第二章 等式与不等式(单元测试.含解析)2025-2026学年上教版(2020)数学必修第一册

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名称 第二章 等式与不等式(单元测试.含解析)2025-2026学年上教版(2020)数学必修第一册
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资源类型 试卷
版本资源 上教版(2020)
科目 数学
更新时间 2025-09-21 00:00:00

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第二章 等式与不等式
一、选择题
1.设x∈R.以下不等式不可能成立的是(  )
A.|x﹣1|+|x﹣3|≤2 B.|x﹣1|+|x﹣3|≤1 C.|x﹣1|﹣|x﹣4|≤3 D.|x﹣1|﹣|x﹣4|≤1
2.若对于任意的a、b∈R,总存在x∈[1,5]使得|x2+ax+b|≥m成立,则实数m的取值范围是(  )
A.(﹣∞,) B.(﹣∞,1] C.(﹣∞,2] D.(﹣∞,4].
3.若正数a,b满足a+b≤4,则下列各式中恒正确的是 (  )
A. B.1
C.2 D.16﹣2ab
4.三国时期的数学家赵爽在《勾股方圆图注》中,对勾股定理进行证明时绘制了弦图,其大致图像如图所示.以下选项中,可利用该图作为几何解释的是(  )
A.如果a>b,b>c,那么a>c
B.如果a>b>0,那么a2>b2
C.对任意实数a和b,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立
D.如果a>b,c>0那么ac>bc.
二、填空题
5.若a、b∈R,且|a|≤3,|b|≤2,则|a+b|的最大值为     .
6.设实数x、y满足|x+y|=2,则xy的最大值是     .
7.已知正数a,b满足1,则ab最小值为     .
8.函数f(x)=2|x﹣2|﹣x+5的最小值为     .
9.若a,b∈R,ab>0,则的最小值为     .
10.已知x≥0,y≥0,x+2y=1,则u=x+y2的取值范围是     .
11.已知x∈R,则x(10﹣x)的最大值为     .
12.已知a>0,b>0,且ab=1,则的最小值为     .
13.若关于x的不等式|x+5|+|x﹣3|<a的解集为 ,则实数a的取值范围是     .
14.对于c>0,当非零实数a,b满足4a2﹣2ab+4b2﹣c=0且使|2a+b|最大时,的最小值为     .
参考答案与试题解析
一、选择题
1.设x∈R.以下不等式不可能成立的是(  )
A.|x﹣1|+|x﹣3|≤2 B.|x﹣1|+|x﹣3|≤1 C.|x﹣1|﹣|x﹣4|≤3 D.|x﹣1|﹣|x﹣4|≤1
【答案】B
【分析】利用绝对值不等式的性质直接求解.
【解答】解:对于AB,∵|x﹣1|+|x﹣3|=|1﹣x|+|x﹣3|≥|1﹣x+x﹣3|=2,
当且仅当(x﹣1)(x﹣3)≤0时取等号,故A有可能成立,B错误;
同理,|x﹣1|﹣|x﹣4|≤|x﹣1﹣(x﹣4)|=3,
当且仅当x﹣4≥0时取等与,故C正确,D有可能成立.
故选:B.
【点评】本题考查绝对值不等式的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.若对于任意的a、b∈R,总存在x∈[1,5]使得|x2+ax+b|≥m成立,则实数m的取值范围是(  )
A.(﹣∞,) B.(﹣∞,1] C.(﹣∞,2] D.(﹣∞,4].
【答案】C
【分析】依题意,得m≤|x2+ax+b|max,记f(x)=x2+ax+b,结合题意,利用二次函数的性质列式运算、分析可求得答案.
【解答】解:对于任意的a、b∈R,总存在x∈[1,5]使得|x2+ax+b|≥m成立,
则m≤|x2+ax+b|max,
记f(x)=x2+ax+b,则|f(x)|max=max{|f(1)|,|f(3)|,|f(5)|}.
