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文檔簡介
第六章不等式第一節(jié)不等關系與不等式[考情展望]1.考查有關不等式的命題真假及數(shù)式的大小比較.2.考查與不等式相關的充分必要條件的推斷.3.考查和函數(shù)、數(shù)列等學問的綜合應用.一、實數(shù)的大小挨次與運算性質(zhì)的關系a>b?a-b>0,a=b?a-b=0,a<b?a-b<0.二、不等式的性質(zhì)1.對稱性:a>b?b<a;(雙向性)2.傳遞性:a>b,b>c?a>c;(單向性)3.可加性:a>b?a+c>b+c;(雙向性)a>b,c>d?a+c>b+d;(單向性)4.可乘性:a>b,c>0?ac>bc;a>b,c<0?ac<bc;a>b>0,c>d>0?ac>bd;(單向性)5.乘方法則:a>b>0?an>bn(n∈N,n≥2);(單向性)6.開方法則:a>b>0?eq\r(n,a)>eq\r(n,b)(n∈N,n≥2);(單向性)7.倒數(shù)性質(zhì):設ab>0,則a<b?eq\f(1,a)>eq\f(1,b).(雙向性)真、假分數(shù)的性質(zhì)若a>b>0,m>0,則(1)真分數(shù)的性質(zhì):eq\f(b,a)<eq\f(b+m,a+m),eq\f(b,a)>eq\f(b-m,a-m)(b-m>0)(2)假分數(shù)的性質(zhì):eq\f(a,b)>eq\f(a+m,b+m),eq\f(a,b)<eq\f(a-m,b-m)(b-m>0)1.對于實數(shù)a,b,c,“a>b”是“ac2>bc2”的()A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】B2.在城區(qū)限速40km/h的路標,指示司機在前方路段行駛時,應使汽車的速度v不超過40km/h,寫成不等式就是()A.v<40km/h B.v>40km/hC.v≠40km/h D.v≤40km/h【答案】D3.已知a,b為非零實數(shù),且a>b,則下列不等式確定成立的是()A.a(chǎn)4>b4 B.eq\f(1,a)<eq\f(1,b)C.|a|>|b| D.2a>2b【答案】D4.eq\f(1,\r(2)-1)與eq\r(3)+1的大小關系為.【答案】eq\f(1,\r(2)-1)<eq\r(3)+15.設a>b>1,c<0,給出下列三個結論:①eq\f(c,a)>eq\f(c,b);②ac<bc;③logb(a-c)>loga(b-c).其中全部的正確結論的序號是()A.① B.①②C.②③ D.①②③【答案】D6.(2021·天津高考)設a,b∈R,則“(a-b)·a2<0”是“a<b”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【答案】A
考向一[099]應用不等式表示不等關系(1)某地規(guī)定本地最低生活保障金不低于300元,上述不等關系寫成不等式為.【答案】x≥300(2)某汽車公司由于進展的需要需購進一批汽車,方案使用不超過1000萬元的資金購買單價分別為40萬元、90萬元的A型汽車和B型汽車.依據(jù)需要,A型汽車至少買5輛,B型汽車至少買6輛,寫出滿足上述全部不等關系的不等式.【嘗試解答】設購買A型汽車和B型汽車分別為x輛、y輛,則x、y滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(40x+90y≤1000,,x≥5,,y≥6,,x,y∈N*.))規(guī)律方法11.本例(2)在求解時,常因忽視變量x,y∈N*致誤.2.求解此類問題確定要精確?????將題目中文字語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學符號語言(如不等式等),特殊是留意“不超過”、“至少”、“低于”表示的不等關系,同時還應考慮變量的實際意義. (1)(2022·四川高考)若a>b>0,c<d<0,則確定有()A.eq\f(a,d)>eq\f(b,c) B.eq\f(a,d)<eq\f(b,c)C.eq\f(a,c)>eq\f(b,d) D.eq\f(a,c)<eq\f(b,d)【答案】13(2)已知函數(shù)f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4.求f(-2)的取值范圍.【嘗試解答】法一設f(-2)=mf(-1)+nf(1)(m,n為待定系數(shù)),則4a-2b=m(a-b)+n(a+b),即4a-2b=(m+n)a+(n-m)b.于是得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m+n=4,,n-m=-2,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m=3,,n=1,))∴f(-2)=3f(-1)+f(1).又∵1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,∴5≤3f(-1)+f(1)≤10,故5≤f(-2)≤10.法二由于eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f-1=a-b,,f1=a+b,))∴a=eq\f(f-1+f1,2),b=eq\f(f1-f-1,2).∴f(-2)=4a-2b=3f(-1)+f(1).又1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4.故5≤f(-2)≤10.規(guī)律方法21.解題時,易忽視不等式性質(zhì)成立的條件,或“無中生有”自造性質(zhì)導致推理判定失誤.2.由a<f(x,y)<b,c<g(x,y)<d,求F(x,y)的取值范圍,可利用待定系數(shù)法解決,即設F(x,y)=mf(x,y)+ng(x,y),用恒等變形求得m,n,再利用不等式的性質(zhì)求得F(x,y)的取值范圍.對點訓練(1)(2021·西寧模擬)已知a,b,c∈R,那么下列命題中正確的是()A.若a>b,則ac2>bc2B.若eq\f(a,c)>eq\f(b,c),則a>bC.若a3>b3且ab<0,則eq\f(1,a)>eq\f(1,b)D.若a2>b2且ab>0,則eq\f(1,a)<eq\f(1,b)(2)(2021·寧波模擬)若角α,β滿足-eq\f(π,2)<α<β<π,則α-β的取值范圍是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,2),\f(3π,2)))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,2),0))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(3π,2))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))【答案】(1)C(2)B(3)若α,β滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤α+β≤1,,1≤α+2β≤3,))試求α+3β的取值范圍.【解】設α+3β=x(α+β)+y(α+2β)=(x+y)α+(x+2y)β.由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y=1,,x+2y=3,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=-1,,y=2.))∵-1≤-(α+β)≤1,2≤2(α+2β)≤6,∴兩式相加,得1≤α+3β≤7.
