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第二章 等式与不等式
一、填空题(每题3分,共36分)
1.(3分)已知实数a、b满足(a+2)2+(b2﹣2b﹣3)2=0,则a+b的值为 .
2.(3分)方程ax2+4x+4=0只有一个解,则a可能取值为 .
3.(3分)设A=a+d,B=b+c,a,b,c,d均为正数,且ad=bc,a是a,b,c,d中最大的一个,比较A与B的大小关系是 .
4.(3分)已知M=2x2+5x+3,N=x2+4x+2,则M N(用>,<,=填).
5.(3分)不等式6+11x﹣2x2>0的解集是 .
6.(3分)若关于x的不等式x2﹣5x+a<0的解集是{x|2<x<3},则a= .
7.(3分)不等式0的解集为 .
8.(3分)不等式的解集为 .
9.(3分)关于x的不等式2的解集为 .
10.(3分)设x>1,则函数的最小值为 .
11.(3分)已知x>﹣1,则的最小值为 .
12.(3分)已知a>0,b>0,2a+b=1,则的最小值为 .
二、选择题(每题4分,共16分)
13.(4分)设a<b<0,则下列不等式中不成立的是( )
A. B. C.|a|>﹣b D.
14.(4分)不等式﹣x2+x+6<0的解集是( )
A.{x|﹣2<x<3} B.
C.{x|x>3或x<﹣2} D.{x|x或x}
15.(4分)设a>1,b>1,ab﹣(a+b)=1,则下列结论正确的是( )
①a+b有最小值;
②a+b有最大值;
③ab有最大值3+2;
④ab有最小值3+2.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
16.(4分)函数y=x1(x>0)的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
三、解答题(本大题共5题,共48分,解答各题必须写出必要步骤)
17.(8分)若a>b>0,d<c<0,求证:.
18.(10分)设集合A={﹣1,2},B={x|x2﹣2ax+b=0}若B≠ ,且B A,求实数a,b的值.
19.(10分)已知不等式x2﹣3x+2≤0的解集为{x|a≤x≤b}.
(1)求实数a,b的值;
(2)解关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0(c为常数,且c≠2).
20.(10分)已知函数f(x)=﹣x2+ax+a2.
(1)若f(﹣2)=11,求a的值;
(2)当a=4时,的解集为M,求M.
21.(10分)已知函数f(x)=|x﹣2|+|x+3|.
(1)求不等式f(x)≤15的解集;
(2)若﹣x2+a≤f(x)对x∈R恒成立,求a的取值范围.
第二章 等式与不等式
参考答案与试题解析
一、填空题(每题3分,共36分)
1.(3分)已知实数a、b满足(a+2)2+(b2﹣2b﹣3)2=0,则a+b的值为 ﹣3或1. .
【答案】﹣3或1.
【分析】因为(a+2)2≥0,(b2﹣2b﹣3)2≥0,故(a+2)2=0,(b2﹣2b﹣3)2=0,可解.
【解答】解:∵实数a、b满足(a+2)2+(b2﹣2b﹣3)2=0,
又(a+2)2≥0,(b2﹣2b﹣3)2≥0,
故(a+2)2=0,(b2﹣2b﹣3)2=0,得a=﹣2,b=﹣1或b=3,
所以a+b=﹣3或1,
故答案为:﹣3或1.
【点评】本题考查有理数指数幂的性质,属于基础题.
2.(3分)方程ax2+4x+4=0只有一个解,则a可能取值为 0或1 .
【答案】0或1.
【分析】分类讨论a,利用一元二次方程根的分布与系数的关系,得出结论.
【解答】解:∵方程ax2+4x+4=0只有一个解,∴当a=0时,求得x=1,满足条件.
当a≠0时,由Δ=16﹣16a=0,求得a=1.
综上可得,a=0或a=1,‘
故答案为:0或1.
【点评】本题主要考查一元二次方程根的分布与系数的关系,属于基础题.
3.(3分)设A=a+d,B=b+c,a,b,c,d均为正数,且ad=bc,a是a,b,c,d中最大的一个,比较A与B的大小关系是 A>B .
