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高考中数学不等式经典题型

高考不等式经典题型研学总结研学背景:作为一名高中生高考是我们必经的阶段,也是人生的重要一步。

我们有必要为此作准备。

由于我们对数学的不等式比较有兴趣,因此确定了这样的研究性学习专题。

研学目的:我们想通过这次的研学,接触更多的高考不等式题型,学习更多有关不等式的知识。

提高我们的数学水平,分析未来高考不等式的命题趋势,为将来的高考打好基础。

研学小组成员:指导老师:杨志明组员:马是哲刘思源俞泽坤吴逸飞李业铿1、高考与不等式纵观近年来的高考试题,有关不等式的试题占的分值相当大,约占总分的12%,已经成为高考必考的热点内容,不仅考查不等式的基本知识,基本技能,而且注重考查学生的运算能力,逻辑思维能力,以及分析问题和解决问题的能力.选择题和填空题主要考查不等式的性质、比较大小和解简单不等式,有时还可能与函数、方程等内容相结合的小综合.解答题主要是解不等式或证明不等式或以其他知识为载体的综合题。

单独考不等式的考题占分不多,但涉及不等式的知识、方法、技巧的问题往往占有较大的比例,其中不等式常常与下列知识相结合考查:①不等式的性质的考查常与指数函数、对数函数、三角函数的性质的考查相结合,一般多以选择题的形式出现,有时也与充要条件、函数单调性等知识结合,且试题难度不大;②解不等式的试题主要在解答中出现,常常是解含参不等式较多,且多与二次函数、指数、对数、可能还会出现导数相结合命题;③证明不等式是理科考查的重点,经常同一次函数、二次函数、数列、解析几何,甚至还可能与平面向量等结合起来考查.2、 命题趋势及典型例题解释(1)不等式的性质考查会与函数性质相结合起来,一般多以选择题出现,填空题出现,也有可能与充要条件、逻辑知识结合起来.例1:设命题甲:x 和y 满足2403x y xy <+<⎧⎨<<⎩,命题乙:x 和y 满足0123x y <<⎧⎨<<⎩ ,那么甲是乙的()A 充分但不必要条件B 必要但不充分条件C 充要条件D 既不充分也不必要条件[思路]根据同向不等式的可加性,从乙⇒甲和甲⇒乙两个方面进行推导,再结合充要条件相关概念进行分析。

[破解]易知0123x y <<⎧⇒⎨<<⎩2403x y xy <+<⎧⎨<<⎩即乙⇒甲;但当2301x y <<⎧⎨<<⎩时,显然满足2403x y xy <+<⎧⎨<<⎩不满足0123x y <<⎧⎨<<⎩故甲⇒乙 不成立。

从而甲是乙的必要但不充分条件 。

故选B [收获]本题将不等式的可加性与充要条件的相关概念进行了有机结合。

做题时不要将充分不必要条件与必要不充分条件混淆起来。

例2:已知0>c .设:P 函数xc y =在R 上单调递减.:Q 不等式1|2|>-+c x x 的解集为R .如果P 和Q 有且仅有一个正确,求c 的取值范围.[思路]此题虽是一道在老教材之下的高考试题,但揭示了“解不等式”一类高考试题的命题方向.在新教材中,绝对值不等式的解法和二次不等式的解法与集合运算、命题判断都有一定联系,属于对于学生提出的基本要求内容的范畴,本题将这几部分知识内容有机地结合在一起,在考查学生基础知识、基本方法掌握的同时,考查了学生命题转换,分类讨论等能力,在不同的方法下有不同的运算量,较好地体现出了“多考一点想,少考一点算”的命题原则. [破解]:函数xc y =在R 上单调递减10<<⇔c ,不等式1|2|>-+c x x 的解集为R ⇔函数|2|c x x y -+=在R 上恒大于1,∵,,,,c x c x c c x c x x 22222|2|<≥⎩⎨⎧-=-+∴函数|2|c x x y -+=在R 上的最小值为c 2,∴不等式1|2|>-+c x x 的解集为R ⇔12>c ,即21>c ,若P 正确,且Q 不正确,则210≤<c ;若Q 正确,且P 不正确,则1≥c ;所以c 的取值范围为)1[]210(∞+,, . [收获]“解不等式”一类的命题可以有形式上的更新和内容上的变化.结合简易逻辑的概念和集合的语言来命题,借助集合的运算性质和四个命题的关系来作答,是这个命题的基本特征,在求解时则主要以化归思想为破解切入点.复习中对于此类问题要引起足够的重视.(2)解不等式的题常以填空题和解答题的形式出现,此类题主要以一元二次不等式,分式不等式,含绝对值不等式为主,在解答题中含字母参数的不等式较多,需要对字母进行分类讨论.例3:解关于x 的不等式2680kx x k ++-<。

分析 本例涉及了两个讨论点:二次项系数和判别式的符号. 解 364(8)4(9)(1)k k k k ∆=--=--+(1)当0k>时:若k ≥9,则0∆≤,不等式解集为∅;若09k <<,则0∆>,解集为xx k ⎧⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭.(2)当0k =时:不等式为680x -<,解集为43xx ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭.(3)当0k <时:若10k -<<,则0∆>,解集为x x x kk ⎧⎪<>⎨⎪⎪⎩⎭.若1k =-,不等式为2690x x -+-<,解集为x ∈R 且3x ≠.若1k <-,则0∆<,解集为R .点拨 由于分类的原因有两个,为了避免逻辑混乱,本例采取了“二级分类”方法:第一级以二次项系数的符号作为划分的依据;第二级依判别式的符号进行划分.例4:若不等式|x -4|+|3-x |<a 的解集为空集,求a 的取值范围。

