基本不等式基础题型总结
一、直接法:
求函数最小值.
【变式】求函数最小值.
总结:两道题的解法完全一样,对于此类结构的题目,我们不用担心其系数是多少,左右会出定值.我们可以把这种类似的倒数结构称为“基本不等式结构”.
二、配凑法:
若,则函数最小值为 .
【变式1】已知,求函数的最小值.
【变式2】已知,求函数的最小值.
【变式3】已知,求函数的最小值.
以上各题方法类似,最初在做题时觉得变式3会稍微难一些,多加练习计算时细心一些即可.
三、换元法:此方法可以解决题型二中所有题目,尤其是变式3,可以把配凑的思路简单化.此方法适用于分式结构中分母稍复杂的情况.
已知,求函数的最小值.
求函数的值域.(注意换元之后新元的取值范围,以及基本不等式应用过程中“一正二定三等”的三条原则.)
四、代换法:
已知,,且,求的最小值.
【变式1】已知,,且,求的最小值.
【变式2】已知,,且,求的最小值.
【变式3】已知,,且,求的最小值.
【变式4】已知,,且,求的最小值.
【变式5】(天津09年高考6)设若的最小值为 ( )
A 8 B 4 C 1 D
一类需要注意的问题:取等条件是否满足
有同学在用基本不等式做题时,做到出定值这一步时会非常欣喜,但往往由于忽略了取等条件而出问题.
下列不等式:①;②(A是三角形内角);③;④,其中恒成立的是( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ②③ D. ③④
含参数的一元二次不等式的解法
解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元二次不等式常用的分类方法有三种:
一、按项的系数的符号分类,即;
例1 解不等式:
分析:本题二次项系数含有参数,,故只需对二次项
系数进行分类讨论。
解:∵
解得方程 两根
∴当时,解集为
当时,不等式为,解集为
当时, 解集为
例2 解不等式
分析 因为,,所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解
当时,解集为;当时,解集为
二、按判别式的符号分类,即;
例3 解不等式
分析 本题中由于的系数大于0,故只需考虑与根的情况。
解:∵ ∴当即时,解集为;当即Δ=0时,解集为;
当或即,此时两根分别为,,显然,
∴不等式的解集为
例4 解不等式
解 因,所以当,即时,解集为;
当,即时,解集为;
当,即时,解集为R。
三、按方程的根的大小来分类,即;
例5 解不等式
分析:此不等式可以分解为:,故对应的方程必有两解。本题只需讨论两根的大小即可。
解:原不等式可化为:,令,可得:,∴当或时, ,故原不等式的解集为;当或时,,可得其解集为;
当或时, ,解集为。
例6 解不等式,
分析 此不等式,又不等式可分解为,故只需比较两根与的大小.
解 原不等式可化为:,对应方程的两根为
,当时,即,解集为;当时,即,解集为
一元二次不等式 参考例题(2)
1.(1)解不等式 ()
(2)不等式的解集为,求的值. ()
2.解下列关于的不等式:
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
3.(1)若不等式对恒成立,求实数的取值范围.()
(2)若不等式的解集为,求实数的取值范围.()
4.(1)已知,
①若,求实数的取值范围.;()
②若,求实数的取值范围.;()
③若为仅含有一个元素的集合,求的值.()
(2)已知,,求实数的取值范围.
()
(3) 关于的不等式与的解集依次为与,
若,求实数的取值范围. ()
(4)设全集,集合,若,
求实数的取值范围. ()
(5)已知全集,,
若,求实数的取值范围.( )
一元二次不等式及其解法
1.二次函数的图象及性质:二次函数的图象的对称轴方程是,顶点坐标是.
2.二次函数的解析式的三种形式:
(一般式);
(零点式);
(顶点式).
3.一元二次不等式的解法
一元二次不等式的解集:
设相应的一元二次方程的两根为,,则不等式的解的各种情况如下表:
4.解一元二次不等式的步骤:
(1)将二次项系数化为“+”:A=>0(或<0)(a>0);
(2)计算判别式,分析不等式的解的情况;
(3)写出解集.
5.讨论二次函数在指定区间上的最值问题:
(1)注意对称轴与区间的相对位置.一般分为三种情况讨论,即:①对称轴在区间左边,函数在此区间上具有单调性;②对称轴在区间之内;③对称轴在区间右边.
(2)函数在区间上的单调性.要注意系数的符号对抛物线开口的影响.
6.二次函数的区间根的分布情况一般需从三方面考虑:①判别式;②区间端点的函数值的符号;③对称轴与区间的相对位置.
三、典型例题选讲
题型1:考查一元二次函数的性质
例1 函数是单调函数的充要条件是( )
A. B. C. D.
解:∵函数的对称轴为,
∴函数)是单调函数,.故选A.
归纳小结:二次函数的单调区间是和,结合开口方向就可得出所需的条件,从而求出的范围.
例2 已知二次函数的对称轴为,截轴上的弦长为,且过点,求函数的解析.
解:∵二次函数的对称轴为,可设所求函数为,∵截轴上的弦长为,
∴过点和,又过点,∴,解之得,
∴.
归纳小结:求二次函数的解析式一般采用待定系数法,但要注意根据已知条件选择恰当的解析式形式:一般式、零点式和顶点式,正确的选择会使解题过程得到简化.
题型2:简单不等式的求解问题
例3 求下列不等式的解集.
(1);(2)
解法一:因为.所以,原不等式的解集是.
解法二:整理,得.
因为无实数解,所以不等式的解集是.从而,原不等式的解集是.
归纳小结:解一元二次不等式要抓住“三个二次”的关系,按照解一元二次不等式的步骤求解,必要时要画出二次函数的图象进行观察.
