第二章 不等式与不等式组
第一~二节 不等式的性质与一元一次不等式
培优点1 不等式的性质
1.(新BS八下P71)在不等式ax+b>0中,a,b是常数,且a≠0.当________时,不等式的解集是x>-;当________时,不等式的解集是x<-.
2.(2025梅州期末)实数a,b,c在数轴上的对应点的位置如图所示,下列式子:①a+b>0;②a+b>a+c;③bc>ac;④ab>ac.其中正确的有________.(填序号)
第2题图
3.我国著名数学家华罗庚曾用诗词“数缺形时少直观,形少数时难入微”表达了“数形结合”的思想.请你利用“数形结合”的思想解决以下问题:
已知:x>y>0,求证:x2>y2.
(1)从“数”的角度证明;
(2)从“形”的角度证明.
培优点2 解一元一次不等式
4.若x=2是关于x的不等式3x-a+2<0的一个解,则整数a可能为( )
A.7 B.8 C.9 D.5
变式4.1 已知关于x的不等式3x-m+1>0的最小整数解为x=3,则实数m的取值范围是________.
5.已知m,n是常数,若关于x的不等式mx+n>0的解集为x<,则关于x的不等式nx-m<0的解集是( )
A.x<-2 B.x<2 C.x>-2 D.x>2
6.【数形结合】设“〇”“□”“△”分别代表三种不同的物体,用天平称了两次,情况如图所示.若每个“△”的质量为1,则每个“〇”的质量的取值范围在数轴上的表示正确的是( )
第6题图
7.对于实数a,b,定义一种新运算“▲”为a▲b=-2a+b,例如:2▲3=-2×2+3=-1.已知关于x的不等式x▲k≥2的解集在数轴上的表示如图所示,则k的值是( )
第7题图
A.2 B.-3 C.6 D.-4
8.定义:如果两个一元一次不等式有公共整数解,那么称这两个不等式互为“友好不等式”,其中一个不等式是另一个不等式的“友好不等式”.
(1)不等式x≥2________x≤2的“友好不等式”;(填“是”或“不是”)
(2)已知a≠-1,关于x的不等式x+3>a与ax-1≤a-x互为“友好不等式”,求a的取值范围;
(3)若关于x的不等式x-m≥0不是2x-1<x+2的“友好不等式”,则m的取值范围是________.
第三节 一元一次不等式与一次函数
培优点1 利用图象确定不等式的解集
1.(2025徐州)如图为一次函数y=kx+b的图象,关于x的不等式k(x-3)+b<0的解集为( )
第1题图
A.x<-4 B.x>-4 C.x<2 D.x>2
2.已知直线y1=kx+b(k>0)与x轴交于点(-2,0),直线y2=mx+b(m<0)与x轴交于点(3,0),据此可推出关于x的不等式组kx+b≥mx+b>0的解集为( )
A.-2<x<3 B.0<x≤3
C.-2≤x<0 D.0≤x<3
3.一次函数y1=ax+b与y2=cx+d的图象如图所示,下列结论:①ab<0;②若M(x1,y1),N(x2,y2)是直线y1=ax+b上不重合的两点,则(x1-x2)(y1-y2)>0;③a+b>c+d;④3a+b=3c+d;⑤当m>3时,am+b>cm+d.其中正确的结论有( )
第3题图
A.①② B.①③④ C.①④⑤ D.③④⑤
4.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=k1x+b1和y=kx+b的图象分别与x轴交于点A(-2,0),B(5,0),两直线相交于点C.观察图象并回答下列问题:
第4题图
(1)关于x的方程k1x+b1=0的解是________,关于x的不等式kx+b<0的解集是________.
(2)若点C的坐标为(2,6),
①关于x的不等式k1x+b1>kx+b的解集是________;
②△ABC的面积为________;
③在y轴上找一点P,使得PB-PC的值最大,则点P的坐标为________.
