一、不等式及其性质
理解不等式的概念,掌握不等式的性质.不等式及其性质贯穿整个高中数学,只要是涉及到范围的问题,都和不等式有关.
【例1】 (1)〔多选〕若a,b,c∈R,a<b<0,则下列不等式中正确的是( )
A.> B.ab<b2
C.a|c|>b|c| D.a(c2+1)<b(c2+1)
解析:AD 对于A,因为a<b<0,所以-=>0,则>,故A正确;对于B,因为a<b<0,所以ab>b2,故B错误;对于C,当c=0时,a|c|=b|c|,故C错误;对于D,由c2+1>0,a<b<0,可得a(c2+1)<b(c2+1),故D正确.
(2)已知-1<x<4,2<y<3.试求x-y与3x+2y的取值范围.
解:因为-1<x<4,2<y<3,
所以-3<-y<-2,
所以-4<x-y<2.
由-1<x<4,2<y<3,可得-3<3x<12,4<2y<6,所以1<3x+2y<18.
【反思感悟】
不等式及其性质的2个关注点
(1)运用不等式的性质时,要注意不等式成立的条件及其是否具有可逆性.判断不等式是否成立时,常利用特殊值法求解客观题;
(2)作差法比较大小的关键是对差式进行变形,变形的方法一般是通分、分解因式、配方等.
二、基本不等式(考教衔接)
基本不等式:≤(a>0,b>0)是每年高考的热点,主要考查命题判断、不等式证明以及求最值问题,特别是求最值问题与实际问题相结合,同时在基本不等式的使用条件上设置一些问题,实际上是考查学生恒等变形的技巧,另外,基本不等式中和与积的转化在高考中也经常出现.
教材原题 (链接教材P58复习参考题5题)若a,b>0,且ab=a+b+3,求ab的取值范围.
变式1 若条件不变,则a+b的最小值为6.
解析:因为a>0,b>0,所以ab≤,所以ab=a+b+3≤,所以(a+b)2-4(a+b)-12≥0,即[(a+b)-6][(a+b)+2]≥0,因为a+b+2>0,所以a+b-6≥0,所以a+b≥6,当且仅当a=b,即a=b=3时,a+b取最小值6,故a+b的最小值为6.
变式2 若a,b>0,且ab=a+b,则a+b的最小值为4.
解析:因为a,b>0,且ab=a+b得+=1,所以a+b=(a+b)=2++≥2+2=4,当且仅当=,即a=b=2时取等号,所以a+b的最小值为4.
变式3 若正实数a,b,满足a+2b=1,求+的最小值.
解:∵a>0,b>0,a+2b=1,∴(a+1)+2b=2,∴+=[(a+1)+2b]=≥(6+2)=×(6+4)=3+2(当且仅当=,即a=3-2,b=-1时取等号),∴+的最小值为3+2.
变式4 (真题检验)〔多选〕(2022·新高考Ⅱ卷12题)若x,y满足x2+y2-xy=1,则( )
A.x+y≤1 B.x+y≥-2
C.x2+y2≤2 D.x2+y2≥1
解析:BC 对于A、B:由x2+y2-xy=1,得(x+y)2-3xy=1,又xy=-,所以(x+y)2-3=1,即1=+≥,所以-2≤x+y≤2,所以A不正确,B正确;对于C、D:由x2+y2-xy=1,得x2+y2-1=xy≤,当且仅当x=y时取等号,所以x2+y2≤2,所以C正确,D不正确.综上可知.故选B、C.
【反思感悟】
利用基本不等式解题的关注点
(1)前提:“一正”“二定”“三相等”;
(2)配凑:要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用基本不等式;
(3)方法:一是消元法;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法;三是配凑法.
三、一元二次不等式的解法
通过函数图象了解一元二次不等式与相应方程、函数的联系,掌握一元二次不等式及分式不等式的解法.
【例2】 若不等式ax2+5x-2>0的解集是.
(1)求a的值;
解:依题意,可得方程ax2+5x-2=0的两个实数根为和2,且a<0.由根与系数的关系,得解得a=-2.
(2)求不等式>a+5的解集.
解:将a=-2代入不等式,得>3,即-3>0,整理得>0,即(x+1)(x+2)<0,解得-2<x<-1,则不等式的解集为{x|-2<x<-1}.
【反思感悟】
一元二次不等式的解集问题
(1)不含参数的一元二次不等式的解集受a的符号、b2-4ac的符号的影响,且与相应的二次函数、一元二次方程有密切联系;
(2)含有参数的一元二次不等式的求解,常就“二次项系数”“判别式Δ”“两个根的大小”对参数进行讨论.
四、构建数学模型解决实际问题
不等式的应用题常以函数为背景,多是解决现实生活、生产中的优化问题,在解题中主要涉及不等式的解法、基本不等式求最值,根据题设条件构建数学模型是解题关键.