考向三[101]比較大小(1)已知m∈R,a>b>1,f(x)=eq\f(m2x,x-1),試比較f(a)與f(b)的大小;(2)比較aabb與abba(a>0且a≠1,b>0且b≠1)的大?。緡L試解答】(1)法一∵f(a)=eq\f(m2a,a-1),f(b)=eq\f(m2b,b-1),∴f(a)-f(b)=eq\f(m2a,a-1)-eq\f(m2b,b-1)=m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,a-1)-\f(b,b-1)))=m2·eq\f(ab-1-ba-1,a-1b-1)=m2·eq\f(b-a,a-1b-1),當m=0時,f(a)=f(b);當m≠0時,m2>0,又a>b>1,∴f(a)<f(b),即f(a)≤f(b).法二∵f(x)=eq\f(m2x,x-1)=m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,x-1))),∴f(a)=m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,a-1))),f(b)=m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,b-1))),由于a>b>1,∴a-1>b-1>0,∴1+eq\f(1,a-1)<1+eq\f(1,b-1),當m=0時,m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,a-1)))=m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,b-1))),即f(a)=f(b);當m≠0時,m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,a-1)))<m2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,b-1))),即f(a)<f(b),∴f(a)≤f(b).(2)依據(jù)同底數(shù)冪的運算法則,接受作商法,eq\f(aabb,abba)=aa-bbb-a=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))a-b,當a>b>0時,eq\f(a,b)>1,a-b>0,則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))a-b>1,∴aabb>abba,當b>a>0時,0<eq\f(a,b)<1,a-b<0,則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))a-b>1,∴aabb>abba,當a=b>0時,eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))a-b=1,∴aabb=abba,綜上知aabb≥abba(當且僅當a=b時取等號).規(guī)律方法31.第(1)中,若留意到m2≥0,亦可構造函數(shù)φ(x)=eq\f(x,x-1)(x>1),推斷出φ(x)是減函數(shù),f(a)≤f(b).2.(1)“作差比較法”的過程可分為四步:①作差;②變形;③推斷差的符號;④作出結論.其中關鍵一步是變形,手段可以有通分、因式分解、配方等.(2)“作商比較法”的依據(jù)是“eq\f(a,b)>1,b>0?a>b”,在數(shù)式結構含有冪或根式時,常接受比商法.對點訓練若a>b>0,試比較aeq\r(a)+beq\r(b)與aeq\r(b)+beq\r(a)的大?。窘狻?aeq\r(a)+beq\r(b))-(aeq\r(b)+beq\r(a))=a(eq\r(a)-eq\r(b))+b(eq\r(b)-eq\r(a))=(eq\r(a)-eq\r(b))(a-b)=(eq\r(a)-eq\r(b))2(eq\r(a)+eq\r(b)),∵eq\r(a)+eq\r(b)>0,(eq\r(a)-eq\r(b))2>0,∴(aeq\r(a)+beq\r(b))-(aeq\r(b)+beq\r(a))>0,∴aeq\r(a)+beq\r(b)>aeq\r(b)+beq\r(a).易錯易誤之十一不等式變形中盲目擴大范圍——————————[1個示范例]——————設函數(shù)f(x)=xn+bx+c(n∈N*,b,c∈R).(1)設n≥2,b=1,c=-1,證明f(x)在區(qū)間eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內(nèi)存在唯一零點;(2)設n為偶數(shù),|f(-1)|≤1,|f(1)|≤1,求b+3c的最大值和最小值.【解】(1)當b=1,c=-1,n≥2時,f(x)=xn+x-1,feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))f(1)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n)-\f(1,2)))×1<0,∴f(x)在區(qū)間eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內(nèi)有零點,又當x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))時,f′(x)=n·xn-1+1>0,∴f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))上是單調(diào)遞增的,∴f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內(nèi)存在唯一零點.(2)法一由n為偶數(shù),且|f(-1)|≤1,|f(1)|≤1,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤f-1≤1,,-1≤f1≤1.))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0≤b-c≤2,,-2≤b+c≤0.))本例(2)在求解中常犯以下錯誤:∵n為偶數(shù),且|f(-1)|≤1,|f(1)|≤1,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0≤b-c≤2,,-2≤b+c≤0.))因此-1≤b≤1,且-2≤c≤0.∴-7≤b+3c≤1,故b+3c的最大值為1,最小值為-7.出錯緣由為:(1)忽視字母b、c相互制約的條件,片面將b,c分割開來導致字母范圍發(fā)生變化.(2)多次運用同向不等式相加這一性質(zhì),不是等價變形,擴大變量的取值范圍,致使最值求解錯誤.作上述不等式組表示的可行域,如圖所示.令t=b+3c,則c=eq\f(t,3)-eq\f(b,3).平移b+3c=0,知直線過原點O時截距最大,過點A時截距最小,∴t=b+3c的最大值為0+3×0=0;最小值為0+3×(-2)=-6.法二由題意知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f-1=1-b+c,,f1=1+b+c,))解得b=eq\f(f1-f-1,2),c=eq\f(f1+f-1-2,2),∴b+3c=2f(1)+f(-1)-3.又∵-1≤f(-1)≤1,-1≤f(1)≤1,∴-6≤b+3c≤0.當b=0,c=-2時,b+3c=-6;當b=c=0時,b+3c=0,∴b+3c的最小值為-6,最大值為0.【防范措施】處理該類問題的方式常有兩種:(1)利用待定系數(shù)法先建立待求整體與已知范圍的整體的等量關系,最終通過“一次性”使用不等式的運算求得待求整體的范圍.(2)運用線性規(guī)劃,依據(jù)t=b+3c的幾何意義,數(shù)形結合求t的最值.————————[1個防錯練]———————已知函數(shù)f(x)=ax2-c,且f(1)∈[-4,-1],f(2)∈[-1,5],求f(3)的取值范圍.【解】法一(以a、c為橋梁,方程組思想)∵f(x)=ax2-c.∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f1=a-c,f2=4a-c))?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=\f(1,3)[f2-f1],-c=\f(4,3)f1-\f(1,3)f2))?f(3)=9a-c=-eq\f(5,3)f(1)+eq\f(8,9)f(2).eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(-4≤f1≤-1?\f(5,3)≤-\f(5,3)f1≤\f(20,3),-1≤f2≤5?-\f(8,3)≤\f(8,3)f2≤\f(40,3)))?-1≤f(3)≤20.∴f(3)的取值范圍為[-1,20].法二(待定系數(shù)法)設f(3)=λf(1)+μf(2),∴9a-c=λ(a-c)+μ(4a-c).∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(9=λ+4μ,-1=-λ-μ)),解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(λ=-\f(5,3),μ=\f(8,3))).∴f(3)=-eq\f(5,3)f(1)+eq\f(8,3)f(2).下同法一,略.課時限時檢測(三十四)不等關系與不等式(時間:60分鐘滿分:80分)一、選擇題(每小題5分,共30分)1.若a、b、c∈R,a>b,則下列不等式成立的是()A.eq\f(1,a)<eq\f(1,b) B.a(chǎn)2>b2C.eq\f(a,c2+1)>eq\f(b,c2+1) D.a(chǎn)|c|>b|c|【答案】C2.