培优点2 新函数与一元一次不等式
5.【探究发现】某数学小组的同学在学习完一次函数后,掌握了函数的探究路径:定义→图象→性质→应用.他们尝试沿着此路径探究下列问题:
已知y=2|x-2|-2,下表是y与x的几组对应值.
x … -2 -1 0 1 2 3 4 …
y … 6 4 2 0 -2 a 2 …
(1)a=________.
(2)以表中各组对应值作为点的坐标,在如图所示的平面直角坐标系中描出相应的点,并把这些点依次连接起来,得到函数图象.根据函数图象写出该函数的一条性质:_____________________________________.
【拓展应用】(3)若点A(m,p),B(n,p)均在该函数图象上,请写出m,n之间的数量关系:________.
(4)结合函数y=2|x-2|-2的图象,请写出不等式2|x-2|-2>x-1的解集:________.
第5题图
第四节 一元一次不等式组
培优点1 不等式组求参数
1.若关于x的不等式组无解,则m的取值范围为( )
A.m=5 B.m>5 C.m<5 D.m≤5
2.(2025南充)不等式组的解集是x>2,则m的取值范围是________.
3.若关于x的不等式组的所有整数解的和为9,求整数m的值.
培优点2 阅读理解
4.在解不等式|x+1|>2时,我们可以采用下面的方法:
①当x+1≥0时,|x+1|=x+1>2.
可得不等式组解得x>1.
②当x+1<0时,|x+1|=-(x+1)>2.
可得不等式组解得x<-3.
综上所述,原不等式的解集为x>1或x<-3.
请你仿照上述方法,解不等式|x-2|≤1.
5.若一元一次方程的解也是一元一次不等式组的解,则称该一元一次方程为该一元一次不等式组的关联方程.例如:方程2x-6=0的解为x=3,不等式组的解集为1<x<4.因为1<3<4,所以称方程2x-6=0为不等式组的关联方程.
(1)下列方程:①3x-3=0;②x+1=0;③x-(3x+1)=-9.其中是不等式组的关联方程的是______.(填序号)
(2)若方程5x-10=0和=2都是关于x的不等式组(k≠1)的关联方程,请求出k的取值范围.
培优专题2 一元一次不等式(组)的应用
1.“五一”长假期间,某客运站旅客流量不断增大,旅客往往需要很长时间排队等候购票.经调查发现,每天开始售票时,约有400人排队购票,同时又有新的旅客不断进入售票厅排队等候购票,购票时售票厅每分钟新增4人,每个窗口每分钟出售票数3张(规定每人只限购一张).若在开始售票20分钟后,来购票的旅客不用排队等待,则至少需要开放________个窗口.
2.某电器超市销售A,B两种型号的电风扇,每台的进价分别为160元和120元,下表是近两周的销售情况:
销售 时段 销售数量 销售 收入
A种型号 B种型号
第一周 3台 4台 1 200元
第二周 5台 6台 1 900元
(进价、售价均保持不变,利润=销售收入-进货成本)
(1)分别求A,B两种型号的电风扇的售价.
(2)若超市准备用不超过7 500元的金额再采购这两种型号的电风扇共50台,则最多能采购A种型号的电风扇多少台?
(3)在(2)的条件下,超市销售完这50台电风扇能否实现利润超过1 850元的目标?若能,请给出相应的采购方案,并指出哪种方案获得的利润最大;若不能,请说明理由.
3.数学项目小组为解决某超市购物车从1楼到2楼的转运问题,进行了实地调研,获得如下信息:
信息1 购物车的尺寸如图1所示.为节省空间,工作人员常将购物车叠放在一起形成购物车列.如图2,3辆购物车叠放所形成的购物车列的长度为1.6 m.
信息2 购物车可以通过扶手电梯或直立电梯转运.为安全起见,该超市的扶手电梯一次最多能转运24辆购物车,直立电梯一次最多能转运2列长度均为2.6 m的购物车列.
第3题图
如果你是项目小组成员,请根据以上信息,完成下列问题:
(1)当n辆购物车按如图2所示的方式叠放时,形成购物车列的长度为L m,则L与n的关系式是________.
(2)求该超市直立电梯一次最多能转运多少辆的购物车.
