【知識(shí)圖解】
【方法點(diǎn)撥】
不等式是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,不等式的性質(zhì)是解、證不等式的基礎(chǔ),兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù)的定理及其變形在不等式的證明和解決有關(guān)不等式的實(shí)際問題中發(fā)揮著重要的作用.解不等式是研究方程和函數(shù)的重要工具,不等式的概念和性質(zhì)涉及到求最大(。┲担容^大小,求參數(shù)的取值范圍等,不等式的解法包括解不等式和求參數(shù),不等式的綜合題主要是不等式與集合、函數(shù)、數(shù)列、三角函數(shù)、解析幾何、導(dǎo)數(shù)等知識(shí)的綜合,綜合性強(qiáng),難度較大,是高考命題的熱點(diǎn),也是高考復(fù)習(xí)的難點(diǎn).
1.掌握用基本不等式求解最值問題,能用基本不等式證明簡單的不等式,利用基本不等式求最值時(shí)一定要緊扣“一正、二定、三相等”這三個(gè)條件。
2.一元二次不等式是一類重要的不等式,要掌握一元二次不等式的解法,了解一元二次不等式與相應(yīng)函數(shù)、方程的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。
3.線性規(guī)劃問題有著豐富的實(shí)際背景,且作為最優(yōu)化方法之一又與人們?nèi)粘I蠲芮邢嚓P(guān),對(duì)于這部分內(nèi)容應(yīng)能用平面區(qū)域表示二元一次不等式組,能解決簡單的線性規(guī)劃問題。同時(shí)注意數(shù)形結(jié)合的思想在線性規(guī)劃中的運(yùn)用。
第1課 基本不等式
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.能用基本不等式證明其他的不等式,能用基本不等式求解簡單的最值問題。
2.能用基本不等式解決綜合形較強(qiáng)的問題。
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.“a>b>0”是“ab< ”的充分而不必要條件(填寫充分而不必要條件、必要而不充分條件、充分必要條件、既不充分也不必要條件)
2. 的最小值為
3.已知 ,且 ,則 的最大值為
4.已知 ,則 的最小值是2
【范例導(dǎo)析】
例1.已知 ,求函數(shù) 的最大值.
分析:由于 ,所以首先要調(diào)整符號(hào).
解:∵ ∴
∴y=4x-2+ = ≤-2+3=1
當(dāng)且僅當(dāng) ,即x=1時(shí),上式成立,故當(dāng)x=1時(shí), .
例2.(1)已知a,b為正常數(shù),x、y為正實(shí)數(shù),且 ,求x+y的最小值。
(2) 已知 ,且 ,求 的最大值.
分析:問題(1)可以采用常數(shù)代換的方法也可以進(jìn)行變量代換從而轉(zhuǎn)化為一元函數(shù)再利用基本不等式求解;問題(2)既可以直接利用基本不等式將題目中的等式轉(zhuǎn)化為關(guān)于 的不等式,也可以采用變量代換轉(zhuǎn)換為一元函數(shù)再求解.
解:(1)法一:直接利用基本不等式: ≥ 當(dāng)且僅當(dāng) ,即 時(shí)等號(hào)成立
法二:
由 得
∵ x>0,y>0,a>0 ∴ 由 >0得y-b>0 ∴ x+y≥
當(dāng)且僅當(dāng) ,即 時(shí),等號(hào)成立
(2)法一:由 ,可得, .
注意到 .可得, .
當(dāng)且僅當(dāng) ,即 時(shí)等號(hào)成立,代入 中得 ,故 的最大值為18.
法二: , ,
代入 中得:
解此不等式得 .下面解法見解法一,下略.
點(diǎn)撥:求條件最值的問題,基本思想是借助條件化二元函數(shù)為一元函數(shù),代入法是最基本的方法,也可考慮通過變形直接利用基本不等式解決.
【反饋練習(xí)】
1.設(shè)a>1,且 ,則 的大小關(guān)系為m>p>n
2.已知下列四個(gè)結(jié)論:
①若 則 ; ②若 ,則 ;
③若 則 ; ④若 則 。
其中正確的是④
3.已知不等式 對(duì)任意正實(shí)數(shù) 恒成立,則正實(shí)數(shù) 的最小值為6
4.(1)已知: ,且: ,求證: ,并且求等號(hào)成立的條件.
(2)設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足y+x2=0,0解: (1)分析:由已知條件 ,可以考慮使用均值不等式,但所求證的式子中有 ,無法利用 ,故猜想先將所求證的式子進(jìn)行變形,看能否出現(xiàn) 型,再行論證.