【答案】A>B.
【分析】根据题意,设k,分析可得a=bk,c=dk,由作差法分析可得答案.
【解答】解:根据题意,ad=bc,则有,
设k,又由a是a,b,c,d中最大的一个,则k>1,
变形可得a=bk,c=dk,则有b>d,
A﹣B=a+d﹣(b+c)=bk+d﹣b﹣dk=(b﹣d)(k﹣1)>0.
故A>B,
故答案为:A>B.
【点评】本题考查了作差法比较数的大小关系,注意不等式的性质,属于基础题.
4.(3分)已知M=2x2+5x+3,N=x2+4x+2,则M > N(用>,<,=填).
【答案】>.
【分析】根据题意,由作差法可得M﹣N=(2x2+5x+3)﹣(x2+4x+2)=x2+x+1,由此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,M=2x2+5x+3,N=x2+4x+2,
则M﹣N=(2x2+5x+3)﹣(x2+4x+2)=x2+x+1=(x)20,
则有M>N,
故答案为:>.
【点评】本题考查作差法的应用,涉及不等式的大小比较,属于基础题.
5.(3分)不等式6+11x﹣2x2>0的解集是 {x|} .
【答案】{x|}.
【分析】不等式6+11x﹣2x2>0转化为2x2﹣11x﹣6<0,解方程2x2﹣11x﹣6=0得x1,x2=6,由此能求出不等式6+11x﹣2x2>0的解集.
【解答】解:不等式6+11x﹣2x2>0,
∴2x2﹣11x﹣6<0,
解方程2x2﹣11x﹣6=0得x1,x2=6,
∴不等式6+11x﹣2x2>0的解集是{x|}.
故答案为:{x|}.
【点评】本题考查一元二次不等式的性质及其解法等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
6.(3分)若关于x的不等式x2﹣5x+a<0的解集是{x|2<x<3},则a= 6 .
【答案】6.
【分析】根据不等式与对应的方程之间的关系,利用根与系数的关系求出a的值.
【解答】解:不等式x2﹣5x+a<0的解集为{x|2<x<3},
所以2和3是方程x2﹣5x+a=0的两个实数解,
由根与系数的关系知,a=2×3=6.
故答案为:6.
【点评】本题考查了一元二次不等式与对应方程的关系应用问题,是基础题.
7.(3分)不等式0的解集为 [﹣3,1) .
【答案】见试题解答内容
【分析】由已知分式不等式可直接转化为二次不等式即可直接求解.
【解答】解:由已知可得,,
解可得,﹣3≤x<1,
故不等式的解集为[﹣3,1).
故答案为:[﹣3,1).
【点评】本题主要考查了分式不等式的求解,属于基础试题.
8.(3分)不等式的解集为 {x|x>0或x} .
【答案】{x|x>0或x}.
【分析】结合分式不等式的解法可直接求解.
【解答】解:原不等式可转化为x(2x+1)>0,
解得x>0或x.
故答案为:{x|x>0或x}.
【点评】本题主要考查了分式不等式的求解,属于基础题.
9.(3分)关于x的不等式2的解集为 (1,] .
【答案】见试题解答内容
【分析】利用移项,通分,转化不等式求解即可.
【解答】解:由2得,
即,
解得1<x.
故答案为:(1,].
【点评】本题考查分式不等式的解法,基本知识的考查.
10.(3分)设x>1,则函数的最小值为 8 .
【答案】8.
【分析】将要求解的函数进行变形,转化为乘积为定值的结构,然后由基本不等式求解最值即可.
【解答】解:因为x>1,则x﹣1>0,
所以x﹣18,
当且仅当x﹣1,即x=2时取等号,
所以函数的最小值为8.
故答案为:8.
【点评】本题考查了基本不等式求解最值问题,在使用基本不等式求解最值时要满足三个条件:一正、二定、三相等,属于基础题.
11.(3分)已知x>﹣1,则的最小值为 1 .
【答案】见试题解答内容
【分析】将原式变形为(x+1>0),再使用基本不等式即可.
