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1、難點19 解不等式
不等式在生產(chǎn)實踐和相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)中應(yīng)用廣泛,又是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的重要工具,所以不等式是高考數(shù)學(xué)命題的重點,解不等式的應(yīng)用非常廣泛,如求函數(shù)的定義域、值域,求參數(shù)的取值范圍等,高考試題中對于解不等式要求較高,往往與函數(shù)概念,特別是二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等有關(guān)概念和性質(zhì)密切聯(lián)系,應(yīng)重視;從歷年高考題目看,關(guān)于解不等式的內(nèi)容年年都有,有的是直接考查解不等式,有的則是間接考查解不等式.
●難點磁場
(★★★★)解關(guān)于x的不等式>1(a≠1).
●案例探究
[例1]已知f(x)是定義在[-1,1]上的奇函數(shù),且f(1)=1,若m、n∈[-1,1],m+n≠0時>0.
2、
(1)用定義證明f(x)在[-1,1]上是增函數(shù);
(2)解不等式:f(x+)<f();
(3)若f(x)≤t2-2at+1對所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,求實數(shù)t的取值范圍.
命題意圖:本題是一道函數(shù)與不等式相結(jié)合的題目,考查學(xué)生的分析能力與化歸能力,屬★★★★★級題目.
知識依托:本題主要涉及函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性,而單調(diào)性貫穿始終,把所求問題分解轉(zhuǎn)化,是函數(shù)中的熱點問題;問題的要求的都是變量的取值范圍,不等式的思想起到了關(guān)鍵作用.
錯解分析:(2)問中利用單調(diào)性轉(zhuǎn)化為不等式時,x+∈[-1,1],∈[-1,1]必不可少,這恰好是容易忽略的地方.
技巧與方法:(
3、1)問單調(diào)性的證明,利用奇偶性靈活變通使用已知條件不等式是關(guān)鍵,(3)問利用單調(diào)性把f(x)轉(zhuǎn)化成“1”是點睛之筆.
(1)證明:任取x1<x2,且x1,x2∈[-1,1],則f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=·(x1-x2)
∵-1≤x1<x2≤1,
∴x1+(-x2)≠0,由已知>0,又 x1-x2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在[-1,1]上為增函數(shù).
(2)解:∵f(x)在[-1,1]上為增函數(shù),
∴ 解得:{x|-≤x<-1,x∈R}
(3)解:由(1)可知f(x)在[-1,1]上為增函數(shù),且f(1)=1,故對x∈[-1,1],恒有f
4、(x)≤1,所以要f(x)≤t2-2at+1對所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,即要t2-2at+1≥1成立,故t2-2at≥0,記g(a)=t2-2at,對a∈[-1,1],g(a)≥0,只需g(a)在[-1,1]上的最小值大于等于0,g(-1)≥0,g(1)≥0,解得,t≤-2或t=0或t≥2.∴t的取值范圍是:{t|t≤-2或t=0或t≥2}.
[例2]設(shè)不等式x2-2ax+a+2≤0的解集為M,如果M[1,4],求實數(shù)a的取值
范圍.
命題意圖:考查二次不等式的解與系數(shù)的關(guān)系及集合與集合之間的關(guān)系,屬★★★★級題目.
知識依托:本題主要涉及一元二次不等式根與系數(shù)的關(guān)
5、系及集合與集合之間的關(guān)系,以及分類討論的數(shù)學(xué)思想.
錯解分析:M=是符合題設(shè)條件的情況之一,出發(fā)點是集合之間的關(guān)系考慮是否全面,易遺漏;構(gòu)造關(guān)于a的不等式要全面、合理,易出錯.
技巧與方法:該題實質(zhì)上是二次函數(shù)的區(qū)間根問題,充分考慮二次方程、二次不等式、二次函數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系是關(guān)鍵所在;數(shù)形結(jié)合的思想使題目更加明朗.
解:M[1,4]有n種情況:其一是M=,此時Δ<0;其二是M≠,此時Δ>0,分三種情況計算a的取值范圍.
設(shè)f(x)=x2 -2ax+a+2,有Δ=(-2a)2-(4a+2)=4(a2-a-2)
(1)當(dāng)Δ<0時,-1<a<2,M=[1,4]
(2)當(dāng)Δ=0時,a=-
6、1或2.當(dāng)a=-1時M={-1}[1,4];當(dāng)a=2時,m={2}[1,4].
