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2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪專題突破 專題三 數(shù)列與不等式 第4講 不等式與線性規(guī)劃 理
1.(xx浙江)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c,且0
9
2.(xx廣東)若變量x,y滿足約束條件則z=3x+2y的最小值為( )
A.4 B. C.6 D.
3.(xx浙江)有三個(gè)房間需要粉刷,粉刷方案要求:每個(gè)房間只用一種顏色,且三個(gè)房間顏色各不相同.已知三個(gè)
房間的粉刷面積(單位:m2)分別為x,y,z,且x<y<z,三種顏色涂料的粉刷費(fèi)用(單位:元/m2)分別為a,b,c,且a<b<c.在不同的方案中,最低的總費(fèi)用(單位:元)是( )
A.a(chǎn)x+by+cz B.a(chǎn)z+by+cx
C.a(chǎn)y+bz+cx D.a(chǎn)y+bx+cz
4.(xx重慶)設(shè)a,b>0,a+b=5,則+的最大值為_(kāi)_______.
1.利用不等式性質(zhì)比較大小,利用基本不等式求最值及線性規(guī)劃問(wèn)題是高考的熱點(diǎn);2.一元二次不等式常與函數(shù)、數(shù)列結(jié)合考查一元二次不等式的解法和參數(shù)取值范圍;3.利用不等式解決實(shí)際問(wèn)題.
熱點(diǎn)一 不等式的解法
1.一元二次不等式的解法
先化為一般形式ax2+bx+c>0(a≠0),再求相應(yīng)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根,最后根據(jù)相應(yīng)二次函數(shù)圖象與x軸的位置關(guān)系,確定一元二次不等式的解集.
2.簡(jiǎn)單分式不等式的解法
(1)>0(<0)?f(x)g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)?f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
3.指數(shù)不等式、對(duì)數(shù)不等式及抽象函數(shù)不等式,可利用函數(shù)的單調(diào)性求解.
例1 (1)已知一元二次不等式f(x)<0的解集為,則f(10x)>0的解集為( )
A.{x|x<-1或x>-lg 2}
B.{x|-1-lg 2}
D.{x|x<-lg 2}
(2)已知函數(shù)f(x)=(x-2)(ax+b)為偶函數(shù),且在(0,+∞)單調(diào)遞增,則f(2-x)>0的解集為( )
A.{x|x>2或x<-2} B.{x|-24} D.{x|00)的解集為(x1,x2),且x2-x1=15,則a=________.
(2)已知f(x)是R上的減函數(shù),A(3,-1),B(0,1)是其圖象上兩點(diǎn),則不等式|f(1+ln x)|<1的解集是________________.
熱點(diǎn)二 基本不等式的應(yīng)用
利用基本不等式求最大值、最小值,其基本法則是:(1)如果x>0,y>0,xy=p(定值),當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),x+y有最小值2(簡(jiǎn)記為:積定,和有最小值);(2)如果x>0,y>0,x+y=s(定值),當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),xy有最大值s2(簡(jiǎn)記為:和定,積有最大值).
例2 (1)已知向量a=(3,-2),b=(x,y-1),且a∥b,若x,y均為正數(shù),則+的最小值是( )
A. B.
C.8 D.24
(2)已知關(guān)于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,則實(shí)數(shù)a的最小值為( )
A.1 B.
C.2 D.
思維升華 在利用基本不等式求最值時(shí),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”(不等式的另一邊必須為定值)、“等”(等號(hào)取得的條件)的條件才能應(yīng)用,否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤.
跟蹤演練2 (1)(xx天津)已知a>0,b>0,ab=8,則當(dāng)a的值為_(kāi)_______時(shí),log2alog2(2b)取得最大值.
(2)若直線2ax-by+2=0(a>0,b>0)被圓x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦長(zhǎng)為4,則+的最小值是________.
熱點(diǎn)三 簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問(wèn)題
解決線性規(guī)劃問(wèn)題首先要找到可行域,再注意目標(biāo)函數(shù)表示的幾何意義,數(shù)形結(jié)合找到目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最值時(shí)可行域的頂點(diǎn)(或邊界上的點(diǎn)),但要注意作圖一定要準(zhǔn)確,整點(diǎn)問(wèn)題要驗(yàn)證解決.
