(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選修部分 不等式選講學(xué)案 理
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1、 不等式選講 第一節(jié) 絕對(duì)值不等式 本節(jié)主要包括2個(gè)知識(shí)點(diǎn): 1.絕對(duì)值不等式的解法;2.絕對(duì)值三角不等式. 突破點(diǎn)(一) 絕對(duì)值不等式的解法 (1)含絕對(duì)值的不等式|x|a的解集 不等式 a>0 a=0 a<0 |x|a R (2)|ax+b|≤c,|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法 ①|(zhì)ax+b|≤c?-c≤ax+b≤c; ②|ax+b|≥c?ax+b≥c或ax+b≤-c. (3)|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法 ①利
2、用絕對(duì)值不等式的幾何意義求解.
②利用零點(diǎn)分段法求解.
③構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖象求解.
1.判斷題
(1)不等式|x|
3、式|2x-1|>3的解集為________.
解析:由|2x-1|>3得,
2x-1<-3或2x-1>3,即x<-1或x>2.
答案:{x|x<-1或x>2}
(3)若關(guān)于x的不等式|ax-2|<3的解集為,則a=________.
解析:依題意,知a≠0.|ax-2|<3?-3 4、≤x<2.
又當(dāng)x≥2時(shí),f(x)=3>1恒成立.
所以不等式的解集為{x|x≥1}.
答案:{x|x≥1}
絕對(duì)值不等式的解法
[典例] 解下列不等式:
(1)|2x+1|-2|x-1|>0.
(2)|x+3|-|2x-1|<+1.
[解] (1)法一:原不等式可化為|2x+1|>2|x-1|,兩邊平方得4x2+4x+1>4(x2-2x+1),解得x>,所以原不等式的解集為.
法二:原不等式等價(jià)于
或或
解得x>,所以原不等式的解集為.
(2)①當(dāng)x<-3時(shí),原不等式化為-(x+3)-(1-2x)<+1,解得x<10,∴x<-3.
②當(dāng)-3≤ 5、x<時(shí),原不等式化為(x+3)-(1-2x)<+1,解得x<-,∴-3≤x<-.
③當(dāng)x≥時(shí),原不等式化為(x+3)+(1-2x)<+1,
解得x>2,∴x>2.
綜上可知,原不等式的解集為.
[方法技巧]
絕對(duì)值不等式的常用解法
(1)基本性質(zhì)法
對(duì)a∈R+,|x|a?x<-a或x>a.
(2)平方法
兩邊平方去掉絕對(duì)值符號(hào).
(3)零點(diǎn)分區(qū)間法
含有兩個(gè)或兩個(gè)以上絕對(duì)值符號(hào)的不等式,可用零點(diǎn)分區(qū)間法去掉絕對(duì)值符號(hào),將其轉(zhuǎn)化為與之等價(jià)的不含絕對(duì)值符號(hào)的不等式(組)求解.
1.求不等式|x-1|-|x-5|<2的解集.
解: 6、不等式|x-1|-|x-5|<2等價(jià)于
或
或
即或或故原不等式的解集為{x|x<1}∪{x|1≤x<4}∪?={x|x<4}.
2.解不等式x+|2x+3|≥2.
解:原不等式可化為或
解得x≤-5或x≥-.
所以原不等式的解集是.
3.已知函數(shù)f(x)=|x-1|+|x+a|,g(x)=|x-2|+1.
(1)當(dāng)a=2時(shí),解不等式f(x)≥5;
(2)若對(duì)任意x1∈R,都存在x2∈R,使得g(x2)=f(x1)成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=|x-1|+|x+2|=∴f(x)≥5?或或
解得x≥2或x≤-3,∴不等式f(x)≥5的解 7、集為(-∞,-3]∪[2,+∞).
(2)∵對(duì)任意x1∈R,都存在x2∈R,使得g(x2)=f(x1)成立,∴{y|y=f(x)}?{y|y=g(x)}.
∵f(x)=|x-1|+|x+a|≥|(x-1)-(x+a)|=|a+1|(當(dāng)且僅當(dāng)(x-1)(x+a)≤0時(shí)等號(hào)成立),g(x)=|x-2|+1≥1,∴|a+1|≥1,
∴a+1≥1或a+1≤-1,
∴a≥0或a≤-2,∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為(-∞,-2]∪[0,+∞).