例4 不等式的解集为,求与的值.
解法一:设的两根为、,由韦达定理得:
由题意得∴,,此时满足,.
解法二:构造解集为的一元二次不等式:
,即,此不等式与原不等式应为同解不等式,故,.
归纳小结:此题为一元二次不等式逆向思维题,要使解集为,不等式需满足条件,,的两根为,.在解题时要抓住一元二次方程、一元二次不等式解集的关系.
题型3:含参不等式的求解问题
例5 解关于的不等式.
证:分以下情况讨论
(1)当时,原不等式变为:,∴,即不等式的解集为
(2)当时,原不等式变为: ① ①当时,①式变为,∴不等式的解为或.即不等式的解集为;②当时,①式变为.②,∵,
∴当时,,此时②的解为.即不等式的解集为;当时,,此时②的解为.
当时,,即不等式的解集为.
归纳小结:解本题要注意分类讨论思想的运用,关键是要找到分类的标准,就本题来说有三级分类:
分类应做到使所给参数的集合的并集为全集,交集为空集,要做到不重不漏.另外,解本题还要注意在讨论时,解一元二次不等式应首选做到将二次项系数变为正数再求解.
题型4:一元二次不等式的应用
例6 (1)已知函数,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
解:依题意得
所以,选C.
(2)若函数f(x) =的定义域为R,则a的取值范围为_______.
解:函数的定义域为R,对一切都有恒成立,即恒成立,
成立,即,,故选A.
归纳小结:解一元二次不等式往往与分段函数、指数函数和对数函数结合进行综合考查,
一般是借助于函数的性质和图象进行转化,再求解一元二次不等式,利用一元二次不等式分析相应一元二次函数的性质,体现“三个二次”之间的紧密联系,这也是一元二次不等式的重要考点之一.
例7 已知函数的最大值为,求的值.
解:令,,∴,对称轴为,当,即时,,得或(舍去).当,即时,函数在上单调递增,由,得;当,即时,函数在上单调递减,由,得(舍去).
综上可得,的值为或.
归纳小结:令,问题就转化为二次函数的区间最值问题,再由对称轴与区间的三种位置关系的讨论就可求得的值.此题中要注意的条件.
例8 设不等式的解集为,如果,求实数的取值范围?
解:有两种情况:其一是=,此时<0;其二是M≠,此时=0或>0,分三种情况计算a的取值范围.设,有==,当<0时,-1<<2,=;当=0时,=-1或2;当=-1时=;当=2时,=
当>0时,a<-1或a>2.设方程的两根,,且<,那么M=[,],M1≤x1<x2≤4,即解得2<<,∴M[1,4]时,的取值范围是(-1,).
一元二次不等式解法应试能力测试
1.不等式的解集是( )
A. B. C. D.
2.设集合M={x|0≤x<2},,则有M∩N=( )
A.{x|0≤x<1} B.{x|0≤x<2} C.{x|0≤x≤1} D.{x|0≤x≤2}
3.对于任意实数x,不等式恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.-1≤a≤0 B.-1≤a<0 C.-1<a≤0 D.-1<a<0
4.不等式的解集为( )
A.{x|-2≤x≤2} B.{x|x≤-2或x≥2} C.{x|-2≤x≤2或x=6} D.{x|x≥2}
5.已知,,则A∩B的非空真子集个数为( )
A.2 B.3 C.7 D.8
6.已知,,且A∪B=R,A∩B={x|3<x≤4},则p、q的值为( )
A.p=-3,q=-4 B.p=-3,q=4 C.p=3,q=-4 D.p=3,q=4
7.若关于x的二次不等式的解集是{x|-7<x<-1},则实数m的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.不等式ax<b与同解,则( )
A.a=0且b≤0 B.b=0且a>0 C.a=0且b>0 D.b=0且a<0
1.不等式的解为_______________.
2.使函数有意义的x的取值范围是_______________.
3.已知,,若,则a的取值范围是_______________;
若,则a的取值范围是_______________.
4.关于x的不等式(a+b>0)的解集是_______________.
1.为使周长为20cm的长方形面积大于,不大于,它的短边要取多长?
2.解不等式.
3.解关于x的不等式(a>0).
4.k为何值时,关于x的不等式对一切实数x恒成立.
参考答案
一、
1.D 2.B 3.C 4.C
5.A 提示:因为A∩B={3,4}
6.A 提示:因B={x|x<-1或x>3},由已知得A={x|-1≤x≤4}∴-1,4是的两根,∴p=-3,q=-4.
7.C 8.A,提示:因的解为,只有a=0且b≤0时,ax<b解为
二、
1.x<-5或x>5 提示:原不等式化为,∴|x|>5
2.{x|-3<x≤-1} 3.a>2,1≤a≤2 ,提示:∵A={x|1≤x≤2},B={x|(x-1)(x-a)≤0},∵,∴a>2
4.{x|x<-b或x>a},提示:原不等式可化为(a-x)(x+b)<0,即(x-a)(x+b)>0,∵a+b>0,∴a>-b,∴x>a或x<-b.
三、
1.设长方形较短边长为x cm,则其邻边长(10-x)cm,显然0<x<5,由已知,∴
∴. 2.当x≤0时,不等式无解,当x>0时,不等式化为,即
解得: 3.原不等式化为(ax-2)(x-2)>0 ,∵a>0,∴,当a=1时,,∴,∴{x|x∈R且x≠2},当a≠1时:若a>1,则,∴,若0<a<1,则,∴.
4.∵恒正,∴不等式化为,即恒成立
∴⊿,∴,∴1<k<3.
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