例3 (1)(xx北京)若x,y滿足則z=x+2y的最大值為( )
A.0 B.1
C. D.2
(2)(xx安徽)x,y滿足約束條件若z=y(tǒng)-ax取得最大值的最優(yōu)解不唯一,則實(shí)數(shù)a的值為( )
A.或-1 B.2或
C.2或1 D.2或-1
思維升華 (1)線性規(guī)劃問(wèn)題一般有三種題型:一是求最值;二是求區(qū)域面積;三是確定目標(biāo)函數(shù)中的字母系數(shù)的取值范圍.(2)一般情況下,目標(biāo)函數(shù)的最大或最小值會(huì)在可行域的端點(diǎn)或邊界上取得.
跟蹤訓(xùn)練3 已知x,y滿足且目標(biāo)函數(shù)z=2x+y的最小值為9,則實(shí)數(shù)a的值是( )
A.1 B.2
C.3 D.7
1.若點(diǎn)A(a,b)在第一象限,且在直線x+2y=1上,則ab的最大值為( )
A.1 B. C. D.
2.已知A(1,-1),B(x,y),且實(shí)數(shù)x,y滿足不等式組則z=的最小值為( )
A.2 B.-2
C.-4 D.-6
3.已知函數(shù)f(x)=則不等式f(x)≤4的解集為_(kāi)_______.
4.已知不等式≥|a2-a|對(duì)于x∈[2,6]恒成立,則a的取值范圍是________.
提醒:完成作業(yè) 專題三 第4講
二輪專題強(qiáng)化練
專題三
第4講 不等式與線性規(guī)劃
A組 專題通關(guān)
1.下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.若a>b,則ac2>bc2
B.若ab>0,a>b,則<
C.若a>b,cb,c>d,則a-c>b-d
2.不等式x2+x<+對(duì)任意a,b∈(0,+∞)恒成立,則實(shí)數(shù)x的取值范圍是( )
A.(-2,0) B.(-∞,-2)∪(1,+∞)
C.(-2,1) D.(-∞,-4)∪(2,+∞)
3.(xx山東)已知x,y滿足約束條件若z=ax+y的最大值為4,則a等于( )
A.3 B.2 C.-2 D.-3
4.(xx重慶)若log4(3a+4b)=log2,則a+b的最小值是( )
A.6+2 B.7+2
C.6+4 D.7+4
5.(xx浙江杭州二中第一次月考)若關(guān)于x的不等式x2+ax-2>0在區(qū)間[1,5]上有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-,+∞) B.[-,1]
C.(1,+∞) D.(-∞,-1)
6.已知函數(shù)f(x)=那么不等式f(x)≥1的解集為_(kāi)_______________.
7.(xx綿陽(yáng)市一診)某商場(chǎng)銷(xiāo)售某種商品的經(jīng)驗(yàn)表明,該產(chǎn)品生產(chǎn)總成本C與產(chǎn)量q(q∈N*)的函數(shù)關(guān)系式為C=100-4q,銷(xiāo)售單價(jià)p與產(chǎn)量q的函數(shù)關(guān)系式為p=25-q.要使每件產(chǎn)品的平均利潤(rùn)最大,則產(chǎn)量q=________.
8.已知正實(shí)數(shù)a,b滿足a+2b=1,則a2+4b2+的最小值為_(kāi)_______.
9.設(shè)集合A為函數(shù)y=ln(-x2-2x+8)的定義域,集合B為函數(shù)y=x+的值域,集合C為不等式(ax-)(x+4)≤0的解集.
(1)求A∩B;
(2)若C??RA,求a的取值范圍.
10.運(yùn)貨卡車(chē)以每小時(shí)x千米的速度勻速行駛130千米(按交通法規(guī)限制50≤x≤100)(單位:千米/小時(shí)).假設(shè)汽油的價(jià)格是每升2元,而汽車(chē)每小時(shí)耗油(2+)升,司機(jī)的工資是每小時(shí)14元.