4.(2018·湖北黃石調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=|x-1|+|x+3|.
(1)解不等式f(x)≥8;
(2)若不等式f(x) 8、實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)f(x)=|x-1|+|x+3|=
當(dāng)x<-3時(shí),由-2x-2≥8,解得x≤-5;
當(dāng)-3≤x≤1時(shí),4≥8,不成立;
當(dāng)x>1時(shí),由2x+2≥8,解得x≥3.
∴不等式f(x)≥8的解集為{x|x≤-5或x≥3}.
(2)由(1)得f(x)min=4.又∵不等式f(x) 9、成立
定理2
如果a,b,c是實(shí)數(shù),那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)≥0時(shí),等號(hào)成立
1.判斷題
(1)|a+b|+|a-b|≥|2a|.( )
(2)不等式|a-b|≤|a|+|b|等號(hào)成立的條件是ab≤0.( )
答案:(1)√ (2)√
2.填空題
(1)函數(shù)y=|x-4|+|x+4|的最小值為________.
解析:∵|x-4|+|x+4|≥|(x-4)-(x+4)|=8,
即函數(shù)y的最小值為8.
答案:8
(2)設(shè)a,b為滿足ab<0的實(shí)數(shù),那么下列正確的是________.
①|(zhì)a+b|>|a-b| 10、 ?、趞a+b|<|a-b|
③|a-b|<||a|-|b|| ④|a-b|<|a|+|b|
解析:∵ab<0,
∴|a-b|=|a|+|b|>|a+b|.
答案:②
(3)若存在實(shí)數(shù)x使|x-a|+|x-1|≤3成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
解析:∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,
要使|x-a|+|x-1|≤3有解,可使|a-1|≤3,
∴-3≤a-1≤3,∴-2≤a≤4.
答案:[-2,4]
證明絕對(duì)值不等式
[例1] 已知x,y∈R,且|x+y|≤,|x-y|≤,
求證:|x+5y|≤1.
[證 11、明] ∵|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|.
∴由絕對(duì)值不等式的性質(zhì),得
|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|≤|3(x+y)|+|2(x-y)|
=3|x+y|+2|x-y|≤3×+2×=1.
即|x+5y|≤1.
[方法技巧]
證明絕對(duì)值不等式的三種主要方法
(1)利用絕對(duì)值的定義去掉絕對(duì)值符號(hào),轉(zhuǎn)化為普通不等式再證明.
(2)利用三角不等式||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|進(jìn)行證明.
(3)轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,利用數(shù)形結(jié)合進(jìn)行證明.
絕對(duì)值不等式的恒成立問題
[例2] (2018·湖南五市十校聯(lián)考)設(shè)函數(shù)f(x)=|x-a| 12、+|x-3|,a<3.
(1)若不等式f(x)≥4的解集為,求a的值;
(2)若對(duì)?x∈R,不等式f(x)+|x-3|≥1恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
[解] (1)法一:由已知得f(x)=
當(dāng)x3時(shí),2x-a-3≥4,得x≥.
已知f(x)≥4的解集為,則顯然a=2.
法二:由已知易得f(x)=|x-a|+|x-3|的圖象關(guān)于直線x=對(duì)稱,
又f(x)≥4的解集為,則+=a+3,即a=2.
(2)法一:不等式f(x)+|x-3|≥1恒成立,即|x-a|+2|x-3|≥1恒成立.
當(dāng)x≤a時(shí),-3x+a+5≥0恒成立,得-3a+a 13、+5≥0,解得a≤;
當(dāng)a 14、)<5,求a的取值范圍.
解:(1)證明:由a>0,有f(x)=+|x-a|≥=+a≥2.當(dāng)且僅當(dāng)a=1時(shí)等號(hào)成立.所以f(x)≥2.
(2)f(3)=+|3-a|.
當(dāng)a>3時(shí),f(3)=a+,
由f(3)<5得30).
(1)當(dāng)m=1時(shí),求不等式f(x)≥1的解集;
(2)對(duì)于任意實(shí)數(shù)x,t,不等式f(x)<|2+t|+|t-1|恒成立,求m的取值范圍.
解:(1)f(x)=|x-m|-|x+3m|
=
當(dāng)m=1時(shí) 15、,由或x≤-3,得x≤-,
∴不等式f(x)≥1的解集為.
