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1、第4講 不等式
函數(shù)與不等式
考向1 不等式的解法
1.一元二次不等式的解法
先化為一般形式ax2+bx+c>0(a≠0),再求相應一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根,最后根據(jù)相應二次函數(shù)圖象與x軸的位置關系,確定一元二次不等式的解集.
2.簡單分式不等式的解法
(1)>0(<0)?f(x)g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)?f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
2.利用基本不等式求最大值、最小值的基本法則
(1)如果x>0,y>0,xy=p(定值),當x=y(tǒng)時,x+y有最小值2(簡記為:積定,和有最小值).
(2)如果x>0,y>0,x
2、+y=s(定值),當x=y(tǒng)時,xy有最大值s2(簡記為:和定,積有最大值).
(1)若直線+=1(a>0,b>0)過點(1,2),則2a+b的最小值為________.
(2)若a,b∈R,ab>0,則的最小值為________.
【答案】 (1)8 (2)4
【解析】 (1)因為直線+=1(a>0,b>0)過點(1,2),所以+=1,因為a>0,b>0,所以2a+b=(2a+b)=4++≥4+2=8,當且僅當=,即a=2,b=4時等號成立,所以2a+b的最小值為8.
(2)=++,由基本不等式得,++≥2+=4ab+≥4,當且僅當=,4ab=同時成立時等號成立.
利用基本
3、不等式求最值應關注的三點
(1)利用基本不等式必須注意“一正二定三相等”的原則.
(2)基本不等式在解題時一般不能直接應用,而是需要根據(jù)已知條件和基本不等式的“需求”尋找“結(jié)合點”,即把研究對象化成適用基本不等式的形式.常見的轉(zhuǎn)化方法有:
①x+=x-a++a(x>a).
②若+=1,則mx+ny=(mx+ny)·1
=(mx+ny)·≥ma+nb+2(字母均為正數(shù)).
(3)若兩次連用基本不等式,要注意等號的取得條件的一致性,否則會出錯.
【對點訓練】
1.設x>0,則函數(shù)y=x+-的最小值為( )
A.0 B.
C.1 D.
【答案】A
【
4、解析】:選A.y=x+-=+-2≥2-2=0.
當且僅當x+=,即x=時等號成立.
所以函數(shù)的最小值為0.故選A.
2.已知a>0,b>0,若不等式--≤0恒成立,則m的最大值為( )
A.4 B.16
C.9 D.3
【答案】B
【解析】:選B.因為a>0,b>0,所以由--≤0恒成立得m≤(3a+b)=10++恒成立.因為+≥2=6,當且僅當a=b時等號成立,故10++≥16,所以m≤16,即m的最大值為16.故選B.
線性規(guī)劃
1.解決線性規(guī)劃問題的一般步驟
(1)作圖——畫出約束條件所確定的平面區(qū)域和目標函數(shù)所表示的平面直線系中的任意一條直線l.
5、(2)平移——將l平行移動,以確定最優(yōu)解所對應的點的位置.有時需要對目標函數(shù)l和可行域邊界的斜率的大小進行比較.
(3)求值——解有關方程組求出最優(yōu)解的坐標,再代入目標函數(shù),求出目標函數(shù)的最值.
2.目標函數(shù)的三種類型
(1)直線型:z=ax+by+c.
(2)斜率型:z=.
(3)距離型:z=(x-x0)2+(y-y0)2.
(1)(2017·高考全國卷Ⅰ)設x,y滿足約束條件則z=x+y的最大值為( )
A.0 B.1
C.2 D.3
(2)(2018·成都第一次檢測)若實數(shù)x,y滿足約束條件,則的最小值為________.
(3)(2019·太
6、原模擬)已知實數(shù)x,y滿足條件,則z=x2+y2的取值范圍為________.
【答案】 (1)D (2)- (3)[,13]
【解析】 (1)不等式組表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示,平移直線y=-x,當直線經(jīng)過點A(3,0)時,z=x+y取得最大值,此時zmax=3+0=3.故選D.
(2)
作出不等式組表示的平面區(qū)域,如圖中陰影部分所示,因為表示平面區(qū)域內(nèi)的點與定點P(0,1)連線的斜率.由圖知,點P與點A(1,-)連線的斜率最小,
所以()min=kPA==-.
(3)不等式組表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示,由此得z=x2+y2的最小值為點O到直線BC:2x-y
7、+2=0的距離的平方,zmin=,最大值為點O與點A(-2,3)的距離的平方,zmax=|OA|2=13.
解決線性規(guī)劃問題應關注的三點
(1)首先要找到可行域,再注意目標函數(shù)所表示的幾何意義,找到目標函數(shù)達到最值時可行域的頂點(或邊界上的點),但要注意作圖一定要準確,整點問題要驗證解決.
