《2019屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第11單元 選考4系列聽(tīng)課學(xué)案 理.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第11單元 選考4系列聽(tīng)課學(xué)案 理.doc(35頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第十一單元 選考4部分
第67講 坐標(biāo)系
課前雙擊鞏固
1.平面直角坐標(biāo)系中的伸縮變換
設(shè)點(diǎn)P(x,y)是平面直角坐標(biāo)系中的任意一點(diǎn),在變換φ:x=λx,λ>0,y=μy,μ>0的作用下,點(diǎn)P(x,y)對(duì)應(yīng)到點(diǎn)P(x,y),稱φ為平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)伸縮變換,簡(jiǎn)稱伸縮變換.
2.極坐標(biāo)系
(1)設(shè)M是平面內(nèi)一點(diǎn),極點(diǎn)O與點(diǎn)M的距離|OM|叫作點(diǎn)M的 ,記為ρ.以極軸Ox為始邊,射線OM為終邊的角xOM叫作點(diǎn)M的 ,記為θ.有序數(shù)對(duì)(ρ,θ)叫作點(diǎn)M的極坐標(biāo),記作M(ρ,θ).
(2)極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的關(guān)系:把直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為極點(diǎn),x軸的正半軸作為極軸,并在兩種坐標(biāo)系中取相同的長(zhǎng)度單位,設(shè)M是平面內(nèi)任意一點(diǎn),它的直角坐標(biāo)是(x,y),極坐標(biāo)是(ρ,θ),則它們之間的關(guān)系為x= ,y=ρsin θ,由此得ρ2= ,tan θ= (x≠0).
3.常用簡(jiǎn)單曲線的極坐標(biāo)方程
曲線
圖形
極坐標(biāo)方程
圓心在極點(diǎn),
半徑為r的圓
ρ=r
圓心為(r,0),
半徑為r的圓
ρ=2rcos θ
圓心為r,π2,
半徑為r的圓
ρ=2rsin θ
(0≤θ<π)
過(guò)極點(diǎn),傾
斜角為α的
直線
θ=α(ρ∈R)或θ=
π+α(ρ∈R)
過(guò)點(diǎn)(a,0),
與極軸垂
直的直線
ρcos θ=a
過(guò)點(diǎn)a,π2,
與極軸平行的
直線
ρsin θ=a
課堂考點(diǎn)探究
探究點(diǎn)一 平面直角坐標(biāo)系中的伸縮變換
1 (1)曲線C:x2+y2=1經(jīng)過(guò)伸縮變換x=2x,y=y得到曲線C,則曲線C的方程為 .
(2)曲線C經(jīng)過(guò)伸縮變換x=2x,y=3y后所得曲線的方程為x2+y2=1,則曲線C的方程為 .
[總結(jié)反思] 平面上的曲線y=f(x)在變換φ:x=λx,λ>0,y=μy,μ>0的作用下所得曲線方程的求法是將x=xλ,y=yμ代入y=f(x),得yμ=fxλ,整理之后得到y(tǒng)=h(x),即為所求變換之后曲線的方程.平面圖形的伸縮變換可以用坐標(biāo)伸縮變換來(lái)表示.在伸縮變換x=λx,λ>0,y=μy,μ>0的作用下,直線仍然變成直線,拋物線仍然變成拋物線,雙曲線仍然變成雙曲線,圓可以變成橢圓,橢圓也可以變成圓.
式題 (1)在同一平面直角坐標(biāo)系中,已知伸縮變換φ:x=3x,2y=y,則點(diǎn)A13,-2經(jīng)過(guò)變換后所得的點(diǎn)A的坐標(biāo)為 .
(2)雙曲線C:x2-y264=1經(jīng)過(guò)伸縮變換φ:x=3x,2y=y后所得曲線C的焦點(diǎn)坐標(biāo)為 .
探究點(diǎn)二 極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化
2 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的直角坐標(biāo)方程為(x-3)2+(y-2)2=4,直線C2的直角坐標(biāo)方程為y=33x,以O(shè)為極點(diǎn),x軸非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.
(1)求曲線C1和直線C2的極坐標(biāo)方程;
(2)若直線C2與曲線C1交于P,Q兩點(diǎn),求|OP||OQ|的值.
[總結(jié)反思] (1)直角坐標(biāo)方程化為極坐標(biāo)方程時(shí),將x=ρcos θ及y=ρsin θ直接代入并化簡(jiǎn)即可;(2)極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程時(shí)常先通過(guò)變形,構(gòu)造形如ρcos θ,ρsin θ,ρ2的形式,再進(jìn)行整體代換.其中方程的兩邊同乘(或同除以)ρ及方程兩邊同時(shí)平方是常用的變形方法.但對(duì)方程進(jìn)行變形時(shí),方程必須同解,因此應(yīng)注意對(duì)變形過(guò)程的檢驗(yàn).
式題 [2017大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考] 已知曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ2=9cos2θ+9sin2θ,以極點(diǎn)為原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸建立平面直角坐標(biāo)系.
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)A,B為曲線C上兩個(gè)點(diǎn),若OA⊥OB,求1|OA|2+1|OB|2的值.
探究點(diǎn)三 簡(jiǎn)單曲線的極坐標(biāo)方程及應(yīng)用
3 [2017全國(guó)卷Ⅱ] 在直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρcos θ=4.
(1)M為曲線C1上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P在線段OM上,且滿足|OM||OP|=16,求點(diǎn)P的軌跡C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)A的極坐標(biāo)為2,π3,點(diǎn)B在曲線C2上,求△OAB面積的最大值.
[總結(jié)反思] 曲線的極坐標(biāo)方程問(wèn)題通??上壤没セ睫D(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)系中的相關(guān)問(wèn)題再求解,然后再次利用互化公式即可得相關(guān)結(jié)論.極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,只需將ρcos θ和ρsin θ分別換成x和y即可.
式題 [2017黃岡中學(xué)三模] 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線C1:3x+y-4=0,曲線C2:x=cosφ,y=1+sinφ(φ為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系.