證明:
等號(hào)成立
當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí).
由以上得
即當(dāng) 時(shí)等號(hào)成立.
說明:本題是基本題型的變形題.在基本題型中,大量的是整式中直接使用的均值不等式,這容易形成思維定式.本題中是利用條件將所求證的式子化成分式后再使用均值不等式.要注意靈活運(yùn)用均值不等式.
(2)∵ ≥ ,
≤ ,0∴ ≥ ∴ ≥
∴ ≤
第2課 一元二次不等式
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.會(huì)解一元二次不等式,了解一元二次不等式與相應(yīng)函數(shù)、方程之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。
2.能運(yùn)用一元二次不等式解決綜合性較強(qiáng)的問題.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.解不等式:
(1) (2)
(3) (4)
解:(1)原不等式化為 ,解集為
(2)原不等式化為 ,解集為R
(3)原不等式化為 ,解集為
(4)由
得
點(diǎn)撥:解一元二次不等式要注意二次項(xiàng)系數(shù)的符號(hào)、對(duì)應(yīng)方程 的判斷、以及對(duì)應(yīng)方程兩根大小的比較.
2. 函數(shù) 的定義域?yàn)?
3..二次函數(shù)y=ax2+bx+c(x∈R)的部分對(duì)應(yīng)值如下表:
x-3-2-101234
y60-4-6-6-406
則不等式ax2+bx+c>0的解集是
4.若不等式 的解集是 ,則b=__-2____ c=__-3____.
【范例導(dǎo)析】
例.解關(guān)于x的不等式
分析:本題可以轉(zhuǎn)化為含參的一元二次不等式,要注意分類討論.
解:原不等式等價(jià)于 ∵ ∴等價(jià)于:
(*)
a>1時(shí),(*)式等價(jià)于 >0∵ <1∴x< 或x>2
a<1時(shí),(*)式等價(jià)于 <0由2- = 知:
當(dāng)02,∴2
綜上所述可知:當(dāng)a<0時(shí),原不等式的解集為( ,2);當(dāng)a=0時(shí),原不等式的解集為φ;當(dāng)01時(shí),原不等式的解集為(-∞, )∪(2,+∞)。
思維點(diǎn)撥:含參數(shù)不等式,應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)挠懻摌?biāo)準(zhǔn)對(duì)所含字母分類討論,要做到不重不漏.
【反饋練習(xí)】
1.若關(guān)于x的不等式 的解集為R,則 的取值范圍是
2.不等式 解集為 ,則ab值分別為-12,-2
3.若函數(shù)f(x) = 的定義域?yàn)镽,則 的取值范圍為
4.已知M是關(guān)于x的不等式2x2+(3a-7)x+3+a-2a2<0解集,且M中的一個(gè)元素是0,求實(shí)數(shù)a的取值范圍,并用a表示出該不等式的解集.
解:原不等式即(2x-a-1)(x+2a-3)<0,
由 適合不等式故得 ,所以 ,或 .
若 ,則 ,∴ ,
此時(shí)不等式的解集是 ;
若 ,由 ,∴ ,
此時(shí)不等式的解集是 。
第3課 線性規(guī)劃
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.會(huì)在直角坐標(biāo)系中表示二元一次不等式、二元一次不等式組對(duì)應(yīng)的區(qū)域,能由給定的平面區(qū)域確定所對(duì)應(yīng)的二元一次不等式、二元一次不等式組.
2.能利用圖解法解決簡單的線性規(guī)劃問題,并從中體會(huì)線性規(guī)劃所體現(xiàn)的用幾何圖形研究代數(shù)問題的思想.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.原點(diǎn)(0,0)和點(diǎn)P(1,1)在直線 的兩側(cè),則a的取值范圍是02. 設(shè)集合 ,則A所表示的平面區(qū)域(不含邊界的陰影部分)是( A )
A B C D
3.下面給出四個(gè)點(diǎn)中,位于 表示的平面區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)是( C。
A. B. C. D.
4.由直線x+y+2=0,x+2y+1=0,2x+y+1=0圍成的三角形區(qū)域(不含邊界)用不等式表示為
5.在坐標(biāo)平面上,不等式組 所表示的平面區(qū)域的面積為
【范例導(dǎo)析】
例1.設(shè)x,y滿足約束條件 ,求目標(biāo)函數(shù)z=6x+10y的最大值,最小值。
分析:求目標(biāo)函數(shù)的最值,必須先畫出準(zhǔn)確的可行域,然后把線性目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為一族平行直線,這樣就把線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一族平行直線與一平面區(qū)域有交點(diǎn),直線在y軸上截距的最大值與最小值問題.