(2)不等式f(x)<|2+t|+|t-1|對(duì)任意的實(shí)數(shù)t,x恒成立,等價(jià)于對(duì)任意的實(shí)數(shù)x,f(x)<(|2+t|+|t-1|)min恒成立,即[f(x)]max<(|2+t|+|t-1|)min,
∵f(x)=|x-m|-|x+3m|≤|(x-m)-(x+3m)|=4m,
|2+t|+|t-1|≥|(2+t)-(t-1)|=3,
∴4m<3,又m>0,∴0 16、f(x)的圖象恒在函數(shù)g(x)圖象的上方,求m的取值范圍.
解:(1)不等式f(x)+a-1>0,
即|x-2|+a-1>0.
當(dāng)a=1時(shí), 原不等式化為|x-2|>0,解得x≠2,即解集為(-∞,2)∪(2,+∞);
當(dāng)a>1時(shí),解集為全體實(shí)數(shù)R;
當(dāng)a<1時(shí),|x-2|>1-a(1-a>0),解集為(-∞,a+1)∪(3-a,+∞).
(2)f(x)的圖象恒在函數(shù)g(x)圖象的上方,
即|x-2|>-|x+3|+m對(duì)任意實(shí)數(shù)x恒成立,
即|x-2|+|x+3|>m恒成立.
又由絕對(duì)值三角不等式知,對(duì)任意實(shí)數(shù)x恒有|x-2|+|x+3|≥|(x-2)-(x+3)|=5,
17、當(dāng)且僅當(dāng)(x-2)(x+3)≤0時(shí)等號(hào)成立.
于是得m<5,故m的取值范圍是(-∞,5).
[全國(guó)卷5年真題集中演練——明規(guī)律]
1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)≥g(x)的解集;
(2)若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),不等式f(x)≥g(x)等價(jià)于
x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.?、?
當(dāng)x<-1時(shí),①式化為x2-3x-4≤0,無解;
當(dāng)- 18、1≤x≤1時(shí),①式化為x2-x-2≤0,從而-1≤x≤1;
當(dāng)x>1時(shí),①式化為x2+x-4≤0,
從而1<x≤.
所以f(x)≥g(x)的解集為.
(2)當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),g(x)=2.
所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等價(jià)于當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),f(x)≥2.
又f(x)在[-1,1]的最小值必為f(-1)與f(1)之一,
所以f(-1)≥2且f(1)≥2,得-1≤a≤1.
所以a的取值范圍為[-1,1].
2.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)已知函數(shù)f(x)=|x+1|-|x-2|.
(1)求不等式f(x)≥1的解集;
(2)若不等式f(x)≥x2-x+m的 19、解集非空,求m的取值范圍.
解:(1)f(x)=
當(dāng)x<-1時(shí),f(x)≥1無解;
當(dāng)-1≤x≤2時(shí),由f(x)≥1,得2x-1≥1,解得1≤x≤2;
當(dāng)x>2時(shí),由f(x)≥1,解得x>2.
所以f(x)≥1的解集為{x|x≥1}.
(2)由f(x)≥x2-x+m,得m≤|x+1|-|x-2|-x2+x.
而|x+1|-|x-2|-x2+x≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|=-2+≤,
且當(dāng)x=時(shí),|x+1|-|x-2|-x2+x=.
故m的取值范圍為.
3.(2016·全國(guó)卷Ⅲ)已知函數(shù)f(x)=|2x-a|+a.
(1)當(dāng)a=2時(shí),求不等式f(x)≤6的解集;
20、
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=|2x-1|.當(dāng)x∈R時(shí),f(x)+g(x)≥3,求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=|2x-2|+2.
解不等式|2x-2|+2≤6得-1≤x≤3.
因此f(x)≤6的解集為{x|-1≤x≤3}.
(2)當(dāng)x∈R時(shí),f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|1-2x|≥3,
即+≥.
又min=,
所以≥,解得a≥2.
所以a的取值范圍是[2,+∞).
4.(2015·全國(guó)卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的圖象與x軸圍成的三角形面積大于6,求a 21、的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),
f(x)>1化為|x+1|-2|x-1|-1>0.
當(dāng)x≤-1時(shí),不等式化為x-4>0,無解;
當(dāng)-1 22、
1.已知函數(shù)f(x)=|x+m|-|5-x|(m∈R).