(1)求C1,C2的極坐標(biāo)方程;
(2)若曲線C3的極坐標(biāo)方程為θ=αρ>0,0<α<π2,且曲線C3分別交C1,C2于A,B兩點(diǎn),求|OB||OA|的最大值.
第68講 參數(shù)方程
課前雙擊鞏固
1.參數(shù)方程的定義
一般地,在平面直角坐標(biāo)系中,如果曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)x,y都是某個(gè)變數(shù)t的函數(shù)x=f(t),y=g(t)(*),并且對(duì)于t的每一個(gè)允許值,由方程組(*)所確定的點(diǎn)M(x,y)都在這條曲線上,那么方程(*)就叫作這條曲線的 ,聯(lián)系變數(shù)x,y的變數(shù)t叫作參變數(shù),簡(jiǎn)稱 .
2.直線、圓、橢圓的參數(shù)方程
曲線
參數(shù)方程
過(guò)點(diǎn)M(x0,y0),傾斜角為α的直線l
x=x0+tcosα,y=y0+tsinα(t為參數(shù))
圓心在點(diǎn)M0(x0,y0),半徑為R的圓
x=x0+Rcosθ,y=y0+Rsinθ(θ為參數(shù))
圓心在原點(diǎn),半徑為R的圓
x=Rcosθ,y=Rsinθ(θ為參數(shù))
橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)
x=acosφ,y=bsinφ(φ為參數(shù))
3.直線的參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式的應(yīng)用
過(guò)點(diǎn)M0(x0,y0),傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程是x=x0+tcosα,y=y0+tsinα(t是參數(shù)).
若M1,M2是l上的兩點(diǎn),其對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則:
(1)M1,M2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(x0+t1cos α,y0+t1sin α),(x0+t2cos α,y0+t2sin α);
(2)|M1M2|=|t1-t2|,|M0M1||M0M2|=|t1t2|;
(3)若線段M1M2的中點(diǎn)M所對(duì)應(yīng)的參數(shù)為t,則t=t1+t22,中點(diǎn)M到定點(diǎn)M0的距離|MM0|=|t|=|t1+t2|2;
(4)若M0為線段M1M2的中點(diǎn),則t1+t2=0.
課堂考點(diǎn)探究
探究點(diǎn)一 曲線的參數(shù)方程
1 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,過(guò)點(diǎn)A(a,2a)的直線l的傾斜角為π6,點(diǎn)P(x,y)為直線l上的動(dòng)點(diǎn),且|AP|=t.圓C以C(2a,2a)為圓心,2為半徑,Q(x,y)為圓C上的動(dòng)點(diǎn),且CQ與x軸正方向所成的角為θ.
(1)分別以t,θ為參數(shù),求出直線l和圓C的參數(shù)方程;
(2)當(dāng)直線l和圓C有公共點(diǎn)時(shí),求a的取值范圍.
[總結(jié)反思] 幾種常見(jiàn)曲線的參數(shù)方程:
(1)直線的參數(shù)方程.
過(guò)點(diǎn)P(x0,y0)且傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為x=x0+tcosα,y=y0+tsinα(t為參數(shù)).
(2)圓的參數(shù)方程.
若圓心為點(diǎn)M0(x0,y0),半徑為r,則圓的參數(shù)方程為x=x0+rcosθ,y=y0+rsinθ(θ為參數(shù)).
(3)橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的參數(shù)方程為x=acosθ,y=bsinθ(θ為參數(shù)).
(4)雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的參數(shù)方程為x=acosθ,y=btanθ(θ為參數(shù)).
(5)拋物線y2=2px(p>0)的參數(shù)方程為x=2pt2,y=2pt(t為參數(shù)).
式題 [2017長(zhǎng)沙二模] 在平面直角坐標(biāo)系中,已知直線l的參數(shù)方程為x=1+s,y=1-s(s為參數(shù)),曲線C的參數(shù)方程為x=t+2,y=t2(t為參數(shù)),若直線l與曲線C相交于A,B兩點(diǎn),求|AB|.
探究點(diǎn)二 參數(shù)方程與普通方程的互化
2 [2017臨汾三模] 在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為x=3sinα-cosα,y=3-23sinαcosα-2cos2α(α為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsinθ-π4=22m.
(1)求曲線C1的普通方程和曲線C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)若曲線C1與曲線C2有公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
[總結(jié)反思] (1)消去參數(shù)的方法一般有三種:
①利用解方程的技巧求出參數(shù)的表達(dá)式,然后代入消去參數(shù);
②利用三角恒等式消去參數(shù);
③根據(jù)參數(shù)方程本身的結(jié)構(gòu)特征,靈活選用一些方法,從整體上消去參數(shù).
(2)在參數(shù)方程與普通方程的互化中,必須使兩種方程中的x,y的取值范圍保持一致.
式題 [2017湖北六校二聯(lián)] 已知直線l:x=1+12t,y=36t(t為參數(shù)),曲線C1:x=cosθ,y=sinθ(θ為參數(shù)).
(1)設(shè)l與C1相交于A,B兩點(diǎn),求|AB|;
(2)若把曲線C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的12,縱坐標(biāo)縮短為原來(lái)的32,得到曲線C2,設(shè)點(diǎn)P是曲線C2上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求它到直線l的距離的最大值.
探究點(diǎn)三 直線的參數(shù)方程
3 [2017雅安三診] 平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為x=3cosα,y=sinα(α為參數(shù)),在以原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為ρsinθ-π4=2.
(1)求曲線C的普通方程和直線l的傾斜角;
(2)設(shè)點(diǎn)P(0,2),直線l和曲線C交于A,B兩點(diǎn),求|PA|+|PB|.
[總結(jié)反思] (1)直線的參數(shù)方程有多種形式,只有標(biāo)準(zhǔn)形式中的參數(shù)才具有幾何意義,即參數(shù)t的絕對(duì)值表示對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到定點(diǎn)的距離.
(2)根據(jù)直線的參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式中t的幾何意義,有如下常用結(jié)論:
①若直線與圓錐曲線相交,交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則弦長(zhǎng)l=|t1-t2|;
②若定點(diǎn)M0(標(biāo)準(zhǔn)形式中的定點(diǎn))是線段M1M2(點(diǎn)M1,M2對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,下同)的中點(diǎn),則t1+t2=0;
③設(shè)線段M1M2的中點(diǎn)為M,則點(diǎn)M對(duì)應(yīng)的參數(shù)為tM=t1+t22.
