为|2x+1|-|x-1|≤2. 11当x<-时,-x-2≤2,解得-4≤x<-; 22112当-≤x≤1时,3x≤2,解得-≤x≤; 223当x>1时,x≤0,此时x不存在, 2-4≤x≤. ∴原不等式的解集为x3 (2)令f(x)=|2x+1|-|x-1|, 1则f(x)=3x,-≤x≤1,2x+2,x>1.1-x-2,x<-,2 33-,+∞,即f(x)的最小值为-. 故f(x)∈223若f(x)≤log2a有解,则log2a≥-, 2解得a≥22,即a的取值范围是,+∞. 446.(2017·沈阳模拟)设f(x)=|ax-1|. (1)若f(x)≤2的解集为[-6,2],求实数a的值; (2)当a=2时,若存在x0∈R,使得不等式f(2x0+1)-f(x0-1)≤7-3m成立,求实数m的取值范围. 13-,, 解 (1)显然a≠0,当a>0时,解集为aa13则-=-6,=2,无解; aa31,-, 当a<0时,解集为aa131令-=2,=-6,得a=-. aa21综上所述,a=-. 2(2)当a=2时,令h(x)=f(2x+1)-f(x-1) =|4x+1|-|2x-3| 13=6x-2,-4 1-∞,-上单调递减, 由此可知h(x)在413-,上单调递增, 在423,+∞上单调递增, 在2177则当x=-时,h(x)取得最小值-,由题意,知-≤7-3m,则实数m的取值范围是422 -∞,7. 2 7.(2017·哈尔滨三中检测)已知a,b,c为正实数,且a+b+c=2. 4(1)求证:ab+bc+ac≤; 3(2)若a,b,c都小于1,求a2+b2+c2的取值范围. (1)证明 ∵a+b+c=2, ∴a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=4, ∴2a2+2b2+2c2+4ab+4bc+4ca=8, ∴8=2a2+2b2+2c2+4ab+4bc+4ca≥6ab+6bc+6ac,当且仅当a=b=c时取等号,∴ab+4bc+ac≤. 3(2)解 由题意可知,a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=4, ∴4≤a2+b2+c2+a2+b2+b2+c2+a2+c2=3(a2+b2+c2),当且仅当a=b=c时取等号,∴a24+b2+c2≥. 3∵0a2.同理b>b2,c>c2. ∴a2+b2+c2 4∴≤a2+b2+c2<2, 34∴a2+b2+c2的取值范围为3,2. 8.已知函数f(x)=m-|x-1|-|x-2|,m∈R,且f(x+1)≥0的解集为[0,1]. (1)求m的值; (2)若a,b,c,x,y,z∈R,且x2+y2+z2=a2+b2+c2=m,求证:ax+by+cz≤1. (1)解 由f(x+1)≥0,得|x|+|x-1|≤m. ∵|x|+|x-1|≥1恒成立, ∴若m<1,不等式|x|+|x-1|≤m的解集为∅,不合题意; 若m=1,不等式|x|+|x-1|≤1的解集为[0,1]. 1-m若m>1,①当x<0时,≤x<0; 2②当0≤x≤1时,得x+1-x≤m,0≤x≤1; m+1③当x>1时,得2x-1≤m,1 1-m,m+1. 22由题意知,原不等式的解集为[0,1]. ∴1-mm+1=0,=1,解得m=1. 22∴m=1. (2)证明 ∵x2+a2≥2ax,y2+b2≥2by,z2+c2≥2cz,当且仅当x=a,y=b,z=c时等号成立. 三式相加,得 x2+y2+z2+a2+b2+c2≥2ax+2by+2cz. 由题设及(1),知x2+y2+z2=a2+b2+c2=m=1, ∴2≥2(ax+by+cz),∴ax+by+cz≤1,不等式得证. 9.(2017·银川模拟)已知函数f(x)=|x+1|,g(x)=2|x|+a. (1)当a=-1时,解不等式f(x)≤g(x); 1(2)若存在x0∈R,使得f(x0)≥g(x0),求实数a的取值范围. 2解 (1)当a=-1时,不等式f(x)≤g(x), 即|x+1|≤2|x|-1, x≤-1,从而 -x-1≤-2x-1, 即x≤-1, -1 3x+1≤-2x-1,x>0,或即x≥2. x+1≤2x-1, 从而不等式f(x)≤g(x)的解集为 2xx≤-或x≥2. 3 1(2)存在x0∈R,使得f(x0)≥g(x0), 2a即存在x0∈R,使得|x0+1|≥|x0|+, 2a即存在x0∈R,使得≤|x0+1|-|x0|. 2设h(x)=|x+1|-|x| -1,x≤-1,=2x+1,-1 a所以≤1,即a≤2. 2 所以实数a的取值范围为(-∞,2]. 1410.已知a+b=1,对∀a,b∈(0,+∞),+≥|2x-1|-|x+1|恒成立. ab14(1)求+的最小值; ab(2)求x的取值范围. 解 (1)∵a>0,b>0且a+b=1, 1414+(a+b) ∴+=ababb4a=5++≥9, abb4a1214当且仅当=,即a=,b=时,+取得最小值9. ab33ab(2)∵对∀a,b∈(0,+∞), 14+≥|2x-1|-|x+1|恒成立, ab∴|2x-1|-|x+1|≤9. 当x≤-1时,不等式化为2-x≤9, 解得-7≤x≤-1; 1当-1 21解得-1 21当x≥时,不等式化为x-2≤9, 21解得≤x≤11. 2∴x的取值范围为{x|-7≤x≤11}.
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