2012高考數(shù)學?贾R點:不等式一、 簡單的線性規(guī)劃問題

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網(wǎng)
【讀者按】簡單的線性規(guī)劃問題是高考的熱點之一,是歷年高考的必考內(nèi)容,主要以填空題的形式考查最優(yōu)解的最值類問題的求解,高考的命題主要圍繞以下幾個方面:

(1) 常規(guī)的線性規(guī)劃問題,即求在線性約束條件下的最值問題;

(2) 與函數(shù)、平面向量等知識結合的最值類問題;

(3) 求在非線性約束條件下的最值問題;

(4) 考查線性規(guī)劃問題在解決實際生活、生產(chǎn)實際中的應用.而其中的第(2)(3)(4)點往往是命題的創(chuàng)新點。

【例1】 設函數(shù)f(θ)=?3?sin?θ+??cos?θ,其中,角θ的頂點與坐標原點重合,始邊與x軸非負半軸重合,終邊經(jīng)過點?P(x,y)?,且0≤θ≤?π?。

(1) 若點P的坐標為12,32,求f(θ)的值;

(2) 若點P(x,y)為平面區(qū)域Ω:x+y≥1,x≤1,y≤1。 上的一個動點,試確定角θ的取值范圍,并求函數(shù)f(θ)的最小值和最大值。

分析 第(1)問只需要運用三角函數(shù)的定義即可;第(2)問中只要先畫出平面區(qū)域Ω,再根據(jù)抽畫出的平面區(qū)域確定角θ的取值范圍,進而轉(zhuǎn)化為求f(θ)=a?sin?θ+b?cos?θ型函數(shù)的最值。

解 (1) 由點P的坐標和三角函數(shù)的定義可得?sin?θ=32,?cos?θ=12。

于是f(θ)=3?sin?θ+??cos?θ=?3×32+12=2。

(2) 作出平面區(qū)域Ω (即三角形區(qū)域ABC)如圖所示,其中A(1,0),B(1,1),?C(0,1)?.于是0≤θ≤?π?2,

又f(θ)=3?sin?θ+?cos?θ=2?sin?θ+?π?6,

且?π?6≤θ+??π?6≤?2?π?3,

故當θ+?π?6=?π?2,即θ=?π?3時,f(θ)取得最大值,且最大值等于2;

當θ+?π?6=?π?6,即θ=0時,f(θ)取得最小值,且最小值等于1。

點評 本題中的最大的亮點在于以解答題的形式將線性規(guī)劃中的基礎內(nèi)容平面區(qū)域與三角函數(shù)的求值進行了的有機綜合,過去歷年高考對線性規(guī)劃考查中并不多見。

二、 基本不等式

基本不等式是不等式的重要內(nèi)容,也是歷年高考重點考查的知識之一。它的應用幾乎涉及數(shù)學的所有的章節(jié),高考命題的重點是大小判斷、求最值、求范圍等.大多為填空題,試題的難度不大,近幾年的高考試題中也出現(xiàn)了不少考查基本不等式的實際應用問題。

【例2】 心理學家研究某位學生的學習情況發(fā)現(xiàn):若這位學生剛學完的知識存留量為1,則x 天后的存留量y?1=4x+4;若在t(t>0)天時進行第一次復習,則此時這似乎存留量比未復習情況下增加一倍(復習的時間忽略不計),其后存留量y?2隨時間變化的曲線恰好為直線的一部分,其斜率為a(t+4)?2(?a

(1) 若a=-1,t=5,求“二次復習最佳時機點”;

(2) 若出現(xiàn)了“二次復習最佳時機點”,求a的取值范圍。

分析 關鍵是分析圖像和理解題目所表示的含義,建立函數(shù)關系,再用基本不等式求最值。

解 設第一次復習后的存留量與不復習的存留量之差為y,

由題意知,y?2=a(t+4)?2(?x-?t)+8t+4(?t>?4),

所以y=y?2-y?1=a(t+4)?2(x-t)+8t+4-4x+4(t>4)。

當a=-1,t=5時,

y=-1(5+4)?2(x-5)+85+4-4x+4

=-(x+4)81-4x+4+?1≤?-2481+1=59,

當且僅當x=14 時取等號,所以“二次復習最佳時機點”為第14天.