(3)若该超市需转运100辆购物车,并要求使用电梯的总次数为5,则有哪几种使用电梯的分配方案?请写出所有方案.
本章重难压轴
1.若一个不等式组A有解且解集为a<x<b(a<b,a,b均不为0),则根据对应点(a,b)所在坐标系中的象限,称A为其所在象限解集.例如:不等式组A的解集为1<x<2,根据对应点(1,2)在第一象限,称A为第一象限解集.
(1)已知关于x的不等式组A:则A为第________象限解集;
(2)已知关于x的不等式组B:为第一象限解集,求m的取值范围;
(3)已知关于x的不等式组C:为第二象限解集,且其对应点到x轴的距离是到y轴距离的2倍,求a+b的值.
2.【综合与实践】
某条东西方向的道路共有五车道,早晚高峰期间经常拥堵,数学兴趣小组的同学就此问题开展研究性学习活动.
【信息一】通过实地考察,兴趣小组的同学对该路段的交通量(辆/分钟)和时间进行数据的收集、统计和分析,整理得到如下表格,发现时间和交通量的变化规律符合一次函数特征,并由此得到y1与x之间的函数关系式及y2与x之间的函数关系式.
时间x 7时 10时 14时 17时 20时
自西向东交通量y1(辆/分钟) 93 78 a 43 28
自东向西交通量y2(辆/分钟) 42 48 56 62 68
【信息二】兴趣小组的同学希望根据两个不同方向的拥堵情况来合理设置中间“可变车道”的方向.通过查阅资料发现:若设单位时间内双向交通总量为v总=y1+y2,则当车流量较大的方向的交通量y≥v总时,道路非常拥堵,需要将“可变车道”的行车方向变为交通量较大的方向,去改善交通状况.
【解决问题】
(1)已知y1与x之间的函数关系式为y1=-5x+128,则表格中a=________.
(2)求y2与x之间的函数关系式.(不用写自变量的取值范围)
(3)请你通过计算判断该路段在7时至20时时段,应如何设置“可变车道”的方向以缓解交通拥堵(即在什么时间段把“可变车道”设为哪个方向的车道)
第2题图
第二章 不等式与不等式组
第一~二节 不等式的性质与一元一次不等式
1.a>0 a<0 2.①②③④
3.证明:(1)∵x>y>0,∴x+y>0,x-y>0.
∴(x+y)(x-y)>0.
∴x2-y2>0,即x2>y2.
(2)如答图1,设正方形ABCD的边长为x,正方形BEFG的边长为y,则正方形ABCD的面积为x2,正方形BEFG的面积为y2.
答图1
所以x2>y2.
4.C 变式4.1 7≤m<10 5.A 6.D 7.C
8.解:(1)是.
(2)∵x+3>a,∴x>a-3.
∵ax-1≤a-x,
∴(a+1)x≤a+1.分两种情况讨论:
①当a+1>0,即a>-1时,x≤,即x≤1.
此时a-3<1.解得a<4.∴-1<a<4.
②当a+1<0,即a<-1时,x≥,即x≥1.
此时始终符合题意.∴a<-1.
综上所述,a的取值范围为a<-1或-1<a<4.
(3)m>2.
第三节 一元一次不等式与一次函数
1.C 2.D 3.B
4.(1)x=-2 x>5;(2)①x>2;②21;③(0,10)
5.解:(1)0.
(2)描点,并把这些点依次连接起来如答图1所示.
答图1
当x<2时,y的值随x值的增大而减小(答案不唯一).
(3)m+n=4.
(4)x<1或x>5.
第四节 一元一次不等式组
1.D 2.m≤3
3.解:解不等式①,得x>2-m.
解不等式②,得x≤4.
∵该不等式组的所有整数解的和为9,
∴整数解为4,3,2或4,3,2,1,0,-1.
∴1≤2-m<2或-2≤2-m<-1.
解得0<m≤1或3<m≤4.
∴整数m的值为1或4.
4.解:①当x-2≥0时,|x-2|=x-2≤1.
可得不等式组解得2≤x≤3.