已知a,b,c滿足c<b<a且ac<0,則下列選項中不愿定能成立的是()A.eq\f(c,a)<eq\f(b,a) B.eq\f(b-a,c)>0C.eq\f(b2,c)<eq\f(a2,c) D.eq\f(a-c,ac)<0【答案】C3.下面四個條件中,使a>b成立的充分不必要條件是()A.a(chǎn)>b+1 B.a(chǎn)>b-1C.a(chǎn)2>b2 D.a(chǎn)3>b3【答案】A4.若A=eq\f(1,x2)+3與B=eq\f(1,x)+2,則A,B的大小關系是()A.A>B B.A<BC.A≥B D.不確定【答案】A5.若角α,β滿足-eq\f(π,2)<α<β<π,則α-β的取值范圍是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,2),\f(3π,2))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,2),0))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(3π,2))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))【答案】B6.設a>0,b>0,()A.若2a+2a=2b+3b,則a>bB.若2a+2a=2b+3b,則a<bC.若2a-2a=2b-3b,則a>bD.若2a-2a=2b-3b,則a<b【答案】A二、填空題(每小題5分,共15分)7.某次數(shù)學智力測驗,共有20道題,答對一題得5分,答錯一題得-2分,不答得零分,某同學有一道題未答,那么這個同學至少答對多少題,成果才能不低于80分,列出其中的不等關系:.(不用化簡)【答案】5x-2(19-x)≥80,x∈N*8.x2+y2+1與2(x+y-1)的大小關系是.【答案】x2+y2+1>2(x+y-1)9.已知a,b,c∈R,有以下命題:①若a>b,有ac2>bc2;②若ac2>bc2,則a>b;③若a>b,則a·2c>b·2c.以上命題中正確的是(請把正確命題的序號都填上).【答案】②③三、解答題(本大題共3小題,共35分)10.(10分)已知12<a<60,15<b<36,求a-b,eq\f(a,b)的取值范圍.【解】∵15<b<36,∴-36<-b<-15.又12<a<60,∴12-36<a-b<60-15,∴-24<a-b<45.又eq\f(1,36)<eq\f(1,b)<eq\f(1,15),∴eq\f(12,36)<eq\f(a,b)<eq\f(60,15),∴eq\f(1,3)<eq\f(a,b)<4.11.(12分)下面為某省農(nóng)運會官方票務網(wǎng)站分布的幾種球類競賽的門票價格,某球迷賽前預備1200元,預訂15張下表中球類競賽的門票.競賽項目票價(元/場)足球100籃球80乒乓球60若在預備資金允許的范圍內(nèi)和總票數(shù)不變的前提下,該球迷想預訂上表中三種球類競賽門票,其中籃球競賽門票數(shù)與乒乓球競賽門票數(shù)相同,且籃球競賽門票的費用不超過足球競賽門票的費用,求可以預訂的足球競賽門票數(shù).【解】設預訂籃球競賽門票數(shù)與乒乓球競賽門票數(shù)都是n張,則足球競賽門票預訂(15-2n)張,由題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(80n+60n+10015-2n≤1200,,80n≤10015-2n,,n∈N*,))解得5≤n≤5eq\f(5,14),由n∈N*知,n=5,∴15-2n=5,故可預訂足球競賽門票5張.12.(13分)若實數(shù)a、b、c滿足b+c=5a2-8a+11,b-c=a2-6a+9,試比較a、b、c的大?。窘狻俊遙-c=a2-6a+9=(a-3)2≥0,∴b≥c.①又eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(b+c=5a2-8a+11,,b-c=a2-6a+9,))∴c=2a2-a+1.則c-a=2a2-2a+1=2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-\f(1,2)))2+eq\f(1,2)>0,∴c>a.②由①②得b≥c>a.其次節(jié)一元二次不等式及其解法[考情展望]1.考查一元二次不等式的解法及其“三個二次”間的關系問題.2.會從實際情景中抽象出一元二次不等式模型.3.以函數(shù)、導數(shù)為載體,考查不等式的參數(shù)范圍問題.一元二次不等式與相應的二次函數(shù)及一元二次方程的關系如下表判別式Δ=b2-4acΔ>0Δ=0Δ<0二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)的圖象一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根有兩相異實根x1,x2(x1<x2)有兩相等實根x1=x2=-eq\f(b,2a)沒有實數(shù)根ax2+bx+c>0(a>0)的解集{x|x<x1或x>x2}{x|x≠x1}Rax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}??不等式恒成立問題的解法不等式ax2+bx+c>0的解是全體實數(shù)(或恒成立)的條件是當a=0時,b=0,c>0;當a≠0時,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a>0,,Δ<0;))不等式ax2+bx+c<0的解是全體實數(shù)(或恒成立)的條件是當a=0時,b=0,c<0;當a≠0時,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a<0,,Δ<0.))1.不等式2x2-x-1>0的解集是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1))B.(1,+∞)C.(-∞,1)∪(2,+∞) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,2)))∪(1,+∞)【答案】D2.不等式eq\f(x-1,2x+1)≤0的解集為()A.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)<x≤1)))) B.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥1或x<-\f(1,2)))))C.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)≤x≤1)))) D.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥1或x≤-\f(1,2)))))【答案】A3.函數(shù)y=eq\f(1,\r(6-x-x2))的定義域是.【答案】{x|-3<x<2}4.一元二次不等式ax2+bx+2>0的解集是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),\f(1,3))),則a+b的值是.【答案】-145.(2021·重慶高考)關于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集為(x1,x2),且x2-x1=15,則a=()A.eq\f(5,2)B.eq\f(7,2)C.eq\f(15,4)D.eq\f(15,2)【答案】A6.已知關于x的不等式x2-ax+2a>0在R上恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是.【答案】(0,8)考向一[102]一元二次不等式的解法已知不等式ax2-3x+6>4的解集為{x|x<1或x>b}.(1)求a,b的值;(2)解不等式ax2-(ac+b)x+bc<0.【嘗試解答】(1)由于不等式ax2-3x+6>4的解集為{x|x<1或x>b},所以x1=1與x2=b是方程ax2-3x+2=0的兩個實數(shù)根,b>1且a>0.由根與系數(shù)的關系,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1+b=\f(3,a),,1×b=\f(2,a).))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=2.))(2)不等式ax2-(ac+b)x+bc<0,即x2-(2+c)x+2c<0,即(x-2)(x-c)<0.當c>2時,不等式(x-2)(x-c)<0的解集為{x|2<x<c};當c<2時,不等式(x-2)(x-c)<0的解集為{x|c<x<2};當c=2時,不等式(x-2)(x-c)<0的解集為?.