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1、
第3節(jié) 基本不等式及其應用
題型86 利用基本不等式求函數(shù)最值
1. (20xx山東文12)設正實數(shù),,滿足,則當取得最大
值時,的最大值為( ).
A. B. C. D.
1.分析 含三個參數(shù),消元,利用基本不等式及配方法求最值.
解析 ,所以
.
當且僅當,即時“=”成立,此時,
所以.
所以當時,取最大值2.故選C.
2. (20xx重慶文7) 關于的不等式的解集為,且,則 ( ).
A. B. C. D
2、.
2.分析 利用因式分解法解一元二次不等式尋求的關系式后代入求解.
解析 由得,即,
故原不等式的解集為.
由得,即,所以.故選A.
3.(20xx四川文13) 已知函數(shù)在時取得最小值,則 .
3.分析 借助基本不等式求最值的條件求解.
解析 ,當且僅當,即時等號成立,此時取得最小值.又由已知時,,所以,即.
4. (20xx天津文14) 設,, 則的最小值為 .
4.分析 分和,去掉絕對值符號,用均值不等式求解.
解析 當時,
當,
綜上所述,的最小值是
5. (20xx遼寧文21)(1)證明:當時,;
(2)若不等式對恒成立,
3、求實數(shù)的取值范圍.
5.分析 利用構造法,分別判斷與,與的大小關系;利用比較法或構造函數(shù),通過導數(shù)求解范圍.
解析 (1)證明:記,則,
當時,,在上是增函數(shù);
當時,,在上是減函數(shù).
又,,所以當時,,即.
記,則當時,,所以在上是減函數(shù),則,即.
綜上,,.
(2)解法一:因為當時,
,
所以,當時,不等式對恒成立.
下面證明,當時,不等式對不恒成立.
因為當時,
,
所以存在
滿足,
即當時,不等式對不恒成立.
綜上,實數(shù)的取值范圍是.
解法二:記,則
.
記,則.
當時,,因此.
于是在上是減函數(shù),因此,當時,,故當時,,從而在
4、上是減函數(shù),所以,即當時,不等式對恒成立.
下面證明,當時,不等式對不恒成立.
當時,,所以當時,,
因此在上是增函數(shù),故;
當時,.
又,故存在使,則當時,,所以在上是增函數(shù),所以當時,.
所以當時,不等式,對不恒成立.
綜上,實數(shù)的取值范圍是.
6.(20xx重慶文9)若的最小值是( ).
A. B. C. D.
7.(20xx江蘇14)若的內角滿足,則的最小值是 .
8.(20xx江西文13)在等差數(shù)列中,,公差為,前項和為,當且僅當時取得最大值,則的取值范圍 .
9.(20xx江蘇14)若
5、的內角滿足,則的最小值是 .
10.(20xx江西文13)在等差數(shù)列中,,公差為,前項和為,當且僅當時取得最大值,則的取值范圍 .
11.(20xx遼寧文16)對于,當非零實數(shù),滿足,且使最大時,的最小值為 .
12.(20xx福建文5)若直線過點,則的最小值等于( ).
A.2 B.3 C.4 D.5
12.解析 由已知可得,則.
因為,,所以,
故,當且僅當,即時取等號.
13.(20xx山東文14)定義運算“”:. 當
時, 的最小值為
6、 .
13.解析 由所給新定義運算,可知
.又,,所以,
當且僅當,即時,取等號. 故所求最小值為.
14.(20xx重慶文14)設,,則的最大值為 ________.
14.解析 令,則.因為,
所以.故的最大值為.
15.(20xx上海文13)設,若關于的方程組無解,則的取值范圍是 .
15.解析 解法一:即線性方程組表示兩條平行的直線,故由條件,且,所以.故填.
解法二:將方程組中的①式化簡得,代入②式整理得,
方程組無解應該滿足且,所以且,
所以由基本不等式得.故填.
評注 或.
16.(20xx山東文12)若直
7、線過點,則的最小值為 .
16.解析 由題意,,故(當且僅當,即時等號成立).
17.(20xx天津文13)若a,,,則的最小值為 .
17.解析 ,
當且僅當,即時取等號.
18.(20xx江蘇10)某公司一年購買某種貨物噸,每次購買噸,運費為萬元次,一年的總存儲費用為萬元.要使一年的總運費與總存儲費用之和最小,則的值是 .
18.解析 一年的總運費與總存儲費用之和為,
當且僅當,即時取等號.故填.
題型87 利用基本不等式證明不等式——暫無
題型 基本不等式及其應用
1.(20xx湖南文7)若實數(shù),滿足,
8、則的最小值為( ).
A. B. 2 C. 2 D. 4
1.解析 由可知. 由基本不等式可得:
. 所以,解得,
當且僅當時取等號,即的最小值為.故選C.