【解答】解:∵x>﹣1,∴x+1>0,
∴11=1,当且仅当,又x>﹣1,即x=0取等号.
故的最小值为1.
故答案为小、1.
【点评】灵活变形使用基本不等式是解题的关键.
12.(3分)已知a>0,b>0,2a+b=1,则的最小值为 4 .
【答案】4
【分析】法一:由2a+b=1,知2,再结合基本不等式的性质即可得解;
法二:由b=1﹣2a>0,得0<a,而,采用换元法,令t∈(2,+∞),则t,再结合基本不等式的性质即可得解.
【解答】解:法一:因为2a+b=1,
所以22+24,当且仅当,即a=b时,等号成立.
所以的最小值为4.
法二:因为2a+b=1,所以b=1﹣2a>0,所以0<a,
所以,
令t∈(2,+∞),则tt﹣22≥22=4,
当且仅当t﹣2,即t=3时,等号成立.
所以的最小值为4.
故答案为:4.
【点评】本题考查基本不等式在求最值中的应用,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
二、选择题(每题4分,共16分)
13.(4分)设a<b<0,则下列不等式中不成立的是( )
A. B. C.|a|>﹣b D.
【答案】B
【分析】利用特殊值代入法进行求解,可以令a=﹣2,b=﹣1,分别代入A、B、C、D四个选项进行求解.
【解答】解:∵a<b<0,
∴令a=﹣2,b=﹣1,
A、1,正确;
B、﹣1,故B错误;
C、2>1,正确;
D、1,正确;
故选:B.
【点评】此题主要考查不等关系与不等式之间的关系,利用特殊值代入法求解比较简单.
14.(4分)不等式﹣x2+x+6<0的解集是( )
A.{x|﹣2<x<3} B.
C.{x|x>3或x<﹣2} D.{x|x或x}
【答案】C
【分析】求出不等式对应方程的实数解,把不等式化为x2﹣x﹣6>0,
写出不等式的解集即可.
【解答】解:不等式﹣x2+x+6<0对应的方程为﹣x2+x+6=0,
解方程得x=﹣2或x=3.
由不等式﹣x2+x+6<0可化为x2﹣x﹣6>0,
即(x﹣3)(x+2)>0,
所以不等式的解集为{x|x<﹣2或x>3}.
故选:C.
【点评】本题主要考查了一元二次不等式的解法与应用问题,根据一元二次不等式的解法即可求解,是基础题.
15.(4分)设a>1,b>1,ab﹣(a+b)=1,则下列结论正确的是( )
①a+b有最小值;
②a+b有最大值;
③ab有最大值3+2;
④ab有最小值3+2.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【分析】由已知结合基本不等式分别检验各,命题即可判断.
【解答】解:因为a>1,b>1,ab﹣(a+b)=1,
所以ab=1+a+b,当且仅当a=b时取等号,
解得a+b,即a+b有最小值2+2,①正确,②错误;
因为ab﹣1=a+b,当且仅当a=b时取等号,
解得ab,即ab有最小值3+2③错误,④正确.
故选:B.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值求解中的应用,属于基础题.
16.(4分)函数y=x1(x>0)的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】利用基本不等式即可得解.
【解答】解:∵x>0,
∴y=x1≥21=3,当且仅当x,即x=1时,等号成立,
∴y=x1(x>0)的最小值为3.
故选:C.
【点评】本题考查基本不等式的应用,属于基础题.
三、解答题(本大题共5题,共48分,解答各题必须写出必要步骤)
17.(8分)若a>b>0,d<c<0,求证:.
【答案】证明详见解析.
【分析】根据已知条件,结合作差法,即可直接求证.
【解答】证明:∵d<c<0,
∴﹣d>﹣c>0,cd>0,
∵a>b>0,
∴﹣ad>﹣bc,即ad<bc,
∴0,
∴,即得证.
【点评】本题主要考查不等式的证明,掌握作差法是解本题的关键,属于基础题.