式題 [2017鷹潭一模] 在直角坐標(biāo)系xOy中,過(guò)點(diǎn)P32,32作傾斜角為α的直線l與曲線C:x2+y2=1相交于不同的兩點(diǎn)M,N.
(1)寫(xiě)出直線l的參數(shù)方程;
(2)求1|PM|+1|PN|的取值范圍.
探究點(diǎn)四 圓、圓錐曲線的參數(shù)方程及應(yīng)用
4 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為x=1+tcosα,y=2+tsinα(t為參數(shù),0≤α<π),以O(shè)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=6sin θ.
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)若點(diǎn)P(1,2),設(shè)曲線C與直線l交于點(diǎn)A,B,求1|PA|+1|PB|的最小值.
[總結(jié)反思] 解決與圓、圓錐曲線的參數(shù)方程有關(guān)的綜合問(wèn)題時(shí),要注意普通方程與參數(shù)方程的互化,主要是通過(guò)互化解決與圓、圓錐曲線上動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的最值、范圍等問(wèn)題.
式題 在直角坐標(biāo)系xOy中,已知曲線C1:x=-4+cost,y=3+sint(t為參數(shù)),C2:x=8cosθ,y=3sinθ(θ為參數(shù)).以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系.
(1)將C1,C2的方程化為普通方程,并說(shuō)明它們分別表示什么曲線;
(2)若C1上的點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的參數(shù)t=π2,Q為C2上的動(dòng)點(diǎn),求PQ的中點(diǎn)M到直線C3:ρ(cos θ-2sin θ)=7距離的最小值.
第69講 不等式的性質(zhì)及絕對(duì)值不等式
課前雙擊鞏固
1.不等式的性質(zhì)
(1)如果a>b,那么 ;如果b
b?bb,b>c,那么 ,即a>b,b>c? .
(3)如果a>b,那么a+c> ,即a>b?a+c> .
推論:如果a>b,c>d,那么 ,即a>b,c>d? .
(4)如果a>b,c>0,那么ac> ;如果a>b,c<0,那么ac< .
(5)如果a>b>0,那么an bn(n∈N,n≥2).
(6)如果a>b>0,那么na nb(n∈N,n≥2).
2.基本不等式
(1)如果a,b∈R,那么a2+b2 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
(2)如果a>0,b>0,那么a+b2 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
(3)如果a>0,b>0,那么a+b2稱為a,b的 平均,ab稱為a,b的 平均.
(4)如果a>0,b>0,c>0,那么a+b+c3 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
(5)對(duì)于n個(gè)正數(shù)a1,a2,…,an,它們的算術(shù)平均不小于它們的幾何平均,即 ,當(dāng)且僅當(dāng)a1=a2=…=an時(shí),等號(hào)成立.
3.絕對(duì)值不等式
(1)如果a,b是實(shí)數(shù),那么|a+b|≤|a|+|b|,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
(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) 時(shí),等號(hào)成立.
課堂考點(diǎn)探究
探究點(diǎn)一 絕對(duì)值三角不等式的應(yīng)用
1 [2017湖南長(zhǎng)郡中學(xué)二模] 若對(duì)于實(shí)數(shù)x,y,有|x+y+1|≤13,y-13≤23,求證:23x+1≤79.
[總結(jié)反思] (1)對(duì)絕對(duì)值三角不等式定理|a|-|b|≤|ab|≤|a|+|b|中取等號(hào)的條件要深刻理解,特別是用此定理求函數(shù)的最值時(shí),要檢驗(yàn)等號(hào)是否能取到.該定理可以強(qiáng)化為||a|-|b||≤|ab|≤|a|+|b|,它經(jīng)常用于證明含絕對(duì)值的不等式.
(2)求y=|x-a|+|x-b|或y=|x-a|-|x-b|型函數(shù)的最值問(wèn)題時(shí),利用絕對(duì)值三角不等式更方便.
式題 若x,y滿足|x-3y|<12,|x+2y|<16,求證:|x|<310.
探究點(diǎn)二 絕對(duì)值不等式的解法
2 [2017內(nèi)蒙古包鋼一中一模] 已知函數(shù)f(x)=|x+2|-|2x-2|.
(1)解不等式f(x)≥-2;
(2)設(shè)g(x)=x-a,若對(duì)任意x∈[a,+∞),都有 g(x)≥f(x),求a的取值范圍.
[總結(jié)反思] 常見(jiàn)的絕對(duì)值不等式的解法:
(1)利用絕對(duì)值不等式的幾何意義求解,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想.
(2)對(duì)形如|x+a||x-b|≥c(≤c)這種不等式問(wèn)題,常用“零點(diǎn)分段討論法”去掉絕對(duì)值符號(hào)化為若干個(gè)不等式組問(wèn)題求解,其一般步驟為:①求零點(diǎn);②劃分區(qū)間,去絕對(duì)值符號(hào);③分別解去掉絕對(duì)值符號(hào)之后的不等式;④取每個(gè)結(jié)果的并集.
(3)通過(guò)構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖像求解,體現(xiàn)了函數(shù)與方程的思想.
式題 [2017沈陽(yáng)東北育才學(xué)校九模] 已知函數(shù)f(x)=|2x+1|-|x|+a.
(1)若a=-1,解不等式f(x)≥0;
(2)若方程f(x)=2x有三個(gè)不同的解,求a的取值范圍.
探究點(diǎn)三 絕對(duì)值不等式的證明與應(yīng)用
3 [2017武漢三模] 設(shè)函數(shù)f(x)=x+8m+|x-2m|(m>0).
(1)求證:f(x)≥8恒成立;
(2)求使得不等式f(1)>10成立的實(shí)數(shù)m的取值范圍.
[總結(jié)反思] 含有絕對(duì)值的不等式的證明方法:
①去掉絕對(duì)值符號(hào)(|x|≤a?-a≤x≤a(a>0),|x|>a?x>a或x<-a(a>0))再證明;
②利用絕對(duì)值不等式的性質(zhì)(||a|-|b||≤|ab|≤|a|+|b|)來(lái)證明.