(1)當(dāng)m=3時(shí),求不等式f(x)>6的解集;
(2)若不等式f(x)≤10對(duì)任意實(shí)數(shù)x恒成立,求m的取值范圍.
解:(1)當(dāng)m=3時(shí),f(x)>6,即|x+3|-|5-x|>6,不等式的解集是以下三個(gè)不等式組解集的并集.
解得x≥5;
或解得4 23、m的取值范圍為[-15,5].
2.(2018·江西南昌模擬)已知函數(shù)f(x)=|2x-a|+|x-1|.
(1)若不等式f(x)≤2-|x-1|有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)當(dāng)a<2時(shí),函數(shù)f(x)的最小值為3,求實(shí)數(shù)a的值.
解:(1)由題意f(x)≤2-|x-1|,即為+|x-1|≤1.而由絕對(duì)值的幾何意義知+|x-1|≥,
由不等式f(x)≤2-|x-1|有解,
∴≤1,即0≤a≤4.∴實(shí)數(shù)a的取值范圍是[0,4].
(2)由2x-a=0得x=,由x-1=0得x=1,由a<2知<1,
∴f(x)=
函數(shù)的圖象如圖所示.
∴f(x)min=f=-+1=3,
解得 24、a=-4.
3.(2018·廣東潮州模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=|2x+3|+|x-1|.
(1)解不等式f(x)>4;
(2)若?x∈,不等式a+1 25、|.
(1)解不等式f(x)>1;
(2)當(dāng)x>0時(shí),函數(shù)g(x)=(a>0)的最小值大于函數(shù)f(x),試求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)x>2時(shí),原不等式可化為x-2-x-1>1,解集是?.
當(dāng)-1≤x≤2時(shí),原不等式可化為2-x-x-1>1,即-1≤x<0;
當(dāng)x<-1時(shí),原不等式可化為2-x+x+1>1,即x<-1.
綜上,原不等式的解集是{x|x<0}.
(2)因?yàn)間(x)=ax+-1≥2-1,
當(dāng)且僅當(dāng)x=時(shí)等號(hào)成立,
所以g(x)min=2-1,
當(dāng)x>0時(shí),f(x)=
所以f(x)∈[-3,1),所以2-1≥1,即a≥1,
故實(shí)數(shù)a的取值范圍是[1,+∞ 26、).
5.(2018·湖北四校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=e|x+a|-|x-b|,a,b∈R.
(1)當(dāng)a=b=1時(shí),解不等式f(x)≥e;
(2)若f(x)≤e2恒成立,求a+b的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=b=1時(shí),f(x)=e|x+1|-|x-1|,由于y=ex在(-∞,+∞)上是增函數(shù),所以f(x)≥e等價(jià)于|x+1|-|x-1|≥1,①
當(dāng)x≥1時(shí),|x+1|-|x-1|=x+1-(x-1)=2,則①式恒成立;
當(dāng)-1 27、
(2)f(x)≤e2等價(jià)于|x+a|-|x-b|≤2,②
因?yàn)閨x+a|-|x-b|≤|x+a-x+b|=|a+b|,
所以要使②式恒成立,只需|a+b|≤2,
可得a+b的取值范圍是[-2,2].
6.(2018·湖北棗陽一中模擬)已知f(x)=|x-1|+|x+a|,g(a)=a2-a-2.
(1)當(dāng)a=3時(shí),解關(guān)于x的不等式f(x)>g(a)+2;
(2)當(dāng)x∈[-a,1)時(shí)恒有f(x)≤g(a),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)a=3時(shí),f(x)=|x-1|+|x+3|=g(3)=4.
∴f(x)>g(a)+2化為|x-1|+|x+3|>6,
即或或
解得x<- 28、4或x>2.
∴所求不等式解集為(-∞,-4)∪(2,+∞).
(2)∵x∈[-a,1).∴f(x)=1+a.
∴f(x)≤g(a)即為1+a≤a2-a-2,可化為a2-2a-3≥0,解得a≥3或a≤-1.
又∵-a<1,∴a>-1.
綜上,實(shí)數(shù)a的取值范圍為[3,+∞).
7.(2018·安徽蚌埠模擬)已知函數(shù)f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2.
(1)解不等式|g(x)|<5;
(2)若對(duì)任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)由||x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5,∴-7<|x 29、-1|<3,解得-2
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