解:先作出可行域,如圖所示中 的區(qū)域,
且求得A(5,2),B(1,1),C(1, )
作出直線L0:6x+10y=0,再將直線L0平移
當(dāng)L0的平行線過B點(diǎn)時(shí),可使z=6x+10y達(dá)到最小值
當(dāng)L0的平行線過A點(diǎn)時(shí),可使z=6x+10y達(dá)到最大值
所以zmin=16;zmax=50
點(diǎn)撥:幾個(gè)結(jié)論:(1)、線性目標(biāo)函數(shù)的最大(。┲狄话阍诳尚杏虻捻旤c(diǎn)處取得,也可能在邊界處取得。
(2)、求線性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解,要注意分析線性目標(biāo)函數(shù)所表示的幾何意義——在y軸上的截距或其相反數(shù)。
例2.已知 ,
(1)求 的最大和最小值。
(2)求 的取值范圍。
(3) 求 的最大和最小值。
解析:注意目標(biāo)函數(shù)是代表的幾何意義.
解:作出可行域。
(1) ,作一組平行線l: ,解方程組 得最優(yōu)解B(3,1), 。解 得最優(yōu)解C(7,9),
(2) 表示可行域內(nèi)的點(diǎn)(x,y)與(0,0)的連線的斜率。從圖中可得, ,又 , 。
(3) 表示可行域內(nèi)的點(diǎn)(x,y)到(0,0)的距離的平方。從圖中易得, ,(OF為O到直線AB的距離), 。 , , , 。
點(diǎn)撥:關(guān)鍵要明確每一目標(biāo)函數(shù)的幾何意義,從而將目標(biāo)函數(shù)的最值問題轉(zhuǎn)化為某幾何量的取值范圍.
例3.本公司計(jì)劃2008年在甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)做總時(shí)間不超過300分鐘的廣告,廣告總費(fèi)用不超過9萬元,甲、乙電視臺(tái)的廣告收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)分別為 元/分鐘和200元/分鐘,規(guī)定甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)為該公司所做的每分鐘廣告,能給公司事來的收益分別為0.3萬元和0.2萬元.問該公司如何分配在甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)的廣告時(shí)間,才能使公司的收益最大,最大收益是多少萬元?
分析:本例是線性規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用題,其解題步驟是:(1)設(shè)出變量,列出約束條件及目標(biāo)函數(shù);(2)畫出可行域(3)觀察平行直線系 的運(yùn)動(dòng),求出目標(biāo)函數(shù)的最值.
解:設(shè)公司在甲電視臺(tái)和乙電視臺(tái)做廣告的時(shí)間分別為 分鐘和 分鐘,總收益為 元,由題意得
目標(biāo)函數(shù)為 .
二元一次不等式組等價(jià)于
作出二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域,即可行域.
如圖:
作直線 ,
即 .
平移直線 ,從圖中可知,當(dāng)直線 過 點(diǎn)時(shí),目標(biāo)函數(shù)取得最大值.
聯(lián)立 解得 .
點(diǎn) 的坐標(biāo)為 .
(元)
答:該公司在甲電視臺(tái)做100分鐘廣告,在乙電視臺(tái)做200分鐘廣告,公司的收益最大,最大收益是70萬元.
【反饋練習(xí)】
1.不等式組 表示的平面區(qū)域是一個(gè)三角形,則 的取值范圍是
2.已知點(diǎn)P(x,y)在不等式組 表示的平面區(qū)域上運(yùn)動(dòng),則z=x-y的取值范圍是[-1,2]
3.設(shè) 、 滿足約束條件 則使得目標(biāo)函數(shù) 的最大的點(diǎn) 是(2,3).
4.已知實(shí)數(shù) 滿足 則 的取值范圍是
5.畫出以A(3,-1)、B(-1,1)、C(1,3)為頂點(diǎn)的△ABC的區(qū)域(包括各邊),寫出該區(qū)域所表示的二元一次不等式組,并求以該區(qū)域?yàn)榭尚杏虻哪繕?biāo)函數(shù)z=3x-2y的最大值和最小值.