式題 [2017宣城二調(diào)] 已知f(x)=|ax-1|,若實(shí)數(shù)a>0,不等式f(x)≤3的解集是{x|-1≤x≤2}.
(1)求a的值;
(2)若f(x)+f(-x)3<|k|存在實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
第70講 不等式的證明、柯西不等式與均值不等式
課前雙擊鞏固
1. 證明不等式的常用方法
(1)比較法
①求差比較法:a>b?a-b>0,ab,只要證明 即可,這種方法稱為求差比較法.
②求商比較法:a>b>0?ab>1且a>0,b>0,因此當(dāng)a>0,b>0時(shí)要證明a>b,只要證明ab>1即可,這種方法稱為求商比較法.
(2)分析法
從所要證明的 出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至所需條件為已知條件或一個(gè)明顯成立的事實(shí),從而得出要證的命題成立,這種證明方法稱為分析法,即“執(zhí)果索因”的證明方法.
(3)綜合法
從已知條件出發(fā),利用定義、公理、定理、性質(zhì)等,經(jīng)過(guò)一系列的推理、論證而得出命題成立,這種證明方法稱為綜合法,即“由因?qū)す钡姆椒?
(4)放縮法
證明不等式時(shí),通過(guò)把不等式中的某些部分的值放大或縮小,簡(jiǎn)化不等式,從而達(dá)到證明的目的,這種方法稱為放縮法.
(5)反證法的步驟
①作出否定 的假設(shè);
②進(jìn)行推理,導(dǎo)出 ;
③否定 ,肯定 .
2. 柯西不等式
(1)二維形式的柯西不等式
①柯西不等式的代數(shù)形式:設(shè)a1,a2,b1,b2均為實(shí)數(shù),則(a12+a22)(b12+b22)≥ (當(dāng)且僅當(dāng)a1b2=a2b1時(shí),等號(hào)成立).
②柯西不等式的向量形式:設(shè)α,β為平面上的兩個(gè)向量,則|α||β|≥|αβ|,當(dāng)且僅當(dāng)β是零向量或存在實(shí)數(shù)k,使α=kβ時(shí),等號(hào)成立.
③二維形式的三角不等式:設(shè)x1,y1,x2,y2∈R,那么x12+y12+x22+y22≥(x1-x2)2+(y1-y2)2,當(dāng)且僅當(dāng)x1y2=x2y1時(shí),等號(hào)成立.
(2)一般形式的柯西不等式
設(shè)a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是實(shí)數(shù),則(a12+a22+…+an2)(b12+b22+…+bn2)≥(a1b1+a2b2+…+anbn)2,當(dāng)且僅當(dāng)bi=0(i=1,2,…,n)或存在一個(gè)實(shí)數(shù)k,使得ai=kbi(i=1,2,…,n)時(shí),等號(hào)成立.
課堂考點(diǎn)探究
探究點(diǎn)一 柯西不等式的應(yīng)用
1 已知x,y,z是正實(shí)數(shù),且滿足x+2y+3z=1.
(1)求1x+1y+1z的最小值;
(2)求證:x2+y2+z2≥114.
[總結(jié)反思] 對(duì)于若干個(gè)單項(xiàng)式的平方和,因?yàn)槠浞峡挛鞑坏仁?a2+b2+…+c2)(m2+n2+…+p2)≥(am+bn+…+cp)2,所以只要補(bǔ)足另一個(gè)平方和多項(xiàng)式,便可利用柯西不等式來(lái)求最值.
式題 [2017長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)二模] 已知關(guān)于x的不等式|x+a|0),ba+ab≥2(ab>0),ba+ab≤-2(ab<0)等.
(2)用分析法證明不等式時(shí),不要把“逆求”錯(cuò)誤地作為“逆推”,分析的過(guò)程是尋求結(jié)論成立的充分條件,而不一定是充要條件,同時(shí)要正確使用“要證”“只需證”這樣的“關(guān)鍵詞”.
式題 [2017武漢二調(diào)] 若正實(shí)數(shù)a,b滿足a+b=12,求證:a+b≤1.
第十一單元 選修4部分
1.課時(shí)安排
第67講 坐標(biāo)系
考試說(shuō)明 1. 了解坐標(biāo)系的作用,了解在平面直角坐標(biāo)系伸縮變換作用下平面圖形的變化情況.
2. 了解極坐標(biāo)的基本概念,會(huì)在極坐標(biāo)系中用極坐標(biāo)刻畫(huà)點(diǎn)的位置,能進(jìn)行極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的互化.
3. 能在極坐標(biāo)系中給出簡(jiǎn)單圖形表示的極坐標(biāo)方程.
【課前雙基鞏固】
知識(shí)聚焦
2. (1)極徑 極角 (2)ρcos θ x2+y2 yx
【課堂考點(diǎn)探究】
例1 [思路點(diǎn)撥] (1)將x=x2,y=y代入曲線C的方程得x24+y2=1;(2)根據(jù)題意,將x=2x,y=3y代入變換后所得曲線的方程,即可得曲線C的方程.
(1)x24+y2=1 (2)4x2+9y2=1 [解析] (1)因?yàn)閤=2x,y=y,所以x=x2,y=y,代入曲線C的方程得C:x24+y2=1.
(2)根據(jù)題意,曲線C經(jīng)過(guò)伸縮變換x=2x,y=3y后所得曲線的方程為x2+y2=1,
則(2x)2+(3y)2=1,即4x2+9y2=1,
所以曲線C的方程為4x2+9y2=1.
變式題 (1)(1,-1) (2)(-5,0),(5,0) [解析] (1)設(shè)A(x,y),由伸縮變換φ:x=3x,2y=y,得到x=3x,y=12y.由于點(diǎn)A的坐標(biāo)為13,-2,于是x=313=1,y=12(-2)=-1, ∴A的坐標(biāo)為(1,-1).