所以,當c>2時,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集為{x|2<x<c};當c<2時,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集為{x|c<x<2};當c=2時,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集為?.規(guī)律方法11.解一元二次不等式時,當二次項系數(shù)為負時要先化為正,再依據(jù)判別式符號推斷對應方程根的狀況,然后結合相應二次函數(shù)的圖象寫出不等式的解集.2.解含參數(shù)的一元二次不等式,要把握好分類爭辯的層次.一般按下面次序進行爭辯;首先依據(jù)二次項系數(shù)的符號進行分類,其次依據(jù)根是否存在,即Δ的符號進行分類,最終當根存在時,依據(jù)根的大小進行分類.對點訓練(1)不等式ax2+bx+c>0的解集為{x|2<x<3},則不等式ax2-bx+c>0的解集為.【答案】{x|-3<x<-2}(2)a∈R,解關于x的不等式x-eq\f(1,x)≥a(x-1).【解】原不等式可轉(zhuǎn)化為eq\f(x-1[1-ax+1],x)≥0(*)(1)當a=1時,(*)式為eq\f(x-1,x)≥0,解得x<0或x≥1.(2)當a≠1時,(*)式為eq\f(1-ax-1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,1-a))),x)≥0①若a<1,則a-1<0,eq\f(1,a-1)<0,解得eq\f(1,a-1)≤x<0,或x≥1;②若1<a≤2,則1-a<0,eq\f(1,a-1)≥1,解得x<0,或1≤x≤eq\f(1,a-1);③若a>2,則a-1>1,0<eq\f(1,a-1)<1,1-a<0,解得x<0,或eq\f(1,a-1)≤x≤1;綜上,當a=1時,不等式解集為{x|x<0或x≥1}.當a<1時,不等式解集為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,a-1)≤x<0,或x≥1)))).當1<a≤2時,不等式解集為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x<0,或1≤x≤\f(1,a-1))))).當a>2時,不等式解集為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x<0,或\f(1,a-1)≤x≤1)))).
考向二[103]不等式恒成立問題設函數(shù)f(x)=mx2-mx-1.(1)若對于一切實數(shù)x,f(x)<0恒成立,求m的取值范圍;(2)若對于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范圍.【嘗試解答】(1)要使mx2-mx-1<0恒成立,若m=0,明顯-1<0;若m≠0,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m<0,Δ=m2+4m<0))?-4<m<0.所以m的取值范圍為{m|-4<m≤0}.(2)要使f(x)<-m+5在[1,3]上恒成立,只需mx2-mx+m<6恒成立(x∈[1,3]),又因x2-x+1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+eq\f(3,4)>0,所以m<eq\f(6,x2-x+1).由于y=eq\f(6,x2-x+1)=eq\f(6,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+\f(3,4)),由t=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+eq\f(3,4)在[1,3]上是增函數(shù),∴y=eq\f(6,x2-x+1)在[1,3]上是減函數(shù),因此函數(shù)的最小值ymin=eq\f(6,7).所以,m的取值范圍是{m|m<eq\f(6,7)}.規(guī)律方法21.對于一元二次不等式恒成立問題,恒大于0就是相應的二次函數(shù)的圖象在給定的區(qū)間上全部在x軸上方,恒小于0就是相應的二次函數(shù)的圖象在給定的區(qū)間上全部在x軸下方.另外常轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最值或用分別參數(shù)法求最值.2.解決恒成立問題確定要搞清誰是主元,誰是參數(shù),一般地,知道誰的范圍,誰就是主元,求誰的范圍,誰就是參數(shù).對點訓練(1)(2021·衡水模擬)若a∈R,且對一切實數(shù)x都有ax2+ax+a+3>0,那么a的取值范圍是()A.(0,+∞) B.[0,+∞)C.(-∞,-4) D.(-∞,-4]∪(0,+∞)(2)(2021·鄭州模擬)若不等式x2+ax+1≥0對一切x∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))都成立,則a的最小值是.【答案】(1)B(2)-eq\f(5,2)(3)若x∈[-1,+∞)時,x2-2ax+2≥a恒成立,試求a的取值范圍.【解】法一令f(x)=x2-2ax+2,x∈[-1,+∞),f(x)=(x-a)2+2-a2,此二次函數(shù)圖象的對稱軸為x=a.(1)當a∈(-∞,-1)時,結合圖象知,f(x)在[-1,+∞)上單調(diào)遞增,f(x)min=f(-1)=2a+3.要使f(x)≥a恒成立,只需f(x)min≥a,即2a+3≥a,解得-3≤a<-1;(2)當a∈[-1,+∞)時,f(x)min=f(a)=2-a2,由2-a2≥a,解得-2≤a≤1,∴-1≤a≤1.綜上所述,所求a的取值范圍為-3≤a≤1.法二由已知得x2-2ax+2-a≥0在[-1,+∞)上恒成立,令f(x)=x2-2ax+2-a,即Δ=4a2-4(2-a)≤0或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Δ>0,,a<-1,,f-1≥0.))解得-3≤a≤1.故a的取值范圍為{a|-3≤a≤1}.考向三[104]一元二次不等式的實際應用行駛中的汽車,在剎車時由于慣性作用,要連續(xù)往前滑行一段距離才能停下,這段距離叫做剎車距離.在某種路面上,某種型號汽車的剎車距離s(m)與汽車的車速v(km/h)滿足下列關系:s=eq\f(nv,100)+eq\f(v2,400)(n為常數(shù),且n∈N),做了兩次剎車試驗,有關試驗數(shù)據(jù)如圖6-2-1所示,其中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(6<s1<8,,14<s2<17.))圖6-2-1(1)求n的值;(2)要使剎車距離不超過12.6m,則行駛的最大速度是多少?【嘗試解答】(1)由試驗數(shù)據(jù)知,s1=eq\f(2,5)n+4,s2=eq\f(7,10)n+eq\f(49,4),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(6<\f(2,5)n+4<8,,14<\f(7,10)n+\f(49,4)<17,))解之得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(5<n<10,,\f(5,2)<n<\f(95,14).))又n∈N,∴取n=6.(2)由(1)知,s=eq\f(3v,50)+eq\f(v2,400),v≥0.依題意,s=eq\f(3v,50)+eq\f(v2,400)≤12.6,即v2+24v-5040≤0,解之得-84≤v≤60.留意到v≥0,所以0≤v≤60.故行駛的最大速度為60km/h.規(guī)律方法31.(1)求解本例的關鍵是文字語言、圖形語言,符號語言之間的合理轉(zhuǎn)化.(2)避開忽視v≥0的限制條件,及eq\f(3v,50)+eq\f(v2,400)≤12.6中的等號.2.解不等式的實際應用中,常以函數(shù)模型為載體,解題時要理清題意,精確?????找出其中的不等關系,引進數(shù)學符號恰當表示,最終用不等式的解回答實際問題.對點訓練某種商品,現(xiàn)在定價p元,每月賣出n件,設定價上漲x成,每月賣出數(shù)量削減y成,每月售貨總金額變成現(xiàn)在的z倍.(1)用x和y表示z;(2)若y=eq\f(2,3)x,求使每月售貨總金額有所增加的x值的范圍.