2022年高中不等式集 .pdf
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1、精品资料欢迎下载必修五第三章不等式命题人:李发第一节不等关系与不等式与等量关系一样,不等量关系也是自然界中普遍存在着的一种基本的数量关系,它们在现实世界和日常生活中大量存在,在数学研究和数学应用中也有重要作用.那么,怎样来描述这种不等关系呢?在数学中,用不等式来表示这种不等关系. 一、不等式不等式的定义:用不等号、 、 、 、等表示不等关系的式子叫做不等式,而用、号连接的不等式叫做严格不等式;用、号连接的不等式叫做非严格不等式. 两个不等式的关系:( )0f x与( )0g x或( )0f x与( )0g x叫做同向不等式;( )0f x与( )0g x或( )0g x与( )0fx叫做异向不
2、等式;同解不等式:解集相等的几个不等式叫做同解不等式. 证明不等式:证明不等式成立的过程叫做证明不等式. 二、不等式的基本性质:(对称性) :abba(传递性) :,ab bcac;,ab bcac(可加性):不等式两边都加上(或减去) 同一个数或同一个整式,不等号的方向不变.abacbc;【同向可加性:,ab c da c b d;异向可减性:,ab c da cb d; 】(可积性) :,0ab cacbc;,0ab cacbc;【同向且同正的不等式可以相乘,但不能相除:若0,0abcd,则acbd; 】【异向同正不等式可以相除,但不能相乘:若0,0abcd,则abcd; 】(乘方法则)
3、:0(,1)nnababnNn且同正不等式(开方法则) :0(,1)nnabab nNn且同正不等式(同向正数可乘性) :,0ab cacbc; (异向正数可除性)0,0ababcdcd (倒数法则) :11110;0abababab【若0,abab, 则11ab; 若0,abab, 则11ab】例题讲解、1、 对于实数cba,中, 给出下列命题: 若ab, 则22acbc; 若22ac bc, 则ab; 若0a b, 则22aab b;若0ab, 则11ab; 若0a b, 则baab; 若0a b, 则ab; 若0ca b, 则abcacb;若11,abab,则0,0ab.其中正确的命题是
4、(答:) ;2、已知11xy,13xy,则3xy的取值范围是(答:137xy) ;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页精品资料欢迎下载3、已知cba,且,0cba则ac的取值范围是(答:12,2)三、不等式大小比较的常用方法:有比较才有鉴别.客观事物的不等关系最终都必须在两个实数的不等关系上.怎样描述两个实数的不等关系呢?在数学中,描述两个实数的不等关系,其形式为abab、,其解主要采用的方法是比较法. 所谓比较法,就是通过两个实数a与b的差或商的符号(范围)来确定a与b的大小关系的方法.常见的方法有作差法和作商法.
5、 1、作差法:0abab;0abab;0abab; (作差变形(分解因式、配方判号定论)2、作商法:1;aabb1;aabb1;aabb(作商变形与 1 比较定论)用于分数指数幂的代数式3、分析法:4、平方法:5、分子(或分母)有理化:6、利用函数的单调性:7、寻找中间量或放缩法:8、图象法:例题讲解:1、设0, 10taa且,比较21loglog21ttaa和的大小答:当1a时,11loglog22aatt(1t时取等号);当01a时,11loglog22aatt(1t时取等号);2、设2a,12paa,2422aaq,试比较qp,的大小(答:pq) ;精选学习资料 - - - - - -
6、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精品资料欢迎下载3、比较 1+3logx与) 10(2log2xxx且的大小答:当01x或43x时, 1+3logx2log2x;当413x时,1 log3 2log2xx;当43x时, 1+3logx2log2x第二节几种重要的不等式一、基本定理定理 1:如果,a bR,那么222abab(当且仅当ab时取号) . 定理2(基本不等式) :如果00ab,那么2abab.(当且仅当ab时取到等号).基本不等式给出了两个正数的和与积之间的不等关系,具有将“和式”化为“积式以及将“积式”化为“和式”的放缩功能,主要用于证明
7、不等式.创造使用基本不等式的条件的手段一般为:通过分离变量、拆项、配凑因式等,使和或积为定值,等号能够成立.【变形公式:2a bab,2.2a bab表述为两个正数的算术平均不小于(大于或等于)它们的几何平均.】用基本不等式求最值时(积定和最小,和定积最大),要注意使用的三个条件“一正、二定、三相等, 和定积最大,积定和最小”. 定理 3(三个正数的算术几何平均不等式):如果00,0abc,那么33abcabc(当且仅当abc时取到等号) .表述为三个正数的算术平均不小于(大于或等于)它们的几何平均. 例题讲解:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