一方面,令f(1)=﹣f(3)=f(5),即,
解得a=﹣6,b=7,
此时,f(x)=x2﹣6x+7,在[1,5]上的最大值为f(1)=f(5)=2,因此m≤2;
另一方面,当m≤2时,考虑f(1)=1+a+b,f(3)=9+3a+b,f(5)=25+5a+b,
∵f(1)﹣2f(3)+f(5)=8,且|f(1)﹣2f(3)+f(5)|≤|f(1)|+2|f(3)|+|f(5)|,
于是|f(1)|、|f(3)|、|f(5)|中至少有一个大于或等于2,符合题意;
综上所述,实数m的取值范围是(﹣∞,2],
故选:C.
【点评】本题考查函数恒成立问题,考查转化与化归思想及逻辑思维能力、推理运算能力,属于难题.
3.若正数a,b满足a+b≤4,则下列各式中恒正确的是 (  )
A. B.1
C.2 D.16﹣2ab
【答案】B
【分析】举反例可判断ACD不是恒正确,利用基本不等式可判断B是恒正确.
【解答】解:对于A,取a=2,b=2,则,故A不是恒正确;
对于B,∵a>0,b>0,且a+b≤4,
∴2,当且仅当a=b=2时,等号成立,
∴1,当且仅当a=b=2时,等号成立,故B是恒正确;
对于C,取a=1,b=1,则1<2,故C不是恒正确;
对于D,取a=1,b=1,则,16﹣2ab=14,所以16﹣2ab,故D不是恒正确.
故选:B.
【点评】本题主要考查了基本不等式的应用,是基础题.
4.三国时期的数学家赵爽在《勾股方圆图注》中,对勾股定理进行证明时绘制了弦图,其大致图像如图所示.以下选项中,可利用该图作为几何解释的是(  )
A.如果a>b,b>c,那么a>c
B.如果a>b>0,那么a2>b2
C.对任意实数a和b,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立
D.如果a>b,c>0那么ac>bc.
【答案】C
【分析】分别求阴影部分的面积与正方形的面积,结合图象得到不等式a2+b2≥2ab,再推广可得对任意实数a和b,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立,从而判断.
【解答】解:结合图象可知,
阴影部分的面积为4ab=2ab,
正方形的面积为c2,
又∵a2+b2=c2,
∴a2+b2≥2ab,
当且仅当a=b时等号成立,
当a、b取任意实数时,上式也成立,
故对任意实数a和b,有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时等号成立,
故选:C.
【点评】本题考查了不等式a2+b2≥2ab的图形证明,属于基础题.
二、填空题
5.若a、b∈R,且|a|≤3,|b|≤2,则|a+b|的最大值为  5  .
【答案】5.
【分析】由题意,利用绝对值三角不等式,得出结论.
【解答】解:∵a、b∈R,且|a|≤3,|b|≤2,则|a+b|的最大值为|a|+|b|=3+2=5,
故答案为:5.
【点评】本题主要考查绝对值三角不等式,属于基础题.
6.设实数x、y满足|x+y|=2,则xy的最大值是  1  .
【答案】见试题解答内容
【分析】易知x+y=±2,利用完全平方和公式(x+y)2=x2+y2+2xy,再结合基本不等式,即可得解.
【解答】解:因为|x+y|=2,所以x+y=±2,
所以(x+y)2=x2+y2+2xy≥2xy+2xy=4xy,
即4≥4xy,当且仅当x=y=1时,等号成立,
所以xy≤1,
所以xy的最大值是1.
故答案为:1.
【点评】本题考查基本不等式的应用,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题.
7.已知正数a,b满足1,则ab最小值为  8  .
【答案】见试题解答内容
【分析】利用基本不等式的性质即可得出.
【解答】解:∵a>0,b>0,且1,
∴1,化为ab≥8,当且仅当a=2,b=4时取等号.
则ab的最小值为8.
故答案为:8.
【点评】本题考查了基本不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
8.函数f(x)=2|x﹣2|﹣x+5的最小值为  3  .
【答案】见试题解答内容
【分析】确定函数f(x)在区间(﹣∞,2)上单调递减,在区间[2,+∞)上单调递增,可得函数f(x)=2|x﹣2|﹣x+5的最小值.