不等式的解法(藍色的是20xx年多的分類)
題型 不等式的解法
1.(20xx廣東文11)不等式的解集為 (用區(qū)間表示).
1.解析 由,得,即,解得,
所以不等式的解集為.故應填.
2.(20xx江蘇7)不等式的解集為 .
2.解析 由題意,根據(jù)是單調遞增函數(shù),得,
即,故不等
9、式的解集為或寫成
3.(20xx全國2文12)設函數(shù),則使得成立
的的取值范圍是( ).
A. B. C. D.
3.解析 由題意知,即為偶函數(shù).因為,
所以在上是增函數(shù),所以使成立的條件
是 .所以,解之得 .故選A.
4.(20xx山東文8)若函數(shù)是奇函數(shù),則使成立的的取值范圍為
( ).
A. B. C. D.
4.解析 因為為奇函數(shù),所以對定義域內的每一個,均有,
即.整理得,所以,
所以.令,得.所以,所以.故選C.
題型 絕對值不等式的解法
1.(20x
10、x天津文4)設,則“”是“”的( ).
A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
1.解析 由,可知“”是“”
的充分而不必要條件.故選A.
不等式的綜合
題型 不等式恒成立問題中求參數(shù)的取值范圍
題型 函數(shù)與不等式綜合
1.(20xx四川文21)已知函數(shù),其中.
(1)設為的導函數(shù),討論的單調性;
(2)求證:存在,使得恒成立,并且在區(qū)間內有唯一解.
1.解析 (1)由已知可得函數(shù)的定義域為.
,所以,
當時,,單調遞減;
當時,,單調遞增.
(2)由,解得,
11、
令.
則,,所以存在,使得.
令,其中.
由,可知函數(shù)在區(qū)間上單調遞增.
故,即.
當時,有,,
再由(1)可知,在區(qū)間上單調遞增.
當時,,所以;
當時,,所以.
又當時,,故時,.
綜上所述,存在,使得恒成立,
且在區(qū)間內有唯一解.
2.(20xx福建文21)已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的最小正周期;
(2)將函數(shù)的圖像向右平移個單位長度,再向下平移()個單位長度
后得到函數(shù)的圖像,且函數(shù)的最大值為2.
(?。┣蠛瘮?shù)的解析式;
(ⅱ)求證:存在無窮多個互不相同的正整數(shù),使得.
2.解析 (1)因為
.
所以函數(shù)的最小正周期.
(2)(i)將的圖像
12、向右平移個單位長度后得到的圖像,
再向下平移個單位長度后得到的圖像.又函數(shù)
的最大值為2,所以,解得.所以.
(ii)要證明存在無窮多個互不相同的正整數(shù),使得,就是要證明
存在無窮多個互不相同的正整數(shù),使得,即.
由知,存在,使得.
由正弦函數(shù)的性質可知,當時,均有.
因為的周期為,
所以當時,均有.
因為對任意的整數(shù),,
所以對任意的正整數(shù),都存在正整數(shù),
使得.即存在無窮多個互不相同的正整數(shù),使得.
3.(20xx福建文22)已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調遞增區(qū)間;
(2)求證:當時,;
(3)確定實數(shù)的所有可能取值,使得存在,當時,恒有.
3.解析
13、(1),.
由,得,解得.
故的單調遞增區(qū)間是.
(2)令,.則有,
當時,,所以在上單調遞減,
故當時,,即當時,.
(3)由(2)知,當時,不存在滿足題意;
當時,對于,有,則,
從而不存在滿足題意.
當時,令,,
則有.
由得,.
解得(舍),.
當時,,故在上單調遞增.
從而當時,,即.
綜上,的取值范圍是.
4.(20xx廣東文21)設為實數(shù),函數(shù).
(1)若,求的取值范圍;
(2)討論的單調性;
(3)當時,討論在區(qū)間內的零點個數(shù).
4.解析 (1),因為,所以.
當時,,顯然成立;
當時,則有,所以,所以.
綜上所述,的取值范圍是.
14、
(2),
對于,其對稱軸為,
開口向上,所以在上單調遞增;
對于,其對稱軸為,
開口向上,所以在上單調遞減.
綜上,在上單調遞增,在上單調遞減.
(3)由(2)得在上單調遞增,在上單調遞減,
所以.
(i)當時,,.
令=0,即.
因為在上單調遞減,所以.
而在上單調遞增,.
所以在上,故與在無交點.
當時,,即.
所以,所以.因為,所以.
故當時,有一個零點.
(ii)當時,,
當時, ,,
而在上單調遞增,當時,.
下面比較與的大小:
因為
,所以.
結合圖像可知當時,與有兩個交點.