【例3】 某养殖公司欲将一批肉用冷藏汽车从甲地运往相距120千米的乙地,运费为每小时60元,装卸费为1 000元,肉在运输途中的损耗费(单位:元)是汽车速度(单位:千米/时)值的2倍.(说明:运输的总费用=运费+装卸费+损耗费)
(1)若运输的总费用不超过1 260元,求汽车行驶速度值的范围;
解:设汽车行驶的速度为x千米/时,运输的总费用为y元,则y=×60+1 000+2x.
令×60+1 000+2x≤1 260,整理得x2-130x+3 600≤0,解得40≤x≤90.
∴若运输的总费用不超过1 260元,则汽车行驶速度值的范围应为{x|40≤x≤90}.
(2)若要使运输的总费用最小,汽车应以每小时多少千米的速度行驶?
解:由(1)得y=×60+1 000+2x=2x++1 000≥2+1 000=1 240,当且仅当2x=,即x=60时取等号,∴若要使运输的总费用最小,则汽车应以每小时60千米的速度行驶.
【反思感悟】
解决实际问题的关注点
(1)审题要准,初步建模;
(2)设出变量,列出函数关系式;
(3)根据题设构造二次函数或基本不等式的形式解决问题.
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一、不等式及其性质
理解不等式的概念,掌握不等式的性质.不等式及其性质贯穿整个高中数学,只要是涉及到范围的问题,都和不等式有关.
【例1】 (1)〔多选〕若a,b,c∈R,a<b<0,则下列不等式中正确的是( )
A.> B.ab<b2
C.a|c|>b|c| D.a(c2+1)<b(c2+1)
(2)已知-1<x<4,2<y<3.试求x-y与3x+2y的取值范围.
【反思感悟】
不等式及其性质的2个关注点
(1)运用不等式的性质时,要注意不等式成立的条件及其是否具有可逆性.判断不等式是否成立时,常利用特殊值法求解客观题;
(2)作差法比较大小的关键是对差式进行变形,变形的方法一般是通分、分解因式、配方等.
二、基本不等式(考教衔接)
基本不等式:≤(a>0,b>0)是每年高考的热点,主要考查命题判断、不等式证明以及求最值问题,特别是求最值问题与实际问题相结合,同时在基本不等式的使用条件上设置一些问题,实际上是考查学生恒等变形的技巧,另外,基本不等式中和与积的转化在高考中也经常出现.
教材原题 (链接教材P58复习参考题5题)若a,b>0,且ab=a+b+3,求ab的取值范围.
变式1 若条件不变,则a+b的最小值为 .
变式2 若a,b>0,且ab=a+b,则a+b的最小值为 .
变式3 若正实数a,b,满足a+2b=1,求+的最小值.
变式4 (真题检验)〔多选〕(2022·新高考Ⅱ卷12题)若x,y满足x2+y2-xy=1,则( )
A.x+y≤1 B.x+y≥-2
C.x2+y2≤2 D.x2+y2≥1
【反思感悟】
利用基本不等式解题的关注点
(1)前提:“一正”“二定”“三相等”;
(2)配凑:要根据式子的特征灵活变形,配凑出积、和为常数的形式,然后再利用基本不等式;
(3)方法:一是消元法;二是将条件灵活变形,利用常数“1”代换的方法;三是配凑法.
三、一元二次不等式的解法
通过函数图象了解一元二次不等式与相应方程、函数的联系,掌握一元二次不等式及分式不等式的解法.
【例2】 若不等式ax2+5x-2>0的解集是.
(1)求a的值;
(2)求不等式>a+5的解集.
【反思感悟】
一元二次不等式的解集问题
(1)不含参数的一元二次不等式的解集受a的符号、b2-4ac的符号的影响,且与相应的二次函数、一元二次方程有密切联系;
(2)含有参数的一元二次不等式的求解,常就“二次项系数”“判别式Δ”“两个根的大小”对参数进行讨论.
四、构建数学模型解决实际问题
不等式的应用题常以函数为背景,多是解决现实生活、生产中的优化问题,在解题中主要涉及不等式的解法、基本不等式求最值,根据题设条件构建数学模型是解题关键.
【例3】 某养殖公司欲将一批肉用冷藏汽车从甲地运往相距120千米的乙地,运费为每小时60元,装卸费为1 000元,肉在运输途中的损耗费(单位:元)是汽车速度(单位:千米/时)值的2倍.(说明:运输的总费用=运费+装卸费+损耗费)
(1)若运输的总费用不超过1 260元,求汽车行驶速度值的范围;
(2)若要使运输的总费用最小,汽车应以每小时多少千米的速度行驶?
【反思感悟】
解决实际问题的关注点
(1)审题要准,初步建模;
(2)设出变量,列出函数关系式;
(3)根据题设构造二次函数或基本不等式的形式解决问题.
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