【解】(1)按現(xiàn)在的定價上漲x成時,上漲后的定價為peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(x,10)))元,每月賣出數(shù)量為neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(y,10)))件,每月售貨總金額是npz元,因而npz=peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(x,10)))·neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(y,10))),所以z=eq\f(10+x10-y,100).(2)當y=eq\f(2,3)x時,z=eq\f(10+x\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-\f(2,3)x)),100),要使每月售貨總金額有所增加,即z>1,應有(10+x)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10-\f(2,3)x))>100,即x(x-5)<0,所以0<x<5,所以,要使每月售貨總金額有所增加,則x的取值范圍是(0,5).思想方法之十四數(shù)形結合巧解不等式不等式中的數(shù)形結合問題,在解題時既要想形又要以形助數(shù),常見的“以形助數(shù)”的方法有:(1)借助數(shù)軸,運用數(shù)軸的有關概念,解決與確定值有關的問題,解決數(shù)集的交、并、補運算格外有效.(2)借助函數(shù)圖象,利用函數(shù)圖象分析問題和解決問題是數(shù)形結合的基本方法,需留意的問題是精確?????把握代數(shù)式的幾何意義實現(xiàn)“數(shù)”向“形”的轉(zhuǎn)化.——————————[1個示范例]—————(2021·四川高考)已知f(x)是定義域為R的偶函數(shù),當x≥0時,f(x)=x2-4x,那么,不等式f(x+2)<5的解集是.【解析】設x<0,則-x>0.∵當x≥0時,f(x)=x2-4x,∴f(-x)=(-x)2-4(-x).∵f(x)是定義在R上的偶函數(shù),∴f(-x)=f(x),∴f(x)=x2+4x(x<0),∴f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2-4x,x≥0,,x2+4x,x<0.))由f(x)=5得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2-4x=5,,x≥0))或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+4x=5,,x<0,))∴x=5或x=-5.觀看圖象可知f(x)<5,得-5<x<5.∴由f(x+2)<5,得-5<x+2<5,∴-7<x<3.∴不等式f(x+2)<5的解集是{x|-7<x<3}.—————————[1個對點練]———————(2021·鎮(zhèn)江模擬)已知函數(shù)f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域為[0,+∞),若關于x的不等式f(x)<c的解集為(m,m+6),則實數(shù)c的值為.【解析】法一:f(x)=x2+ax+b=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(a,2)))2+b-eq\f(a2,4).由題意eq\f(4b-a2,4)=0,即a2-4b=0,所以不等式f(x)<c可轉(zhuǎn)化為x2+ax+eq\f(a2,4)-c<0,由已知可得m,m+6為方程x2+ax+eq\f(a2,4)-c=0的兩根,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m+m+6=-a,,mm+6=\f(a2,4)-c,))所以c=eq\f(a2,4)-m(m+6)=eq\f([-2m+6]2,4)-m(m+6)=m2+6m+9-m2-6m=9.法二:f(x)=x2+ax+b=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(a,2)))2+b-eq\f(a2,4).由題意eq\f(4b-a2,4)=0,即a2-4b=0,所以不等式f(x)<c,即x2+ax+eq\f(a2,4)<c,即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(a,2)))2<c,由已知必有c>0,且-eq\r(c)-eq\f(a,2)<x<eq\r(c)-eq\f(a,2),即不等式解集是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\r(c)-\f(a,2),\r(c)-\f(a,2))),于是m=-eq\r(c)-eq\f(a,2),m+6=eq\r(c)-eq\f(a,2),因此(m+6)-m=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(c)-\f(a,2)))-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\r(c)-\f(a,2)))=2eq\r(c),故c=9.【答案】9課時限時檢測(三十五)一元二次不等式及其解法(時間:60分鐘滿分:80分)一、選擇題(每小題5分,共30分)1.設x∈R,則“x>eq\f(1,2)”是“2x2+x-1>0”的()A.充分而不必要條件B.必要而不充分條件C.充分必要條件D.既不充分也不必要條件【答案】A2.已知不等式ax2-bx-1≥0的解集是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-\f(1,3))),則不等式x2-bx-a<0的解集是()A.(2,3) B.(-∞,2)∪(3,+∞)C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(1,2))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(1,3)))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))【答案】A3.(2021·湖北高考)已知全集為R,集合A=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\)(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))))x≤1)),B={x|x2-6x+8≤0},則A∩?RB=()A.{x|x≤0}B.{x|2≤x≤4}C.{x|0≤x<2或x>4}D.{x|0<x≤2或x≥4}【答案】C4.若不等式x2+ax-2>0在區(qū)間[1,5]上有解,則a的取值范圍是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23,5),+∞)) B.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(23,5),1))C.(1,+∞) D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(23,5)))【答案】B5.不等式x2-2x+5≥a2-3a對任意實數(shù)x恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為()A.[-1,4]B.(-∞,-2]∪[,5+∞)C.(-∞,-1)∪[4,+∞)D.[-2,5]【答案】A6.設函數(shù)f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2-4x+6,x≥0,,x+6,x<0,))則不等式f(x)>3的解集是()A.(-3,1)∪(3,+∞) B.(-3,1)∪(2,+∞)C.(-1,1)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(1,3)【答案】A二、填空題(每小題5分,共15分)7.(2021·廣東高考)不等式x2+x-2<0的解集為.【答案】(-2,1)8.已知關于x的不等式eq\f(ax-1,x+1)<0的解集是{x|x<-1或x>-eq\f(1,2)},則實數(shù)a=.【答案】-29.若不等式x2-2ax+a>0對一切實數(shù)x∈R恒成立,則關于t的不等式at2+2t-3<1的解集為.【答案】{t|t<-3或t>1}三、解答題(本大題共3小題,共35分)10.(10分)解關于x的不等式x2-(a+a2)x+a3<0(a∈R).【解】原不等式可化為(x-a)(x-a2)<0,(1)當a=a2即a=0或a=1時,原不等式變?yōu)閤2<0或(x-1)2<0,解集為?;(2)當a>a2即0<a<1時,解集為{x|a2<x<a};(3)當a2>a即a<0或a>1時,解集為{x|a<x<a2};綜上得:原不等式的解集為:當a=0或a=1時,為?;當0<a<1時,為{x|a2<x<a};當a<0或a>1時,為{x|a<x<a2}.11.