(3)當(dāng)Δ>0時,a<-1或a>2.設(shè)方程f(x)=0的兩根x1,x2,且x1<x2,那么M=[x1,x2],M[1,4]1≤x1<x2≤4
即,解得:2<a<,
∴M[1,4]時,a的取值范圍是(-1,).
●錦囊妙計
解不等式對學(xué)生的運算化簡等價轉(zhuǎn)化能力有較高的要求,隨著高考命題原則向能力立意的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,對解不等式的考查將會更是熱點,解不等式需要注意下面幾個問題:
(1)熟練掌握一元一次不等式(組)、一元二次不等式(組)的解法.
(2)掌握用序軸標(biāo)根法解高次不等式和分式不等式,特別要注意因式的
7、處理方法.
(3)掌握無理不等式的三種類型的等價形式,指數(shù)和對數(shù)不等式的幾種基本類型的解法.
(4)掌握含絕對值不等式的幾種基本類型的解法.
(5)在解不等式的過程中,要充分運用自己的分析能力,把原不等式等價地轉(zhuǎn)化為易解的不等式.
(6)對于含字母的不等式,要能按照正確的分類標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行分類討論.
●殲滅難點訓(xùn)練
一、選擇題
1.(★★★★★)設(shè)函數(shù)f(x)=,已知f(a)>1,則a的取值范圍是( )
A.(-∞,-2)∪(-,+∞) B.(-,)
C.(-∞,-2)∪(-,1) D.(-2,-)∪(1,+∞)
二、填空題
2.(★★★★★)已知f(
8、x)、g(x)都是奇函數(shù),f(x)>0的解集是(a2,b),g(x)>0的解集是(,),則f(x)·g(x)>0的解集是__________.
3.(★★★★★)已知關(guān)于x的方程sin2x+2cosx+a=0有解,則a的取值范圍是__________.
三、解答題
4.(★★★★★)已知適合不等式|x2-4x+p|+|x-3|≤5的x的最大值為3.
(1)求p的值;
(2)若f(x)=,解關(guān)于x的不等式f--1(x)>(k∈R+)
5.(★★★★★)設(shè)f(x)=ax2+bx+c,若f(1)=,問是否存在a、b、c∈R,使得不等式:x2+≤f(x)≤2x2+2x+對一切實數(shù)x都成立,
9、證明你的結(jié)論.
6.(★★★★★)已知函數(shù)f(x)=x2+px+q,對于任意θ∈R,有f(sinθ)≤0,且f(sinθ+2)≥2.
(1)求p、q之間的關(guān)系式;
(2)求p的取值范圍;
(3)如果f(sinθ+2)的最大值是14,求p的值.并求此時f(sinθ)的最小值.
7.(★★★★)解不等式loga(x-)>1
8.(★★★★★)設(shè)函數(shù)f(x)=ax滿足條件:當(dāng)x∈(-∞,0)時,f(x)>1;當(dāng)x∈(0,1時,不等式f(3mx-1)>f(1+mx-x2)>f(m+2)恒成立,求實數(shù)m的取值范圍.
參考答案
難點磁場
解:原不等式可化為:>0,
即[(a-1)x
10、+(2-a)](x-2)>0.
當(dāng)a>1時,原不等式與(x-)(x-2)>0同解.
若≥2,即0≤a<1時,原不等式無解;若<2,即a<0或a>1,于是a>1時原不等式的解為(-∞,)∪(2,+∞).
當(dāng)a<1時,若a<0,解集為(,2);若0<a<1,解集為(2,)
綜上所述:當(dāng)a>1時解集為(-∞,)∪(2,+∞);當(dāng)0<a<1時,解集為(2,);當(dāng)a=0時,解集為;當(dāng)a<0時,解集為(,2).
殲滅難點訓(xùn)練
一、1.解析:由f(x)及f(a)>1可得:
① 或 ② 或 ③
解①得a<-2,解②得-<a<1,解③得x∈
∴a的取值范圍是(-∞,-2)∪
11、(-,1)
答案:C
二、
2.解析:由已知b>a2∵f(x),g(x)均為奇函數(shù),∴f(x)<0的解集是(-b,-a2),g(x)<0的解集是(-).由f(x)·g(x)>0可得:
∴x∈(a2,)∪(-,-a2)
答案:(a2,)∪(-,-a2)
3.解析:原方程可化為cos2x-2cosx-a-1=0,令t=cosx,得t2-2t-a-1=0,原問題轉(zhuǎn)化為方程t2-2t-a-1=0在[-1,1]上至少有一個實根.令f(t)=t2-2t-a-1,對稱軸t=1,畫圖象分析可得解得a∈[-2,2].