8、 - -第 3 页,共 22 页精品资料欢迎下载1、下列命题中正确的是A 、1yxx的最小值是2 B、2232xyx的最小值是2 C、42 3(0)yxxx的最大值是24 3D、42 3(0)yxxx的最小值是24 3(答: C) ;2、若21xy,则24xy的最小值是(答:22) ;3、正数, x y满足21xy,则yx11的最小值为(答:32 2) ;二、几个著名不等式平均不等式:文字语言:调和平均几何平均算术平均平方平均 . 符号语言:2211222abababab,,a bR(,当且仅当ab时取号) . 常用不等式有:abcR、 、,222abcabbcca(当且仅当abc时,取等号)
9、 ;若0,0abm,则bbmaam(糖水的浓度问题). 222;22ababab222().2a bab例题:如果正数a、b满足3baab,则ab的取值范围是(答: 9,)幂平均不等式:222212121.(.) .nnaaaaaan二维形式的三角不等式:22222211221212()()xyxyxxyy1122(,).xy xyR二维形式的柯西不等式:22222()()() ( , , ,).abcdacbda b c dR当且仅当adbc时,等号成立. 三维形式的柯西不等式:22222221231231 1223 3()()() .aaabbba ba ba b一般形式的柯西不等式:22
10、2222212121 12 2(.)(.) (.) .nnn naaabbbaba bab当且仅当0(1,2,)ibin,或存在实数k,使(1,2,)iiakb in时,等号成立 . 向量形式的柯西不等式:设,u r u r是两个向量,则,u r u ru r u r当且仅当u r是零向量,或存在实数k,使ku ru r时,等号成立. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页精品资料欢迎下载排序不等式(排序原理):设1212.,.nnaaabbb为两组实数 .12,.,nc cc是12,.,nb bb的任一排列,则121
11、11 122.nnnnna ba ba ba ca ca c1 122.nna ba ba b(反序和乱序和顺序和),当且仅当12.naaa或12.nbbb时,反序和等于顺序和. 琴生不等式 : (特例 :凸函数、凹函数)若定义在某区间上的函数( )f x,对于定义域中任意两点1212,()x xxx,有1212()()()22xxf xf xf或1212()()()22xxf xf xf则称( )f x为凸(或凹)函数. 贝努力不等式:如果x是实数,且1,0,xxn为大于 1 的自然数,那么有(1)1nxnx三、证明不等式的几种常用方法比较法(作差,作商法)综合法:一般地,从已知条件出发,利
12、用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立,这种证明方法叫做综合法或顺推法或由因导果法. 分析法 :证明命题时我们通常要从要证的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到所需要的条件为已知条件或一个明显成立的事实,从而得出要证的命题成立,这种证明方法叫做分析法或执果索因法. 放缩法:舍去或加上一些项,如22131()() ;242aa211111111(1)(1)1nnn nnn nnn;将分子或分母放大(缩小),如*221111221212,(,1)(1)(1)211k N kkkkkkkkkkkkkkkk11111121kkkkkkkkk;等.换元法:问题中含有222
13、222xyRxyR,时,设cos ,sinxRyR反证法:即先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,进行正确的推理,得出和命题的条件相矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立. 构造法函数单调性法数学归纳法:第一步,证明当0nn时命题成立;第二步,假设当0(,)nk kNkn时命题成立,证明1nk时命题成立 . 例题讲解:已知cba,求证:222222cabcabaccbba;已知abcR、 、,求证:)(222222cbaabcaccbba;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精品资料欢迎下载已