[思路]此不等式左边含有两个绝对值符号,可考虑采用零点分段法,即令每一项都等于0,得到的值作为讨论的分区点,然后再分区间讨论绝对值不等式,最后应求出解集的并集,这是按常规去掉绝对值符号的方法求解,运算量较大。

若仔细观察不等式左边的结构,利用绝对值的几何意义用数形结合方法或联想到绝对值不等式|a +b |≤|a |+|b |,便把问题简化。

[破解]解法一 (1)当a ≤0时,不等式的解集是空集。

(2)当a >0时,先求不等式|x -4|+|3-x |<a 有解时a 的取值范围。

令x -4=0得x =4,令3-x =0得x =3① 当x ≥4时,原不等式化为x -4+x -3<a ,即2x -7<a解不等式组474272x ax x a ≥⎧+⇒≤<⎨-<⎩,∴a >1② 当3<x <4时,原不等式化为4-x +x -3<a 得a >1③ 当x ≤3时,原不等式化为4-x +3-x <a 即7-2x <a解不等式377337222x a ax x a ≤⎧--⇒<≤⇒<⎨-<⎩,∴a >1 综合①②③可知,当a >1时,原不等式有解,从而当0<a ≤1时,原不等式解集为空集。

由(1)(2)知所求a 取值范围是a ≤1解法二:由|x -4|+|3-x |的最小值为1得当a >1时,|x -4|+|3-x |<a 有解 从而当a ≤1时,原不等式解集为空集。

解法三: ∵a >|x -4|+|3-x |≥|x -4+3-x |=1∴当a >1时,|x -4|+|3-x |<a 有解从而当a ≤1时,原不等式解集为空集。

[收获]1)一题有多法,破解时需学会寻找最优解法。

2)()f x a ≤有解()m in a f x ⇒≥;()f x a ≤解集为空集()m in a f x ⇒<;这两者互补。

()f x a ≤恒成立()m ax a f x ⇒≥。

()f x a <有解()m in a f x ⇒>;()f x a <解集为空集()m in a f x ⇒≤;这两者互补。

()f x a <恒成立()m ax a f x ⇒>。

()f x a ≥有解()m ax a f x ⇒≤;()f x a ≥解集为空集()m ax a f x ⇒>;这两者互补。

()f x a ≥恒成立()m i n a f x ⇒≤。

()f x a >有解()m a x a f x ⇒<;()f x a >解集为空集()m ax a fx ⇒≤;这两者互补。

()f x a >恒成立()m in a fx ⇒≤。

(3)证明不等式一般同函数知识相结合,综合性较强,灵活性较大,具有较好的区分度.例5:若二次函数()y f x =的图象经过原点,且()112f ≤-≤,()314f ≤≤,求()2f -的范围.[思路]要求()2f -的取值范围,只需找到含()2f -的不等式(组).由于()y f x =是二次函数,所以应先将()y f x =的表达形式写出来.即可求得()2f -的表达式,然后依题设条件列出含有()2f -的不等式(组),即可求解.[破解]因为()y f x =的图象经过原点,所以可设()2y f x ax bx ==+.于是()()()11212131434f a b f a b ≤-≤⎧≤-≤⎧⎪⇔⎨⎨≤≤≤+≤⎪⎩⎩解法一(利用基本不等式的性质)不等式组(1)变形得()2224642106210426a b a b f a ≤-≤⎧⇒≤-≤⇒≤-≤⎨≤≤⎩其中等号分别在21a b =⎧⎨=⎩与31a b =⎧⎨=⎩时成立,且21a b =⎧⎨=⎩与31a b =⎧⎨=⎩也满足(1)所以()2f -的取值范围是[]6,10.解法二(数形结合)建立直角坐标系a o b ,作出不等式组(1)所表示的区域,如图中的阴影部分.因为()242f a b -=-,所以()4220a b f ---=表示斜率为2的直线系.如图6,当直线()4220a b f ---=过点()2,1A ,()3,1B 时,分别取得()2f-的最小值6,最大值10.即()2f -的取值范围是:[]6,10.解法三(利用方程的思想)因为()()11f a b f a b =+⎧⎪⎨-=-⎪⎩所以()()()()11121112a f fb f f ⎧=+-⎡⎤⎣⎦⎪⎪⎨⎪=--⎡⎤⎣⎦⎪⎩又()()()242311fa b ff -=-=-+,而()112f≤-≤,()314f ≤≤, ①所以 ()3316f ≤-≤. ②①+②得()()631110f f ≤-+≤即()6210f ≤-≤。

[收获]1)在解不等式时,要求作同解变形.要避免出现以下一种错解:将不等式组(1)变形得234261312322a ab b ≤≤⎧≤≤⎧⎪⇒⎨⎨≤≤≤≤⎩⎪⎩,而()242fa b -=-,8412,321,a b ≤≤-≤-≤-所以()5211f≤-≤2)对这类问题的求解关键一步是,找到()2f-的数学结构,然后依其数学结构特征,揭示其代数的、几何的本质,利用不等式的基本性质、数形结合、方程等数学思想方法,从不同角度去解决同一问题.若长期这样思考问题,数学的素养一定会迅速提高.3)本题灵活地考查了同向不等式的可加性,但要注意()2f-的数学结构。

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