分析:本例含三個(gè)問題:①畫指定區(qū)域;②寫所畫區(qū)域的代數(shù)表達(dá)式——不等式組;③求以所寫不等式組為約束條件的給定目標(biāo)函數(shù)的最值
解:如圖,連結(jié)點(diǎn)A、B、C,則直線AB、BC、CA所圍成的區(qū)域?yàn)樗蟆鰽BC區(qū)域
直線AB的方程為x+2y-1=0,BC及CA的直線方程分別為x-y+2=0,2x+y-5=0
在△ABC內(nèi)取一點(diǎn)P(1,1),
分別代入x+2y-1,x-y+2,2x+y-5
得x+2y-1>0,x-y+2>0,2x+y-5<0
因此所求區(qū)域的不等式組為
x+2y-1≥0,x-y+2≥0,2x+y-5≤0
作平行于直線3x-2y=0的直線系3x-2y=t(t為參數(shù)),即平移直線y= x,觀察圖形可知:當(dāng)直線y= x- t過A(3,-1)時(shí),縱截距- t最小 此時(shí)t最大,tmax=3×3-2×(-1)=11;當(dāng)直線y= x- t經(jīng)過點(diǎn)B(-1,1)時(shí),縱截距- t最大,此時(shí)t有最小值為tmin= 3×(-1)-2×1=-5
因此,函數(shù)z=3x-2y在約束條件x+2y-1≥0,x-y+2≥0,2x+y-5≤0下的最大值為11,最小值為-5
。
第4課 不等式綜合
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
能利用不等式性質(zhì)、定理、不等式解法及證明解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題和實(shí)際問題,如最值問題、恒成立問題、最優(yōu)化問題等.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.若函數(shù) ,則 與 的大小關(guān)系是
2.函數(shù) 在區(qū)間 上恒為正,則 的取值范圍是0<a<2
3.當(dāng)點(diǎn) 在直線 上移動(dòng)時(shí), 的最小值是7
4.對(duì)于0≤m≤4的m,不等式x2+mx>4x+m-3恒成立,則x的取值范圍是x>3或x<-1
【范例導(dǎo)析】
例1、已知集合 ,函數(shù) 的定義域?yàn)镼
(1)若 ,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
(2)若方程 在 內(nèi)有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
分析:問題(1)可轉(zhuǎn)化為 在 內(nèi)有有解;從而和問題(2)是同一類型的問題,既可以直接構(gòu)造函數(shù)角度分析,亦可以采用分離參數(shù).
解:(1)若 , 在 內(nèi)有有解
令 當(dāng) 時(shí),
所以a>-4,所以a的取值范圍是
(2)方程 在 內(nèi)有解, 則 在 內(nèi)有解。
當(dāng) 時(shí),
所以 時(shí), 在 內(nèi)有解
點(diǎn)撥:本題用的是參數(shù)分離的思想.
例2.甲、乙兩地相距 ,汽車從甲地勻速行駛到乙地,速度不超過 ,已知汽車每小時(shí)的運(yùn)輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成:可變部分與速度 的平方成正比,且比例系數(shù)為 ;固定部分為 元.
(1)把全程運(yùn)輸成本 元表示為速度 的函數(shù),并指出這個(gè)函數(shù)的定義域;
(2)為了使全程運(yùn)輸成本最小,汽車應(yīng)以多大速度行駛?
分析:需由實(shí)際問題構(gòu)造函數(shù)模型,轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題求解
解:(1)依題意知汽車從甲地勻速行駛到乙地所用的時(shí)間為 ,全程運(yùn)輸成本為
.故所求函數(shù)為 ,定義域?yàn)?.
(2)由于 都為正數(shù),
故有 ,即 .
當(dāng)且僅當(dāng) ,即 時(shí)上式中等號(hào)成立.
若 時(shí),則 時(shí),全程運(yùn)輸成本 最;
當(dāng) ,易證 ,函數(shù) 單調(diào)遞減,即 時(shí), .
綜上可知,為使全程運(yùn)輸成本 最小,
在 時(shí),行駛速度應(yīng)為 ;
在 時(shí),行駛速度應(yīng)為 .
點(diǎn)撥:本題主要考查建立函數(shù)關(guān)系式、不等式性質(zhì)(公式)的應(yīng)用.也是綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)、思想和方法解決實(shí)際問題的一道優(yōu)秀試題.
【反饋練習(xí)】
1.設(shè) ,函數(shù) ,則使 的 的取值范圍是
2.如果函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,a],那么實(shí)數(shù)a的取值范圍是____ a<-1____
3.若關(guān)于 的不等式 對(duì)任意 恒成立,則實(shí)數(shù) 的取值范圍為
4已知二次函數(shù)f (x)= ,設(shè)方程f (x)=x的兩個(gè)實(shí)根為x1和x2.如果x1<2<x2<4,且函數(shù)f (x)的對(duì)稱軸為x=x0,求證:x0>—1.
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/58612.html
相關(guān)閱讀:第十二章立體幾何(高中數(shù)學(xué)競賽標(biāo)準(zhǔn)教材)