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1、第4講 不等式
真題感悟
1.(2020·浙江)若正數(shù)x、y滿足x+3y=5xy,則3x+4y的最小值是
A. B.
C.5 D.6
解析 將已知條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化,利用基本不等式求解.
∵x>0,y>0,由x+3y=5xy得=1.
∴3x+4y=(3x+4y)
==+
≥+×2=5(當(dāng)且僅當(dāng)x=2y時取等號),∴3x+4y的最小值為5.
答案 C
2.(2020·江西)某農(nóng)戶計劃種植黃瓜和韭菜,種植面積不超過50畝,投入資金不超過54萬元,假設(shè)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
2、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,那么黃瓜和韭菜的種植面積(單位:畝)分別為
A.50,0 B.30,20 C.20,30 D.0,50
解析 線性規(guī)劃問題利用可行域求最優(yōu)解.
設(shè)種植黃瓜x畝,韭菜y畝,則由題意可知求目標(biāo)函數(shù)z=x+0.9y的最大值,根據(jù)題意畫可行域如圖陰影所示.
當(dāng)目標(biāo)函數(shù)線l向右平移,移至點E(30,20)處時,目標(biāo)取得最大值,即當(dāng)黃瓜30畝,韭菜20畝時,種植總利潤最大.
答案 B
考題分析
利用基本不等式求最值是高考考查的重點,可單獨命題,
3、以選擇題或填空題的形式出現(xiàn);也可以是解答題的一部分.解答這部分題目有時需要一定的技巧,線性規(guī)劃的題目一般不難,單獨命題,只要掌握基本方法即可.
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考點一:不等式的解法
【例1】 (1)(2020·揚(yáng)州模擬)函數(shù)f(x)=則不等式f(2-x2)>f(x)的解集是________.
(2)在R上定義運(yùn)算?:x?y=x(1-y).若不等式(x-a)?(x-b)>0的解集是(2,3),則a+b的值是
A.1 B.2 C.4 D.8
[審題導(dǎo)引] (1)利用函數(shù)f(x)的單調(diào)性,脫掉“f”,轉(zhuǎn)化為二次不等式求解;
(2)根據(jù)新定義的運(yùn)算,求出不
4、等式,由不等式解集的端點與對應(yīng)方程的根的關(guān)系可求a+b.
[規(guī)范解答] (1)作出函數(shù)y=f(x)的圖象可知函數(shù)y=f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,
∵f(2-x2)>f(x),∴2-x2>x,
解得-2<x<1,
故不等式f(2-x2)>f(x)的解集為(-2,1).
(2)不等式(x-a)?(x-b)>0,
即不等式(x-a)[1-(x-b)]>0,
即不等式(x-a)[x-(b+1)]<0.因為該不等式的解集為(2,3),說明方程(x-a)[x-(b+1)]=0的兩根之和等于5,即a+b+1=5,即a+b=4.故選C.
[答案] (1)(-2,1) (2)C
【規(guī)律
5、總結(jié)】
不等式的解法
(1)求解一元二次不等式的基本思路是:先化為一般形式ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c<0(a>0),即保證不等式的二次項系數(shù)為正值,在這種情況下寫出的解集不易出錯.再求相應(yīng)一元二次方程ax2+bx+c=0的根,寫出不等式的解集.
(2)分式不等式、對數(shù)或指數(shù)不等式一般利用相關(guān)的性質(zhì)轉(zhuǎn)化為一元二次不等式求解.
【變式訓(xùn)練】
1.(2020·威海模擬)f(x)=若f(x0)>1,則x0的取值范圍________.
解析 原不等式等價于
或解之得x0<-1,或x0>1.
答案 (-∞,-1)∪(1,+∞)
2.(2020·宿州模擬)若函數(shù)f(x
6、)=是奇函數(shù),則滿足f(x)>a的x的取值范圍是________.
解析 ∵f(x)是奇函數(shù),∴f(-1)=-f(1),
即-1-a=-(1-2),
∴a=-2,則不等式f(x)>-2等價于
或
解得x≥0或-1-<x<0,
即x∈(-1-,+∞).
答案 (-1-,+∞)
考點二:線性規(guī)劃
【例2】已知變量x、y滿足條件若目標(biāo)函數(shù)ax+y(其中a>0)僅在點(3,0)處取得最大值,則a的取值范圍是
A. B.
C. D.
[審題導(dǎo)引] 根據(jù)目標(biāo)函數(shù)中參數(shù)a的幾何意義,結(jié)合可行域,可求a的范圍.
[規(guī)范解答] 畫出x、y滿足條件的可行域如圖
7、所示,要使目標(biāo)函數(shù)z=ax+y僅在點(3,0)處取得最大值,則直線y=-ax+z的斜率應(yīng)小于直線x+2y-3=0的斜率,即-a<-,所以a>.故選D.
[答案] D
【規(guī)律總結(jié)】
線性規(guī)劃問題中參變量的特點與求解方法
含參變量的線性規(guī)劃問題是近年來高考命題的熱點,由于參數(shù)的引入,提高了思維的技巧,增加了解題的難度.參變量的設(shè)置形式通常有如下兩種:
(1)條件不等式組中含有參變量,由于不能明確可行域的形狀,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(jié)合目標(biāo)函數(shù)逆向分析題意,整體把握解題的方向;
(2)目標(biāo)函數(shù)中設(shè)置參變量,旨在增加探索問題的動態(tài)性和開放性.從
8、目標(biāo)函數(shù)的結(jié)論入手,對圖形的動態(tài)分析,對變化過程中的相關(guān)量的準(zhǔn)確定位,是求解這類問題的主要思維方法.