答案:[-2,2]
三、
4.解:(1)∵適合不等式|x2-4x+p|
12、+|x-3|≤5的x的最大值為3,
∴x-3≤0,∴|x-3|=3-x.
若|x2-4x+p|=-x2+4x-p,則原不等式為x2-3x+p+2≥0,其解集不可能為{x|x≤3}的子集,∴|x2-4x+p|=x2-4x+p.
∴原不等式為x2-4x+p+3-x≤0,即x2-5x+p-2≤0,令x2-5x+p-2=(x-3)(x-m),可得m=2,p=8.
(2)f(x)=,∴f--1(x)=log8 (-1<x<1,
∴有l(wèi)og8>log8,∴l(xiāng)og8(1-x)<log8k,∴1-x<k,∴x>1-k.
∵-1<x<1,k∈R+,∴當(dāng)0<k<2時,原不等式解集為{x|1-k<x<1
13、};當(dāng)k≥2時,原不等式的解集為{x|-1<x<1.
5.解:由f(1)=得a+b+c=,令x2+=2x2+2x+x=-1,由f(x)≤2x2+2x+推得
f(-1)≤.
由f(x)≥x2+推得f(-1)≥,∴f(-1)=,∴a-b+c=,故
2(a+c)=5,a+c=且b=1,∴f(x)=ax2+x+(-a).
依題意:ax2+x+(-a)≥x2+對一切x∈R成立,
∴a≠1且Δ=1-4(a-1)(2-a)≤0,得(2a-3)2≤0,
∴f(x)=x2+x+1
易驗證:x2+x+1≤2x2+2x+對x∈R都成立.
∴存在實數(shù)a=,b=1,c=1,使得不等式:x2+≤f(x)
14、≤2x2+2x+對一切x∈R都成立.
6.解:(1)∵-1≤sinθ≤1,1≤sinθ+2≤3,即當(dāng)x∈[-1,1]時,f(x)≤0,當(dāng)x∈[1,3]時,f(x)≥0,∴當(dāng)x=1時f(x)=0.∴1+p+q=0,∴q=-(1+p)
(2)f(x)=x2+px-(1+p),
當(dāng)sinθ=-1時f(-1)≤0,∴1-p-1-p≤0,∴p≥0
(3)注意到f(x)在[1,3]上遞增,∴x=3時f(x)有最大值.即9+3p+q=14,9+3p-1-p=14,∴p=3.
此時,f(x)=x2+3x-4,即求x∈[-1,1]時f(x)的最小值.又f(x)=(x+)2-,顯然此函數(shù)在[-1,1]上
15、遞增.
∴當(dāng)x=-1時f(x)有最小值f(-1)=1-3-4=-6.
7.解:(1)當(dāng)a>1時,原不等式等價于不等式組
①
②
由此得1-a>.因為1-a<0,所以x<0,∴<x<0.
(2)當(dāng)0<a<1時,原不等式等價于不等式組:
由 ①得x>1或x<0,由②得0 <x<,∴1<x<.
綜上,當(dāng)a>1時,不等式的解集是{x|<x<0,當(dāng)0<a<1時,不等式的解集為{x|1<x<}.
8.解:由已知得0<a<1,由f(3mx-1)>f(1+mx-x2)>f(m+2),x∈(0,1恒成立.
在x∈(0,1恒成立.
整理,當(dāng)x∈(0,1)時,恒成立,即當(dāng)x∈(0,1時,恒成立,且x=1時,恒成立,
∵在x∈(0,1上為減函數(shù),∴<-1,
∴m<恒成立m<0.
又∵,在x∈(0,1上是減函數(shù),
∴<-1.
∴m>恒成立m>-1當(dāng)x∈(0,1)時,恒成立m∈(-1,0)①
當(dāng)x=1時,,即是∴m<0 ②
∴①、②兩式求交集m∈(-1,0),使x∈(0,1時,f(3mx-1)>f(1+mx-x2)>f(m+2)恒成立,m的取值范圍是(-1,0)