18.(10分)设集合A={﹣1,2},B={x|x2﹣2ax+b=0}若B≠ ,且B A,求实数a,b的值.
【答案】见试题解答内容
【分析】由B A,已知中集合A={﹣1,2},B={x|x2﹣2ax+b=0},且B≠ ,我们可以分B={﹣1},B={2},三种情况进行讨论,进而得到答案.
【解答】解:∵B A,A={﹣1,2},B≠ ,∴B={﹣1}或{2}.
当B={﹣1}时,B={x|(x+1)2=0}={x|x2+2x+1=0},
∴a=﹣1,b=1;
当B={2}时,B={x|(x﹣2)2=0}={x|x2﹣4x+4=0},
∴a=2,b=4;
【点评】本题考查的知识点是集合关系中的参数取值问题,其中确定B={﹣1}或{2}或B={﹣1,2}是解答本题的关键.
19.(10分)已知不等式x2﹣3x+2≤0的解集为{x|a≤x≤b}.
(1)求实数a,b的值;
(2)解关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0(c为常数,且c≠2).
【答案】(1)a=1,b=2;
(2)当c>2时,关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0的解集为{x|x>c或x<2};
当c<2时,关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0的解集为{x|x>2或x<c}.
【分析】(1)不等式x2﹣3x+2≤0的解集为{x|1≤x≤2},由此能求出实数a,b的值;
(2)解关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0为(x﹣c)(x﹣2)>0,再对c分类讨论,能求出结果.
【解答】解:(1)不等式x2﹣3x+2≤0的解集为{x|1≤x≤2},
根据不等式x2﹣3x+2≤0的解集为{x|a≤x≤b}.
得实数a=1,b=2;
(2)关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0为(x﹣c)(x﹣2)>0,
∵c为常数,且c≠2,
∴当c>2时,关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0的解集为{x|x>c或x<2};
当c<2时,关于x的不等式:(x﹣c)(ax﹣b)>0的解集为{x|x>2或x<c}.
【点评】本题考查一元二次不等式的性质及其解法等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
20.(10分)已知函数f(x)=﹣x2+ax+a2.
(1)若f(﹣2)=11,求a的值;
(2)当a=4时,的解集为M,求M.
【答案】(1)a=5或a=﹣3;
(2)M={x|x>1且x≠2}.
【分析】(1)将x=﹣2代入解析式,求解即可;
(2)将不等式进行等价转化,求解即可.
【解答】解:(1)函数f(x)=﹣x2+ax+a2,
则f(﹣2)=﹣4﹣2a+a2=11,即a2﹣2a﹣15=0,解得a=5或a=﹣3;
(2)当a=4时,,
则等价于,即,
解得x>1且x≠2,
所以不等式的解集M={x|x>1且x≠2}.
【点评】本题考查了不等式的求解,一元二次方程的解法以及分式不等式的解法,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,属于基础题.
21.(10分)已知函数f(x)=|x﹣2|+|x+3|.
(1)求不等式f(x)≤15的解集;
(2)若﹣x2+a≤f(x)对x∈R恒成立,求a的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)化简函数为分段函数,然后求解不等式f(x)≤15的解集;
(2)若﹣x2+a≤f(x)对x∈R恒成立,求出函数的最小值,即可求a的取值范围.
【解答】解:(1)因为,
所以当x<﹣3时,由f(x)≤15得﹣8≤x<﹣3;
当﹣3≤x≤2时,由f(x)≤15得﹣3≤x<2;
当x>2时,由f(x)≤15得﹣2<x≤7.
综上,f(x)≤15的解集为[﹣8,7].
(2)由﹣x2+a≤f(x)得a≤x2+f(x),
因为f(x)≥|(x﹣2)﹣(x+3)|=5,当且仅当﹣3≤x≤2取等号,
所以当﹣3≤x≤2时,f(x)取得最小值5,
所以当x=0时,x2+f(x)取得最小值5,
故a≤5,取a的取值范围为(﹣∞,5].
【点评】本题考查不等式的解法,函数恒成立条件的应用,考查转化思想以及计算能力.
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