(1)求這次行車(chē)總費(fèi)用y關(guān)于x的表達(dá)式;
(2)當(dāng)x為何值時(shí),這次行車(chē)的總費(fèi)用最低,并求出最低費(fèi)用的值.
B組 能力提高
11.(xx陜西)設(shè)f(x)=ln x,0<a<b,若p=f(),q=f,r=(f(a)+f(b)),則下列關(guān)系式中正確的是( )
A.q=r<p B.q=r>p
C.p=r<q D.p=r>q
12.(xx課標(biāo)全國(guó)Ⅰ)若x,y滿足約束條件則的最大值為_(kāi)_______.
13.(xx浙江)若實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2≤1,則|2x+y-2|+|6-x-3y|的最小值是________.
14.圖(1)是某斜拉式大橋圖片,為了了解橋的一些結(jié)構(gòu)情況,學(xué)校數(shù)學(xué)興趣小組將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化,取其部分可抽象成如圖(2)所示的模型,其中橋塔AB,CD與橋面AC垂直,通過(guò)測(cè)量得知AB=50 cm,AC=50 cm,當(dāng)P為AC中點(diǎn)時(shí),∠BPD=45.
(1)求CD的長(zhǎng);
(2)試問(wèn)點(diǎn)P在線段AC的何處時(shí),∠BPD達(dá)到最大?
學(xué)生用書(shū)答案精析
第4講 不等式與線性規(guī)劃
高考真題體驗(yàn)
1.C [由題意得
化簡(jiǎn)得解得
所以f(-1)=c-6,
所以00.f(2-x)>0即ax(x-4)>0,
解得x<0或x>4.故選C.
跟蹤演練1 (1) (2)(,e2)
解析 (1)由x2-2ax-8a2<0,得(x+2a)(x-4a)<0,因?yàn)閍>0,所以不等式的解集為(-2a,4a),
即x2=4a,x1=-2a,由x2-x1=15,
得4a-(-2a)=15,解得a=.
(2)∵|f(1+ln x)|<1,
∴-10,y>0,
∴+=(+)(2x+3y)
=(6+6++)≥(12+26)=8.
當(dāng)且僅當(dāng)3y=2x時(shí)取等號(hào).
(2)2x+=2(x-a)++2a
≥2+2a=4+2a,
由題意可知4+2a≥7,得a≥,
即實(shí)數(shù)a的最小值為,故選B.
跟蹤演練2 (1)4 (2)4
解析 (1)log2alog2(2b)=log2a(1+log2b)≤2=
2=2=4,當(dāng)且僅當(dāng)log2a=1+log2b,即a=2b時(shí),等號(hào)成立,此時(shí)a=4,b=2.
(2)易知圓x2+y2+2x-4y+1=0的半徑為2,圓心為(-1,2),因?yàn)橹本€2ax-by+2=0(a>0,b>0)被圓x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦長(zhǎng)為4,所以直線2ax-by+2=0(a>0,b>0)過(guò)圓心,把圓心坐標(biāo)代入得:a+b=1,所以+=(+)(a+b)=2++≥4,當(dāng)且僅當(dāng)=,a+b=1,即a=b=時(shí)等號(hào)成立.
例3 (1)D (2)D
解析 (1)可行域如圖所示.目標(biāo)函數(shù)化為y=-x+z,當(dāng)直線y=-x+z過(guò)點(diǎn)A(0,1)時(shí),z取得最大值2.
(2)如圖,由y=ax+z知z的幾何意義是直線在y軸上的截距,
故當(dāng)a>0時(shí),要使z=y(tǒng)-ax取得最大值的最優(yōu)解不唯一,則a=2;
當(dāng)a<0時(shí),要使z=y(tǒng)-ax取得最大值的最優(yōu)解不唯一,則a=-1.
跟蹤訓(xùn)練3 C [依題意,不等式組所表示的可行域如圖所示(陰影部分),觀察圖象可知,當(dāng)目標(biāo)函數(shù)z=2x+y過(guò)點(diǎn)B(a,a)時(shí),zmin=2a+a=3a;因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)z=2x+y的最小值為9,所以3a=9,解得a=3,故選C.