(12分)某產(chǎn)品生產(chǎn)廠家依據(jù)以往的生產(chǎn)銷售閱歷得到下面有關銷售的統(tǒng)計規(guī)律:每生產(chǎn)產(chǎn)品x(百臺),其總成本為G(x)萬元,其中固定成本為2萬元,并且每生產(chǎn)100臺的生產(chǎn)成本為1萬元(總成本=固定成本+生產(chǎn)成本),銷售收入(萬元)R(x)滿足R(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-0.4x2+4.2x-0.8,0≤x≤5,,10.2,x>5.))假定該產(chǎn)品銷售平衡,那么依據(jù)上述統(tǒng)計規(guī)律:(1)要使工廠有盈利,產(chǎn)品數(shù)量x應把握在什么范圍?(2)工廠生產(chǎn)多少臺產(chǎn)品時盈利最大?求此時每臺產(chǎn)品的售價為多少?【解】依題意得G(x)=x+2,設利潤函數(shù)為f(x),則f(x)=R(x)-G(x),所以f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-0.4x2+3.2x-2.8,0≤x≤5,,8.2-x,x>5.))(1)要使工廠有盈利,則有f(x)>0,由于f(x)>0∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0≤x≤5,,-0.4x2+3.2x-2.8>0))或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x>5,,8.2-x>0.))∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0≤x≤5,,x2-8x+7<0))或5<x<8.2.∴1<x≤5或5<x<8.2,即1<x<8.2.所以要使工廠盈利,產(chǎn)品數(shù)量應把握在大于100臺小于820臺的范圍內(nèi).(2)0≤x≤5時,f(x)=-0.4(x-4)2+3.6,故當x=4時,f(x)有最大值3.6.而當x>5時,f(x)<8.2-5=3.2所以當工廠生產(chǎn)400臺產(chǎn)品時,盈利最大,此時,eq\f(R4,4)=2.4(萬元/百臺)=240(元/臺).即每臺產(chǎn)品的售價為240元.12.(13分)設函數(shù)f(x)=ax3-3x+1,若對于任意x∈[-1,1],都有f(x)≥0成立,求實數(shù)a的值.【解】(1)若x=0,則不論a取何值,f(x)=1>0恒成立.(2)若x∈(0,1]時,f(x)=ax3-3x+1≥0化為a≥eq\f(3,x2)-eq\f(1,x3).設g(x)=eq\f(3,x2)-eq\f(1,x3),則g′(x)=eq\f(31-2x,x4).∴g(x)在區(qū)間eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))上單調(diào)遞增,在區(qū)間eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))上單調(diào)遞減.∴g(x)max=g(eq\f(1,2))=4,從而a≥4.(3)若x∈[-1,0)時,f(x)=ax3-3x+1≥0化為a≤eq\f(3,x2)-eq\f(1,x3).設h(x)=eq\f(3,x2)-eq\f(1,x3),則h′(x)=eq\f(31-2x,x4),∴h(x)在[-1,0)上單調(diào)遞增.∴h(x)min=h(-1)=4,從而a≤4.綜上所述,實數(shù)a的值為4.第三節(jié)二元一次不等式(組)與簡潔的線性規(guī)劃問題[考情展望]1.考查二元一次不等式組表示的區(qū)域面積和目標函數(shù)最值(或取值范圍).2.考查約束條件、目標函數(shù)中的參變量的取值范圍.3.利用線性規(guī)劃方法設計解決實際問題的最優(yōu)方案.一、二元一次不等式表示的平面區(qū)域及其推斷方法1.二元一次不等式表示的平面區(qū)域在平面直角坐標系中,平面內(nèi)全部的點被直線Ax+By+C=0分成三類:(1)滿足Ax+By+C=0的點;(2)滿足Ax+By+C>0的點;(3)滿足Ax+By+C<0的點.2.二元一次不等式表示平面區(qū)域的推斷方法直線l:Ax+By+C=0把坐標平面內(nèi)不在直線l上的點分為兩部分,當點在直線l的同一側時,點的坐標使式子Ax+By+C的值具有相同的符號,當點在直線l的兩側時,點的坐標使Ax+By+C的值具有相反的符號.二、線性規(guī)劃中的基本概念名稱意義線性約束條件由x,y的一次不等式(或方程)組成的不等式(組)線性目標函數(shù)關于x,y的一次解析式可行解滿足線性約束條件的解(x,y)可行域全部可行解組成的集合最優(yōu)解使目標函數(shù)取得最大值或最小值的可行解線性規(guī)劃問題在線性約束條件下求線性目標函數(shù)的最大值或最小值問題二元一次函數(shù)z=ax+by(ab≠0)的最值同直線z-ax-by=0在y軸上截距的關系求二元一次函數(shù)z=ax+by(ab≠0)的最值,利用其幾何意義,通過求y=-eq\f(a,b)x+eq\f(z,b)的截距eq\f(z,b)的最值間接求出z的最值.(1)當b>0時,截距eq\f(z,b)取最大值時,z也取最大值;截距eq\f(z,b)取最小值時,z也取最小值.(2)當b<0時,結論與b>0的情形恰好相反.1.不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-3y+6≥0,x-y+2<0))表示的平面區(qū)域是()【答案】B2.已知變量x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y≤2,,x+y≥1,,x-y≤1,))則z=3x+y的最大值為()A.12B.11C.3D.-1【答案】B3.某加工廠用某原料由甲車間加工出A產(chǎn)品,由乙車間加工出B產(chǎn)品.甲車間加工一箱原料需耗費工時10小時可加工出7千克A產(chǎn)品,每千克A產(chǎn)品獲利40元.乙車間加工一箱原料需耗費工時6小時可加工出4千克B產(chǎn)品,每千克B產(chǎn)品獲利50元.甲、乙兩車間每天共能完成至多70箱原料的加工,每天甲、乙兩車間耗費工時總和不得超過480小時,甲、乙兩車間每天總獲利最大的生產(chǎn)方案為()A.甲車間加工原料10箱,乙車間加工原料60箱B.甲車間加工原料15箱,乙車間加工原料55箱C.甲車間加工原料18箱,乙車間加工原料50箱D.甲車間加工原料40箱,乙車間加工原料30箱【答案】B4.在平面直角坐標系中,不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥1,,x+y≤0,,x-y-4≤0))表示的平面區(qū)域的面積是.【答案】15.(2021·福建高考)若變量x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≤2,,x≥1,,y≥0,))則z=2x+y的最大值和最小值分別為()A.4和3B.4和2C.3和2 D.2和0【答案】B6.(2022·浙江高考)當實數(shù)x,y滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+2y-4≤0,,x-y-1≤0,,x≥1))時,1≤ax+y≤4恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是.【答案】eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1,\f(3,2)))考向一[105]二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域(1)不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x+y-6≤0,,x+y-3≥0,,y≤2,))表示的平面區(qū)域的面積為()A.4B.1C.5D.6(2)若不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥0,,x+3y≥4,,3x+y≤4,))所表示的平面區(qū)域被直線y=kx+eq\f(4,3)分為面積相等的兩部分,則k的值是()A.eq\f(7,3)B.eq\f(3,7)C.eq\f(4,3)D.eq\f(3,4)【答案】(1)B(2)A規(guī)律方法11.解答本例(2)的關鍵是依據(jù)直線y=kx+eq\f(4,3)過定點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(4,3))),利用面積相等確定直線所經(jīng)過的邊界上的點.2.