14、知, , ,a b x yR,且11,xyab,求证:xyxayb;若abc、 、是不全相等的正数,求证:lglglglglglg222abbccaabc;已知abcR、 、,求证:2222a bb c22()c aabc abc;若*nN,求证:2(1)1(1)nn21nn;已知| |ab,求证:|abababab;求证:2221111223nL;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精品资料欢迎下载第三节一元一次不等式与一元二次不等式在初中,我们学习过解一元一次不等式.例如,解不等式210.x解这个不等式,12x,
15、12x是说满足210 x的x都大于12,写成集合的形式就是12x x,我们称这个集合是不等式210 x的解集 . 一、不等式的解集:能使不等式成立的未知数的值,叫做不等式的解. 一个含有未知数的不等式的所有解的集合,组成这个不等式的解集. 求不等式解集的过程叫做解不等式. 二、不等式的分类:绝对不等式:32或32;矛盾不等式:23;条件不等式:2210230 xxx、(一元一次不等式、一元二次不等式); 三、一元一次不等式1、一元一次不等式的概念:一般地,不等式中只含有一个未知数,未知数的次数是1,且不等式的两边都是整式,这样的不等式叫做一元一次不等式. 2、解一元一次不等式的一般步骤:(1)
16、去分母(2)去括号(3)移项(4)合并同类项(5)将x项的系数化为1 3、一元一次不等式组的概念:几个一元一次不等式合在一起,就组成了一个一元一次不等式组. 4、一元一次不等式组的解集:几个一元一次不等式的解集的公共部分,叫做它们所组成的一元一次不等式组的解集 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页精品资料欢迎下载5、解不等式组 :求不等式组的解集的过程,叫做解不等式组.【当任何数x都不能使不等式同时成立,我们就说这个不等式组无解或其解为空集.】6、一元一次不等式组的解法(1)分别求出不等式组中各个不等式的解集(2
17、)利用数轴求出这些不等式的解集的公共部分,即这个不等式组的解集. 四、一元二次不等式1、一元二次不等式的概念:一般地,不等式中只含有一个未知数,且含未知数的项的最高次数是2,且不等式的两边都是整式,这样的不等式叫做一元一次不等式. 2、解一元二次不等式,最好的办法就是把方程、函数和不等式三者融为一体,借助方程的根以及函数的图象写出不等式的解集.其中二次函数的零点是联系这三个“二次”的纽带. 一元二次不等式02cbxax和)0(02acbxax及其解法判别式000二次函数的图象2(0)yaxbxc a)(212xxxxacbxaxy)(212xxxxacbxaxycbxaxy2一元二次方程20(
18、0)axbxca有两相异实根)(,2121xxxx有两相等实根abxx221没有实根20(0)axbxca21xxxxx或abxx2R20(0)axbxca21xxxx注意:一般常用因式分解法、求根公式法求解一元二次不等式顺口溜:在二次项系数为正的前提下:大于型取两边,小于型取中间3、解一元二次不等式的关键( 1)明确20(0)axbxca或20(0)axbxca在判别式0时的解集的结构是关键.在未确定二次精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页精品资料欢迎下载项系数a的取值情况下,应该先分0a和0a两种情况进行讨论(
19、2)若给出了一元二次不等式的解集,则可以知道二次项系数a的符号和方程20axbxc的两个根,再由根与系数的关系就知道了abc、 、之间的关系 . (3)解含有字母参数的一元二次不等式,要注意对字母的取值进行讨论:对二次项系数与0的大小进行讨论;在转化为标准形式的一元二次不等式后,对判别式与0的大小进行讨论;如果判别式大于0,但两根的大小确定时,对两根的大小进行讨论. 4、一元二次不等式的恒成立,能成立 ,恰成立等问题:不等式恒成立问题的常规处理方式?(常应用函数方程思想和“分离变量法”转化为最值问题,也可抓住所给不等式的结构特征,利用数形结合法)、在实数集R上,20(0)axbxc恒成立,则0
20、(0)a,且0,反之也成立;不等式20axbx c的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当0a时0,0;bc当0a时00.a不等式20axbx c的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当0a时0,0;bc当0a时00.a( )f xa恒成立max( );f xa( )f xa恒成立max( );f xa( )f xa恒成立min( );f xa( )f xa恒成立min( ).f xa、在实数集R上,20(0)axbxc恒成立,则0(0)a,且0,反之也成立;、一元二次不等式在某一区间D上恒成立,通过相应二次函数的图象判断函数图象在这个区间上与x轴的相对位置,列出不等式恒成立时满足的条件即可.