]
高考押題精練
1.D [因?yàn)辄c(diǎn)A(a,b)在第一象限,且在直線x+2y=1上,
所以a>0,b>0,且a+2b=1,
所以ab=a2b≤()2=,
當(dāng)且僅當(dāng)a=2b=,
即a=,b=時(shí),“=”成立.
故選D.]
2.C [畫(huà)出不等式組所表示的可行域?yàn)槿鐖D所示的△ECD的內(nèi)部(包括邊界),其中E(2,6),C(2,0),D(0,2).目標(biāo)函數(shù)z==x-y.
令直線l:y=x-z,要使直線l過(guò)可行域上的點(diǎn)且在y軸上的截距-z取得最大值,只需直線l過(guò)點(diǎn)E(2,6).
此時(shí)z取得最小值,且最小值z(mì)min=2-6=-4.故選C.]
3.{x|-14≤x<2或x≥}
解析 由題意得
或
解得x≥或-14≤x<2,
故不等式f(x)≤4的解集為{x|-14≤x<2或x≥}.
4.[-1,2]
解析 設(shè)y=,
因?yàn)閥=在x∈[2,6]上單調(diào)遞減,
即ymin==,
故不等式≥|a2-a|對(duì)于x∈[2,6]恒成立等價(jià)于|a2-a|≤恒成立,化簡(jiǎn)得
解得-1≤a≤2,
故a的取值范圍是[-1,2].
二輪專題強(qiáng)化練答案精析
第4講 不等式與線性規(guī)劃
1.B [若a>b,取c=0,則ac2>bc2不成立,排除A;取a=2,b=-1,c=1,d=2,則選項(xiàng)C不成立,排除C;取a=2,b=1,c=1,d=-1,則選項(xiàng)D不成立,排除D.選B.]
2.C [根據(jù)題意,由于不等式x2+x<+對(duì)任意a,b∈(0,+∞)恒成立,則x2+x<(+)min,
∵+≥2=2,
∴x2+x<2,求解此一元二次不等式可知其解集為(-2,1).]
3.B [不
等式組表示的平面區(qū)域如圖陰影部分所示.
易知A(2,0),
由得B(1,1).
由z=ax+y,得y=-ax+z.
∴當(dāng)a=-2或a=-3時(shí),z=ax+y在O(0,0)處取得最大值,最大值為zmax=0,不滿足題意,排除C,D選項(xiàng);當(dāng)a=2或3時(shí),z=ax+y在A(2,0)處取得最大值,
∴2a=4,∴a=2,排除A,故選B.]
4.D [由題意得所以
又log4(3a+4b)=log2,
所以log4(3a+4b)=log4ab,
所以3a+4b=ab,故+=1.
所以a+b=(a+b)(+)
=7++
≥7+2=7+4,
當(dāng)且僅當(dāng)=時(shí)取等號(hào).故選D.]
5.A [方法一 令f(x)=x2+ax-2,
則f(0)=-2.
①若-≤0,即a≥0時(shí),要使關(guān)于x的不等式x2+ax-2>0在區(qū)間[1,5]上有解,則應(yīng)滿足f(5)>0,
解得a>-.所以a≥0;
②若->0即a<0時(shí),要使關(guān)于x的不等式x2+ax-2>0在區(qū)間[1,5]上有解,也應(yīng)滿足f(5)>0,
解得a>-.所以-0在[1,5]上有解可轉(zhuǎn)化為a>-x在[1,5]上有解,
設(shè)f(x)=-x,x∈[1,5],易知f(x)為減函數(shù),f(x)min=f(5)=-,
∴a>f(x)min=-,
故a的取值范圍是(-,+∞).]
6.(-∞,0]∪[3,+∞)
解析 當(dāng)x>0時(shí),由log3x≥1可得x≥3,
當(dāng)x≤0時(shí),由()x≥1可得x≤0,
∴不等式f(x)≥1的解集為(-∞,0]∪[3,+∞).