(2)畫可行域時應注意區(qū)域是否包含邊界.
(3)對目標函數(shù)z=Ax+By中B的符號,一定要注意B的正負與z的最值的對應,要結(jié)合圖形分析.
【對點訓練】
1.設x,y滿足約束條件,則z=x-y的取值范圍是( )
A.[-3,0] B.[-3,2]
C.[0,2] D.[0,3
8、]
【答案】B.
【解析】不等式組表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示,作出直線l0:y=x,平移直線l0,當直線z=x-y過點A(2,0)時,z取得最大值2,當直線z=x-y過點B(0,3)時,z取得最小值-3,所以z=x-y的取值范圍是[-3,2],故選B.
2.(2018·惠州第三次調(diào)研)已知實數(shù)x,y滿足:,若z=x+2y的最小值為-4,則實數(shù)a=( )
A.1 B.2
C.4 D.8
【答案】B.
【解析】作出不等式組表示的平面區(qū)域,如圖中陰影部分所示,當直線z=x+2y經(jīng)過點C(-a,)時,z取得最小值-4,所以-a+2·=-4,解得a=2,選B.
3.某
9、高科技企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品A和產(chǎn)品B需要甲、乙兩種新型材料.生產(chǎn)一件產(chǎn)品A需要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5個工時;生產(chǎn)一件產(chǎn)品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3個工時.生產(chǎn)一件產(chǎn)品A的利潤為2 100元,生產(chǎn)一件產(chǎn)品B的利潤為900元.該企業(yè)現(xiàn)有甲材料150 kg,乙材料90 kg,則在不超過600個工時的條件下,生產(chǎn)產(chǎn)品A、產(chǎn)品B的利潤之和的最大值為__________元.
【答案】:216 000
課時作業(yè)
[基礎達標]
1.已知關于x的不等式(ax-1)(x+1)<0的解集是(-∞,-1)∪,則a=( )
A.2 B.-2
C.-
10、 D.
【答案】B.
【解析】根據(jù)不等式與對應方程的關系知-1,-是一元二次方程ax2+x(a-1)-1=0的兩個根,所以-1×=-,所以a=-2,故選B.
2.對于任意實數(shù)a,b,c,d,有以下四個命題:
①若ac2>bc2,且c≠0,則a>b;
②若a>b,c>d,則a+c>b+d;
③若a>b,c>d,則ac>bd;
④若a>b,則>.
其中正確的有( )
A.1個 B.2個
C.3個 D.4個
【答案】B
【解析】:選B.①ac2>bc2,且c≠0,則a>b,①正確;②由不等式的同向可加性可知②正確;③需滿足a,b,c,d均為正數(shù)才成立;④錯誤,比如:令a
11、=-1,b=-2,滿足-1>-2,但<.故選B.
3.設x、y滿足約束條件則z=2x+y的最小值是( )
A.-15 B.-9
C.1 D.9
【答案】A
【解析】法一:作出不等式組對應的可行域,如圖中陰影部分所示.易求得可行域的頂點A(0,1),B(-6,-3),C(6,-3),當直線z=2x+y過點B(-6,-3)時,z取得最小值,zmin=2×(-6)-3=-15,選擇A.
6.(2017·高考天津卷)電視臺播放甲、乙兩套連續(xù)劇,每次播放連續(xù)劇時,需要播放廣告.已知每次播放甲、乙兩套連續(xù)劇時,連續(xù)劇播放時長、廣告播放時長、收視人次如下表所示:
連續(xù)劇播放
時長
12、(分鐘)
廣告播放
時長(分鐘)
收視
人次(萬)
甲
70
5
60
乙
60
5
25
已知電視臺每周安排的甲、乙連續(xù)劇的總播放時間不多于600分鐘,廣告的總播放時間不少于30分鐘,且甲連續(xù)劇播放的次數(shù)不多于乙連續(xù)劇播放次數(shù)的2倍.分別用x,y表示每周計劃播出的甲、乙兩套連續(xù)劇的次數(shù).
(1)用x,y列出滿足題目條件的數(shù)學關系式,并畫出相應的平面區(qū)域;
(2)問電視臺每周播出甲、乙兩套連續(xù)劇各多少次,才能使總收視人次最多?
【解析】:(1)由已知,x,y滿足的數(shù)學關系式為
即
該二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域為圖1中的陰影部分.
解方程組得點M的坐標為(6,3).
所以,電視臺每周播出甲連續(xù)劇6次、乙連續(xù)劇3次時才能使總收視人次最多.
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