21、 恒成立问题若不等式( )f xA在区间D上恒成立 ,则等价于在区间D上minfxA若不等式( )f xB在区间D上恒成立 ,则等价于在区间D上maxfxB例题讲解:1、设实数, x y满足22(1)1xy,当0 xyc时,c的取值范围是(答:21,) ;2、不等式axx34对一切实数x恒成立,求实数a的取值范围(答:1a) ;3、若不等式) 1(122xmx对满足2m的所有m都成立, 则x的取值范围(答: (712,312) ) ;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 22 页精品资料欢迎下载4、若不等式nann1) 1(2
22、) 1(对于任意正整数n恒成立, 则实数a的取值范围是(答:3 2,)2) ;5、若不等式22210 xmxm对01x的所有实数x都成立,求m的取值范围 .(答:12m)能成立问题若在区间D上存在实数x使不等式Axf成立 ,则等价于在区间D上maxfxA;若在区间D上存在实数x使不等式Bxf成立 ,则等价于在区间D上的minfxB. 例题: 已知不等式axx34在实数集R上的解集不是空集,求实数a的取值范围(答:1a)恰成立问题若不等式Axf在区间D上恰成立 , 则等价于不等式Axf的解集为D;若不等式Bxf在区间D上恰成立 , 则等价于不等式Bxf的解集为D. 第四节不等式的解法1、一元二次
23、不等式的解法【规律:当二次项系数为正时,小于取中间,大于取两边.】求一元二次不等式20(0)axbxc或2(0,40)abac解集的步骤:一化:化二次项前的系数为正数;二判:判断对应方程的根;三求:求对应方程的根;四画:画出对应函数的图象;五解集:根据图象写出不等式的解集. 2、高次不等式的解法: 【数轴穿根法:分解因式,把根标在数轴上,从右上方依次往下穿(奇穿偶不穿),结合原式不等号的方向,写出不等式的解集.】例题:不等式03)4)(23(22xxxx的解为()A、 11x或2xB、3x或12xC、4x或31x或2xD、4x或3x或12x1、解不等式2(1)(2)0 xx(答:|1x x或2
24、x) ;2、不等式2(2)230 xxx的解集是(答:|3x x或1x) ;3、设函数( )f x、( )g x的定义域都是R,且( )0f x的解集为|12xx,( )0g x的解集为,则不等式( )( )0f xg xg的解集为(答:(,1)2,)U) ;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 22 页精品资料欢迎下载4、 要使满足关于x的不等式0922axx(解集非空) 的每一个x的值至少满足不等式2430 xx和2680 xx中的一个,则实数a的取值范围是 . (答:817,)8)3、分式不等式的解法:先移项通分标准化
25、,然后转化成整式不等式. ( )0( )( )0( )f xf xg xg x;( )( )0( )0( )0( )f xg xf xg xg x规律:把分式不等式等价转化为整式不等式求解. 例题 1、解不等式25123xxx(答:( 1,1)(2,3)U) ;例题 2、关于x的不等式0bax的解集为),1 (,则关于x的不等式02xbax的解集为(答:),2()1,(). 4、无理不等式的解法:转化为有理不等式求解2( )0( )(0)( )fxf xa afxa2( )0( )(0)( )f xfxa af xa2()0()0()()()0()0()()fxfxfxgxgxgxfxgx或2
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