7.40
解析 每件產(chǎn)品的利潤(rùn)y=25-q-=29-(+)≤29-2=24,當(dāng)且僅當(dāng)=
且q>0,即q=40時(shí)取等號(hào).
8.
解析 方法一 a2+4b2+≥+=+8=.
當(dāng)且僅當(dāng)a=2b時(shí)等號(hào)成立.
方法二 因?yàn)?=a+2b≥2?ab≤,當(dāng)且僅當(dāng)a=2b=時(shí)取等號(hào).
又因?yàn)閍2+4b2+≥2a(2b)+=4ab+.令t=ab,
所以f(t)=4t+在(0,]上單調(diào)遞減,
所以f(t)min=f()=.
此時(shí)a=2b=.
9.解 (1)由-x2-2x+8>0
得-40,即x>-1時(shí)y≥2-1=1,
此時(shí)x=0,符合要求;
當(dāng)x+1<0,即x<-1時(shí),
y≤-2-1=-3,
此時(shí)x=-2,符合要求.
所以B=(-∞,-3]∪[1,+∞),
所以A∩B=(-4,-3]∪[1,2).
(2)?RA={x|x≤-4或x≥2}.
(ax-)(x+4)=0有兩根
x=-4或x=.
當(dāng)a>0時(shí),C={x|-4≤x≤},
不可能C??RA;
當(dāng)a<0時(shí),C={x|x≤-4或x≥},
若C??RA,則≥2,∴a2≤,
∴-≤a<0.故a的取值范圍為[-,0).
10.解 (1)行車(chē)所用時(shí)間為t=(h),
y=2(2+)+14,x∈[50,100].
所以,這次行車(chē)總費(fèi)用y關(guān)于x的表達(dá)式是y=+x,x∈[50,100].
(2)y=+x≥26,當(dāng)且僅當(dāng)=x,
即x=18時(shí),上述不等式中等號(hào)成立.
故當(dāng)x=18時(shí),這次行車(chē)的總費(fèi)用最低,最低費(fèi)用為26元.
11.C [∵0<a<b,∴>,
又∵f(x)=ln x
在(0,+∞)上為增函數(shù),
故f>f(),即q>p.
又r=(f(a)+f(b))=(ln a+ln b)
=ln a+ln b=ln(ab)
=f()=p.
故p=r<q.選C.]
12.3
解析 畫(huà)出可行域如圖陰影所示,
∵表示過(guò)點(diǎn)(x,y)與原點(diǎn)(0,0)的直線的斜率,
∴點(diǎn)(x,y)在點(diǎn)A處時(shí)最大.
由 得
∴A(1,3).∴的最大值為3.
13.3
解析 滿足x2+y2≤1的實(shí)數(shù)x,y表示的點(diǎn)(x,y)構(gòu)成的區(qū)域是單位圓及其內(nèi)部.
f(x,y)=|2x+y-2|+|6-x-3y|
=|2x+y-2|+6-x-3y
=
直線y=-2x+2與圓x2+y2=1交于A,B兩點(diǎn),如圖所示,易得B.
設(shè)z1=4+x-2y,z2=8-3x-4y,分別作直線y=x和y=-x并平移,則z1=4+x-2y在點(diǎn)B取得最小值為3,z2=8-3x-4y在點(diǎn)
B取得最小值為3,所以|2x+y-2|+|6-x-3y|的最小值是3.
14.解 (1)設(shè)∠BPA=α,∠DPC=β,
CD=h cm,則tan α=2,tan β=,
由題意得,tan(α+β)==-1,
解得h=75.
故CD的長(zhǎng)為75 cm.
(2)設(shè)AP=x cm(00,
∴tan∠BPD>0,即∠BPD為銳角.
令t=x+100∈[100,150],
則x=t-100,
∴tan∠BPD=
=,
∴tan∠BPD=≤=,
當(dāng)且僅當(dāng)t=,
即t=25∈[100,150]時(shí)等號(hào)成立,
∴AP=(25-100)cm時(shí),∠BPD最大.
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