(2)設(shè)曲線C上任意一點(diǎn)P(x,y),將x=13x,y=2y代入x2-y264=1,得x29-4y264=1,化簡(jiǎn)得x29-y216=1,即為曲線C的方程,知C仍是雙曲線,其焦點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-5,0),(5,0).
例2 [思路點(diǎn)撥] (1)將圓的標(biāo)準(zhǔn)方程化為一般方程,把x=ρcos θ及y=ρsin θ直接代入圓的一般方程和直線的直角坐標(biāo)方程并化簡(jiǎn)即可;(2)將直線的極坐標(biāo)方程代入圓的極坐標(biāo)方程,利用|OP||OQ|=|ρ1ρ2|即可.
解:(1)曲線C1的直角坐標(biāo)方程為(x-3)2+(y-2)2=4,
即x2+y2-23x-4y+3=0,
把x=ρcos θ,y=ρsin θ,ρ2=x2+y2代入,得ρ2-23ρcos θ-4ρsin θ+3=0,
則C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-23ρcos θ-4ρsin θ+3=0.
∵直線C2的直角坐標(biāo)方程為y=33x,
∴直線C2的極坐標(biāo)方程為θ=π6(ρ∈R).
(2)設(shè)P(ρ1,θ),Q(ρ2,θ),將θ=π6(ρ∈R)代入ρ2-23ρcos θ-4ρsin θ+3=0,得ρ2-5ρ+3=0,∴ρ1ρ2=3,
∴|OP||OQ|=|ρ1ρ2|=3.
變式題 解:(1)由ρ2=9cos2θ+9sin2θ,得ρ2cos2θ+9ρ2sin2θ=9,
將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,
得曲線C的直角坐標(biāo)方程是x29+y2=1.
(2)因?yàn)棣?=9cos2θ+9sin2θ,所以1ρ2=cos2θ9+sin2θ,
由OA⊥OB,設(shè)A(ρ1,α),則B點(diǎn)的坐標(biāo)可設(shè)為ρ2,απ2,
所以1|OA|2+1|OB|2=1ρ12+1ρ22=cos2α9+sin2α+sin2α9+cos2α=19+1=109.
例3 [思路點(diǎn)撥] (1)設(shè)P(ρ,θ)(ρ>0),利用已知條件得出M點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)|OM||OP|=16列方程可得C2的極坐標(biāo)方程,再將極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)B(ρB,α)(ρB>0),由|OA|=2,ρB=4cos α,即可求出△OAB面積的最大值.
解:(1)設(shè)P的極坐標(biāo)為(ρ,θ)(ρ>0),M的極坐標(biāo)為(ρ1,θ)(ρ1>0).
由題設(shè)知|OP|=ρ,|OM|=ρ1=4cosθ.
由|OM||OP|=16得C2的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos θ(ρ>0),
因此C2的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=4(x≠0).
(2)設(shè)點(diǎn)B的極坐標(biāo)為(ρB,α)(ρB>0).由題設(shè)知|OA|=2,ρB=4cos α,于是△OAB的面積
S=12|OA|ρBsin∠AOB=4cos αsinα-π3=2sin2α-π3-32≤2+3.
當(dāng)α=-π12時(shí),S取得最大值2+3,
所以△OAB面積的最大值為2+3.
變式題 解:(1)∵x=ρcos θ,y=ρsin θ,∴C1的極坐標(biāo)方程為3ρcos θ+ρsin θ-4=0.
∵x=cosφ,y=1+sinφ,∴x2+(y-1)2=1,又x=ρcos θ,y=ρsin θ,
∴(ρcos θ)2+(ρsin θ-1)2=1,即ρ2-2ρsin θ=0,∴C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ.
(2)設(shè)A(ρ1,α),B(ρ2,α),則ρ1=43cosα+sinα,ρ2=2sin α,
則|OB||OA|=ρ2ρ1=142sin α(3cos α+sin α)=142sin2α-π6+1,又0<α<π2,∴當(dāng)α=π3時(shí),|OB||OA|取得最大值34.
【備選理由】例1主要考查極坐標(biāo)方程與直角坐標(biāo)方程的互化,意在考查基本運(yùn)算能力,轉(zhuǎn)化與化歸思想、方程思想與數(shù)形結(jié)合思想;例2主要考查極坐標(biāo)方程與直角坐標(biāo)方程的互化,綜合性較強(qiáng).
1 [配例2使用] 在極坐標(biāo)系中,已知曲線C:ρ=22sinθ-π4,P為曲線C上的動(dòng)點(diǎn),定點(diǎn)Q1,π4.
(1)將曲線C的極坐標(biāo)方程化成直角坐標(biāo)方程;
(2)求P,Q兩點(diǎn)間的最短距離.
解:(1)在極坐標(biāo)系中,曲線C:ρ=22sinθ-π4=2sin θ-2cos θ,
∴ρ2=2ρsin θ-2ρcos θ,
∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2=2y-2x,即(x+1)2+(y-1)2=2.
(2)易知Q的直角坐標(biāo)為22,22,∵曲線C的圓心為(-1,1),半徑為2,點(diǎn)Q在圓C外,
∴|PQ|min=22+12+22-12-2=3-2.
2 [配例3使用] [2017深圳一模] 在平面直角坐標(biāo)系中,直線l過(guò)點(diǎn)P(2,3)且傾斜角為α,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=4cosθ-π3,直線l與曲線C相交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)若|AB|=13,求直線l的傾斜角α的值.
解:(1)∵ρ=4cosθ-π3,∴ρ=4cos θcosπ3+sin θsinπ3=2(cos θ+3sin θ),
∴ρ2=2(ρcos θ+3ρsin θ),∴x2+y2=2x+23y,
∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為(x-1)2+(y-3)2=4.
(2)當(dāng)α=π2時(shí),直線l的方程為x=2,∴|AB|=23≠13,不符合題意.
當(dāng)α≠π2時(shí),設(shè)tan α=k,則l的方程為y-3=k(x-2),即kx-y-2k+3=0,
∴圓心C(1,3)到直線kx-y-2k+3=0的距離d=|k-3-2k+3|k2+1=|k|k2+1,
由d2+|AB|22=4,得k2k2+1+134=4,解得k=3,
∴tan α=3,∵α∈[0,π),∴α=π3或2π3.