【變式訓(xùn)練】
3.鐵礦石A和B的含鐵率a,冶煉每萬噸鐵礦石的CO2排放量b及購買每萬噸鐵礦石的價格c如下表:
?
a
b(萬噸)
c(百萬元)
A
50%
1
3
B
70%
0.5
6
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),則購買鐵礦石的費用最少為
A.14百萬元 B.15百萬元
C.20百萬元 D.以上答案都不對
解析 設(shè)購買A種鐵礦石x萬噸,B種鐵礦石y萬噸.則由題意,可知x、y所滿足的條件為整理,得
9、
則購買費用z=3x+6y(百萬元).
如圖,作出不等式組所表示的可行域,目標(biāo)函數(shù)z的幾何意義是直線z=3x+6y在y軸上的截距的6倍,故當(dāng)直線z=3x+6y在y軸上的截距最小時,目標(biāo)函數(shù)取得最小值,顯然直線經(jīng)過點B(1,2)時,目標(biāo)函數(shù)取得最小值,最小值為z=3×1+2×6=15(百萬元).故選B.
答案 B
考點三:基本不等式及應(yīng)用
【例3】 (1)(2020·梧州模擬)a,b∈R,a>b且ab=1,則的最小值等于________.
(2)(2020·郴州模擬)若正實數(shù)x、y滿足:+=,則x、y的取值范圍為________.
[審題導(dǎo)引] (1)解題的關(guān)鍵是把原式變形,使
10、兩項的積為定值,然后利用基本不等式求解;
(2)把條件中的等式利用基本不等式轉(zhuǎn)化為含x、y的不等式并求解.
[規(guī)范解答] (1)=
=a-b+,
∵a>b,∴a-b>0,則a-b+≥2,
當(dāng)且僅當(dāng)a-b=,即a-b=時等號成立.
(2)由+=,得xy-3=x+y,
又x+y≥2,∴xy-3≥2,
即()2-2-3≥0,(-3)(+1)≥0,
∴-3≥0,∴xy≥9.
[答案] (1)2 (2)xy≥9
【規(guī)律總結(jié)】
利用基本不等式求最值的技巧
在利用基本不等式求最值時,要特別注意“拆、拼、湊”等技巧,使其滿足基本不等式中“正”(即條件要求中字母為正數(shù))、“定”(不等式
11、的另一邊必須為定值)、“等”(等號取得的條件)的條件才能應(yīng)用,否則會出現(xiàn)錯誤.而“定”條件往往是整個求解過程中的一個難點和關(guān)鍵.解題時應(yīng)根據(jù)已知條件適當(dāng)進(jìn)行添(拆)項,創(chuàng)造應(yīng)用基本不等式的條件.
【變式訓(xùn)練】
4.(2020·海淀模擬)已知函數(shù)f(x)=mx-1+1(其中m>0,且m≠1)的圖象恒過定點A,而點A恰好在直線2ax+by-2=0上(其中ab>0),則+的最小值為________.
解析 已知點A的坐標(biāo)為(1,2),
據(jù)題意知2a+2b-2=0,
即a+b=1,∴+=(a+b)=5++≥5+2=9,當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=,b=時等號成立.
5.(2020·蘭州模擬)在平面直
12、角坐標(biāo)系xOy中,已知點P在曲線xy=1(x>0)上,點P在x軸上的射影為M.若點P在直線x-y=0的下方,當(dāng)取得最小值時,點P的坐標(biāo)為________.
解析 設(shè)P,M(x,0),
∵點P在直線x-y=0的下方,∴x>,即x>1.
∴==
=x-+≥2=2,
當(dāng)且僅當(dāng)x-=,
即x=時,等號成立,
故P.
答案
名師押題高考
【押題1】若關(guān)于x的不等式|x-m|≤|2x+1|在R上恒成立,則實數(shù)m的取值為________.
解析 由不等式|x-m|≤|2x+1|恒成立得,(x-m)2≤(2x+1)2恒成立,
即3x2+(2m+4)x+1-m2≥0,
于是應(yīng)有Δ=(
13、2m+4)2-12(1-m2)≤0,
即(2m+1)2≤0,因此必有m=-.
答案?。?
[押題依據(jù)] 不等式的解法是高考的必考內(nèi)容之一,要求不高,但需熟練掌握.本題涉及絕對值不等式、二次不等式的恒成立問題,同時考查了轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想,綜合性較強(qiáng),但難度較小,故押此題.
【押題2】 (2020·湘西模擬)已知向量a=(x,-2),b=(y,1),其中x,y都是正實數(shù),若a⊥b,則t=x+2y的最小值是________.
解析 ∵a⊥b,∴a·b=xy-2=0,即xy=2.
∴t=x+2y≥2=4,
當(dāng)且僅當(dāng)x=2,即x=2,y=1時等號成立.
答案 4
[押題依據(jù)] 利用基本不等式求最值是高考的熱點之一.本題的關(guān)鍵是根據(jù)條件,將問題轉(zhuǎn)化為能用基本不等式求解的形式,突出了轉(zhuǎn)化與化歸思想的考查,故押此題.