二元一次不等式(組)表示平面區(qū)域的判定方法:(1)同號上,異號下.當B(Ax+By+C)>0時,區(qū)域為直線Ax+By+C=0的上方,當B(Ax+By+C)<0時,區(qū)域為直線Ax+By+C=0的下方.(2)直線定界、特殊點定域.應留意是否包括邊界,若不包括邊界,則應將邊界畫成虛線;若直線不過原點,特殊點常選取原點.對點訓練已知關于x,y的不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0≤x≤2,,x+y-2≥0,,kx-y+2≥0))所表示的平面區(qū)域的面積為4,則k的值為()A.1B.-3C.1或-3D.0【答案】A考向二[106]求目標函數(shù)的最值(2021·課標全國卷Ⅰ改編)設x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1≤x≤3,,-1≤x-y≤0,))(1)求z=2x-y的最大值.(2)若z=eq\r(x2+y2),求z的取值范圍.【嘗試解答】(1)作出可行域,進一步探究最大值.作出可行域如圖陰影部分.作直線2x-y=0,并向右平移,當平移至直線過點B時,z=2x-y取最大值.而由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=3,,x-y=0,))得B(3,3).∴zmax=2×3-3=3.(2)z=eq\r(x2+y2)表示可行域內(nèi)的點到原點的距離,觀看可行域知,可行域內(nèi)的點A和點C到原點的距離分別為最大和最小.又由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,x-y=0))得A(1,1).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=3,x-y=-1))得C(3,4).故|OA|=eq\r(1+1)=eq\r(2),|OC|=eq\r(32+42)=5.∴z的取值范圍為[eq\r(2),5].規(guī)律方法21.本例求解的關鍵在于:(1)精確?????作出可行域;(2)明確目標函數(shù)的幾何意義.2.(1)線性目標函數(shù)z=ax+by的幾何意義與直線ax+by-z=0在y軸上的截距有關,當b>0時,直線ax+by-z=0在y軸上的截距越大,z值越大;當b<0時,狀況相反.(2)常見的非線性目標函數(shù)的幾何意義:eq\f(y-b,x-a)表示點(x,y)與點(a,b)連線的斜率;eq\r(x-a2+y-b2)表示點(x,y)與點(a,b)的距離.對點訓練(1)(2022·廣東高考)若變量x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y≤x,,x+y≤1,,y≥-1,))且z=2x+y的最大值和最小值分別為m和n,則m-n=()A.5B.6C.7D.8(2)(2022·山東高考)已知x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-y-1≤0,,2x-y-3≥0,))當目標函數(shù)z=ax+by(a>0,b>0)在該約束條件下取到最小值2eq\r(5)時,a2+b2的最小值為()A.5 B.4C.eq\r(5) D.2(3)(2022·北京高考)若x,y滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y-2≥0,,kx-y+2≥0,,y≥0,))且z=y(tǒng)-x的最小值為-4,則k的值為()A.2B.-2C.eq\f(1,2)D.-eq\f(1,2)【答案】(1)B(2)B(3)D考向三[107]線性規(guī)劃的實際應用某企業(yè)生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品,生產(chǎn)每噸產(chǎn)品所需的勞動力、煤和電耗如下表:產(chǎn)品品種勞動力(個)煤(噸)電(千瓦)A產(chǎn)品394B產(chǎn)品1045已知生產(chǎn)每噸A產(chǎn)品的利潤是7萬元,生產(chǎn)每噸B產(chǎn)品的利潤是12萬元,現(xiàn)因條件限制,該企業(yè)僅有勞動力300個,煤360噸,并且供電局只能供電200千瓦,試問該企業(yè)如何支配生產(chǎn),才能獲得最大利潤?【嘗試解答】設生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品分別為x噸,y噸,利潤為z萬元,依題意,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3x+10y≤300,,9x+4y≤360,,4x+5y≤200,,x≥0,y≥0.))目標函數(shù)為z=7x+12y.作出可行域,如圖陰影所示.當直線7x+12y=0向右上方平行移動時,經(jīng)過M時z取最大值.解方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3x+10y=300,,4x+5y=200,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=20,,y=24.))因此,點M的坐標為(20,24).∴該企業(yè)生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品分別為20噸和24噸時,才能獲得最大利潤.規(guī)律方法31.求解本例的關鍵是找出線性約束條件,寫出所爭辯的目標函數(shù),轉(zhuǎn)化為簡潔的線性規(guī)劃問題.為查找各量之間的關系,最好是列出表格.2.解線性規(guī)劃應用問題的一般步驟是:(1)分析題意,設出未知量;(2)列出線性約束條件和目標函數(shù);(3)作出可行域并利用數(shù)形結合求解;(4)作答.對點訓練某農(nóng)戶方案種植黃瓜和韭菜,種植面積不超過50畝,投入資金不超過54萬元,假設種植黃瓜和韭菜的產(chǎn)量、成本和售價如下表年產(chǎn)量/畝年種植成本/畝每噸售價黃瓜4噸1.2萬元0.55萬元韭菜6噸0.9萬元0.3萬元為使一年的種植總利潤(總利潤=總銷售收入-總種植成本)最大,求黃瓜和韭菜的種植面積(單位:畝)分別是多少畝?【解】設種植黃瓜x畝,韭菜y畝,由題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≤50,,1.2x+0.9y≤54,,x,y∈N*.))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≤50,,4x+3y≤180,,x,y∈N*.))設總利潤為z,則z=x+0.9y.作可行域如圖所示,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y=50,,4x+3y=180.))得A(30,20).當目標函數(shù)線l向右平移,移至點A(30,20)處時,目標函數(shù)取得最大值,即當黃瓜種植30畝,韭菜種植20畝時,種植總利潤最大.∴黃瓜和韭菜分別種植30畝、20畝時,一年種植的總利潤最大.思想方法之十五數(shù)形結合破解線性規(guī)劃中參變量問題線性規(guī)劃問題是在約束條件下求目標函數(shù)的最值問題,從圖形上找思路恰好體現(xiàn)了數(shù)形結合思想的應用.含參變量的線性規(guī)劃問題,其參變量的設置形式通常有以下兩種:(1)條件中的參變量:條件不等式組中含有參變量,由于不能明確可行域的外形,因此增加了解題時畫圖分析的難度.求解這類問題時要有全局觀念,結合目標函數(shù)逆向分析題意,整體把握解題的方向.(2)目標函數(shù)中的參變量:目標函數(shù)中設置參變量,旨在增加探究問題的動態(tài)性和開放性.從目標函數(shù)的結論入手,對圖形的動態(tài)進行分析,對變化過程中的相關量精確?????定位,這是求解這類問題的主要思維方法.——————————[1個示范例]—————(2021·課標全國卷Ⅱ)已知a>0,x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥1,,x+y≤3,,y≥ax-3.))若z=2x+y的最小值為1,則a=()A.eq\f(1,4)B.eq\f(1,2)C.1D.2【解析】作出不等式組表示的可行域,如圖(陰影部分).易知直線z=2x+y過交點A時,z取最小值,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=ax-3,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=-2a,))∴zmin=2-2a=1,解得a=eq\f(1,2),故選B.————————[1個對點練]———————(2022·課標全國卷Ⅰ)設x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≥a,,x-y≤-1,))且z=x+ay的最小值為7,則a=()A.-5 B.3C.-5或3 D.5或-3【解析】當a=-5時,作出不等式組表示的可行域,如圖(陰影部分).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-y=-1,,x+y=-5))得交點A(-3,-2),則目標函數(shù)z=x-5y過A點時取得最大值.zmax=-3-5×(-2)=7,不滿足題意,排解A,C選項.當a=3時,作出不等式組表示的可行域,如圖(陰影部分).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-y=-1,,x+y=3))得交點B(1,2),則目標函數(shù)z=x+3y過B點時取得最小值.zmin=1+3×2=7,滿足題意.【答案】B