第68講 參數(shù)方程
考試說(shuō)明 1. 了解參數(shù)方程,了解參數(shù)的意義.
2. 能選擇適當(dāng)參數(shù)寫(xiě)出直線、圓和橢圓的參數(shù)方程.
【課前雙基鞏固】
知識(shí)聚焦
1. 參數(shù)方程 參數(shù)
【課堂考點(diǎn)探究】
例1 [思路點(diǎn)撥] (1)依據(jù)直線的參數(shù)方程和圓的參數(shù)方程的概念可直接寫(xiě)出它們的參數(shù)方程;(2)將圓C的參數(shù)方程化為普通方程,再將直線l的參數(shù)方程代入,利用Δ≥0即可求出a的取值范圍.
解:(1)依題意,直線l的參數(shù)方程為
x=a+tcosπ6,y=2a+tsinπ6(t為參數(shù)),即x=a+32t,y=2a+12t(t為參數(shù)).
圓C的參數(shù)方程為x=2a+2cosθ,y=2a+2sinθ(θ為參數(shù)).
(2)將圓C的參數(shù)方程化為普通方程得(x-2a)2+(y-2a)2=2,
將直線l的參數(shù)方程代入,得32t-a2+12t2=2,
整理得t2-3at+a2-2=0,因?yàn)橹本€l和圓C有公共點(diǎn),
所以Δ=(-3a)2-4(a2-2)≥0,解得-22≤a≤22.
變式題 解:直線l的普通方程為x+y=2,曲線C的普通方程為y=(x-2)2(y≥0),
聯(lián)立兩方程得x2-3x+2=0,求得兩交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(1,1),(2,0),所以|AB|=2.
例2 [思路點(diǎn)撥] (1)由題意知y=3-23sin αcos α-2cos2α=3sin2α-23sin αcos α+cos2α=(3sin α-cos α)2,將x整體代入即可得y=x2,根據(jù)x=3sin α-cos α=2sinα-π6,可知-2≤x≤2.將ρsinθ-π4=22m展開(kāi)可得ρsin θ-ρcos θ=m,把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,可得y-x=m.
(2)聯(lián)立C1,C2的直角坐標(biāo)方程,可得m=x2-x,-2≤x≤2,求x2-x的范圍可得實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)由曲線C1的參數(shù)方程為x=3sinα-cosα,y=3-23sinαcosα-2cos2α(α為參數(shù)),可得其直角坐標(biāo)方程為y=x2(-2≤x≤2),
由曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsinθ-π4=22m,可得其直角坐標(biāo)方程為x-y+m=0.
(2)聯(lián)立曲線C1與曲線C2的方程,可得x2-x-m=0,
∴m=x2-x=x-122-14,
∵-2≤x≤2,曲線C1與曲線C2有公共點(diǎn),∴-14≤m≤6.
變式題 解:(1)l的普通方程為y=33(x-1),C1的普通方程為x2+y2=1,由y=33(x-1),x2+y2=1,得l與C1的交點(diǎn)為A(1,0),B-12,-32,則|AB|=3.
(2)C2的參數(shù)方程為x=12cosθ,y=32sinθ(θ為參數(shù)),設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)是12cosθ,32sinθ,從而點(diǎn)P到直線l的距離d=12cosθ-32sinθ-12=102sin(θ-φ)+12,故當(dāng)sin(θ-φ)=1時(shí),d取得最大值,最大值為104+12.
例3 [思路點(diǎn)撥] (1)由x=3cosα,y=sinα消去參數(shù)α,求得曲線C的普通方程.由ρsinθ-π4=2,得ρsin θ-ρcos θ=2,把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,得y=x+2,從而求得直線l的傾斜角.
(2)由(1)知,點(diǎn)P(0,2)在直線l上,可得直線l的參數(shù)方程為x=22t,y=2+22t(t為參數(shù)),代入x29+y2=1并化簡(jiǎn),得5t2+182t+27=0,利用韋達(dá)定理結(jié)合參數(shù)的幾何意義求得|PA|+|PB|的值.
解:(1)由x=3cosα,y=sinα消去參數(shù)α,得x29+y2=1,
即曲線C的普通方程為x29+y2=1.
由ρsinθ-π4=2,得ρsin θ-ρcos θ=2,(*)
將x=ρcosθ,y=ρsinθ代入(*),化簡(jiǎn)得y=x+2,所以直線l的傾斜角為π4.
(2)由(1)知,點(diǎn)P(0,2)在直線l上,可得直線l的參數(shù)方程為x=tcosπ4,y=2+tsinπ4(t為參數(shù)),即x=22t,y=2+22t(t為參數(shù)),
代入x29+y2=1并化簡(jiǎn),得5t2+182t+27=0,Δ=(182)2-4527=108>0,設(shè)A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,
則t1+t2=-1825<0,t1t2=275>0,所以t1<0,t2<0,
所以|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=-(t1+t2)=1825.
變式題 解:(1)∵直線l過(guò)點(diǎn)P32,32且傾斜角為α,
∴直線l的參數(shù)方程為x=32+tcosα,y=32+tsinα(t為參數(shù)).
(2)把x=32+tcosα,y=32+tsinα代入x2+y2=1,
得t2+(3cos α+3sin α)t+2=0,
∵直線l與曲線C:x2+y2=1相交于不同的兩點(diǎn)M,N,
∴Δ=(3cos α+3sin α)2-8>0,即sin2α+π6>23,又α∈[0,π),
∴630,設(shè)A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,
則t1+t2=-2(cosα-sinα),t1t2=-7.
又直線l過(guò)點(diǎn)P(1,2),結(jié)合t的幾何意義得
|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=|t1-t2|=(t1+t2)2-4t1t2=32-4sin2α≥32-4=27.
故1|PA|+1|PB|=|PA|+|PB||PA||PB|=32-4sin2α|-7|≥277,所以所求的最小值為277.
變式題 解:(1)∵曲線C1的參數(shù)方程為x=-4+cost,y=3+sint(t為參數(shù)),∴其普通方程為(x+4)2+(y-3)2=1,
∴C1為圓心是(-4,3),半徑是1的圓.