【解答】解:f(x)=2|x﹣2|﹣x+5
显然,函数f(x)在区间(﹣∞,2)上单调递减,在区间[2,+∞)上单调递增,
所以函数f(x)的最小值为f(2)=3.
故答案为:3.
【点评】本题主要考查带有绝对值的函数的值域的求法,考查学生的计算能力,属于中档题.
9.若a,b∈R,ab>0,则的最小值为  2  .
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意,由基本不等式可得a4+b4≥2a2b2,进而分析可得2ab,由基本不等式分析可得答案.
【解答】解:根据题意,a4+b4≥22a2b2,a=b时等号成立,
则有2ab22,当且仅当a=b时成立
即的最小值为2,
故答案为:2.
【点评】本题考查基本不等式的性质以及应用,注意对的变形.
10.已知x≥0,y≥0,x+2y=1,则u=x+y2的取值范围是    .
【答案】见试题解答内容
【分析】由x≥0,y≥0,x+2y=1,可得x=1﹣2y,0≤y,代入u=x+y2=1﹣2y+y2=(y﹣1)2利用二次函数的性质可求
【解答】解:∵x≥0,y≥0,x+2y=1,
∴x=1﹣2y,0≤y
∴u=x+y2=1﹣2y+y2=(y﹣1)2在[0,]单调递减
∴y≤1
故答案为:[,1]
【点评】本题主要考查了二次函数在闭区间上的最值的求解,解题的关键是二次函数在闭区间上的单调性的应用,还要注意本题中变量的范围
11.已知x∈R,则x(10﹣x)的最大值为  25  .
【答案】25
【分析】分0<x<10,x≤0和x≥10三种情况,结合基本不等式,讨论即可得解.
【解答】解:当0<x<10时,10﹣x>0,所以x(10﹣x)25,
当且仅当x=10﹣x,即x=5时,等号成立,
当x≤0或x≥10时,x(10﹣x)≤0,
综上,x(10﹣x)的最大值为25.
故答案为:25.
【点评】本题考查基本不等式的应用,理解基本不等式“一正二定三相等”的使用条件是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题.
12.已知a>0,b>0,且ab=1,则的最小值为  6  .
【答案】见试题解答内容
【分析】由题意可得a,b,可得(),再由基本不等式可得所求最小值.
【解答】解:由a>0,b>0,且ab=1,
则()26,
当且仅当6,又ab=1,即a=3﹣2,b=3+2,或a=3+2,b=3﹣2,上式取得等号.
所以的最小值为6.
故答案为:6.
【点评】本题考查基本不等式的运用:求最值,考查运算能力和推理能力,属于基础题.
13.若关于x的不等式|x+5|+|x﹣3|<a的解集为 ,则实数a的取值范围是  (﹣∞,8]  .
【答案】(﹣∞,8].
【分析】将已知转化为|x+5|+|x﹣3|≥a恒成立,利用绝对值不等式求出|x+5|+|x﹣3|的最小值即可求解.
【解答】解:因为关于x的不等式|x+5|+|x﹣3|<a的解集为 ,
所以|x+5|+|x﹣3|≥a恒成立,
因为|x+5|+|x﹣3|≥|x+5﹣x+3|=8,当且仅当﹣5≤x≤3时等号成立,
所以a≤8,即实数a的取值范围是(﹣∞,8].
故答案为:(﹣∞,8].
【点评】本题主要考查绝对值不等式的性质,考查转化思想与运算求解能力,属于基础题.
14.对于c>0,当非零实数a,b满足4a2﹣2ab+4b2﹣c=0且使|2a+b|最大时,的最小值为  ﹣2  .
【答案】见试题解答内容
【分析】首先把:4a2﹣2ab+4b2﹣c=0,转化为,再由柯西不等式得到|2a+b|2,分别用b表示a,c,在代入到得到关于b的二次函数,求出最小值即可.
【解答】解:∵4a2﹣2ab+4b2﹣c=0,

由柯西不等式得,
[][]|2a+b|2
故当|2a+b|最大时,有

∴,
当b时,取得最小值为﹣2.
故答案为:﹣2
【点评】本题考查了柯西不等式,以及二次函数的最值问题,属于难题.
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