綜上,當時,有一個零點;
當時,與有兩個零點.
5
15、.(20xx全國2文21)已知函數(shù).
(1)討論的單調性;
(2)當有最大值,且最大值大于時,求的取值范圍.
5.解析 (1)的定義域為,.
若,則,所以在上單調遞增.
若,則當時,;當時,,
所以在 上單調遞增, 在上單調遞減.
(2)由(1)知,當時,在上無最大值;
當時,在處取得最大值,最大值為.
因此等價于.
令,則在上單調遞增,又.
于是,當時,;當時,.
因此,的取值范圍是.
6.(20xx湖南文21)函數(shù),記為的從小到大的第
個極值點.
(1)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;
(2)若對一切恒成立,求的取值范圍.
6.解析 (1).
令,由,得,即,
16、
若,即,則;
若,即,則.
因此,在區(qū)間與上,的符號總相反,
于是當時,取得極值,所以,
此時,,易知,
而是常數(shù),
故數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列.
(2)對一切恒成立,即恒成立,
亦即恒成立(因為),
設,則,令得,
當時,,所以在區(qū)間上單調遞減;
當時,,所以在區(qū)間上單調遞增;
因為,且當時,,
所以,
因此恒成立,當且僅當,解得,
故實數(shù)的取值范圍是.
7.(20xx天津文20)已知函數(shù)其中,且.
(1)求的單調性;
(2)設曲線與軸正半軸的交點為,曲線在點處的切線方程為,求證:對于任意的正實數(shù),都有;
(3)若方程(為實數(shù))有兩個正實數(shù)根
17、,,且,求證:
.
7.解析 (1)由,可得,
當 ,即時,函數(shù) 單調遞增;
當,即時,函數(shù)單調遞減.
所以函數(shù)的單調遞增區(qū)間是,單調遞減區(qū)間是.
(2)設 ,則 ,且,得,
曲線 在點處的切線方程為 ,即,
令 即 則.
由于在 單調遞減,故在 單調遞減,
又因為,所以當時,,所以當時,,所以在單調遞增,在單調遞減,
所以對任意的實數(shù), ,對于任意的正實數(shù),都有.
(3)由(2)知,設方程的根為,
可得,因為在上單調遞減,
又由(2)知,所以 .
設曲線在原點處的切線為,可得,
對任意的,有,即.
設方程 的根為,可得,
因為在單調遞增,且,
因此,所
18、以.
8.(20xx浙江文20)設函數(shù).
(1)當時,求函數(shù)在上的最小值的表達式;
(2)已知函數(shù)在上存在零點,,求的取值范圍.
8.解析 (1) ,對稱軸.
當,即時,;
當,即時,;
當,即時, .
綜上所述,.
(2)假設在上的零點,則,
所以,對稱軸直線.
當,即時,,綜合,得;
當,即時,,綜合,得;
當,即時,,
綜合,得;
當,即時,,
綜合,得.
綜上所述,
9.(20xx湖北文21)設函數(shù),的定義域均為,且是奇函數(shù),是
偶函數(shù),,其中為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)求,的解析式,并證明:當時,,;
(2)設,,證明:當時,.
9.解析
19、 (1)由,的奇偶性及條件 ①
得 ②
聯(lián)立式①式②解得,.
當時,,,故. ③
又由基本不等式,有,即. ④
(2)由(1)得 , ⑤
, ⑥
當時,等價于, ⑦
等價于 ⑧
設函數(shù) ,由式⑤式⑥,
有
當時,
(1
20、)若,由式③式④,得,故在上為增函數(shù),
從而,即,故式⑦成立.
(2)若,由③④,得,故在上為減函數(shù),
從而,即,故式⑧成立.
綜合式⑦式⑧,得.
10.(20xx陜西文21)設,,,.
(1)求.
(2)證明:在內有且僅有一個零點(記為),且.
10.解析 (1)由題設,
所以,
所以,
由錯位相減法求得:
,
所以;
(2)因為,,所以在內
至少存在一個零點,又,所以在內單調遞增,
因此,在內有且只有一個零點,由于,
所以,由此可得,
故,所以.
11.(20xx全國1文21)設函數(shù).
(1)討論的導函數(shù)零點的個數(shù);
(2)求證:當時,.
11.解析 (1),.
顯然當時,恒成立,無零點.
當時,取,
則,即單調遞增.
令,即.
畫出與的圖像,如圖所示.
由圖可知,必有零點,
所以導函數(shù)存在唯一零點.
(2)由(1)可知有唯一零點,設零點為,
由圖可知,則當時,,即單調遞減;
當時,,即單調遞增.
所以在處取得極小值,即.
又,解得.①
①兩邊分別取自然對數(shù),得,即.
所以
(當且僅當,即時取等號).
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