∵曲線C2的參數(shù)方程為x=8cosθ,y=3sinθ(θ為參數(shù)),∴其普通方程為x264+y29=1,
∴C2為中心是坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,長(zhǎng)半軸長(zhǎng)是8,短半軸長(zhǎng)是3的橢圓.
(2)由t=π2,得P(-4,4),設(shè)Q(8cos θ,3sin θ),故M-2+4cos θ,2+32sin θ,
ρ(cos θ-2sin θ)=7可化為x-2y=7,
故M到C3的距離d=55|4cos θ-3sin θ-13|=55|5cos(θ+φ)-13|其中tan φ=34,
從而當(dāng)cos(θ+φ)=1時(shí),d取得最小值,為855.
【備選理由】例1考查了圓的參數(shù)方程與普通方程的轉(zhuǎn)化,直線與圓相交求弦長(zhǎng);例2考查了直線的參數(shù)方程與普通方程,圓的極坐標(biāo)方程與直角坐標(biāo)方程的轉(zhuǎn)化,直線參數(shù)方程的應(yīng)用;例3考查了曲線的極坐標(biāo)方程與參數(shù)方程的轉(zhuǎn)化,以及曲線參數(shù)方程的應(yīng)用;例4考查了曲線參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程之間的轉(zhuǎn)化,以及曲線極坐標(biāo)方程的應(yīng)用.以上幾題覆蓋了曲線參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程的幾種常見(jiàn)組合,是對(duì)例題的補(bǔ)充.
1 [配例2使用] [2017珠海調(diào)研] 已知在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為x=2+2cosφ,y=2sinφ(φ為參數(shù)),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,直線l的極坐標(biāo)方程為ρsinθ+π4=22.
(1)求曲線C的極坐標(biāo)方程;
(2)求直線l被曲線C截得的弦長(zhǎng).
解:(1)曲線C的普通方程為(x-2)2+y2=4,
即x2+y2-4x=0,將x=ρcosθ,y=ρsinθ代入,化簡(jiǎn)得ρ=4cos θ,∴曲線C的極坐標(biāo)方程是ρ=4cos θ.
(2)∵直線l的直角坐標(biāo)方程為x+y-4=0,
聯(lián)立x2+y2-4x=0,x+y-4=0,得直線l與曲線C的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2,2),(4,0),
∴所求弦長(zhǎng)為(2-4)2+(2-0)2=22.
2 [配例3使用] 已知直線l的參數(shù)方程為x=2+22t,y=1+22t(t為參數(shù)),以直角坐標(biāo)系xOy的原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=42sinθ+π4.
(1)求直線l的普通方程與圓C的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)圓C與直線l交于A,B兩點(diǎn),若P點(diǎn)的直角坐標(biāo)為(2,1),求||PA|-|PB||的值.
解:(1)易得直線l的普通方程為y=x-1.
因?yàn)榍€C的極坐標(biāo)方程為ρ=42sinθ+π4=4sin θ+4cos θ,即ρ2=4ρsin θ+4ρcos θ,
所以圓C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-4x-4y=0(或?qū)懗?x-2)2+(y-2)2=8).
(2)點(diǎn)P(2,1)在直線l上,且在圓C內(nèi),把x=2+22t,y=1+22t代入x2+y2-4x-4y=0,得t2-2t-7=0,
設(shè)A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則t1+t2=2,t1t2=-7<0,即t1,t2異號(hào),
所以||PA|-|PB||=||t1|-|t2||=|t1+t2|=2.
3 [配例4使用] 在直角坐標(biāo)系中,以原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,已知曲線C:ρ2=151+2cos2θ,直線l:2ρsinθ+π3=3.
(1)判斷曲線C與直線l的位置關(guān)系,寫(xiě)出直線l的參數(shù)方程;
(2)設(shè)直線l與曲線C的兩個(gè)交點(diǎn)分別為A,B,求|AB|的值.
解:(1)曲線C的直角坐標(biāo)方程為x25+y215=1,直線l的直角坐標(biāo)方程為3x+y=3,與y軸的交點(diǎn)為P(0,3),將P(0,3)代入橢圓方程左邊得0+15<1,故點(diǎn)P(0,3)在橢圓的內(nèi)部,所以直線l與曲線C相交.直線l的參數(shù)方程為x=-12t,y=3+32t(t為參數(shù)).
(2)由(1)知直線l的參數(shù)方程為x=-12t,y=3+32t(t為參數(shù)),曲線C的直角坐標(biāo)方程為x25+y215=1,將直線l的參數(shù)方程代入曲線C的直角坐標(biāo)方程,得3-12t2+3+32t2=15,即t2+2t-8=0,設(shè)點(diǎn)A,B對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則t2+t1=-2,t2t1=-8,
所以|AB|=(t2+t1)2-4t2t1=(-2)2-4(-8)=6.
4 [配例4使用] [2018岳陽(yáng)一中月考] 直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:x=t,y=-3t(t為參數(shù)),曲線C1:x=cosφ,y=1+sinφ(φ為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=-2cos θ+23sin θ.
(1)分別求曲線C1的極坐標(biāo)方程和曲線C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)直線l交曲線C1于O,A兩點(diǎn),交曲線C2于O,B兩點(diǎn),求|AB|.
解:(1)曲線C1:x=cosφ,y=1+sinφ(φ為參數(shù)),化為普通方程是x2+(y-1)2=1,展開(kāi)可得x2+y2-2y=0,
可得其極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρsin θ=0,即ρ=2sin θ.
曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=-2cos θ+23sin θ,
即ρ2=ρ(-2cos θ+23sin θ),化為直角坐標(biāo)方程是x2+y2=-2x+23y.
(2)直線l:x=t,y=-3t(t為參數(shù)),化為普通方程是y=-3x,可得其極坐標(biāo)方程是θ=2π3(ρ∈R),
∴|OA|=2sin2π3=3,|OB|=-2cos2π3+23sin2π3=-2-12+2332=4,
∴|AB|=|OB|-|OA|=4-3.