(2) y=a(t+4)?2(x-t)+8t+4-4x+4?=--a(x+4)(t+4)?2-?4x+4+8t+4-a(t+4)(t+4)?2?≤-2-4a(t+4)?2+?8-at+4,當且僅當-a(x+4)(t+4)?2?=4x+4?即x=2-a(t+4)-4 時取等號,

由題意2-a(t+4)-4>t,所以-4

點評 基本不等式在每年的高考中幾乎是從不缺席的,關鍵是要注意運用基本不等式的條件:一正、二定、三相等。

三、 不等式的求解

【例3】 對于問題:“已知關于x的不等式ax?2+bx+c>0的解集為(-1,2),解關于x的不等式ax?2-bx+c>0”,給出如下一種解法:

參考上述解法,若關于x的不等式kx+a+x+bx+c<0的解集為-1,-13∪12,1,則關于x的不等式kxax+1+bx+1cx+1<0的解集為? ? 。

分析 觀察發(fā)現(xiàn)ax?2+?bx+?c>0將x換成?-x得??a(-x)?2+?b(-x)+c>0,則解集也相應變化,-x∈(-1,2),則?x∈?(-2,1),不等式kx+a+x+bx+c<0將x換成1x得不等式kxax+1+bx+1cx+1<0,故1x∈-1,-13∪12,1,分析可得答案。

解 由ax?2+bx+c>0的解集為(-1,2),得a(-x)?2+b(-x)+c>0的解集為(?-2?,1),即關于x的不等式ax?2-bx+c>0的解集為(-2,1)。

若關于x的不等式kx+a+x+bx+c<0的解集為-1,?-13?∪12,1

則關于x的不等式kxax+1+bx+1cx+1<0的可看成kx+a+x+bx+c<0中的x用1x代入可得,則有1x∈?-1?,-13∪12,1從而解得x∈(-3,?-1?)∪(1,2),故答案為(-3,-1)∪(1,2)。

點評 本題考查了類比推理,一元二次不等式以及分式不等式的求解,通過已知條件發(fā)現(xiàn)規(guī)律,屬于探究類創(chuàng)新題。

綜上所述,不等式之所以成為高考中經(jīng)久不息考試熱點,而且創(chuàng)意不斷常考常新.除了不等式的知識本身在中學數(shù)學中具有豐富的內(nèi)涵和突出的地位外,與它和高等數(shù)學、現(xiàn)實生活有著緊密的關系也是重要的原因之一.在高考命題中,追尋不等式與其他重點知識的新穎巧妙的組合以及與高等數(shù)學的相互聯(lián)系,挖掘不等式在現(xiàn)實生活和科學研究中的廣泛應用,把對數(shù)學思想方法和數(shù)學應用意識以及在全新的情景中對學生數(shù)學素養(yǎng)等的考查賦于不等式的考查之中,往往是高考對不等式考查的一個創(chuàng)新點。

牛刀小試

1。若a>0,b>0,且函數(shù)f(x)=4x?3-ax?2-2bx+2在x=1處有極值,則ab的最大值等于.??

2. 關于x的不等式x?2-(a+1)x+a<0的所有整數(shù)解之和為27,則實數(shù)a的取值范圍是.

【參考答案】

1。f′(x)=12x?2-2ax-2b,∵f(x)在?x=?1處有極值,

∴f′(1)=0,即12-2a-?2b=?0,化簡得?a+?b=6,

∵a>0,b>0,∴ab≤a+b2?2=9,當且僅當?a=??b=?3時,ab有最大值,最大值為9。

2. 由x?2-(a+1)x+a<0得(x-1)(x-a)<0,由題意可知a≤1不可能,否則不能滿足不等式x?2-(a+1)x+a<0的所有整數(shù)解之和為27,所以a>1,由(x-1)(x-a)<0解得?1

沖刺:跳出單選陷阱題

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