②当x-2<0时,|x-2|=-(x-2)≤1.
可得不等式组解得1≤x<2.
综上所述,原不等式的解集为1≤x≤3.
5.解:(1)③.
(2)解方程5x-10=0,得x=2.
解方程 =2,得x=5.
分以下两种情况:
i.当k<1时,解不等式kx-x>k-1,得x<1.
解不等式x+5≤k,得x≤k-5.
因为k<1,所以k-5<-4.
所以原不等式组的解集为x≤k-5.
此时x=2和x=5都不可能是该不等式组的解.
所以不符合题意,舍去.
ii.当k>1时,解不等式kx-x>k-1,得x>1.
解不等式x+5≤k,得x≤k-5.
因为不等式组有解,所以k-5>1.解得k>6.
所以原不等式组的解集为1<x≤k-5.
根据题意,得k-5≥5.解得k≥10.
综上所述,k的取值范围为k≥10.
培优专题2 一元一次不等式(组)的应用
1.8
2.解:(1)设A,B两种型号的电风扇的售价分别为x元和y元.
根据题意,得解得
答:A,B两种型号的电风扇的售价分别为200元和150元.
(2)设采购A种型号的电风扇a台,则采购B种型号的电风扇(50-a)台.
根据题意,得160a+120(50-a)≤7 500.解得a≤37.5.
∵a是整数,∴a的最大值为37.
答:最多能采购A种型号的电风扇37台.
(3)能实现利润超过1 850元的目标.
由(2),设采购A种型号的电风扇a台,则采购B种型号的电风扇(50-a)台.
根据题意,得(200-160)a+(150-120)(50-a)>1 850.解得a>35.
又∵a≤37.5,且a为整数,∴a=36或37.
∴相应的采购方案有两种:
方案一:采购A种型号的电风扇36台,B种型号的电风扇14台,利润为(200-160)×36+(150-120)×(50-36)=1 860(元);
方案二:采购A种型号的电风扇37台,B种型号的电风扇13台,利润为(200-160)×37+(150-120)×(50-37)=1 870(元).
∵1 860<1 870,∴方案二获得的利润最大.
3.解:(1)L=0.2n+1.
(2)当L=2.6时,0.2n+1=2.6.解得n=8.
2×8=16(辆).
答:该超市直立电梯一次最多能转运16辆购物车.
(3)设使用扶手电梯转运m次,则使用直立电梯转运(5-m)次.
根据题意,得24m+16(5-m)≥100.解得m≥2.5.
又∵m为正整数,且m≤5,∴m可以取3,4,5.
∴共有3种使用电梯的分配方案:
方案1:使用3次扶手电梯,2次直立电梯;
方案2:使用4次扶手电梯,1次直立电梯;
方案3:单独使用5次扶手电梯.
本章重难压轴
1.解:(1)二.
(2)解不等式①,得x>6m+2.
解不等式②,得x<.
∵不等式组B有解,∴6m+2<.解得m<.
∵不等式组B为第一象限解集,∴
解得m>-.
∴m的取值范围是 -<m<.
(3)根据二次根式的意义,得解得a=5.
将a=5代入不等式组C,得
解得8+2b<x<3.∴其对应点为(8+2b,3).
又∵不等式组C为第二象限解集,且其对应点到x轴的距离是到y轴距离的2倍,
∴8+2b<0,3=2|8+2b|.∴3=-2(8+2b).
解得b=-.∴a+b=5-=.
2.解:(1)58.
(2)设y2与x之间的函数关系式为y2=kx+b.
将(7,42),(10,48)代入,得解得
∴y2与x之间的函数关系式为y2=2x+28.
(3)由题意,得v总=y1+y2=-5x+128+2x+28=-3x+156.
①当y1≥v总时,-5x+128≥(-3x+156).解得x≤8.
②当y2≥v总,时,2x+28≥(-3x+156).解得x≥19.
答:在7时至8时时段,“可变车道”的方向应设置为自西向东;在19时至20时时段,“可变车道”的方向应设置为自东向西.