第69講 不等式的性質(zhì)及絕對(duì)值不等式
考試說(shuō)明 1. 理解絕對(duì)值的幾何意義,并了解下列不等式成立的幾何意義及取等號(hào)的條件:
|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);
|a-b|≤|a-c|+|c-b|(a,b∈R).
2. 會(huì)利用絕對(duì)值的幾何意義求解以下類(lèi)型的不等式:
|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-c|+|x-b|≥a.
【課前雙基鞏固】
知識(shí)聚焦
1. (1)bb (2)a>c a>c
(3)b+c b+c a+c>b+d a+c>b+d
(4)bc bc (5)> (6)>
2. (1)≥2ab a=b (2)≥ab a=b
(3)算術(shù) 幾何 (4)≥3abc a=b=c
(5)a1+a2+…+ann≥na1a2…an
3. (1)ab≥0 (2)(a-b)(b-c)≥0
【課堂考點(diǎn)探究】
例1 [思路點(diǎn)撥] 借助絕對(duì)值三角不等式進(jìn)行證明.
證明:23x+1=23x+32=23x+y+1-y+13+16≤23|x+y+1|+y-13+16≤2313+23+16=79,所以23x+1≤79.
變式題 證明:由絕對(duì)值三角不等式的性質(zhì)得
|x|=15|2(x-3y)+3(x+2y)|≤15[|2(x-3y)|+|3(x+2y)|]<15212+316=310.
例2 [思路點(diǎn)撥] (1)分類(lèi)討論,去掉絕對(duì)值,分別求得不等式f(x)≥-2的解集,再取并集,即得所求;(2)作出f(x)的圖像,數(shù)形結(jié)合求得滿足x∈[a,+∞)時(shí)g(x)≥f(x)的a的取值范圍.
解:(1)f(x)=x-4,x≤-2,3x,-2-2時(shí),令-x+4=x-a,得x=2+a2,
∴a≥2+a2,即a≥4.
綜上,a≤-2或a≥4.
變式題 解:(1)當(dāng)a=-1時(shí),不等式f(x)≥0可化為|2x+1|-|x|-1≥0,
∴x<-12,-(2x+1)-(-x)-1≥0或-12≤x<0,(2x+1)-(-x)-1≥0或x≥0,(2x+1)-x-1≥0,解得x≤-2或x≥0,
∴不等式f(x)≥0的解集為(-∞,-2]∪[0,+∞).
(2)由f(x)=2x得a=2x+|x|-|2x+1|,
令g(x)=2x+|x|-|2x+1|,
則g(x)=3x+1x<-12,-x-1-12≤x<0,x-1(x≥0),作出函數(shù)y=g(x)的圖像,如圖所示,易知A-12,-12,B(0,-1),
結(jié)合圖像知,當(dāng)-110,分1-2m≥0和1-2m<0兩種情況進(jìn)行討論,分別求解不等式再取并集即可.
解:(1)證明:由m>0,得f(x)=x+8m+|x-2m|≥x+8m-(x-2m)=8m+2m=8m+2m≥28m2m=8,當(dāng)且僅當(dāng)8m=2m且x+8m(x-2m)≤0,即m=2且-4≤x≤4時(shí)取等號(hào),所以f(x)≥8恒成立.
(2)f(1)=1+8m+|1-2m|(m>0).
當(dāng)1-2m<0,即m>12時(shí),f(1)=1+8m-(1-2m)=8m+2m,
由f(1)>10,得8m+2m>10,化簡(jiǎn)得m2-5m+4>0,解得m<1或m>4,所以124.
當(dāng)1-2m≥0,即010,得2+8m-2m>10,此不等式在00,所以-2a≤x≤4a,
因?yàn)椴坏仁絝(x)≤3的解集是{x|-1≤x≤2},
所以-2a=-1,4a=2,解得a=2.
(2)因?yàn)閒(x)+f(-x)3=|2x-1|+|2x+1|3≥|(2x-1)-(2x+1)|3=23,
所以要使f(x)+f(-x)3<|k|存在實(shí)數(shù)解,只需|k|>23,
解得k>23或k<-23,
所以實(shí)數(shù)k的取值范圍是-∞,-23∪23,+∞.
【備選理由】這里選用的三個(gè)例題,涉及求絕對(duì)值不等式的解、由解集求參數(shù)、不等式的證明,以及不等式恒成立等問(wèn)題,希望通過(guò)練習(xí)提高學(xué)生的解題能力.
1 [配例1使用] 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,都存在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,
所以-7<|x-1|<3,得-22時(shí),原不等式等價(jià)于(x-2)+(x+4)≥x2+4x+3,
即x2+2x+1≤0,解得x=-1,∴x∈?.
綜上可知,不等式f(x)≥g(x)的解集是{x|-5≤x≤-2+7}.
(2)∵|x-2|+|x+4|≥|x-2-x-4|=6,
且f(x)≥|1-5a|恒成立,
∴6≥|1-5a|,即-6≤1-5a≤6,
∴-1≤a≤75,∴a的取值范圍是-1,75.
3 [配例3使用] [2017深圳二調(diào)] 已知函數(shù)f(x)=|x+1-2a|+|x-a2|,a∈R.
(1)若f(a)≤2|1-a|,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若關(guān)于x的不等式f(x)≤1存在實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)因?yàn)閒(a)≤2|1-a|,所以|1-a|+|a-a2|≤2|1-a|,
即(|a|-1)|1-a|≤0.
當(dāng)a=1時(shí),不等式成立;
當(dāng)a≠1時(shí),|1-a|>0,則|a|-1≤0,解得-1≤a<1.
綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是{a|-1≤a≤1}.
(2)若關(guān)于x的不等式f(x)≤1存在實(shí)數(shù)解,則只需f(x)min≤1,
又f(x)=|x+1-2a|+|x-a2|≥|(x+1-2a)-(x-a2)|=(a-1)2,
所以(a-1)2≤1,解得0≤a≤2,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是{a|0≤a≤2}.
第70講 不等式的證明、柯西不等式與均值不等式
考試說(shuō)明 通過(guò)一些簡(jiǎn)單問(wèn)題了解證明不等式的基本方法:比較法、綜合法、分析
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