課時限時檢測(三十六)二元一次不等式(組)與簡潔的線性規(guī)劃問題(時間:60分鐘滿分:80分)一、選擇題(每小題5分,共30分)1.不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-y+5≥0,,y≥a,,0≤x≤3,))表示的平面區(qū)域是一個三角形,則a的范圍是()A.a(chǎn)<5 B.a(chǎn)≥8C.5≤a<8 D.a(chǎn)<5或a≥8【答案】C2.假如點(1,b)在兩條平行直線6x-8y+1=0和3x-4y+5=0之間,則b應取的整數(shù)值為()A.2B.1C.3D.0【答案】B3.已知正三角形ABC的頂點A(1,1),B(1,3),頂點C在第一象限,若點(x,y)在△ABC內(nèi)部,則z=-x+y的取值范圍是()A.(1-eq\r(3),2) B.(0,2)C.(eq\r(3)-1,2) D.(0,1+eq\r(3))【答案】A4.(2021·課標全國卷Ⅱ)設x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-y+1≥0,,x+y-1≥0,,x≤3,))則z=2x-3y的最小值是()A.-7B.-6C.-5 D.-3【答案】B5.(2021·湖北高考)某旅行社租用A,B兩種型號的客車支配900名客人旅行,A,B兩種車輛的載客量分別為36人和60人,租金分別為1600元/輛和2400元/輛,旅行社要求租車總數(shù)不超過21輛,且B型車不多于A型車7輛,則租金最少為()A.31200元 B.36000元C.36800元 D.38400元【答案】C6.已知O是坐標原點,點A(-1,1),若點M(x,y)為平面區(qū)域eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≥2,,x≤1,,y≤2))上的一個動點,則eq\o(OA,\s\up12(→))·eq\o(OM,\s\up12(→))的取值范圍是()A.[-1,0]B.[0,1]C.[0,2] D.[-1,2]【答案】C二、填空題(每小題5分,共15分)7.已知點P(x,y)滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-4y+3≤0,,3x+5y≤25,,x-1≥0,))定點為A(2,0),則|eq\o(OP,\s\up12(→))|sin∠AOP(O為坐標原點)的最大值為.【答案】eq\f(22,5)8.已知變量x,y滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+2y-3≤0,,x+3y-3≥0,,y-1≤0,))若目標函數(shù)z=ax+y(其中a>0)僅在點(3,0)處取得最大值,則a的取值范圍為.【答案】eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))9.(2021·北京高考)已知點A(1,-1),B(3,0),C(2,1).若平面區(qū)域D由全部滿足eq\o(AP,\s\up12(→))=λeq\o(AB,\s\up12(→))+μeq\o(AC,\s\up12(→))(1≤λ≤2,0≤μ≤1)的點P組成,則D的面積為.【答案】3三、解答題(本大題共3小題,共35分)10.(10分)鐵礦石A和B的含鐵率a,冶煉每萬噸鐵礦石的CO2的排放量b及每萬噸鐵礦石的價格c如下表:ab(萬噸)c(百萬元)A50%13B70%0.56某冶煉廠至少要生產(chǎn)1.9(萬噸)鐵,若要求CO2的排放量不超過2(萬噸),求購買鐵礦石的最少費用為多少百萬元?【解】設購買鐵礦石A為x萬噸,購買鐵礦石B為y萬噸,總費用為z百萬元.依據(jù)題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(0.5x+0.7y≥1.9,,x+0.5y≤2,,x≥0,,y≥0.))整理為eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(5x+7y≥19,,2x+y≤4,,x≥0,,y≥0.))線性目標函數(shù)為z=3x+6y畫可行域如圖所示:當x=1,y=2時,z取得最小值,∴zmin=3×1+6×2=15(百萬元).故購買鐵礦石的最少費用為15百萬元.11.(12分)(2021·浙江高考改編)設z=kx+y,其中實數(shù)x,y滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥2,,x-2y+4≥0,,2x-y-4≤0.))若z的最大值為12,求實數(shù)k的值.【解】作出可行域如下圖中陰影所示,由圖可知,當0≤-k<eq\f(1,2)時,直線y=-kx+z經(jīng)過點M(4,4)時z最大,所以4k+4=12,解得k=2(舍去);當-k≥eq\f(1,2)時,直線y=-kx+z經(jīng)過點N(2,3)時z最大,所以2k+3=12,解得k=eq\f(9,2)(舍去);當-k<0時,直線y=-kx+z經(jīng)過點M(4,4)時z最大,所以4k+4=12,解得k=2,符合.綜上可知,k=2.12.(13分)已知正數(shù)a、b、c滿足約束條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b≤4c,,3a+b≥5c,,b≥c·e\f(a,c).))其中c為參數(shù),求eq\f(b,a)的取值范圍.【解】作不等式組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b≤4c,,3a+b≥5c,,b≥c·e\f(a,c).))表示的平面區(qū)域如圖所示.又k=eq\f(b,a)表示平面區(qū)域內(nèi)的動點P(a,b)與原點O(0,0)連線的斜率.由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b=4c,,3a+b=5c,))得a=eq\f(c,2)且b=eq\f(7,2)c,即Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2),\f(7,2)c)),∴OA的斜率最大,即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))max=7,設點Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,c·e\f(x0,c)))是函數(shù)b=c·eeq\f(a,c)圖象上任意一點.則曲線b=c·eeq\f(a,c)的切線OB的斜率最?。謆′=c·eeq\f(a,c)·eq\f(1,c)=eeq\f(a,c),∴kOB=b′|a=x0=eeq\f(x0,c),又kOB=eq\f(c·e\f(x0,c),x0).∴eq\f(c·e\f(x0,c),x0)=eeq\f(x0,c),從而x0=c,則點B(c,ce).經(jīng)檢驗知,點B(c,ce)在可行域,此時,kOB=eeq\f(x0,c)=eeq\f(c,c)=e.因此eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))min=kOB=e.所以eq\f(b,a)的取值范圍為[e,7].第四節(jié)基本不等式[考情展望]1.利用基本不等式eq\r(ab)≤eq\f(a+b,2)求最值、證明不等式.2.利用基本不等式解決實際問題.一、基本不等式eq\r(ab)≤eq\f(a+b,2)1.基本不等式成立的條件:a>0,b>0.2.等號成立的條件:當
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